MỤC LỤC
Mục lục............................................. i
Danh mục các ký hiệu....................... iii
Danh mục các bảng............................ iv
Danh mục hình vẽ............................. v
LỜI NÓI ĐẦU............1
Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ÔTÔ UAZ-3160..........3
1.1. Giới thiệu chung về ô tô UAZ-3160..........3
1.2. Các thông số cơ bản của ô tô UAZ-3160...........5
Chương 2: ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI UAZ 3160.............10
2.1. Khái quát chung về hệ thống lái ô tô UAZ-3160.........10
2.1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu của hệ thống lái ............10
2.1.2. Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống lái ô tô UAZ-3160............. 11
2.2. Bố trí và cấu tạo chung hệ thống lái ô tô UAZ-3160.............12
2.2.1. Bố trí chung hệ thống lái ô tô UAZ-3160.............12
2.2.2. Cấu tạo chung.............12
2.3. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái ô tô UAZ-3160.............13
2.3.1. Cơ cấu lái............13
2.3.2 Dẫn động lái............15
2.3.3. Trợ lực lái............19
2.4. Nguyên lý làm việc của hệ thống lái ô tô UAZ- 3160.............22
2.4.1. Trường hợp xe đi thẳng.............22
2.4.2. Trường hợp xe quay vòng phải............24
2.4.3 Trường hợp xe quay vòng trái............25
2.4.4. Cảm giác mặt đường và tính tùy động hệ thống lái ô tô UAZ-3160.............26
Chương 3: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI Ô TÔ UAZ-3160.............28
3.1. Mục đích, nội dung tính toán kiểm nghiệm..............28
3.1.1. Mục đích tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái............28
3.1.2. Các thông số đầu vào khi tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái............29
3.2. Tính toán kiểm nghiệm động học hình thang lái............31
3.2.1. Điều kiện quay vòng lý tưởng.............31
3.2.2. Phương pháp kiểm nghiệm động học hình thang lái............32
3.3. Tính toán kiểm nghiệm bền các cụm chi tiết của hệ thống lái............36
3.3.1. Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu lái............36
3.3.2. Tính toán kiểm nghiệm các chi tiết dẫn động lái............38
Chương 4: XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA VỪA HỆ THỐNG LÁI Ô TÔ UAZ- 3160.............43
4.1. Sơ đồ quy trình công nghệ sửa chữa.............43
4.1.1. Khái niệm, yêu cầu.............44
4.1.2. Sơ đồ quy trình công nghệ sửa chữa cụm, chi tiết............44
4.1.3. Các vấn đề cơ bản khi thiết kế quy trình công nghệ.............44
4.2. Kiểm tra, sửa chữa hệ thống lái UAZ-3160.............47
4.2.1. Các hư hỏng thường gặp của hệ thống lái và cách khắc phục.............47
4.2.2. Kiểm tra, sửa chữa hệ thống lái ............49
4.3. Xây dựng quy trình công nghệ sửa chữa vừa hệ thống lái UAZ-3160.............53
4.4. Quy trình công nghệ gia công chi tiết chốt cầu hệ thống lái UAZ-3160.............69
4.4.1. Phân tích chi tiết gia công.............69
4.4.2. Lập sơ đồ nguyên công.............70
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............78
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............79
LỜI NÓI ĐẦU
Trong giai đoạn hiện nay cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật trên thế giới đã và đang phát triển không ngừng và ngày càng thu được những thành tựu to lớn ứng dụng vào phát triển kinh tế và quốc phòng.
Trong quá trình phát triển và hiện đại hóa Quân đội, việc vận chuyển trang thiết bị, khí tài quân sự, bộ binh và các nhiệm vụ quân sự khác bằng ô tô quân sự đóng vai trò hết sức quan trọng. Các loại ô tô quân sự mà quân đội ta đang sử dụng hầu hết là do Liên Xô (trước đây) sản xuất. Trong điều kiện ngành công nghiệp sản xuất ô tô ở trong nước nói chung và Quân đội ta nói riêng còn chưa phát triển thì việc khai thác, sử dụng tốt các xe - máy hiện có là một vấn đề hết sức cần thiết, phù hợp với điều kiện kinh tế của đất nước trong quá trình xây dựng quân đội chính quy, tinh nhuệ và từng bước hiện đại.
Thực tế sử dụng trang bị xe - máy ở các đơn vị còn nhiều hạn chế. Việc tìm hiểu để nắm chắc tính năng kỹ chiến thuật, cấu tạo và quy tắc sử dụng cũng như việc thực hiện các chế độ bảo quản, bảo dưỡng, sửa chữa còn có những thiếu sót nhất định như không thực hiện đúng các quy tắc sử dụng, sử dụng không hết hoặc sử dụng quá công suất cho phép của trang bị xe - máy, làm không hết các nội dung bảo quản, bảo dưỡng kỹ thuật, khi tiến hành sửa chữa không đúng quy trình điều đó dẫn đến các trang bị xe - máy xuống cấp, hư hỏng trước thời hạn, không đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật, đồng thời giảm khả năng sẵn sàng chiến đấu và phục vụ chiến đấu của đơn vị. Do vậy khai thác, sửa chữa là một nội dung có vị trí quan trọng hàng đầu.
Hệ thống lái ô tô UAZ- 3160 là hệ thống lái với cơ cấu lái kiểu vít - đai ốc - thanh răng - cung răng, trợ lực thủy lực có kết cấu tương đối phức tạp với hình thang lái bố trí ở phía trước gồm nhiều thanh, đòn dẫn động điều khiển. Để phục vụ việc quản lý, sử dụng và sửa chữa hệ thống lái ở đơn vị được thuận tiện và dễ dàng thì việc nghiên cứu quy trình sửa chữa vừa hệ thống lái ô tô UAZ-3160 tại đơn vị là rất cần thiết.
Do vậy sau quá trình học tôi chọn đề tài “Xây dựng quy trình công nghệ sửa chữa vừa hệ thống lái ô tô UAZ- 3160 tại đơn vị” làm đồ án tốt nghiệp của mình nhằm củng cố lại kiến thức đã học cũng như tập làm quen với cách thức và phương pháp tiến hành sửa chữa, làm tiền đề cho công tác tại đơn vị sau này.
Nội dung chính của đồ án bao gồm:
* Chương 1: Giới thiệu chung về ô tô UAZ- 3160;
* Chương 2: Đặc điểm kết cấu hệ thống lái ô tô UAZ- 3160;
* Chương 3: Tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái ô tô UAZ- 3160;
* Chương 4: Xây dựng quy trình công nghệ sửa chữa vừa hệ thống lái ô tô UAZ- 3160 tại đơn vị.
Sau thời gian dài nghiên cứu, với sự nỗ lực cao của bản thân, sự chỉ dẫn tận tình của thầy : Ths……………… cùng các thầy trong Khoa Ô tô, sự góp ý chân thành của các bạn, nội dung đồ án đã được hoàn thành. Trong quá trình làm đồ án không thể tránh được những thiếu sót về mặt kiến thức cũng như kỹ năng trình bày. Vì vậy kính mong được các thầy chỉ bảo và đóng góp để nội dung đồ án ngày càng hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày… tháng… năm 20…
Học viên thực hiện
……………..
Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ÔTÔ UAZ-3160
1.1. Giới thiệu chung về ô tô UAZ-3160
Ôtô UAZ-3160 (Hình 1.1) là loại xe có tính năng việt dã cao, kiểu hai cầu cầu chủ động, công thức bánh xe 4x4, được lắp với thùng xe bằng kim loại kiểu liền có 5 cửa gồm mỗi bên hai cửa vào và một cửa ở phía sau, động cơ xăng, 4 kỳ, 4 xanh ly bố trí thẳng hàng do nhà máy Ulianốp chế tạo.
Trên cơ sở ôtô UAZ-3160, hiện nay đã ra đời các loại UAZ-31601, UAZ-31604, UAZ-31605.
Các kích thước cơ bản của xe được trình bày ở hình 1.2.
1.2. Các thông số cơ bản của ô tô UAZ-3160
Các thông số kỹ thuật chung của ôtô UAZ-3160 được chỉ ra trong bảng 1.1.
Chương 2
ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG LÁI UAZ-3160
2.1. Khái quát chung về hệ thống lái ô tô UAZ-3160
2.1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu của hệ thống lái
2.1.1.1. Công dụng
Hệ thống lái của ô tô dùng để thay đổi hướng chuyển động hoặc giữ cho
ô tô chuyển động theo một quỹ đạo xác định nào đó
Hệ thống lái ô tô bao gồm ba phần chính: cơ cấu lái, dẫn động lái, trợ lực lái. Để ô tô quay vòng được, cần phải có mô men quay vòng, mô men này sinh ra nhờ có các phản lực bên khi quay bánh xe dẫn hướng.
2.1.1.2. Phân loại
Tùy thuộc vào yếu tố căn cứ để tiến hành phân loại, hệ thống lái được chia thành các loại sau:
- Theo cách bố trí vành lái
+ Hệ thống lái với vành lái bố trí bên trái (theo chiều chuyển động của ô tô) dùng cho những nước xã hội chủ nghĩa trước đây, Pháp, Mỹ,…
+ Hệ thống lái với vành lái bố trí bên phải (theo chiều chuyển động của ô tô) dùng cho những nước thừa nhận luật đi đường bên trái như: Anh, Thụy Điển,…
- Theo kết cấu của cơ cấu lái
+ Cơ cấu lái loại trục vít- bánh vít;
+ Cơ cấu lái loại trục vít- cung răng;
+ Cơ cấu lái loại trục vít- con lăn;
2.1.1.3. Yêu cầu
- Đảm bảo quay vòng ô tô thật ngoặt trong thời gian rất ngắn trên một diện tích bé.
- Lái nhẹ (lực tác dụng trên vành tay lái nhỏ).
- Đảm bảo động lực quay vòng đúng để các bánh xe không bị trượt.
2.1.2. Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống lái ô tô UAZ-3160
2.1.2.1. Ưu điểm
- Đảm bảo động học quay vòng đúng có rất ít sự trượt bên;
- Giảm được sức của người lái, giảm được lực va đập truyền từ mặt đường lên vành lái, tạo cho người lái cảm giác về sức cản của mặt đường;
- Có tỷ số truyền lớn và hiệu suất truyền động cao, đảm bảo được sự tác động tùy động trong hệ thống lái theo góc quay của vành tay lái. Khắc phục được hiện tượng tự trợ lực khi xe chạy qua mặt đường gồ ghề;
2.1.2.2. Nhược điểm
- Do có trợ lực nên lốp bánh xe nhanh mòn hơn, các chi tiết dẫn động lái chịu tải lớn hơn;
- Kết cấu dẫn động lái phức tạp, dẫn đến khối lượng công việc chăm sóc, bảo dưỡng và sửa chữa lớn hơn;
2.2. Bố trí và cấu tạo chung hệ thống lái ô tô UAZ-3160
2.2.1. Bố trí chung hệ thống lái ô tô UAZ-3160
Hệ thống lái trên ô tô dùng để chuyển hướng và ổn định chuyển động thẳng của ô tô khi chuyển động trên đường. Sơ đồ bố trí hệ thống lái ô tô UAZ-3160 được thể hiện trên hình 2.1.
2.2.2. Cấu tạo chung
- Cơ cấu lái loại vít - đai ốc - thanh răng - cung răng. Lắp đặt trực tiếp trên khung xe.
- Dẫn động lái cơ khí gồm vành lái, trục lái, đòn quay đứng, các thanh kéo ngang, hình thang lái, thanh ngang hình thang lái, đòn quay ngang, các khớp nối.
2.3. Đặc điểm kết cấu hệ thống lái ô tô UAZ-3160
2.3.1. Cơ cấu lái
Cơ cấu lái ôtô UAZ-3160 là cơ cấu lái kiểu vít - đai ốc - thanh răng - cung răng có tỷ số truyền là 17,3. Kết cấu cơ cấu lái ôtô UAZ-3160 bao gồm:
- Vỏ (6) của cơ cấu lái đồng thời là xi lanh của trợ lực thuỷ lực. Vỏ cơ cấu lái được làm bằng gang, được bắt chặt với dầm bên trái của khung xe bằng các bu lông đai ốc, phía ngoài vỏ có gia công các vị trí để lắp ghép các bộ phận của hộp tay lái và có gân chịu lực, phía trong của vỏ hộp tay lái gia công chính xác với độ bóng cao dùng làm xi lanh của trợ lực thuỷ lực.
- Thanh răng (9) được chế tạo liền khối với pít tông của xi lanh lực, thanh răng gồm 2 răng, trên đoạn pít tông có gia công vị trí để lắp xéc măng làm kín dầu (7). Thanh răng ăn khớp với cung răng (31) và ăn khớp với trục vít nhờ mối ghép vít qua các viên bi (11).
2.3.3. Trợ lực lái
Trợ lực lái được sử dụng trên xe nhằm trợ lực cho lực điều khiển của lái xe, giảm sự mệt nhọc của người lái, nâng cao độ an toàn chuyển động, tăng khả năng cơ động của xe, giảm tải trọng động tác động ngược từ mặt đường lên vành tay lái góp phần nâng cao vận tốc trung bình của xe.
Trợ lực xe UAZ 3160 gồm:
- Nguồn năng lượng: Bơm dầu, lọc dầu, bình chứa dầu... nhằm cung cấp năng lượng dưới dạng dầu có áp suất cao vào hệ thống.
- Bộ phận phân phối: Van phân phối loại van xoay, kết cấu tùy động nhằm điều khiển sự cung cấp dầu cao áp vào các khoang công tác và đưa dầu về bình chứa dầu, bảo đảm tính tùy động cho trợ lực.
2.3.3.1. Bơm dầu
Bơm dầu trên xe UAZ-3160 là loại bơm dầu kiểu phiến gạt, tác động kép, hoạt động ổn định tạo nên dòng dầu có áp suất cao khoảng 60 KG/cm2 có sơ đồ cấu tạo, nguyên lý cụ thể như trên hình 2.9.
2.3.3.2. Bầu chứa dầu
Bầu chứa dầu gắn chặt trên thành khoang động cơ trong bầu chứa có 2 lưới lọc, một lưới đặt ở phía trên gần nắp để lọc dầu khi đổ dầu vào bình chứa, một lưới lọc đặt sau đường dầu về để lọc dầu khi dầu từ xilanh trợ lực hồi về bầu chứa.
2.3.3.3. Van phân phối
Van phân phối được bố trí trong cơ cấu là van phân phối kiểu van xoay.
2.4. Nguyên lý làm việc của hệ thống lái ô tô UAZ- 3160
Nguyên lý làm việc của hệ thống lái ô tô UAZ-3160 được chia ra làm 3 trường hợp: Trường hợp xe đi thẳng, xe quay vòng phải, xe quay vòng trái.
2.4.1. Trường hợp xe đi thẳng
Nguyên lý hoạt động được thể hiện trên hình 2.10
Cửa A - cửa dầu vào; Cửa B - cửa dẫn đến buồng phải của xilanh lực; Cửa C - cửa dẫn đến buồng trái của xilanh lực; Cửa D - cửa dầu hồi;
Nhìn vào hình 2.10 ta thấy nguyên lý hoạt động khi xe đi thẳng là: Khi trục van phân phối không quay nó sẽ nằm ở vị trí trung gian so với van quay. Dầu do bơm cung cấp quay trở lại bình chứa qua cổng "D" và buồng "D". Các buồng trái và phải của xi lanh bị nén nhẹ nhưng do không có sự chênh lệch áp suất nên không có lực trợ lái.
2.4.3 Trường hợp xe quay vòng trái
Nguyên lý hoạt động được thể hiện trên hình 2.12
Cửa A - cửa dầu vào; Cửa B - cửa dẫn đến buồng phải của xilanh lực; Cửa C - cửa dẫn đến buồng trái của xilanh lực; Cửa D - cửa dầu hồi;
Nhìn vào hình 2.12 ta thấy nguyên lý hoạt động khi xe rẽ trái tương tự như khi ôtô quay vòng phải, khi quay vòng trái thanh xoắn bị biến dạng góc và xoay sang trái do đó có sự chuyển động tương đối giữa trục van và van quay. Lúc này các đường dầu cấp từ cửa vào A đến cửa B, và cửa D sẽ bị đóng lại đồng thời các đường dầu từ cửa B dẫn vào lõi trục van điều khiển và các đường dầu từ cửa A dẫn đến cửa C được nối thông.
2.4.4. Cảm giác mặt đường và tính tùy động hệ thống lái ô tô UAZ-3160
2.4.4.1. Cảm giác mặt đường
Trong quá trình quay vòng, áp suất trong khoang làm việc của xi lanh lực tăng tỉ lệ với mômen cản quay vòng bánh xe và sự dịch chuyển tương đối giữa trục van điều khiển và van quay, hay nói cách khác là độ biến dạng của thanh xoắn. Khi mômen cản quay vòng tăng đòi hỏi áp suất trong khoang làm việc của xi lanh lực cũng phải tăng và độ biến dạng của thanh xoắn ngày càng lớn.
2.4.4.2. Tính tùy động hệ thống lái xe UAZ-3160
Muốn giữ nguyên góc quay của xe, người lái ngừng đánh tay lái và giữ nguyên lực tác dụng đặt lên vành tay lái. Tại thời điểm này thì van phân phối ở vị trí mở để cung cấp dầu cao áp cho một khoang của xi lanh lực. Do có tác dụng của dầu có áp suất cao ở khoang công tác vẫn tiếp tục đẩy xi lanh lực chuyển động, làm cho thanh răng chuyển động, đồng thời lúc này trục vít đứng im do người lái ngừng đánh tay lái.
Chương 3
TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG LÁI Ô TÔ UAZ-3160
3.1. Mục đích, nội dung tính toán kiểm nghiệm
3.1.1. Mục đích tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái
Mỗi sản phẩm ô tô khi đưa ra thị trường đều đã được nhà sản xuất tính toán thiết kế và thử nghiệm để đảm bảo đáp ứng tốt nhất các yêu cầu mà người sử dụng đề ra. Tuy nhiên, trong quá trình khai thác mỗi chiếc xe cụ thể lại phục vụ các mục đích khác nhau và có điều kiện sử dụng thực tế khác nhau.
Việc tính toán kiểm nghiệm đối với một hệ thống lái cụ thể bao gồm các phần sau:
- Kiểm bền các chi tiết nhằm đánh giá được khả năng chịu tải của cả hệ thống;
- Kiểm tra động học dẫn động lái để đánh giá quá trình quay vòng của ô tô;
- Tính toán trợ lực lái (đối với các hệ thống lái có trợ lực);
- Kiểm tra khả năng tháo lắp, chế tạo của từng chi tiết phục vụ cho quá trình sửa chữa.
3.1.2. Các thông số đầu vào khi tính toán kiểm nghiệm hệ thống lái
Các thông số đầu vào dùng cho tính toán hệ thống lái như bảng 3.1.
3.2. Tính toán kiểm nghiệm động học hình thang lái
3.2.1. Điều kiện quay vòng lý tưởng
Trên xe UAZ-3160 sử dụng hình thang lái bốn khâu để đảm bảo động học quay vòng không trượt bên thì đường tâm kéo dài của các trục bánh xe phải cắt nhau tại một điểm, điểm này được gọi là tâm quay vòng của ô tô. Khi đó, véc-tơ vận tốc của các bánh sẽ nằm đúng trong mặt phẳng lăn của chúng. Ta xét mô hình xe hai cầu, một cầu dẫn hướng có sơ đồ quay vòng không trượt bên thể hiện trên hình 3.1.
3.2.2. Phương pháp kiểm nghiệm động học hình thang lái
3.2.2.1. Kiểm nghiệm động học hình thang lái bằng phương pháp hình học
a) Cơ sở lý thuyết
Để xét quan hệ hình học của các góc, ta lấy các điểm A, B, C, D, E, F, G như trên hình 3.1.
Như vậy với một cặp góc (α, β) xác định đặt lần lượt tại A và B, sao cho một cạnh trùng với AB, cạnh còn lại nằm trong phần mặt phẳng ABCD và cắt nhau tại E. Từ chứng minh trên, thấy rằng với các cặp góc (α, β) thỏa mãn quan hệ ở biểu thức (3.1) thì điểm E cũng sẽ nằm trên đoạn thẳng GC. Dựa vào mối tương quan đó, ta có thể kiểm tra động học hình thang lái bằng phương pháp hình học.
b) Các bước tiến hành kiểm tra bằng phương pháp hình học
Từ cơ sở lý thuyết đã được đưa ra, ta có thể kiểm tra động học hình thang lái như sau:
- Bước 1: Vẽ trên giấy kẻ ly các kích thước cơ bản L, B0, m, n theo đúng tỷ lệ xích (Vẽ đoạn thẳng AB = B0, từ A và B vẽ hai đường tròn bán kính m.
- Bước 3: Dựng các góc bi và ai
- Bước 4: Kéo dài các cạnh của 2 góc cho chúng cắt nhau tại các điểm Ei (hình 3.3)
Nếu các điểm Ei nằm trên hoặc nằm gần đoạn thẳng GC thì ôtô quay vòng với các bán kính khác nhau các bánh xe dẫn hướng bị trượt bên song không có đáng kể.
Giá trị các góc B và w xác định bằng phương pháp hình học như bảng 3.4.
3.2.2.2. Kiểm nghiệm động học hình thang lái bằng phương pháp đại số
a) Cơ sở lý thuyết
Ta có:
B0 - chiều rộng cơ sở của ô tô [mm].
L - chiều dài cơ sở của ôtô [mm].
Hệ số này càng gần với 1 thì ô tô quay vòng với các bán kính khác nhau càng ít bị trượt bên. Đối với các xe du lịch, hệ số di nằm trong khoảng 0,9 ÷ 1,07 (tài liệu [5] trang 195)
b) Các bước tiến hành kiểm tra bằng phương pháp đại số
- Bước 1: Cho các góc quay của bánh xe bên trong những giá trị bi khác nhau.
- Bước 2: Bằng phương pháp hình học xác định các góc quay ai tương ứng các bánh xe ngoài khi cho trước các góc bi.
- Bước 4: Các giá trị di càng gần 1 thì khi ôtô quay vòng với các bán kính khác nhau các bánh xe dẫn hướng không bị trượt bên hoặc có trượt bên song không đáng kể.
c) Kết quả tính toán
Theo công thức (3.1) ta có:
Khi a1 = 5O ta có b1 = 4,75O
Vậy S1 = 0,095
Tương tự với các giá trị a2 = 10o ; a3 = 15o ; a3 = 20o ; a4 = 25o ; a5 = 30o ta có bảng kết quả như bảng 3.5.
3.3. Tính toán kiểm nghiệm bền các cụm chi tiết của hệ thống lái
3.3.1. Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu lái
3.3.1.1. Tính toán kiểm nghiệm bộ truyền vít-đai ốc bi-thanh răng-cung răng
Kinh nghiệm sử dụng cơ cấu lái vít - đai ốc bi - thanh răng - cung răng cho thấy rãnh ren và các viên bi bị mòn nhiều nhất. Ngoài ra còn quan sát thấy nhiều trường hợp các viên bi hoặc rãnh ren bị tróc, rỗ do hiện tượng mỏi của vật liệu.
Thay số vào ta có: Q=4055,51(KG)
Thay giá trị Q=4055,51(KG) vào biểu thức (3.3) ta được: etx = 42453,66 (KG/cm2)
So sánh với ứng suất tiếp xúc cho phép: etx < [etx] = 35000 - 50000 (KG/cm2)
Kết luận: Bộ truyền đảm bảo bền.
3.3.1.2. Tính toán kiểm nghiệm bộ truyền thanh răng cung răng
Răng của cung răng được kiểm bền theo ứng suất uốn và ứng suất tiếp xúc
Ta co:
q - áp suất trong xi lanh trợ lực
DX - đường kính xi lanh lực
Rc - bán kính vòng chia của cung răng
iw - tỷ số truyền của cơ cấu lái.
Thay số vào ta có: Pc = 2806 (KG/cm2)
Với [su] = 3000¸4000kG/cm2 vậy ta thấy su< [su]
Kết luận: Bộ truyền đảm bảo bền
Kết luận: Bộ truyền đảm bảo bền.
3.3.2. Tính toán kiểm nghiệm các chi tiết dẫn động lái
3.3.2.1. Sơ đồ tính toán dẫn động lái
Tính bền cho các chi tiết dẫn động lái ôtô phải xem xét đến vị trí của các chi tiết đó trong dẫn động. Đối với hệ thống lái có trợ lực cần tham khảo vị trí đặt xi lanh lực.
Sơ đồ dẫn động lái xe UAZ-3160 như hình 3.5.
3.3.2.2. Tính bền cho đòn quay đứng
Ta có:
Pmax - lực lớn nhất tác dụng lên vành tay lái
R - bán kính vành tay lái
iw - tỷ số truyền của cơ cấu lái
q - áp suất dầu trong xi lanh trợ lực
Dx - đường kính xi lanh lực
Lđ - chiều dài đòn quay đứng.
Thay số vào biểu thức (3.9) ta có: Pđ = 968,15 KG
Đòn quay đứng được kiểm tra bởi ứng suất kéo tương đương và ứng suất xoắn tại tiết diện nguy hiểm.
a) Kiểm tra bền cho đòn quay đứng theo ứng suất kéo tương đương
Thay số vào biểu thức (3.10) ta có:
Thay số được: std = 937,6 (KH/cm2)
b) Kiểm tra bền cho đòn quay đứng theo ứng suất xoắn
Ta có ứng suất xoắn tại tiết diện nguy hiểm: t = 838,95 (KH/cm2)
3.3.2.3. Kiểm nghiệm bền trục lái
Trục lái làm bằng ống thép rỗng được tính bằng ứng suất xoắn do lực tác dụng lên vành tay lái.
Thay số vào biểu thức (3.13) ta có: t = 29,65 (MN/m2).
Trục lái xe UAZ-3160 được chế tạo bằng ống thép cácbon mác thép 45 có [τ]=50(MN/m2).
So sánh kết quả tính toán ta có τ < [τ] vậy trục lái đủ bền.
Như vậy qua kết quả tính toán kiểm nghiệm ở chương 3 này ta có thể kết luận như sau: Với hệ thống lái xe UAZ-3160 cho phép sử dụng với kết cấu hình thang lái đã có vì khi ô tô quay vòng các bánh xe dẫn hướng vẫn bị trượt bên nhưng sự trượt bên của bánh xe là nhỏ nên không ảnh hưởng lớn đến quá trình quay vòng của xe. Kết cấu cơ cấu lái vít – đai ốc bi – thanh răng – cung răng và các chi tiết trong dẫn động lái đảm bảo bền.
Chương 4
XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA VỪA HỆ THỐNG LÁI Ô TÔ UAZ- 3160
4.1. Sơ đồ quy trình công nghệ sửa chữa
4.1.1. Khái niệm, yêu cầu
4.1.1.1. Khái niệm
Sửa chữa hệ thống lái là một quy trình sản xuất phức tạp, nhằm phục hồi khả năng làm việc cho hệ thống lái, phải tiến hành nhiều công việc có tính chất khác nhau và phải áp dụng nhiều biện pháp kỹ thuật khác nhau. Bao quát chung, quy trình đó gồm 2 loại công việc như sau:
- Các công việc liên quan trực tiếp đến việc khôi phục hư hỏng cho hệ thống như: tháo, rửa, kiểm tra, sửa chữa, thay thế, lắp ráp, điều chỉnh,…;
- Các công việc đảm bảo khác như: tổ chức sản xuất, cung ứng vật tư, năng lượng,…;
4.1.1.2. Yêu cầu
Quy trình công nghệ sửa chữa xe cần phải đảm bảo tốt các yêu cầu cơ bản sau:
- Thời gian dừng sửa chữa là nhỏ nhất: yêu cầu này được giải quyết bằng cách ứng dụng các phương thức sửa chữa hoàn chỉnh và các phương pháp tiến hành sửa chữa hợp lý.
- Chất lượng sửa chữa cao: để đảm bảo tốt yêu cầu này, cần phải áp dụng rộng rãi các tiến bộ khoa học kỹ thuật với các phương pháp sửa chữa, phục hồi tiên tiến và tăng cường phương pháp kiểm tra chất lượng sản phẩm một cách có hiệu quả.
4.1.2. Sơ đồ quy trình công nghệ sửa chữa cụm, chi tiết
Qua sơ đồ trên ta thấy rằng:
Hướng chính của quá trình công nghệ phát triển theo chi tiết cơ bản của cụm.
Các bước bao gồm: Rửa ngoài, tháo cụm, làm sạch, kiểm tra phân loại chi tiết, tại đó các chi tiết tháo ra được kiểm tra, xác định tình trạng kỹ thuật trên cơ sở đó phân ra thành các dạng chi tiết khác nhau:
- Chi tiết dùng lại;
- Chi tiết cần sửa chữa;
- Chi tiết loại.
4.1.3. Các vấn đề cơ bản khi thiết kế quy trình công nghệ
4.1.3.1. Mục đích thiết kế
Xác định số lượng, nội dung các bước, thứ tự tiến hành, trang thiết bị cần thiết và phương pháp tiến hành;
Xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo điều kiện kỹ thuật sửa chữa (số lượng công nhân, bậc thợ, thời gian tiến hành, cùng các yêu cầu kỹ thuật…).
4.1.3.3. Nội dung thiết kế quy trình công nghệ tháo lắp
Việc thiết kế quá trình công nghệ tháo lắp bao gồm một số nội dung cơ bản sau:
- Trên cơ sở bản vẽ lắp, chia cụm hệ thống lái ra các phần theo đặc điểm kết cấu và phương pháp tháo lắp;
- Quy định thứ tự tháo, xác định tên gọi và nội dung nguyên công;
+ Chọn dụng cụ và trang thiết bị;
+ Quy định thời gian thực hiện và số lượng công nhân cần thiết;
4.2. Kiểm tra, sửa chữa hệ thống lái UAZ-3160
4.2.1. Các hư hỏng thường gặp của hệ thống lái và cách khắc phục
Một số hiện tượng hư hỏng của hệ thống lái, cách phát hiện, nguyên nhân và phương pháp xử lý được tóm tắt trong Bảng 4.1.
4.2.2. Kiểm tra, sửa chữa hệ thống lái
4.2.2.1. Kiểm tra điều chỉnh hệ thống lái
a) Kiểm tra độ rơ vành tay lái
- Độ rơ vành tay lái là độ dài cung quay tự do của vành tay lái từ vị trí tác động làm bánh xe bắt đầu chuyển hướng về một phía đến vị trí tác động làm bánh xe chuyển hướng về phía ngược lại. Độ rơ vành lái được kiểm tra khi bánh xe dẫn hướng ở vị trí đi thẳng trên đường thẳng.
- Việc kiểm tra độ rơ vành tay lái được tiến hành như sau:
+ Kiểm tra và điều chỉnh đúng độ căng dây đai dẫn động bơm thủy lực và mức dầu trong bình chứa của bơm thủy lực;
+ Khởi động động cơ và đặt các bánh xe phía trước ở vị trí thẳng;
c) Kiểm tra độ rơ vòng bi bánh xe trước
Độ rơ vòng bi bánh xe dẫn động là môt phần độ rơ tổng của cơ cấu dẫn động lái ảnh hưởng đến độ rơ vành lái. Việc kiểm tra độ rơ của các ổ bị côn này được thực hiện bằng cách kích cầu xe nâng bánh xe lên, chèn chặt cầu rồi cầm hai tay vào mép trên và mép dưới của bánh xe, một tay đẩy, một tay kéo và lắc ra, lắc vào rồi đo độ lắc ở mép ngoài của bánh xe. Độ lắc cho phép tính theo mép ngoài cùng của bánh xe khoảng 3mm.
f) Kiểm tra hiện tượng tay lái nặng
Như tóm tắt trong bảng 4.1, hiện tượng tay lái nặng liên quan đến hệ thống lái chủ yếu là do ma sát lớn trong các bộ phận của hệ thống lái. Có thể tìm nguyên nhân theo phương pháp kiểm tra phân đoạn như sau:
+ Kích đầu xe để nâng các bánh dẫn động lên rồi xoay vành tay lái qua lại để kiểm tra độ nặng của vành tay lái;
+ Tháo thanh kéo dọc khỏi đòn quay đứng rồi xoay vành tay lái kiểm tra lại độ nặng, nếu thấy nhẹ hơn nhiều thì chứng tỏ nguyên nhân là ở các khớp cầu của các thanh kéo trong cơ cấu dẫn động lái.
4.2.2.2. Sửa chữa các chi tiết của hệ thống lái
Sau khi kiểm tra tình trạng rơ lỏng chung của hệ thống lái như trên, nếu không điều chỉnh được hoặc phát hiện có những hư hỏng bất thường, cần phải tháo rời các chi tiết của hệ thống lái cũng như cơ cấu lái để kiểm tra độ mòn và tìm phương pháp sửa chữa.
Với phần trợ lực: nếu thấy mất trợ lực, trợ lực yếu hoặc không đều khi quay vành tay lái thì hệ thống trợ lực bị hỏng. Để khắp phục cần phải xả dầu, tháo rời bơm và các chi tiết của cơ cấu, rửa sạch và kiểm tra hỏng hóc.
4.3. Xây dựng quy trình công nghệ sửa chữa vừa hệ thống lái UAZ-3160
Quy trình công nghệ sửa chữa hệ thống lái xe UAZ-3160 như bảng 4.2.
4.4. Quy trình công nghệ gia công chi tiết chốt cầu hệ thống lái xe UAZ-3160
4.4.1. Phân tích chi tiết gia công
4.4.1.1. Kết cấu chốt cầu
Chi tiết dạng trục bậc, chiều dài 84 mm, đường kính lớn nhất là 30 mm, nhỏ nhất 14 mm. Tỷ số MAX(L/d)=6 đủ độ cứng vững khi gia công, không cần sử dụng giá đỡ.
4.4.1.2. Phân tích điều kiện làm việc và yêu cầu kỹ thuật của chốt cầu
Chốt cầu là một khâu quan trọng trong liên kết cầu, giúp dẫn động lái chính xác. Một đầu chốt cầu có dạng cầu, liên kết với các bát chốt cầu có bề mặt lắp ghép là một phần chỏm cầu lõm. Đoạn giữa của chốt cầu có dạng côn để lắp ghép với các đòn trong cơ cấu dẫn động lái. Đoạn cuối được gia công ren để lắp đai ốc và có lỗ lắp chốt chẻ. Chốt cầu làm việc ở chế độ tải trọng động, chịu va đập.
4.4.1.4. Chọn phôi
Để đơn giản, chọn phôi gia công khớp cầu là thép thanh. Trước khi đưa vào gia công cần làm vệ sinh phôi sạch sẽ và cắt bỏ ba via.
4.4.2. Lập sơ đồ nguyên công
4.4.2.1. Trình tự các nguyên công
- Nguyên công 1: Tiện mặt đầu, khoan lỗ tâm, tiện ngoài và tiện đứt phôi;
- Nguyên công 2: Tiện mặt đầu, tiện thô , khoan lỗ tâm mặt còn lại;
- Nguyên công 5: Tiện cầu R15
- Nguyên công 6: Nhiệt luyện
- Nguyên công 7: Mài bề mặt cầu và bề mặt côn.
- Nguyên công 8: Kiểm tra.
4.4.2.2. Thiết kế nguyên công
a. Nguyên công 1: Tiện mặt đầu, khoan lỗ tâm, tiện ngoài và tiện đứt phôi
+ Định vị: Chi tiết được định vị trong mâm cặp 3 chấu.
+ Kẹp chặt bằng mâm kẹp.
+ Chọn máy: Kiểu máy 1Б136
+ Chọn dao: Dao tiện T15K6. Mũi khoan P9.
+ Chế độ cắt:
Tiện mặt đầu: t1 = 0,4(mm); S1 = 0,25(mm/v);n1 = 723(v/p).
Khoan lỗ tâm: t2 = 2(mm); S = 0,17(mm/v); n = 375( v/p).
Tiện ngoài: t3 = 0,4(mm); S3 = 0,25(mm/v); n3 = 723(v/p).
Tiện đứt phôi: t4 = 0,6(mm); S4 = 0,4(mm/v); n4 = 723(v/p).
c. Nguyên công 3: Khoan lỗ O4mm.
+ Định vị: Chi tiết được định vị trên khối V dài và vấu tì
+ Kẹp chặt bằng hai mỏ kẹp.
+ Chọn máy: Kiểu máy 2A-125.
+ Chọn dao: Dao có ký hiệu P9
+ Chế độ cắt: t = 2(mm); S = 0,17(mm/v); n = 580 (v/p).
e. Nguyên công 5: Tiện cầu R15
+ Định vị: Chi tiết được định vị bằng hai đầu chống tâm.
+ Kẹp chặt bằng hai đầu định tâm, truyền Mô-men bằng tốc tiện
+ Chọn máy: Kiểu máy 1Б136
+ Chọn dao: Dao có ký hiệu T15K6, có cơ cấu chạy dao đặc biệt
+ Chế độ cắt:
Tiện thô mặt cầu: t1= 0,4( mm); S1 = 0,25(mm/v); n1= 723(v/p).
Tiện bán thô mặt cầu: t2= 0,4( mm); S = 0,25(mm/v); n = 723(v/p).
Tiện tinh mặt cầu: t3= 0,4( mm); S3 = 0,25(mm/v); n3= 1100(v/p).
g. Nguyên công 7: Mài bề mặt cầu và bề mặt côn.
+ Định vị: Bằng hai đầu chống tâm.
+ Kẹp chặt bằng hai đầu chống tâm.
+ Chọn máy: Kiểu máy 3151.
+ Chọn dao: Đá mài định hình.
+ Chế độ cắt:
Mài cầu: t1= 0,016( mm); S1 = 0,019(mm/v); n1= 850(v/p).
Mài côn: t2= 0,016( mm); S2 = 0,01(mm/v); n2= 850(v/p).
h. Nguyên công 8: Kiểm tra.
+ Kiểm tra độ bóng của bề mặt cầu đạt 0,32; mặt côn đạt 0,63.
+ Mặt côn lắp ráp đạt độ côn 1: 8
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
Qua thời gian làm đồ án tốt nghiệp, bằng những kiến thức đã được học, được tích luỹ ở nhà trường, với sự nổ lực của bản thân trong việc sưu tầm, thu thập tài liệu, cùng với sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo trong Khoa Ô tô và thầy giáo hướng dẫn : Ths.................... nay đồ án đã hoàn thành với những nội dung đã đề ra.
Đồ án đã hoàn thành được các nội dung sau:
1) Đã nghiên cứu tổng quan xe UAZ-3160;
2) Phân tích kết cấu và nguyên lý làm việc của hệ thống lái trên xe UAZ-3160. Từ đó, đưa ra phương án sửa chữa hệ thống lái phù hợp quy định kỹ thuật trong công tác sửa chữa phục hồi;
3) Xây dựng được tập quy trình công nghệ sửa chữa vừa hệ thống lái phục vụ cho công tác sửa chữa không chỉ ở các trạm, xưởng sửa chữa mà còn có thể áp dụng sửa chữa ở cấp cao hơn;
Với kết quả đạt được đồ án hoàn toàn khả thi, có thể đưa vào áp dụng trong thực tế. Trước hết áp dụng thử nghiệm trên một phạm vi nhỏ đồng thời tiến hành rút kinh nghiệm, sửa chữa hoàn thiện hơn và tiến tới áp dụng trên phạm vi rộng phổ biến ở những đơn vị sửa chữa.
2. Kiến nghị và hướng phát triển đồ án
1) Tiếp tục hoàn thiện và bổ sung những thiếu sót trong phần quy trình công nghệ sửa chữa vừa hệ thống lái xe UAZ-3160 tại đơn vị;
2) Mở rộng phạm vi áp dụng trên các hệ thống khác của xe UAZ-3160
3) Nghiên cứu biện pháp khắc phục những hư hỏng không thể sửa chữa trên cơ sở thay thế những cụm chi tiết có tính năng tương tự;
4) Tổ chức xây dựng tổ sửa chữa lưu động phục vụ cho xử lý các tình huống dã ngoại, thực hành chiến đấu trong điều kiện xe gặp những hư hỏng có thể khắc phục tại chỗ ở xa khu vực trạm sửa chữa;
5) Xây dựng giáo trình điện tử phục vụ cho việc giảng dạy cũng như quy trình tháo lắp hệ thống lái xe UAZ-3160.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Khắc Chanh, “Lý thuyết - Kết cấu ô tô”, Trường Sĩ quan KTQS, TP.HCM, 2010.
2. Vũ Đức Lập, Phạm Đình Vi,“Cấu tạo ô tô quân sự”, Học viện KTQS, Hà Nội, 1995.
3. Vũ Đức Lập, “Sổ tay tính năng tra cứu kỹ thuật ô tô”, Học viện KTQS, Hà nội, 2003.
4. Cục Quản lý Xe-Máy, “Bảo dưỡng và sửa chữa xe UAZ-3160”, CQLXM, 2003.
5. Tô Đức Long, Trịnh Chí Thiện, Nguyễn Văn Bang, “Kết cấu và tính toán ô tô”, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội, 1984.
6. Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên,“Thiết kế và tính toán ôtô máy kéo, tập 3”, NXB đại học và THCN, Hà Nội, 1985.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"