Nghiên cứu thiết kế và chế tạo cụm cầu sử dụng cho các loại ô tô tải nhỏ tải trọng đến ba tấn

BY KHUA HULU VA LUNG NGHỊ, BY CUNY LAU UNG CHƯƠNG TRÌNH KHCN CÁP NHÀ NƯỚC KC.05/06-10 BAO CAO TONG HOP KET QUA KHOA HQC CONG NGHE DE TAI NGHIEN CUU, THIET KE VA CHE TAO CUM CAU SAU SU DUNG CHO CÁC LOẠI Ô TÔ TẢI NHỎ TẢI TRỌNG ĐỀN TAN MÃ SỐ: KC.05.22/06-10 Cơ quan chủ trì đề tài: Tổng công ty Máy động lực máy nông nghiệp Việt Chủ nhiệm đề tài: Nam ThS Đỗ Giao Tiến BO KHOA HOC VA CONG NGHE BỘ CÔNG THƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH KHCN CÁP NHÀ NƯỚC KC.05/06-10 BAO CAO TONG HOP KET QUA KHOA HOC CONG NGHE DE TAI NGHIEN CUU, THIET KE VA CHE TAO CUM CAU SAU SU DUNG CHO CAC LOAI TO TAI NHO TAI TRONG DEN TAN MA SO: KC.05.22/06-10 Chủ nhiệm đề tài: Cơ quan chủ trì đề tài: Th§ Đỗ Giao Tiến Hà Nội - 2010 DANH SACH NHUNG NGUOI THUC HI STT Họ tên A | Chủ nhiệm đề tài "Hơ 6ồ Gi tiểu Đơn vị cơng tác Nhà máy ô tô Cổ Loa - Tcfy máy động lực máy nông nghiệp Ð_ | Cán tham gia nghiên cứu | Th$ Lê Quỳnh Mai Tans Hong Mini Sfk Công ty Mekong Auto 'Tcfy máy động lực máy nơng Ì 1s rêmg Hằng nghiệp Tety máy động lực máy nông | Thể Đinh Mạnh Cường nghiệp Công ty Mekong Auto | KS Nguyễn Mạnh Trường Công ty Mekong Auto "Trường ĐH Cơng nghiệp Hà |ThS Trần Phúc Hồ | TS Lê Hông Quân "Trường ĐH Công nghiệp Hà | TS Nguyễn Thanh Quang Công ty Mekong Auto DANH SÁCH NHỮNG ĐƠN VỊ PHƠI HỢP THỰC HIỆN CHÍNH TT | Tên đơn vị { | Công ty Cổ phần Cơ khí Cổ Loa Dia chi Thị trấn Đơng Ảnh-Hà Nội Cơng ty Cổ phần Cơ khí đúc Mê | Thị trấn Mê Linh-Hà Nội Linh | Cong ty TNHH MTV May kéo may | Số Chu Văn An, TP Hà Đông-Hà Nội nông nghiệp | Nhà máy Ơtơ Cổ Loa Thị trấn Đồng Ảnh, Hà Nội _ | Cơng ty TNHH MTV Hội Ơtơ Lý Thường Kiệt, Hồn Kiểm, Hà Nội |Bệ mơn Ơtơ xe chun dụng — | Viện khí động lực — Trường ĐHBK HN Mục tiên nghiên cứu cũa de thi: Làm chủ công nghệ thiết kế, chế tạo, lắp ráp thử nghiệm cầu sau ô tô gồm: 1) Nắm vững sử dụng thành thạo phần mềm thiết kế 3D thiết kế cụm cầu sau, sử dụng phần mềm phần tử hữu hạn để tính bền theo ứng suất, tối ưu hóa 2) Sử dụng cơng nghệ biển dạng đảo công nghệ phối hợp để tạo phôi tiết dạng bánh răng, bán trục với độ bền cao tiết kiệm lim loại 3) Sử dụng công nghệ đúc xác với chất lượng cao việc chế tạo thân vỏ cầu cầu sau 4) Công nghệ gia cơng khí nhiệt luyện tồn tiết cụm cầu sau ô tô tải nhẹ đến đạt tiêu chuẩn chất lượng 3) Công nghệ lắp ráp đồng cụm cầu sau Công nghệ kiểm tra thử nghiệm cụm cầu sau tô tải nhẹ đến thỏa mãn yêu cầu công nghiệp chế tạo ô tô Đối tượng nghiên cứu: Cụm cầu sau xe ô tô tải thông dụng tải trọng đến sản xuấtvà lắp ráp Việt Nam Tính cấp thiết: Các đề nghiên cứu lĩnh vực tô vấn đề quan trong chiến lược phát triển ngành cơng nghiệp tơ Chính phủ để Phạm vi nghiêu cứu: Công nghệ đúc tạo phôi cụm vỏ hộp cầu sau, cơng nghệ dập tạo hình phôi tiết bánh truyền động, công nghệ gia cơng khí tiết, cơng nghệ lắp ráp, kiểm tra thử nghiệm cụm cầu sau Ý nghĩa khoa học thực tiễn cũa dé tài: Đồ tài có ý nghĩa khoa học đồng thời nghiên cứu tổng thể vấn đề công nghệ cụm cầu sau ô tô tải từ thiết chế tạo phơi, gia cơng, lắp ráp hồn chỉnh thử nghiệm đánh gid cum cau sau xe chế tạo Đề lài có ý nghĩ thực tiễn cao lần V iệt Nam cụm cầu sau nghiên cứu chế tạo hoàn chỉnh CHUONG TONG QUAN 1.1 Tinh hinh nghién ciru va ché tao cầu sau tơ tải nước ngồi Ở nước có ngành công nghiệp phát triển Mỹ, Nga, Nhật Ban, Đức, việc tập trung nghiên cứu thiết kế nghiên cứu công nghệ chế tạo bánh vấn đề Các tập đoàn lớn chế tạo cầu sau hộp số có thị phần lớn giới là: Eaton, Dana (Mỹ), SF (Đức), AISIN (Nhật); riêng tập đoàn Eaton năm từ 2000 đầu tư nhà máy chuyên sản xuất cầu sau, hộp số Mehico, cung cấp cho thị trường Bắc Mỹ có tổng vốn đầu tư 100 triệu USD Cùng với cụm hộp số, cụm cầu sau tập đoàn Eaton xây dựng nhóm chính: khả truyền mô men lớn phân phối tỷ số truyền Những tiền thiết kế chế tạo cầu sau: - Cầu sau nhỏ gọn truyền mõ men lớn Giảm trọng lượng câu, tăng khoảng sáng gầm xe, đùng bánh có mơ đun nhỏ hơn, có độ bên cao nhờ tiến công nghệ chế tạo va vật liệu - Vỏ cầu sau gang, thép đúc thay vỏ hợp kim nhẹ hơn, đặc biệt sử dụng xe tải nhẹ + Giảm tiếng ởn nhờ cải tiến biên dạng bánh ăn khớp, sử dụng phương pháp thiết kế đại công nghệ chế tạo máy cất dang CNC Trên giới có nhiều cơng trình nghiên cúu thiết kế cầu sau, tiêu biểu cơng trình: “Geared power Transmission Technology” cia John coy, NASA Lewis Research Center Céng trinh “Comparison of Load capacity Ratings for Involute Gear due to ANSVAGMA, ISO/DIN and Comecon Standards” Dr-Ing Theodor Hosel Céng trinh “Gear Design” cia A.J Lemnski, The Boeing Co Céng trinh “Fundamentals of Gear Stress! Strength Relationships — Matetials” cia Dale H Breen, Gear Research Institute Céng trinh “Computer Aided Design of Gear” ciia giéo su C.H Suh Ph D University of Colorado Boulder Colo, USA, 1996 1a nhtmg céng trinh nghiên cứu thiết kế tiêu biểu thé giới 'Những tiền công nghệ chế tạo tạo phôi: - Các tiền công nghệ chế tạo tập trung vào chế tạo bánh trục phương pháp biến dạng dẻo, tạo thớ răng, nâng sức bên tiếp xúc đặc biệt sức bền uốn tăng lên từ 20 - 30% Hai phương pháp sử dụng phương pháp bao hình chép hình Phương pháp bao hình thường sử dụng để cán trục then hoa Phương pháp chép hình thường, đùng đập nóng đập nguội để tạo dạng Dập nóng địi hỏi lực đập nhỏ cho độ xác thấp Dập nguội cho độ xác tiết đập nguội cao, lớp bề mặt hoá bền hơn, để lượng dư cắt gọt ít, nhưng, đời hỏi máy đập cỡ lớn Gần xuất thép rèn nguội mới, với vật liệu bột bổi trơn giảm ma sát cho phép rèn nguội với lực đập nhỏ - Trong trình nhiệt luyện thay đổi kết cấu kim loại, gây nên nội ứng suất biến dang cục làm biến dạng thân bán trục, biến dạng profñn lỗ then hoa Để giảm biến dạng, chế tạo phải giải tốn hệ thống từ tạo phơi rèn, thường hố đến chế độ thấm bon, nitơ Nhiệt độ thường hoá để đồng hoá tổ chức kim loại tương ứng với nhiệt độ thám Quá trình làm nguội bảo đảm gây chênh lệch độ cứng theo chiều dây lớp thấm - Công ty DAELIM MTI Hàn Quốc, nhà sản xuất phôi trục phôi bánh cầu sau hộp số ơtơ có thị phần lớn tạo phôi công nghệ đập nguội máy đập 1000 cho phép vật liệu không bị thay đổi tổ chức tạo thớ Phương pháp cho suất cao, giá thành hạ độ bền bánh nâng cao rõ rệt - Về gia cơng khí, nhờ phát triển máy công cụ CNC nên việc gia công bánh trục xác Lĩnh vực có cơng trình “Gear Shaping Machines CNC Developmenf” Tohn M Lange, Miller Assosciates, Inc Céng trinh “CNC Gear Shaping” va “Economis of CNC Gear Hobbing” cia Dr G Sulzer Leibherr Machine Tools - Công nghệ kiểm tra bánh với thiết bị kỹ thuật số đại, tiêu biéu cia hing HOMMELWERKE GMBH “ Hommel Measuring Computer Family —MC20” véi thiết bị đo chiều, phần mềm phân tích sử lý số liệu, máy phân tích vật liệu Trong trình lắp ráp thường kiểm tra độ ồn cặp bánh đồng thời với việc rà trơn bề mặt (Gear Noise and Vibration Tester), kiểm tra độ én cụm cầu xe làm việc bệ thử độc lập kiểm tra mô men tải, hiệu suất truyền lực 1.2 Tình hình nghiên cứu chế tạo cầu sau ô tô tải ởtrong nước Công nghệ chế tạo bánh fa mức tạo biên dạng phương pháp cắt gọt, sau thấm bon, tôi, ram phải gia công bề mặt răng, khắc phục hậu biến dạng bánh xe trình nhiệt luyện Một số sở sản xuất lớn HAMECO, đầu tư hệ máy gia công hệ không tập trung sản xuất bánh côn xoắn bánh vi sai Công, ty 179 quân đội đầu tư máy gia công số bánh cầu sau cho xe UAZ sản xuất đơn Viện Nghiên cứu khí có số nghiên cứu bánh côn cong thay đơn lẻ cho máy mỏ Công nghệ tạo phối chủ yếu phương pháp dập nóng chỗn để tạo phơi trịn cho trục Cụm vỏ thân cầu chưa có sở nước đầu tư nghiên cứu theo hướng đồng tồn cụm cầu sau cho dịng xe tải nhẹ Cơng ty 179 qn đội có sử dụng số vỏ cầu sau dang hàn sử dụng cho UAZ giai đoạn thử nghiệm Téng công ty máy động đơn vị thành viên như: Công ty đầu tư thiết bị hệ hộp số xe máy (tốc độ cao, lực máy nông nghiệp (VEAM), với Phụ tùng máy số 1, năm qua gia công nhiệt luyện, chế tạo bánh tải nhỏ) cho xe máy Honda, Suzuki (đạt tiêu chuẩn Honda Nhật Bản) Công ty Máy kéo máy nông nghiệp chế tạo bánh răng, hộp số xe vận chuyển nông thôn chế tạo số sản phẩm hộp số sử dụng cho xe vận chuyển, máy nông nghiệp chế tạo thử nghiệm sản phẩm hộp số ôtô tải thông dụng Hộp số sản phẩm truyền thống XEAM với cụm tiết vỏ mỏng hộp số VEAM có kinh nghiệm chế tạo lâu năm Dây chuyền sản xuất bánh Cty Phụ tùng số chế tạo bánh đùng cho động co, hộp số thuỷ cơ, hộp số máy kéo, máy xay xát, hộp số ôtô, đến công fy sản xuất bán 2.000.000 bánh xe máy loại Dây chuyển gia cơng bánh Cơng ty Vikyno có lực sản lượng khoảng 40.000 — 50.000 bánh răng/năm Các đơn vị thành viên VEAM lập lên hệ thống nhà máy chế tạo có lực với đẩy đủ trang thiết bị phục vụ sản xuất từ khâu nghiên cứu thiết kế, công nghệ (R&D) => luyện gang thép tạo nguyên vật liệu (Rawmaterial) = tao phơi = gia cơng khí — nhiệt luyện — lắp ráp hồn thiện — kiểm tra Cơng ty liên doanh đúc Việt Nhật (VJE) với lực thiết bị, công nghệ tạo phôi công nghệ đúc đại Nhật Bản, tiết thép, gang có chất lượng cao Trong năm 2008, Tety Máy động lực máy nông nghiệp thực ài cấp Bộ: “Nghiên cứu thỉ Ê tạo cụm cầu sau xe tai nhẹ tấn” Tuy nhiên kết nghiên cứu đề tài hạn chế đừng lại việc chế tạo tiết truyền động cụm cầu sau theo công nghệ gia công cắt gọt truyền thống gồm: bánh đứa, bánh vành chậu, bánh vi soi, bánh ring ban trục bán trục Một số công ty thành viên khác với chuyền công nghệ Đài Loan, đúc khuôn kim loại, với yêu cầu kỹ thuật Nhật Bản, đúc tiết nhôm chất lượng cao Các nhà máy sản xuất bánh cho hộp số xe máy, máy kéo VEAM học tập kinh nghiệm nhà sản xuất bánh hộp số ôtô: Honda, hộp số Tong 1L (Hàn Quốc ), bước đầu thu nhận số kinh nghiệm cho việc sản xuất 1.3 Lựa chọn đối tượng phương pháp nghiên cứu Theo thống kê, Việt Nam có ba nhóm xe tải là: Nhóm xe thứ gồm xe tải nước thuộc Liên Xô cũ Zil, Gaz, Maz Các loại xe sử dụng nhiều quân đội có từ lâu Một số loại xe hãng có cải tiến nhiều chưa du nhập nhiều vào Việt Nam Nhóm xe thứ hai có xuất sứ từ Hàn quốc Nhật Bản xe có chất lượng cao giá thành cao Cơng nghệ chế tạo cầu xe cho nhóm xe thuộc loại công nghệ cao, chưa có khả chế tạo giá thành cao việc chuyển giao công nghệ đầu tư thiết bị cơng, nghệ Nhóm xe thứ ba có xuất sứ từ Trung Quốc gồm loại xe nông dụng, xe thông dụng xe thương mại Trên sở nghiên cứu số mẫu điển hình nhóm xe tô tải nhẹ số nước, nghiên cứu nhu cẩu sử dụng xe thị trường, khả cơng nghệ thực nước đề tài lựa chọn mẫu xe LiFan Trung Quốc, nhãn hiệu LF 3070G1, tải trọng 2,98 Mặt khách giá thành xe Trung Quốc phù hợp với thị trường Việt Nam, khả chế tạo linh kiện Việt Nam thực việc thiết kế linh hoạt nhà thiết kế Trung Quốc nên việc lựa chọn thiết kế chế tạo theo mẫu Trung Quốc phù hợp với điều kiện Việt Nam Bang 1.1 Dic tinh kỹ thuật ô tô tải ty dé Lifan LF3070G1 Kiểu loại ích thước tồn (đàix rộng xcao) | mm ích thước lịng thùng, mm Chiều đài sở mm 'Văt bánh trước mm Vai bah sau mm Số chỗ ngồi Người Tự trọng xe kg Tal trọng xe kg "Trọng lượng tồn kg Van 16¢ lớn +kmjh Khoảng sắng gầm xe mm Gốc vượt đốc lớn % Kiểu lốp Model động Đường kính xy lanh mm Hanh ieinh piston mm Tang tích buồng đốt Lit Cơng suất max.jsố vịng quay Kw/pm Mơ men xoắn max./số vòng quay Nan/epm Toại nhiên liệu He thống ly hợp Hộp số Tỷ số truyền tay số LF3070G1 5990 x 2190 x 2540 3700 x 2000 x 600 3350 1610 1630 4230 2980 7405 T5 215 20 3.25 -16, 8.25-20 4102QBZ 102 115 3.76 81/3000 320/2000-2200 Diezel Một đĩa, loại khô số tiến, số lài T-7.31; 11-4.31; II-2.45; IV-1.54;V-1.00; R-7.66 TỶ số truyền cầu sau 'Vimax toàn tắt tay số cao nhất: Độ đốc lớn xe vượi được: 6.57 75 (km/h) 20 (%) 10