Tuy nhiên, một đề tài thiết kế là khá rộng, nó đề cập đến nhiều vấn đề cần đòi hỏi phải có kiến thức chuyên sâu, thời gian để nghiên cứu và thực nghiệm. Mặc dù đã rất cố gắng, nhưng với khả năng, hàm lượng kiến thức hạn hẹp của bản thân, cũng như thời gian hạn chế nên bài luận văn của em còn nhiều khiếm khuyết và chưa hoàn thiện. Em mong các thầy và các bạn góp ý để bài luận văn này được hoàn thiện hơn. Em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến giảng viên hướng dẫn đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo em trong suốt quá trình em làm đề tài, để có thể hoàn thành được bài luận văn này. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Viện Cơ Khí – Kỹ Thuật Ô Tô trường Đại Học Giao Thông Vận Tải TPHCM cùng các bạn học đã tạo điều kiện và giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
SƠ LƯỢC NHÀ MÁY THACO TRUCK, GIỚI THIỆU PHÒNG THIẾT KẾ XE TẢI VÀ TẢI CHUYÊN DỤNG
Sơ lược về sự hình thành và phát triển của THACO Chu lai
Công ty Cổ phần Tập đoàn Trường Hải được thành lập vào ngày 29/04/1997 Người sáng lập là ông Trần Bá Dương, hiện là Chủ tịch Hội đồng Quản trị THACO Văn phòng Tổng quản TP.HCM đặt tại Tòa nhà IIA, số 10 đường Mai Chí Thọ, phường Thủ Thiêm, TP Thủ Đức Tổng số nhân sự hiện nay khoảng 20.000 người
Sau 25 năm hình thành và phát triển, THACO đã trở thành Tập đoàn công nghiệp đa ngành, trong đó Cơ khí và Ô tô là chủ lực, đồng thời phát triển các lĩnh vực sản xuất kinh doanh bổ trợ cho nhau, tạo ra giá trị cộng hưởng và nâng cao năng lực cạnh tranh, bao gồm: Nông nghiệp; Đầu tư xây dựng; Logistics và Thương mại & Dịch vụ
Hình 1.1 Tổng quan khu công nghiệp THACO Chu Lai
THACO là doanh nghiệp hàng đầu và có quy mô lớn nhất tại Việt Nam về lĩnh vực sản xuất lắp ráp ô tô, với chuỗi giá trị từ nghiên cứu phát triển sản phẩm (R&D), sản xuất linh kiện phụ tùng, lắp ráp ô tô, đến giao nhận vận chuyển và phân phối, bán lẻ Sản phẩm có đầy đủ các chủng loại: xe tải, xe bus, xe hơi, xe chuyên dụng và đầy đủ phân khúc từ trung cấp đến cao cấp với doanh số và thị phần luôn dẫn đầu thị trường Việt Nam trong những năm qua
Cấu trúc THACO bao gồm: 2 Tập đoàn thành viên là THACO AUTO - điều hành toàn bộ mảng sản xuất, kinh doanh ô tô của THACO; THAGRICO - điều hành mảng Nông nghiệp và 4 Tổng công ty là THACO Industries - phụ trách lĩnh vực Cơ khí & Công nghiệp hỗ trợ; THADICO - phụ trách lĩnh vực Đầu tư xây dựng; THILOGI - phụ trách lĩnh vực Giao nhận vận chuyển (Logictics); THISO - phụ trách lĩnh vực Thương mại - Dịch vụ
Hình 1.2 Sáu lĩnh vực của Thaco Chu Lai
Với tầm nhìn “Trở thành Tập đoàn công nghiệp đa ngành hàng đầu khu vực ASEAN, phát triển bền vững trong bối cảnh hội nhập khu vực và Thế giới.” Trong suốt
25 phát triển THACO đã vinh dự nhận được nhiều bằng khen, giải thưởng, thể hiện cho những đóng góp thiết thực trong sản xuất kinh doanh, hoạt động công nghiệp và sự nghiệp xây dựng đất nước Trong đó có thể nhắc đến:
- Năm lần đạt “Thương hiệu quốc gia” từ 2012-2020
- Năm lần đạt được giải thưởng “Sao vàng đất Việt” từ 2012-2016
- Được Chủ tịch Nước Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam tặng thưởng “Huân chương Lao động hạng Nhất” vào năm 2017
Với mục tiêu trở thành Tập đoàn công nghiệp đa ngành, mang lại giá trị cho khách hàng, xã hội và có đóng góp quan trọng vào sự phát triển của nền kinh tế Việt Nam, THACO không ngừng đầu tư phát triển sức mạnh nội lực, đổi mới tư duy và hành động, nâng chất, nâng tầm của đội ngũ nhân sự Để làm được những điều này, một trong những yếu tố quan trọng để điều hành, quản trị công ty phải kể đến chính là văn hóa THACO Luôn quan niệm cán bộ nhân viên là nguồn lực quan trọng tạo nên sự thành công và phát triển mạnh mẽ, văn hóa THACO hướng đến việc xây dựng một đội ngũ nhân viên có ý chí mạnh mẽ; thái độ làm việc tích cực; tính sáng tạo cao và ý thức trau dồi kiến thức chuyên môn trong môi trường kỷ luật, đóng góp vào sự phát triển và đổi mới của công ty, qua đó trở thành người có ích của xã hội, đất nước
Hình 1.3 Giá trị cốt lõi 8T trong văn hóa của THACO
Với những đặc thù của lĩnh vực sản xuất công nghiệp, đòi hỏi chất lượng và tầm nhìn về sự phát triển mạnh mẽ, THACO lấy kỷ luật làm nền tảng, định hướng để xây dựng văn hóa Qua đó, công ty đề cao và tập trung nâng cao ý thức kỷ luật, hành động kỷ luật, con người kỷ luật trong đội ngũ nhân sự THACO Việc định hướng các ứng xử tại THACO theo tính kỷ luật được hướng dẫn cụ thể bằng các tiêu chuẩn của nguyên tắc 8T:“Tận tâm – Trung thực - Trí tuệ - Tự tin – Tôn trọng – Trung tín – Tận tình – Thuận tiện.” 8 yếu tố này liên kết, lồng ghép vào nhau linh hoạt trong mỗi ứng xử và mọi hoạt động của THACO, con người THACO
Bên cạnh tính kỷ luật, văn hóa THACO còn đề cao tính nhân văn “đóng góp, cống hiến cho xã hội” thông qua sản phẩm và dịch vụ, luôn thể hiện “trách nhiệm với xã hội” Trong những năm qua, “Tiêu chí 8 chữ T” đóng vai trò cốt lõi trong Văn hóa THACO mà mỗi CBNV hướng đến, góp phần tạo nên hình ảnh thương hiệu của THACO, tiêu biểu cho nền công nghiệp của đất nước
1.1.2 THACO Chu Lai và các công ty, nhà máy trực thuộc:
Trải qua quá trình đầu tư và phát triển, đến nay, THACO Chu Lai có tổng diện tích hơn 1.200 ha với 36 công ty, đơn vị gồm: các nhà máy sản xuất lắp ráp ô tô, các nhà máy sản xuất linh kiện phụ tùng, tổ hợp cơ khí; hệ thống cảng biển và các đơn vị giao nhận - vận chuyển; các đơn vị, đầu tư - xây dựng; trường cao đẳng nghề và các đơn vị hỗ trợ,… với tổng vốn đầu tư trên 80.500 tỷ đồng Hiện nay, THACO Chu Lai đã có tên trên bản đồ sản xuất lắp ráp ô tô của các thương hiệu nổi tiếng thế giới, với tỷ lệ nội địa hóa cao nhất ở Việt Nam hiện nay (từ 16 đến 50%) và được xem là cứ điểm sản xuất lắp ráp ô tô, linh kiện phụ tùng có quy mô lớn nhất cả nước và thuộc nhóm đầu ASEAN THACO Chu Lai được quy hoạch thành 4 phân khu:
- Khu công nghiệp cơ khí & ô tô
- Khu công nghiệp nông - lâm nghiệp
- Khu cảng & hậu cần cảng
- Khu đô thị Chu Lai
1.1.3 Tổng Công ty Cơ khí & Công nghiệp Hỗ trợ - THACO INDUSTRIES:
Dựa trên nguồn lực và kinh nghiệm đã tích lũy của Khối Cơ khí và CNHT, cùng với xu hướng dịch chuyển đầu tư chuỗi cung ứng toàn cầu trong bối cảnh hội nhập, THACO đã tái cấu trúc và thành lập Tổng công ty Cơ khí và Công nghiệp hỗ trợ - THACO Industries gồm tổ hợp 19 nhà máy sản xuất cơ khí và linh kiện phụ tùng, Trung tâm R&D và Trung tâm Thử nghiệm tại Chu Lai cung cấp các sản phẩm và dịch vụ, đáp ứng nhu cầu riêng biệt của khách hàng trong và ngoài nước
Các ngành nghề và sản phẩm chính của Thaco Industries:
- Gia công cơ khí và các sản phẩm công nghiệp hỗ trợ: các chi tiết cơ khí, các chi tiết phụ trợ công nghiệp
- Cung cấp phôi thép và vật tư nguyên vật liệu: thép cuộn, thép ống, thép hộp, thép tấm và kim loại màu
- Linh kiện công nghiệp và dân dụng: nhựa dân dụng và nhựa công nghiệp
- Thiết bị nông nghiệp, công nghiệp và xây dựng: hệ thống EMS, silo, kết cấu thép công trình công nghiệp và dân dụng
- Sản xuất xe chuyên dụng: SMRM trong nước và xuất khẩu, các loại xe chuyên dụng
- Linh kiện phụ tùng phương tiện: linh kiện ô tô, linh kiện xe máy
- Dịch vụ thiết kế và phát triển sản phẩm.
Giới thiệu về THACO AUTO
Công ty TNHH THACO AUTO (gọi tắt là THACO AUTO) được thành lập ngày 17/12/2020, là Tập đoàn trực thuộc THACO hoạt động trong lĩnh vực nhập khẩu, sản xuất lắp ráp, phân phối, bán lẻ và dịch vụ sửa chữa ô tô, xe máy i
THACO AUTO là ngành nghề chính yếu và chủ lực của THACO trong suốt hơn hai thập kỷ phát triển Mô hình kinh doanh được thiết lập theo chuỗi giá trị từ Sản xuất (tại Chu Lai) đến Kinh doanh (Phân phối và Bán lẻ) bao gồm các chủng loại xe từ xe du lịch đến xe bus, xe tải, xe chuyên dụng thuộc thương hiệu ô tô quốc tế (KIA, Mazda, Peugeot, BMW; Foton, Mitsubishi Fuso), thương hiệu THACO (Thaco Bus) và hệ thống bán lẻ ô tô hơn 383 showroom/ xưởng dịch vụ ủy quyền chính hãng, các thương hiệu trải dài trên khắp cả nước
THACO AUTO là doanh nghiệp sản xuất, phân phối đầy đủ các chủng loại ôtô gồm: xe du lịch, xe bus, xe tải, xe chuyên dụng với đầy đủ các phân khúc từ trung cấp đến cao cấp Hiện nay THACO AUTO đang thực hiện chiến lược tham gia chuỗi giá trị toàn cầu với các thương hiệu ôtô quốc tế sản xuất tại Chu Lai và liên kết với các nhà sản xuất, phân phối ôtô khác, nhận chuyển giao công nghệ, phát triển công nghiệp hỗ trợ, gia tăng tỷ lệ nội địa hóa Đến nay, THACO Chu Lai đã có tên trên bản đồ sản xuất lắp ráp ôtô của các thương hiệu quốc tế nổi tiếng trên thế giới với tỷ lệ nội địa hóa cao nhất Việt Nam Tỷ lệ nội địa hóa các sản phẩm ôtô của THACO hiện nay là: xe du lịch 17-25%, xe tải 35- 45%, xe bus trên 60% Một số mẫu xe du lịch đạt tỉ lệ nội địa hóa trên 40%, đáp ứng tiêu chí hàm lượng khu vực RVC (Regional Value Content) để hưởng thuế suất 0% khi xuất khẩu ôtô nội khối ASEAN theo Hiệp định ATIGA
THACO AUTO hiện có 7 nhà máy sản xuất lắp ráp ôtô, gồm: nhà máy Thaco Kia, nhà máy Thaco Mazda, nhà máy sản xuất xe du lịch cao cấp THACO, nhà máy xe du lịch chuyên dụng, nhà máy Tải Thaco, nhà máy Bus Thaco, nhà máy sản xuất xe chuyên dụng Các nhà máy này sản xuất đầy đủ các chủng loại sản phẩm: xe du lịch (Kia, Mazda, Peugeot), xe bus, xe tải, xe chuyên dụng với các thương hiệu ôtô quốc tế và thương hiệu THACO
Bên cạnh cung cấp cho thị trường trong nước với doanh số và thị phần đứng đầu Việt Nam, THACO AUTO đã xuất khẩu ôtô sang các nước ASEAN và thế giới Năm
2020, THACO AUTO xuất khẩu hơn 1.400 ôtô các loại, bao gồm xuất khẩu xe du lịch Kia Grand Carnival sang Thái Lan; xuất khẩu xe du lịch Kia Cerato và Kia Soluto sang Myanmar; xuất khẩu sơmi rơmoóc sang Mỹ, Nhật, Myanmar, Thái Lan; xuất khẩu xe tải sang Campuchia
1.2.1 Giới thiệu về Công ty TNHH SX&LR ô tô tải Chu Lai - Trường Hải
Ngay từ những ngày đầu đầu tư vào Khu kinh tế mở Chu Lai, THACO đã đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất và lắp ráp ô tô hiện đại mang tên Công ty TNHH SX&LR ô tô Chu Lai - Trường Hải – tiền thân của nhà máy Thaco Tải - với diện tích 36.8 ha, vốn đầu tư 2.500 tỷ đồng, công suất ban đầu 25.000 xe/năm
Nhà máy được sử dụng các dây chuyền công nghệ hiện đại gồm: dây chuyền hàn cabin xe tải, dây chuyền hàn thân xe bus, dây chuyền lắp ráp xe tải, dây chuyền lắp ráp xe bus, dây chuyền nhúng ED, dây chuyền sơn; cùng với hệ thống nhà xưởng: xưởng chế tạo, xưởng đóng thùng, xưởng hóa chất, xưởng kiểm định và các khu vực chức năng khác như đường thử xe, khu vực xử lý nước thải
Tháng 9/2004, mẫu xe CKD đầu tiên - Kia tải K2700II đã được xuất xưởng Tháng 5/2011, THACO xuất xưởng các sản phẩm xe tải, xe ben, xe chuyên dụng và xe khách mang thương hiệu Thaco - Hyundai, đồng thời trở thành đơn vị chính thức và duy nhất tại Việt Nam sản xuất & lắp ráp đầy đủ các dòng sản phẩm xe thương mại của Hyundai Motors
Hình 1.5 Nhà máy THACO TRUCK
Sau một thời gian phát triển mạnh mẽ, đến nay các xưởng của nhà máy đã phát triển thành các công ty chuyên biệt Năm 2011, phân xưởng sản xuất xe bus được tách ra thành Công ty TNHH MTV sản xuất và lắp ráp ô tô khách Trường Hải Ngày 01/11/2011, Công ty TNHH sản xuất và lắp ráp ô tô Chu Lai - Trường Hải chính thức đổi tên thành Công ty TNHH MTV SX&LR ô tô tải Chu Lai - Trường Hải, đảm nhận nhiệm vụ sản xuất, lắp ráp dòng sản phẩm xe tải, xe ben và đầu kéo Đến nay công suất lắp ráp của nhà máy Thaco Tải đạt 50.000 xe/năm
Tại Nhà máy Thaco Tải, cùng với hệ thống dây chuyền sản xuất, lắp ráp công nghệ cao, đồng bộ là hệ thống các phân xưởng như: xưởng hàn, xưởng sơn, xưởng lắp ráp, xưởng kiểm định, kho vật tư, Từ đây, Thaco đã sản xuất, lắp ráp và đem ra thị trường các sản phẩm xe tải/ben đa dạng về phân khúc, chủng loại và tải trọng, gồm xe tải, xe ben, xe đầu kéo, tải trọng từ 750kg đến 40 tấn, mang các thương hiệu Thaco Towner, Thaco Forland, Thaco Ollin, Foton Auman, Thaco Frontier, Mitsubishi Fuso, có mặt ở hầu hết các phân khúc thị trường, với những ưu điểm vượt trội về công dụng và hiệu quả kinh tế, phù hợp với điều kiện sử dụng tại Việt Nam, đáp ứng nhu cầu sử dụng của nhiều đối tượng khách hàng ở từng địa phương khác nhau, được khách hàng tin cậy lựa chọn
1.2.3 Cơ cấu tổ chức của công ty
Hình 1.6 Cơ cấu tổ chức của công ty
1.2.4 Các dòng sản phẩm chính của nhà máy
Với định hướng chiến lược luôn dẫn đầu thị trường xe thương mại, Thaco luôn tiên phong, sáng tạo ra những sản phẩm ưu việt và định vị sản phẩm theo từng phân khúc, đáp ứng nhu cầu sử dụng của nhiều đối tượng khách hàng ở từng địa bàn Hiện tại, sản phẩm xe tải/ben được Thaco sản xuất, lắp ráp và phân phối ra thị trường đa dạng về phân khúc, chủng loại và tải trọng, bao gồm xe tải, xe ben, xe đầu kéo, mang các thương hiệu Thaco Towner, KIA Frontier, Thaco Forland, Thaco Ollin, Foton Auman, Mitsubishi FUSO - tải trọng từ 750 kg đến 40 tấn, được định vị theo các phân khúc:
QUẢN ĐỐC XƯỞNG LẮP RÁP
BỘ PHẬN VẬN CHUYỂN NỘI BỘ
BỘ PHẬN VẬN HÀNH BẢO DƯỠNG
BỘ PHẬN QUẢN LÍ CHẤT LƯỢNG
Bảng 1 1: Bảng các sản phẩm chính của nhà máy
Phân khúc tải nhẹ máy xăng + Thaco Towner tải trọng dưới 1 tấn
Phân khúc tải nhẹ máy dầu + KIA Frontier tải trọng từ 1.25 – 2.49 tấn
Phân khúc tải trung tải trọng từ 1.98 – 9.5 tấn
+ Thaco Forland tải trọng từ 3,5 – 7 tấn (xe 2 cầu và xe có hộp số phụ)
+ Thaco Ollin: tải trọng từ 1.98 – 9.5 tấn
+ Xe tải Mitsubishi FUSO: tải trọng từ 1,9 - 7,1 tấn
Phân khúc tải nặng tải trọng từ 8 – 18 tấn và xe đầu kéo
+ Xe tải nặng Foton Auman: tải trọng từ 8.5 – 20.5 tấn
+ Xe đầu kéo Foton Auman: tải trọng kéo theo đến
+ Xe ben nhẹ, ben trung Thaco Forland tải trọng 0.99 – 8.3 tấn
+ Xe ben nặng Foton Auman tải trọng 13 – 18 tấn
Phân khúc xe chuyên dụng
+ Xe tải đông lạnh: Mitsubishi Fuso & KIA New Frontier
+ Xe tải cẩu Thaco Ollin + Xe bồn nhiên liệu Foton Auman
Xe sơ mi rơ moóc
Dòng xe chuyên dụng cũng đang được nghiên cứu nhiều hơn và ngày càng phát triển để đáp ứng đầy đủ nhu cầu của người dùng, với các dòng xe chuyên dụng như: xe phục vụ y tế, xe bán hàng lưu động, xe cánh dơi, xe tải đông lạnh, xe chở kính, xe chở ép rác, xe kéo chở xe, xe chở máy chuyên dùng, xe tải cẩu
Hình 1.7 Xe đông lạnh KIA FRONTIER K200
Xe đông lạnh Kia Frontier K200 được sản xuất trên nền xe cơ sở Kia Frontier K200 – xe tải nhẹ máy dầu quen thuộc được khách hàng tin dùng, trang bị động cơ Hyundai D4CB tiêu chuẩn khí thải Euro 4, độ bền cao, tiết kiệm nhiên liệu, vận hành mạnh mẽ, thân thiện với môi trường Kích thước lòng thùng chở hàng (DxRxC): 3.100 x 1.690 x 1.630 (mm) thể tích thùng: 8,54 m 3 Xe được trang bị máy lạnh Hwasung Thermo HT-100III (Hàn Quốc) với nhiệt độ làm lạnh đến (-15 0 C), đáp ứng nhu cầu vận chuyển phần lớn hàng hóa trên thị trường Xe có mức tải trọng 1,49 tấn, phù hợp để vận chuyển trong khu vực nội thành.
Nhà máy THACO Tải và phòng thiết kế tải và tải chuyên dụng
Để nâng cao chất lượng sản phẩm, làm chủ công nghệ thiết kế, nhà máy đặc biệt chú trọng hoạt động nghiên cứu và phát triển sản phẩm thông qua trang thiết bị và phần mềm thiết kế hiện đại cùng đội ngũ kỹ sư và chuyên viên nhiều kinh nghiệm trong lĩnh vực nghiên cứu thiết kế xe tải và tải chuyên dụng Nhà máy đã nghiên cứu thiết kế và cho ra đời dòng sản phẩm xe tải thương hiệu Việt Nam, có kiểu dáng, diện mạo hoàn toàn mới, tỷ lệ nội địa hóa đạt trên 60%, được THACO đăng ký sở hữu trí tuệ - kiểu dáng công nghiệp tại Cục Sở hữu trí tuệ Việt Nam Đặc biệt, Trung tâm có thể thiết kế các sản phẩm theo theo yêu cầu riêng biệt của từng khách hàng
1.3.1 Mô phỏng, tính toán - HYPERWORKS
• Mô phỏng phân tích, quản lý dữ liệu tuyến tính và phi tuyến tính
• Tính toán sức bền kết cấu sản phẩm
• Tối ưu hóa quá trình thiết kế và sản xuất
1.3.1.1 Giới thiệu phần mềm Hyperworks a) Tổng quan
Bộ phần mềm HyperWorks được phát triển bởi công ty Mỹ - Altair Engineering
Bộ phần mềm HyperWorks có nhiều mô đun phục vụ cho nhiều lĩnh vực khác nhau Môđun Hypermesh là mô đun đầu tiên được hoàn thiện vào năm 1990 Sau Hypermesh, bộ phần mềm HyperWorks tiếp tục phát triển nhiều mô đun khác với các phiên bản khác nhau Phiên bản HyperWorks 2017 có thêm các môđun mới như: SolidThinking Activate, SolidThinking Compose và SolidThinking Embed cho lĩnh vực phát triển mô hình cơ sở, Flux, FEKO và Winprop trong lĩnh vực điện từ, Multiscale Designer và SolidThinking Click2Extrude trong lĩnh vực phát triển vật liệu và sản xuất
Bộ phần mềm HyperWorks là nền tảng mô phỏng có kiến trúc mở toàn diện nhất cung cấp các công nghệ hàng đầu để thiết kế và tối ưu các sản phẩm một cách sáng tạo và có hiệu quả HyperWorks bao gồm các công cụ mô hình hóa phần tử hữu hạn, phân tích và tối ưu hóa các cấu trúc, lưu chất, hệ đa vật thể, điện từ và vị trí ăng-ten, phát triển các mô hình cơ sở, phân tích các hệ đa môi trường Người dùng có toàn quyền truy cập vào một loạt các giải pháp của Altair như giải pháp thiết kế, các giải pháp kỹ thuật, hiển thị, giải pháp quản lý dữ liệu từ Altair và các đối tác
Có thể nói Hyperworks là một trong những phần mềm CAE (Computer Aided Engineering) nổi tiếng, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực với khả năng phân tích chính xác dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn (Finite Difference Method – FDM) Hyperworks giúp các doanh nghiệp, các trung tâm nghiên cứu nâng cao chất lượng, giảm chi phí, nâng cao năng suất Giúp tối ưu hóa quá trình thiết kế và sản xuất
Hyperworks cung cấp giải pháp toàn diện nhất, mở ra giải pháp CAE trong nền công nghiệp hiện nay, bao gồm cả mô phỏng phân tích, quản lý dữ liệu tuyến tính và phi tuyến tính, tối ưu hoá kết cấu, cấu trúc chất lỏng, sự tương tác giữa các vật thể, và nhiều ứng dụng đối với các cơ cấu b) Các module của phần mềm
Bộ phần mềm HyperWorks có nhiều module phục vụ những lĩnh vực khác nhau Tuy nhiên các môđun của bộ phần mềm HyperWorks có thể chia thành các nhóm môđun căn bản như: Nhóm môđun Pre-Processing (mô hình hóa), nhóm môđun Simulation Technology (công nghệ mô phỏng), nhóm môđun Visualization (hiển thị kết quả và phân tích dữ liệu) Dưới đây là mô tả ngắn gọn về các mô đun của bộ phần mềm HyperWorks v AcuSolve
Môđun AcuSolve được ứng dụng mạnh mẽ trong phân tích dòng chảy Acusolve là công cụ tính toán động lực học lưu chất mạnh mẽ nhất của Altair, cung cấp cho người dùng đầy đủ các mô hình vật lý cần thiết Solve này tính toán mô phỏng các yếu tố liên quan đến dòng chảy, truyền nhiệt, dòng chảy rối và các vật liệu không tuân theo định luật Newton Các kết quả tính toán từ AcuSolve có độ chính xác cao với tốc độ xử lý nhanh
Hình 1.8 Phân tích tác động của khí động học bằng AcuSolve v Cloud & HPC
Môđun Cloud & HPC là giải pháp lưu trữ và siêu máy tính Môđun Cloud & HPC cho phép quản lý công việc và các dữ liệu mô phỏng trên hệ thống điện toán đám mây và siêu máy tính v Click2from
Môđun Click2form là một là một giải pháp mô phỏng tạo hình kim loại tấm, cho phép người sử dụng tăng cường hoặc tối ưu hóa sản phẩm trong quá trình tạo hình Click2form giúp đẩy nhanh quá trình thiết kế sản phẩm cũng như thiết kết khuôn dập
Hình 1.9 Màn hình làm việc với chế độ Click2from v FEKO
Môđun FEKO là một giải pháp trong thiết kế hệ thống ăngten và điện từ tần số cao FEKO mô phỏng điện từ toàn diện được sử dụng rộng rãi trong ngành viễn thông, ô tô, hàng không và quốc phòng FEKO sử dụng phương pháp kết hợp giữa tần số và thời gian Phương pháp này cho phép phân tích các vấn đề điện từ (EM) chủ yếu về Ăng-ten, xác định vị trí của Ăng-ten trên các cấu trúc điện tử cỡ lớn (hệ thống định vị trên các tàu chiến, radar quan sát), vi mạch điện tử, bộ thu phát song RF, cấu trúc y sinh học, hệ thống Radar và tính toán tán xạ điện từ v Flux
Môđun Flux được thêm vào từ phiên bản HyperWorks 2017 và được ứng dụng trong lĩnh vực điện từ Flux là phần mềm hàng đầu cho mô phỏng điện từ và nhiệt Trong hơn 30 năm, phần mềm mô phỏng Flux đã được sử dụng trên toàn thế giới trong các ngành công nghiệp hàng đầu và phòng thí nghiệm của trường đại học Flux các nhà thiết kế tạo ra sản phẩm tối ưu với hiệu năng cao trong thời gian ngắn Flux giúp thiết kế các thiết bị tiết kiệm năng lượng hiệu quả
Hình 1.10 Tổng quan về Fulx v HyperCarsh
Môđun HyperCrash là một giải pháp mạnh mẽ trong việc phân tích tai nạn và đánh giá sự an toàn Môi trường pre-processing mạnh mẽ và trực quan được thiết kế một cách đặc biệt để tự động hóa việc tạo ra các mô hình có độ trung thực cao để phân tích va chạm và đánh giá mức độ an toàn Định hướng, tối ưu hoá và chỉnh sửa Với giao diện dễ nhìn, kết quả tính toán chính xác cho phép người dùng tiết kiệm thời gian và chi phí sử dụng
Hình 1.11 Tổng quan về HyperCarsh v HyperForm
Mô đun HyperForm là giải pháp giúp tiết kiệm chi phí, tin cậy, hiệu quả và hoàn thành cho dập tấm kim loại Altair HyperForm mô phỏng tạo hình kim loại tấm dựa trên phần tử hữu hạn toàn diện HyperForm tận dụng những kết quả của Altiar trong giải pháp mô phỏng chế tạo và thiết kế quy trình giúp phát triển một quy trình sản xuất tối ưu
Một chuỗi sản phẩm hoàn chỉnh của mô phỏng dập tấm cần:
HyperForm: Một nển tảng hiệu quả cao cho quy trình dập tấm
HyperForm Solista: Cần thiết cho việc tạo hình kim loại tấm là một gói độc lập HyperBlank: Phân tích chi phí phôi độc lập, chính xác v HyperGraph
Môđun HyperGraph thuộc nhóm môđun hiển thị kết quả và phân tích dữ liệu
Hình 1.12 Tổng quan về HyperGraph
HyperGraph giúp phân tích dữ liệu và vẽ biểu đồ 2D, 3D Altair HyperGraph là một công cụ phân tích dữ liệu và vẽ biểu đồ mạnh mẽ với giao diện tương thích với các định dạng file phổ biến Sức mạnh của nó chính là khả năng xử lý ngay cả với các biểu thức toán học phức tạp nhất HyperGraph kết hợp các tính năng đó với khả năng trình bày và tùy biến chất lượng cao để tạo ra một hệ thống phân tích dữ liệu hoàn chỉnh cho mọi tổ chức v HyperMath
Môđun HyperMath là công cụ tính toán toán học, giúp người dùng có thể tuỳ chỉnh dữ liệu toán học của các thông số điều kiện cho trước của quá trình trước và sau phân tích, ngôn ngữ lập trình mạnh mẽ và linh hoạt, giao diện toán học với các thư viện hữu ích
Hình 1 13 Tổng quan về HyperMath v Hypershape/Catia
Các thông tư, quy chuẩn liên quan đến thiết kế ô tô
Quy chuẩn này do Cục Đăng kiểm Việt Nam biên soạn, Bộ Khoa học và Công nghệ thẩm định, Bộ trưởng Bộ Giao thông vận tải ban hành theo Thông tư số
87/2015/TT-BGTVT ngày 31 tháng 12 năm 2015
1.4.1.1 Quy định kỹ thuật về các thông số kỹ thuật cơ bản v Kích thước giới hạn cho phép của xe a) Chiều dài: Không vượt quá chiều dài xe quy định tại Bảng 1.2
Bảng 1.2 Quy định chiều dài toàn bộ đối với xe ô tô
TT Loại phương tiện Chiều dài lớn nhất (m)
Khối lượng toàn bộ không vượt quá 5 tấn 5,0
Khối lượng toàn bộ từ 5 tấn trở lên nhưng không vượt quá 10 tấn 6,0
Khối lượng toàn bộ từ 10 tấn trở lên 7,0
Có tổng số trục bằng 3 7,8
Có tổng số trục bằng 4 9,3
Có tổng số trục bằng 5 10,2
3 Các loại xe khác 12,2 b) Chiều rộng: Không lớn hơn 2,5 m c) Chiều cao:
- Không lớn hơn 4,0 m đối với các loại xe khác
- Không lớn hơn 4,2 m đối với xe khách hai tầng
Ngoài ra, đối với các loại xe có khối lượng toàn bộ thiết kế lớn nhất không lớn hơn 5,0 tấn thì chiều cao của xe, trừ phần nhô do lắp ăng ten, cột thu phát sóng hoặc các thiết bị có kết cấu tương tự nhưng không ảnh hưởng đến tính ổn định của xe ô tô chuyên dùng được định nghĩa tại TCVN 6211 “Phương tiện giao thông đường bộ - Kiểu - Thuật ngữ và định nghĩa” phải đáp ứng quy định sau:
Hmax ≤ 1,75 WT Trong đó: v Hmax: Chiều cao lớn nhất cho phép của xe v WT: Khoảng cách giữa tâm vết tiếp xúc của hai bánh xe sau với mặt đường, trường hợp trục sau lắp bánh đơn (Hình 1a) hoặc Khoảng cách giữa tâm vết tiếp xúc của hai bánh xe sau phía ngoài với mặt đường, trường hợp trục sau lắp bánh kép d) Chiều dài đuôi xe tính toán (ROH) là khoảng cách giữa mặt phẳng thẳng đứng đi qua đường tâm của trục (trục đơn) hoặc cụm trục (đường ROH) đến điểm sau cùng của xe Chiều dài đuôi xe tính toán trừ xe ô tô sát xi, xe chuyên dùng định nghĩa tại TCVN 7271 “Phương tiện giao thông đường bộ - Kiểu - Thuật ngữ và định nghĩa” phải đáp ứng các yêu cầu sau:
- Không lớn hơn 65% chiều dài cơ sở tính toán (LCS) đối với xe khách (chiều dài cơ sở của xe khách nối toa được tính cho toa xe đầu tiên)
- Không lớn hơn 60% chiều dài cơ sở tính toán (LCS) đối với xe tải
Trong đó: Chiều dài cơ sở tính toán (LCS) là khoảng cách từ đường ROH đến tâm trục bánh xe trước nhất về phía trước; Việc xác định đường ROH được xác định theo nguyên tắc sau đây:
* Đối với trục sau là trục đơn thì đường ROH đi qua tâm của trục đó
* Đối với trường hợp xe có 02 trục sau hoặc cụm trục kép thì nếu cả 2 trục lắp với số lượng lốp bằng nhau thì đường ROH đi qua điểm giữa 2 trục; nếu một trục lắp gấp đôi số lượng lốp so với trục còn lại thì đường ROH đi qua điểm bằng 2 phần 3 khoảng cách từ tâm trục có số lốp ít hơn đến tâm trục có số lốp nhiều hơn
* Đối với trường hợp xe có cụm trục 3 thì đường ROH đi qua điểm giữa của 2 tâm trục phía sau cùng của xe
* Trường hợp cụm trục sau gồm trục dẫn hướng, trục tự lựa, trục nâng hạ kết hợp với trục khác (trục không dẫn hướng) thì chỉ có các trục không dẫn hướng được xem xét trong việc xác định đường ROH v Khối lượng cho phép lớn nhất trên trục xe
- Cụm trục kép phụ thuộc vào khoảng cách hai tâm trục d: d < 1,0 m: 11 tấn;
- Cụm trục ba phụ thuộc vào khoảng cách hai tâm trục liền kề nhỏ nhất d: d ≤ 1,3 m: 21 tấn; d > 1,3 m: 24 tấn v Khối lượng toàn bộ cho phép lớn nhất
Khối lượng toàn bộ cho phép lớn nhất của các loại xe phải thỏa mãn quy định tại Bảng 2.2 dưới đây
Bảng 1.3 Khối lượng toàn bộ cho phép lớn nhất
TT Loại phương tiện Khối lượng toàn bộ cho phép lớn nhất (Tấn)
1 Xe có tổng số trục bằng 2 16
2 Xe có tổng số trục bằng 3 24
3 Xe có tổng số trục bằng 4 30
4 Xe có tổng số trục bằng 5 hoặc lớn hơn
4.1 Xe có khoảng cách tính từ tâm trục đầu tiên đến tâm trục cuối cùng ≤ 7m 32
4.2 Xe có khoảng cách tính từ tâm trục đầu tiên đến tâm trục cuối cùng > 7m 34
Căn cứ Luật Giao thông đường bộ ngày 13 tháng 11 năm 2008;
Căn cứ Nghị định số 107/2012/NĐ-CP ngày 20 tháng 12 năm 2012 của Chính phủ quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn và cơ cấu tổ chức của Bộ Giao thông vận tải; Theo đề nghị của Vụ trưởng Vụ Khoa học - Công nghệ và Cục trưởng Cục Đăng kiểm Việt Nam;
Bộ trưởng Bộ Giao thông vận tải ban hành Thông tư quy định về thùng xe của xe tự đổ, xe xi téc, xe tải tham gia giao thông đường bộ
1.4.2.1 Quy định về thùng xe
1 Thùng xe phải có kết cấu vững chắc, đảm bảo an toàn cho hàng hóa được chuyên chở, có sàn, các thành thùng phía trước, bên cạnh và phía sau Thùng xe không được có các kết cấu để lắp được các chi tiết, cụm chi tiết dẫn tới việc làm tăng thể tích chứa hàng Đối với thùng hở của loại sơ mi rơ moóc tải được thiết kế để chở hàng hóa và chở được công-ten-nơ thì còn phải bố trí các khóa hãm công-ten-nơ
2 Thùng xe sau khi lắp đặt lên xe phải tuân thủ các yêu cầu sau: a) Kích thước giới hạn cho phép của xe phải tuân thủ quy định tại Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 09 : 2011/BGTVT “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường đối với ô tô”, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN
11 : 2011/BGTVT “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng an toàn kỹ thuật đối với rơ moóc và sơ mi rơ moóc” b) Chiều dài đuôi xe (ROH) không lớn hơn 60% của chiều dài cơ sở tính toán (WB) c) Khối lượng phân bố lên vị trí chốt kéo (kingpin) của sơ mi rơ moóc tải, kể cả sơ mi rơ moóc tải chở công-ten-nơ (trừ loại sơ mi rơ moóc tải chở công-ten-nơ có chiều dài toàn bộ nhỏ hơn 10 m) phải đảm bảo không nhỏ hơn 35% khối lượng toàn bộ cho phép tham gia giao thông đối với sơ mi rơ moóc tải có tổng số trục từ ba trở lên; không nhỏ hơn 40% khối lượng toàn bộ cho phép tham gia giao thông đối với sơ mi rơ moóc tải có tổng số trục bằng hai
3 Thể tích chứa hàng của thùng xe tự đổ được xác định theo các kích thước hình học bên trong lòng thùng xe
4 Thể tích chứa hàng của thùng xe xi téc phải tuân thủ các yêu cầu sau: a) Thể tích chứa hàng của thùng xe xi téc Vt (không tính đến thể tích của các cửa nạp hàng) được xác định theo các kích thước hình học bên trong của xi téc và không lớn hơn thể tích được xác định bằng khối lượng hàng hóa chuyên chở cho phép tham gia giao thông chia cho khối lượng riêng của loại hàng hóa chuyên chở nêu trong các tài liệu chuyên ngành hoặc theo trị số công bố của cơ tổ chức có thẩm quyền Trường hợp hàng hóa chuyên chở có khối lượng riêng biến thiên trong dải trị số thì khối lượng riêng được ghi nhận theo giá trị trung bình của dải biến thiên b) Đối với xi téc chứa các loại khí hóa lỏng có khả năng dãn nở trong quá trình vận chuyển hoặc được nạp vào xi téc theo các điều kiện về áp suất và nhiệt độ nhất định thì thể tích chứa hàng được xác định như sau: Vt = 0,9 Vhh (trong đó Vhh là thể tích xi téc được xác định theo các kích thước hình học bên trong của xi téc) c) Trường hợp không có tài liệu giới thiệu tính năng và thông số kỹ thuật hoặc giữa trị số thể tích chứa hàng theo kết quả kiểm tra sai khác trên 10% so với tài liệu giới thiệu tính năng và thông số kỹ thuật của xe thì thể tích chứa hàng của xi téc được xác định bằng phương pháp đo kiểm thực tế
1.4.2.2 Quy định về mui phủ
1 Tấm phủ phải là bạt che
2 Khung mui a) Được thiết kế đảm bảo ổn định và an toàn khi xe tham gia giao thông b) Khoảng cách giữa 2 thanh khung mui liền kề (t) không nhỏ hơn 0,55 m.
TỔNG QUAN VÀ XÁC ĐỊNH XE CƠ SỞ ĐỂ GẮN BỬNG NÂNG 22
Tổng quan
Ngành công nghiệp ô tô không chỉ giữ một vị trí quan trọng trong việc thúc đẩy nền kinh tế quốc dân phát triển thông qua đáp ứng nhu cầu giao thông vận tải, góp phần phát triển sản xuất và kinh doanh thương mại mà còn là ngành công nghiệp mang lại lợi nhuận rất cao nhờ sản suất ra những sản phẩm có giá trị Dựa vào đó, rất nhiều doanh nghiệp trong nước đã chế tạo, lắp ráp thành công nhiều loại ô tô có mẫu mã đẹp, đa dạng, chất lượng vượt trội đang được người tiêu dùng chấp nhận và tiêu dùng
Hình 2.1 Sự đa dạng các mẫu xe trên thị trường
Hiện nay trên thị trường ô tô xuất hiện nhiều loại ô tô vận tải chuyên chở một loại hàng hóa nhất định Nhưng nhiều khi các loại ô tô này không đáp ứng được yêu cầu biến đổi đa dạng của thị trường, người tiêu dùng cũng như tính chất vận tải khác nhau của các đơn vị vận tải Vì vậy để đáp ứng được các nhu cầu này, mà lại phù hợp với điều kiện hoàn cảnh của Việt Nam thì các doanh nghiệp, các công ty thường nhập các loại ô tô chưa có công năng xác định như HUYNDAI, KIA, FUSO, FORLAND,…Từ đó căn cứ vào nhu cầu thực tế của thị trường, của các chủ phương tiện mà tiến hành đóng mới từng loại xe nhất định như ô tô tải, ô tô tải tự đổ, ô tô xi téc,… Ô tô tải đang là một phương tiện giao thông được nhiều người tiêu dùng trong nước sử dụng rộng rãi đặc biệt là xe tải có bửng nâng Nhất là ở khu vực Tp Hồ Chí Minh là khu vực có nhiều dịch vụ vận tải mà xe tải thông thường không thể đáp ứng được Tuy nhiên đối với xe tải có bửng nâng là một phương tiện chuyên dụng, rất đa năng trong lĩnh vực vận tải, xe tải có bửng nâng giúp chúng ta lên xuống hàng hoá một cách dễ dàng mà không tốn nhiều sức lực Đồng thời, với xe tải có bửng nâng sẽ giúp các nhà kinh doanh tiết kiệm được nhân công lên xuống hàng, rút ngắn được thời gian làm việc cũng như rút ngắn thời gian vận chuyển hàng hóa,… trong khu vực nội thành dễ dàng hơn, phù hợp chủ trương của nhà nước và hướng phát triển của nghành công nghiệp ô tô.
Xe tải có bửng nâng
Hình 2.2 Xe tải có bửng nâng
Xe tải có bửng nâng là một loại xe tải thông thường được trang bị thêm hệ thống bửng nâng để hỗ trợ việc vận chuyển các hàng hoá có khối lượng lớn
Xe được trang bị 1 thùng hàng ở phía sau và có hệ thống xy lanh thủy lực có sức nâng lớn để nâng hạ bửng nâng theo ý mà chúng ta mong muốn b) Công dụng
Xe tải có bửng nâng được sản xuất với quy trình vô cùng khắt khe, phải thỏa mãn về các điều kiện như độ bền vật liệu, độ chịu tải, màu sắc, kết cấu, kiểu dáng,… do người tiêu dùng đặt ra Nó được tích hợp với nhiều tính năng đa dạng, thích hợp với nhiều ngành nghề khác nhau và được ưa chuộng hiện nay Cụ thể, xe tải có bửng nâng có những công dụng sau:
• Việc bốc dỡ hàng hoá có khối lượng lớn và nặng như kiện hàng nguyên khối, thùng phuy, đồ nội thất, tác phẩm nghệ thuật, xe máy,…những mặt hàng này có thể nâng lên hạ xuống thùng xe được
• Xe tải đúng thùng gắn bửng nâng để vận chuyển hàng hoá nhằm giảm bớt sức người lao động d) Ưu điểm
• Tiết kiệm được thời gian, chi phí vận chuyển hàng hóa với số lượng lớn
• Tiện lợi trong lên xuống hàng hóa, nhờ có bửng nâng Giúp việc lên xuống hàng hóa trở nên dễ dàng
• Giá thành của xe ở mức tầm trung, phù hợp với nhiều lĩnh vực, ngành nghề khác nhau như: giao thông vận tải, xây dựng, thương mại và dịch vụ,…
Xác định xe cơ sở gắn thêm bửng nâng
2.3.1 Phân tích điều kiện lưu thông (các con hẻm nhỏ ở Tp.Hồ Chí Minh)
Theo Quyết định số 88/2007/QĐ-UBND ngày 04 tháng 07 năm 2007 của Ủy ban Nhân dân thành phố Hồ Chí Minh
Quy định lộ giới cho các loại đường hẻm:
1 Lộ giới áp dụng cho hẻm chính: tối thiểu là 6m Trong trường hợp đặc biệt: Chủ tịch Ủy ban nhân dân quận - huyện được quyền xem xét, quyết định lộ giới áp dụng cho hẻm chính nhỏ hơn quy định trên nhưng không nhỏ hơn 4,5m
2 Lộ giới áp dụng cho hẻm nhánh và hẻm cụt: theo bảng 3.4 dưới đây
Bảng 2.1 Quy định lộ giới đối với hẻm nhánh và hẻm cụt
STT Chiều dài hẻm Lộ giới tối thiểu Ghi chú
Khi không có trụ điện
2.3.2 Phân tích thời gian hoạt động ra vào nội thành (TP.Hồ Chí Minh)
Theo Quyết định số 23/2018/QĐ-UBND ngày 19 tháng 07 năm 2018, thì quy định khung giờ cấm tải sau sẽ như sau:
Xe tải nhẹ (bao gồm ô tô chở hàng có khối lượng chuyên chở dưới 1.500 kg (trừ xe bán tải), ô tô tải có khối lượng chuyên chở từ 1.500 kg đến 2.500 kg và xe thí điểm): Thời gian cấm tải bị nới rộng ra, lệnh cấm xe lưu thông cụ thể: từ 6 giờ đến 9 giờ và 16 giờ đến 20 giờ (trước đây là 6 giờ đến 8 giờ và 16 giờ đến 20 giờ) Ngoài hai khung giờ trên, xe hoạt động bình thường
Xe tải nặng (bao gồm ô tô tải có khối lượng chuyên chở trên 2.500 kg, máy kéo, xe máy chuyên dùng, rơ moóc hoặc sơ mi rơ moóc được kéo bởi ô tô): theo lệnh cấm xe tải mới nhất, giờ cấm tải được rút ngắn từ 6 giờ đến 22 giờ (trước đây là từ 6 giờ đến 24 giờ) Ngoài khung giờ trên, xe tải chở hàng loại này sẽ vẫn được lưu thông tại một số tuyến đường hành lang v Mức phạt đối với phương tiện không tuân thủ quy định trên:
Theo Nghị định 100/2019/NĐ-CP ngày 30 tháng 12 năm 2019, các phương tiện ô tô tải đi vào đường cấm, khung giờ cấm sẽ bị phạt từ 1.000.000 - 2.000.000 đồng, tạm giữ giấy phép lái xe từ 1 - 3 tháng
- Để tối ưu thời gian hoạt động trong việc vận chuyển hàng hóa, ta chọn phân khúc xe tải nhẹ để hạn chế thời gian cấm lưu thông trong thành phố
- Ngoài ra, phân khúc xe tải nhẹ sẽ tối ưu được sự linh hoạt trong việc di chuyển ra vào đối với mạng lưới đường hẻm tại Tp Hồ Chí Minh
- Chọn phân khúc xe tải ben dưới 5 tấn để hợp lý hóa các vấn đề nêu trên
- Cụ thể: KIA FRONTIER K200 thùng mui bạt
Hình 2.3 Xe tải KIA FRONTIER K200 MUI BẠT
Tìm hiểu chung về xe cơ sở
2.4.1 Tổng quan về xe cơ sở KIA FRONTIER K200 MUI BẠT
Là sản phẩm tiếp theo trong phân khúc xe tải nhẹ của Thaco, Kia Frontier
K200 mang nhiều ưu điểm tốt hơn so với Kia Frontier K190 và K2700II Động cơ Hyundai D4CB-CRDi, phun dầu điều khiển điện tử tiêu chuẩn khí thải Euro 4
Thaco Kia K200 mang thiết kế Cabin Bongo huyền thoại trở lại Ưu điểm của Cabin Bongo là sự chắc chắn, cứng cáp hơn so với kiểu cabin lật Một thiết kế liền mạch Cabin và Chassis tạo ra một thể thống nhất hoạt động mượt mà và êm dịu Thiết kế khí động học giúp giảm lực cản gió, tăng hiệu quả sử dụng nhiên liệu
Hiện nay thị trường xe tải nhẹ ở Việt Nam đang tăng trưởng rất mạnh Trong đó, không thể không kể đến xe tải KIA FRONTIER K200 tải trọng từ 990kg đến 1,9 tấn
Xe KIA K200 là dòng xe tải nhẹ máy dầu được THACO Trường Hải phân phối và lắp ráp theo dây chuyền công nghệ Hàn Quốc v Động cơ: KIA K200 được trang bị động cơ HYUNDAI D4CB xuất sứ Hàn Quốc Với hệ thống phun dầu điện tử mang lại sự tiết kiệm nhiên liệu và mạnh mẽ cho xe Động cơ có dung tích 2.5 lít tạo ra công suất cực đại 130 Ps tại 3800 vòng/phút Với công suất lớn ở vòng tua máy thấp đã giúp cho xe tăng tốc nhanh và mạnh mẽ khi trên đường đất cũng như đường nhựa Với ưu điểm mạnh mẽ, tiết kiệm nhiên liệu, xe tải KIA K200 xứng đáng là sự lựa chọn hàng đầu
Hình 2.4 Động cơ HYUNDAI D4CB v Ngoại thất xe KIA FRONTIER K200:
THACO FRONTIER K200 được thiết kế hoàn toàn mới, sang trọng mang xu thế hiện đại
Cabin được thiết kế hình dạng khí động học giảm sức cản gió và ổn định khi di chuyển ở tốc độ cao, có kết cấu vững chắc, cách âm tốt và có góc quan sát rộng Gương chiếu hậu bản lớn và có bề mặt lồi giúp dễ quan sát và hạn chế tối đa điểm mù
Cabin được sơn bằng công nghệ Metalic (công nghệ sơn dành cho xe du lịch)
Hình 2.5 Cabin xe THACO FRONTIER K200
Kia K200 1T9 cho cái nhìn tổng quan ban đầu cân đối và thật sự bắt mắt Với kiểu đầu cabin bo tròn cùng lớp sơn tỉnh điện sáng bóng, bền bỉ với mưa gió Cabin được thiết kế theo tiêu chuẩn khí động học, giảm tối đa lực cản không khí, giúp xe tiết kiệm nhiên liệu đáng kể
Mặt ca lăng được mạ crom sang trọng; capo thiết kế rộng rãi, thuận tiện cho việc kiểm tra
Bố trí hợp lý, thuận tiện cho việc bảo dưỡng.
Hệ thống đèn chiếu sáng halogen cho ánh sáng vượt trội và độ bền bỉ cao Ánh sáng bám đường, giúp các tài xế quan sát được rõ lúc lưu thông ban đêm hoặc đoạn đường có sương mù, khói trắng
Hình 2.9 Kính cửa được điều chỉnh bằng điện
Kính chắn gió xe tải Thaco Kia K200 cong, chắc chắn cho góc nhìn rộng Kết hợp cùng hệ thống gương chiếu hậu bản lớn, đầy đủ, giúp cho tài xế quan sát được phía sau
1 cách rõ ràng, hạn chế tối đa điểm mù Điều này góp phần tham gia giao thông an toàn cho chính tài xế và người đi đường v Nội thất xe KIA FRONTIER K200:
Nội thất cũng được thiết kế hoàn toàn mới cao cấp, sang trọng, phong cách hiện đại Trang bị đầy đủ tiện nghi, mang lại giá trị sử dụng cho khách hàng
Hình 2.10 Tổng quan về nội thất trên xe KIA K200
Nội thất được thiết kế hiện đại và đầy đủ tiện nghi
2.4.2 Kết cấu thùng xe KIA K200 mui bạt:
Hình 2.11 Tổng quan về thùng xe
- Hệ sàn thùng: Dầm dọc làm từ 02 thanh thép I 120x60x4 , 20 dầm ngang bẳng gỗ []95x75 liên kết với dầm dọc bằng bu lông 9 dầm ngang bằng thép U110x55x3 Sàn được lát gỗ dày 20mm
- Khung sương của thùng hàng được cấu tạo bằng 10 thép U120x50x4 và 02 thép U100x40x4 được hàn trực tiếp vào khung thép vây sàn thùng Liên kết các cột bằng các thanh ngang thép []40x40x1,4 và bằng phương pháp hàn hồ quang điện 2 bên sàn đứng buộc dây được liên kết với thành bên của thùng hàng bằng 20 bộ bản lề
- Hệ thống khung mui bao gồm có ống cắm ắc xô làm bằng thép []40x40x1,5 ắc xô
∅27x2,1; cột chính hệ khung mui làm bằng thép [120
2.4.3 Thông số cơ bản của xe:
TT Thông số ô tô Đơn vị Giá trị thông số
Chiều dài cơ sở mm 2615
Vết bánh xe trước/sau mm 1490/1340
Khoảng sáng gầm xe mm 130
Trọng lượng không tải Kg 1700
Trọng lượng toàn bộ Kg 3885
Tên động cơ HYUNDAI D4CB-CRDI
Loại động cơ Động cơ Diesel, 4 kỳ, 4 xilanh thẳng hàng
Dung tích xi lanh cc 2497 Đường kính ´ hành trình piston mm 91 x 96
Công suất cực đại/tốc độ quay 130/3800
Mômen xoắn/ tốc độ quay 255/1500 – 3500
4 Ly hợp Ma sát khô 1 đĩa, dẫn động thuỷ lực, trợ lực chân không
Kiểu loại Cơ khí, số sàn, 6 tiến 1 lùi
Tỷ số truyền ih1=4,271; ih2=2,248; ih3=1,364; ih4=1; ih5=0,823; ih6=0,676; iR=3,814
Kiểu loại Bánh răng – thanh răng
Dẫn động Trợ lực thuỷ lực
Dẫn động phanh Dẫn động thuỷ lực, trợ lực chân không
Trước Độc lập, thanh cân bằng, giảm chấn thuỷ lực
Sau Phụ thuộc, nhíp lá, giảm chấn thuỷ lực
Bán kính quay vòng nhỏ nhất
Tốc độ tối đa (km/h) Km/h 100
Dung tích thùng nhiên liệu
2.5 Các loại bửng nâng có thể lắp thêm lên xe tải KIA K200 và chọn loại bửng nâng để thiết kế
2.5.1 Phân loại bửng nâng xe tải:
Do nhu cầu vận chuyển hàng hoá hiện nay của khách hàng ngày càng tăng cao và có một số loại hàng hoá nguyên khối, nguyên kiện to cồng kềnh sẽ rất khó để lên, xuống hàng Vì vậy, một số chủ xe, các công ty vận chuyển đã gắn thêm bửng nâng cho xe để giúp cho việc lên, xuống hàng hoá một cách dễ dàng
Các loại bửng nâng có trên thị trường hiện nay: v Theo cơ cấu nâng hạ và dẫn động thì bửng nâng được chia thành 3 loại:
- Bửng nâng bằng thuỷ lực
Hình 2.12 Bửng nâng bằng thuỷ lực
- Bửng nâng sử dụng dây cáp
- Bửng nâng sử dụng kết hợp giữa dây cáp và thuỷ lực
Hình 2.13 Bửng nâng sử dụng kết hợp giữa dây cáp và thuỷ lực v Theo chiều cao thì bửng nâng được chia thành 2 loại:
- Bửng nâng 1 tầng: hành trình bửng nâng chỉ đi lên đến sàn của xe
- Bửng nâng 2 tầng: thường sử dụng cho những xe có hai sàn, phổ biến ở các xe chở gia súc, chở xe máy
Hình 2 15 Bửng nâng 2 tầng v Theo kiểu gấp bửng nâng thì bửng nâg được chia thành 2 loại:
- Bửng nâng đóng trước rồi mới đóng cửa thùng: với cấu tạo này thì nhìn bên ngoài sẽ không thấy được bửng nâng do được dấu bên trong Giữ được độ thẩm mỹ, tuy nhiên chiều dài thùng bị ngắn đi so với thông thường
- Đóng cửa thùng xe tải trước và gấp bửng nâng sau: đây là kiểu mẫu thường sử dụng, với cách thiết kế này thì dễ dàng sử dụng hơn, chiều dài thùng được tận dụng tối đa Tuy nhiên, điểm thẩm mỹ không nhiêug bằng bên trên
Hình 2 16 Đóng cửa thùng xe tải trước và gấp bửng nâng sau
2.5.2 Phân tích và lựa chọn phương pháp nâng hạ bửng để thiết kế: v Dùng xilanh thuỷ lực để nâng hạ:
Hình 2 17 Sơ đồ nâng hạ dùng xilanh thuỷ lực
+ Dầu thuỷ lực được bơm dầu lắp ở bộ phận trích công suất của hộp số đưa vào xilanh thuỷ lực, thông qua các gối đỡ nâng lên bằng sàn thùng xe Khi hạ bàn nâng chỉ cần mở van điều khiển đưa dầu từ xilanh về thùng chứa
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU NÂNG HẠ CỦA BỬNG NÂNG 37 3.1 Tìm hiểu về thiết bị nâng hạ (bửng nâng)
Khái niệm
Bửng nâng xe tải tên tiếng anh là tail lift truck là thiết bị lên xuống hàng hóa cho xe tải Hệ thống nâng hạ, bửng nâng được thiết kế theo từng tải trọng, theo kích thước của hàng hóa để phù hợp với loại xe cũng như thùng hàng để mang lại hiệu quả kinh tế cao
Hình 3 1 Tổng quan về bửng nâng v Kết cấu bửng nâng gồm:
- Kết cấu bửng nâng gồm có cụm sàn, cụm liên kết bửng, cụm treo bửng, cụm cần đẩy và cụm nâng hạ, gập bửng (2 xilanh nâng và 2 xilanh gập)
- Cụm sàn có: DxR: 1550x1600mm
- Trọng lượng bản thân bửng nâng là 200kg, có thể nâng được tải trọng tối đa là 800kg
- Dùng hệ thống xilanh thuỷ lực để nâng hạ và gập bửng
Hình 3 2 Cụm sàn bửng nâng
- Cụm liên kết bửng được chế tạo từ thép dập tấm liên kết lại với nhau bằng mối hàn và có vị trí lắp đặt xilanh gập được lắp đặt ở hai bên sàn trái phải đối xứng với nhau
Hình 3 3 Cụm liên kết bửng
- Cụm treo bửng: dùng để treo bửng với khung gầm xe hai đầu đối xứng nhau Gồm các pat treo liên kết lại với nhau
- Cụm cần đẩy được chế tạo từ thép dập tấm gồm có 2 cần hai bên, liên kết giữa cụm treo và cụm sàn bửng nâng
Hình 3 5 Cụm cần đẩy v Nguyên lý làm việc đóng mở bàn nâng:
Hình 3 6 Sơ đồ dẫn động nâng hạ bửng và gập bửng
1 Bộ nguồn thuỷ lực 4 Van điện 4/3
2 Lọc dầu 5 Van tiết lưu
3 Bơm thuỷ lực 6 Van chia lưu lượng
Chức năng các bộ phận trong hệ thống dẫn động:
• Lọc dầu: Loại bỏ tạp chất bẩn trước khi vào bơm dầu và hệ thống thuỷ lực, nhằm bảo vệ hệ thống thuỷ lực không bị xước, kẹt các bề mặt làm việc
• Bơm dầu thuỷ lực: Là thiết bị chuyển hoá năng lượng từ động cơ điện thành năng lượng dòng thuỷ lực Bơm được sử dụng là bơm bánh răng
• Van điện 4/3: Có nhiệm vụ đảo chiều đường dầu thuỷ lực để nâng hạ bửng Để điều khiển van này cần có dòng điện hoặc nhấn bằng tay vào đầu van
• Động cơ điện: Là thiết bị chuyển hoá điện năng thành mômen quay bơm dầu thuỷ lực
• Van tiết lưu: Cản trở đường hồi duy trì áp lực nhỏ để đóng xi lanh
• Van chia lưu lượng: Đảm bảo áp suất khi thay đổi tải trọng
• Xi lanh thuỷ lực: Tạo lực đẩy để thực hiện quá trình nâng hạ bửng
Khi chưa làm việc thì lúc này không có dòng điện đi qua động cơ điện lúc này bơm chưa làm việc, van điện từ ở vị trí trung gian
Khi mở bửng nâng ta tác động vào bộ điều khiển cầm tay của phần gập bửng nâng ở vị trí down lúc này động cơ điện được cấp điện làm quay bơm đồng thời lúc này van điện từ gập bửng nâng đẩy sang bên phải, lúc này dầu sẽ đi từ thùng chứa vào bơm đến cửa P van điện từ đến van chia lưu lượng đến khoang đầu xi lanh, dưới áp lực dầu đẩy cần thực hiện quá trình mở bửng Đồng thời ta tác dụng vào bộ điều khiển cầm tay phần nâng hạ bửng thì tương tự như phần mở gập bửng van điện từ dịch chuyển sang trái lúc này dầu sẽ đi vào khoang chứa cần xi lanh nâng hạ dưới áp lực dầu đẩy đầu xi lanh tác động lên cần đẩy thực hiện quá trình hạ bửng
Ngược lại khi nâng bửng thì van điện từ dịch chuyển sang bên phải dầu đi vào khoang đầu xi lanh, dưới áp lực dầu đẩy đầu xi lanh tác động lên cần đẩy thực hiện quá trình nâng bửng
Khi hàng được nâng xong ta tiến hành gập bửng bằng nút điều khiển cầm tay lúc này van điện từ dịch chuyển sang trái dầu sẽ đi vào đầu xi lanh gập dưới áp lực dầu đẩy xi lanh đi xuống thực hiện quá trình gập bửng.
Cấu tạo chi tiết của bửng nâng
Khái niệm: Xi lanh thủy lực là một trong những bộ phận chính của máy móc, thiết bị sử dụng hệ thống truyền động và tự động thủy lực Thiết bị này giữ vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi năng lượng thủy lực thành năng lượng cơ học Nói cách khác thì xi lanh thủy lực là một động cơ thủy lực tuyến tính có vai trò quan trọng trong việc chấp hành quan trọng trong hệ thống thủy lực
Nó được dùng để chuyển đổi nguồn năng lượng của dầu hay chất lỏng thủy lực khác thành động năng để tạo ra lực ở đầu cần Sau đó, tác động vào để thực hiện các nhiệm vị như: kéo, đẩy, nén hay nghiền,
Nó được sử dụng phổ biến trong cơ cấu chấp hành của hệ thống truyền động thủy lực Đối với thùng xe tải ta dùng xi lanh thủy lực để nâng cánh hông thuận tiện cho việc bốc dỡ hàng hóa
Thực chất xi lanh thủy lực được chia làm 2 loại:
Trong xi lanh lực chuyển động tương đối của piston và xi lanh là chuyển động tịnh tiến Còn đối với xi lanh moomen thì chuyển động tương đối giữa piton và xi lanh là chuyển động quay
Trong xi lanh thủy lực người ta chia làm 2 loại: là là loại tác dụng một chiều và loại tác dụng 2 chiều a) Cấu tạo xilanh thuỷ lực:
Hình 3 7 Bản vẽ cấu tạo xilanh thuỷ lực v Ống xilanh:
- Ống xilanh của xilanh thuỷ lực là một bộ phận có hình trụ tròn liền mạch Ngoài tên gọi là ống xilanh thì nó còn có tên gọi là thùng xilanh Chức năng chính của ống xilanh là chứa đựng và giữ áp suất của xilanh
- Ngoài ra thì ống xilanh cũng chính là nơi chứa piston Ống được thiết kế mài nhẵn, mịn nhằm tạo bề mặt có thể đạt độ hoàn thiện rơi vào khoảng 4 đến 15 microinch v Đế xilanh (nắp hình trụ):
- Phần đế của xilanh thuỷ lực có nhiệm vụ đi kèm với buồng áp suất ở một đầu Đế xilanh được thiết kế nối liền với thân xilanh bằng cách gắn bulong, thanh tie hoặc hàn xì Phần đế (nắp) xilanh và ống xilanh được nối bằng seal tĩnh Chúng ta có thể dựa vào thông số của ứng suất uốn để xác định kích thước của nắp xilanh v Đầu xilanh:
- Đầu xilanh thuỷ lực hay Cylinder head đảm nhận chức năng đi kèm với buồng áp suất ở phía đầu còn lại Đầu xilanh được nối thông qua các bulong hoặc thanh tie
- Ở giữa đầu xilanh và ống xilanh có lắp o-ring Tuỳ thuộc vào loại xilanh thuỷ lực mà trên đầu xilanh có thể chứa niêm phong que thích hợp hoặc một tuyến niêm phong v Piston:
- Piston là chi tiết vô cùng quan trọng trong hệ thống xilanh thuỷ lực Nhiệm vụ chính của piston là thực hiện phân tách các vùng áp lực bên trong ống xilanh Thông thường các nhà sản xuất sẽ tiến hành gia công piston sao cho phù hợp với các phốt, seal, kim loại đàn hồi Theo đó, tuỳ theo thiết kế mà con dấu (seal) có thể ở dạng đơn hoặc kép
- Các piston của xilanh đều được gắn với thanh piston thông qua bulong Đặc biệt chúng ta cần lưu ý rằng: Sự chênh lệch về áp suất ở hai bên thân piston sẽ khiến cho ống xilanh giãn ra và rút lại v Thanh piston:
- Thanh piston hay còn gọi là piston rod Thanh piston xilanh thuỷ lực thường có cấu tạo bằng thép hoặc thép mạ crom, nhằm đảm bảo có độ cứng cao, cùng với khả năng chống ăn mòn tốt nhất
- Nhiệm vụ của thanh piston là kết nối thiết bị truyền động với thành phần của máy móc để thực hiện công việc theo yêu cầu các thanh piston đều được gia công đánh bóng, nhẵn mịn, đính kèm các seal (con dấu) nhằm hạn chế và ngăn chặn sự rò rỉ
- Đối với xilanh 2 đầu thì bên trong các ống xilanh các thanh piston sẽ kéo dài từ phía piston đến hai đầu ống v Con dấu (seal):
- Con dấu của xilanh thuỷ lực còn có cách gọi phổ thông là seal Để chế tạo ra một con dấu phù hợp với xilanh người ta cần phải dựa vào các thông số như nhiệt độ môi trường, nhiệt độ của dầu, ứng dụng của xi lanh sau khi được chế tạo và áp suất làm việc
Hình 3 8 Con dấu của xilanh thuỷ lực
- Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại con dấu khác nhau như: con dấu Elastomer (chịu nhiệt thấp), con dấu Fluorocarbon viton (chịu nhiệt cao)… Khả năng chịu nhiệt của các con dấu phụ thuộc vào chất liệu tạo nên nó
Tính toán lực đẩy và lựa chọn xilanh nâng hạ bửng
3.2.1 Tính toán lực đẩy và hành trình xilanh v Hành trình xi lanh:
Từ hình vẽ ta xác được sơ đồ lực tác dụng lên bửng nâng
Hình 3 15 Sơ đồ lực xialnh nâng hạ bửng
• Gọi α là góc hợp giữa xilanh với phương thẳng đứng
• Góc α thay đổi từ 33 o ở vị trí bửng nâng thấp nhất đến 139 o bửng nâng ở vị trí cao nhất
• Các thông số đã biết:
O1H = 170.3 mm, O2H = 10 mm, O2A = 702 mm, AB = 131 mm, góc BAO2 = 108 0 ,
Bửng nâng chịu tải trọng 800 kg, trọng lượng bản thân 200 kg
Chọn góc toạ độ tại điểm O1
Xét tam giác O1O2H ta có: tan(HO1O2) = O2H/HO1 = 10/170,3 = 0,06 (3.2)
Xét tam giác O2FO1 ta có:
O1A = FA + O1F (3.8) v Tính toán lực đẩy xi lanh
Xét mômen tại O ta có:
SMO = 0 Û Fg*DO1 – (P/2)*(O3A + BE –BC) = 0 (3.9) ị Fg = P(O3A + BE –BC)/(2.DO1) (3.10)
• Xét tam giác O3O1A ta có:
• Xét tam giác BAC có
Từ đó ta xác định được lực giằng Fg
Mặt khác Fxl = Fg.cosα (α < 90 O ) (3.19)
Bảng 3.1 Kết quả tính toán lực xilanh nâng theo góc α α Fg Fxl α Fg Fxl
Vậy lực nâng của xi lanh thuỷ lực lớn nhất tại vị trí bắt đầu nâng thùng hàng và có giá trị Fmax = 86056 (N) Vì vậy ta tính toán xi lanh dựa vào lực nâng lớn nhất Fmax.
Tính toán lực đẩy và lựa chọn xi lanh gập bửng
3.3.1 Tính toán lực đẩy xi lanh
Từ hình vẽ trên ta xây dựng được sơ đồ biểu diễn các lực tác dụng lên bửng nâng
Hình 3 16 Sơ đồ tính lực Đặt góc hợp bởi xylanh gập và phương thẳng đứng là góc α
Góc α thay đổi từ 34 o vị trí bửng nâng thấp nhất đến 140 o ở vị trí bửng nâng cao nhất Xét hệ bửng nâng chọn gốc tọa độ tại D ta có:
Mà d(Fxl,D) = DE.cos(DEC) = DE.cos(α)
Lực tác dụng lên xylanh gập
Bảng 3.2 Kết quả tính toán lực xylanh gập theo góc α α Lực xialnh α Lực xilanh
Vậy lực nâng của xi lanh thuỷ lực lớn nhất tại vị trí bắt đầu gập bửng và có giá trị
Fmax = 45048 (N) Vì vậy ta tính toán xi lanh dựa vào lực nâng lớn nhất Fmax
3.3.2 Xác định thông số xilanh gập bửng nâng
Do hành trình nâng xi lanh nhỏ và tải trọng ô tô không lớn vì vậy ta chọn xi lanh cho hệ thống nâng hạ thùng là xi lanh một tầng
Tính đường kính xi lanh
Diện tích xi lanh hữu ích phía xi lanh không có cần
D: Là đường kính trong của xi lanh (m)
F: Là lực đẩy khi bắt đầu nâng thùng (N) p: Là áp suất cực đại của dầu (Pa)
A: Là tiết diện của xi lanh (mm 2 )
Thay các thông số vào ta được:
Vậy đường kính trong xi lanh D = 76mm Tra bảng catalogue 2018 Hydraulic Cylinder chọn đường kính xi lanh theo tiêu chuẩn Lúc này đường kính xi lanh chọn theo tiêu chuẩn D = 80 (mm) Với D = 80 (mm) suy ra đường kính cần d = (0,5÷0,8)D
= (40 ÷ 64) (mm) Chọn d = 50 (mm) Với các thông số D và d theo tiêu chuẩn tra bảng catalogue ta chọn lại các thông số:
Hình 3 17 Thông số và lựa chọn loại xy lanh
Diện tích xi lanh hữu ích phía không cần A1 = 50,27 cm 2
Diện tích xi lanh hữu ích phía có cần A2 = 12,57 cm 2
Diện tích xi lanh hữu ích A3 = A1 – A2 = 37,7 cm 2
Lực đẩy tác dụng lên xi lanh khi xi lanh tiến F1 = 50,27 (kN)
Lực kéo tác dụng lên xi lanh khi xi lanh lùi F3 = 37,7 (kN) Áp suất làm việc lớn nhất được tính lại xilanh
Plv = Fmax/A1 = 45048/(50,27.10 -4 ) = 8,96 (Mpa) = 89,6 (bar) ỉTa tớnh lưu lượng cần thiết của xilanh Qxmax = A1.vp
$ Hành trình xi lanh s = 180 mm, thời gian nâng t = 15 s
Vậy tốc độ nâng bửng hông v = 60.s/t = 60.180.10 -3 /15 = 0,72 (m/p)
Lưu lượng cần cấp cho một xi lanh
Với các thông số trên, dựa vào điều kiện làm việc ta chọn xi lanh loại AMP5 – RB-W
Hình 3 18 Thông số kiểu xy lanh AMP5-RB-W Kiểm tra độ bền thành xi lanh
- Áp lực dầu lớn nhất 210 bar = 21 Mpa
- Đường kính trong xi lanh Dt = 80 mm
- Đường kính ngoài xi lanh Dn = 92 mm
Dựa vào công thức xác định ứng suất của xi lanh
/ ! & sr - ứng suất nén st - ứng suất kéo
P – Áp lực trong xilanh, P = 21 Mpa = 21.10 6 N/m 2 a – Bán kính ngoài xilanh, a = 40 mm b – Bán kính trong xilanh, b = 46 mm r – Khoảng cách từ tâm đến điểm cần xác định ứng suất Đối với xilanh chịu áp lực thì các ứng suất đều có giá trị lớn nhất ở mép trong của ống ứng với r = a Ứng suất kéo cực đại:
$( ! 1$3 ! = 151,23 Mpa smax = 151,23 Mpa < Rtt = 200 Mpa
Vậy thành xy lanh thuỷ lực đảm bảo điều kiện bền cho phép
3.3.3 Xác định các thông số xilanh và chọn xilanh nâng bửng
Do hành trình nâng xi lanh nhỏ và tải trọng ô tô không lớn vì vậy ta chọn xi lanh cho hệ thống nâng hạ thùng là xi lanh một tầng
Tính đường kính xi lanh
Diện tích xi lanh hữu ích phía xi lanh không có cần
D: Là đường kính trong của xi lanh (m)
F: Là lực đẩy khi bắt đầu nâng thùng (N) p: Là áp suất cực đại của dầu (Pa)
A: Là tiết diện của xi lanh (mm 2 )
Thay các thông số vào ta được:
Vậy đường kính trong xi lanh D = 96mm Tra bảng catalogue 2018 Hydraulic Cylinder chọn đường kính xi lanh theo tiêu chuẩn Lúc này đường kính xi lanh chọn theo tiêu chuẩn D = 100 (mm) Với D = 100 (mm) suy ra đường kính cần d = (0,5÷0,8)D
= (50 ÷ 80) (mm) Chọn d = 70 (mm) Với các thông số D và d theo tiêu chuẩn tra bảng catalogue ta chọn lại các thông số:
Hình 3 19 Thông số và lựa chọn loại xy lanh
Diện tích xi lanh hữu ích phía không cần A1 = 78,54 cm 2
Diện tích xi lanh hữu ích phía có cần A2 = 28,27 cm 2
Diện tích xi lanh hữu ích A3 = A1 – A2 = 50,27 cm 2
Lực đẩy tác dụng lên xi lanh khi xi lanh tiến F1 = 78,54 (kN)
Lực kéo tác dụng lên xi lanh khi xi lanh lùi F3 = 50,27 (kN) Áp suất làm việc lớn nhất được tính lại xilanh
Plv = Fmax/A1 = 72173/(78,54.10 -4 ) = 9,2 (Mpa) = 92 (bar) ỉTa tớnh lưu lượng cần thiết của xilanh Qxmax = A1.vp
Hành trình xi lanh s = 270 mm, thời gian nâng t = 15 s
Vậy tốc độ nâng bửng hông v = 60.s/t = 60.270.10 -3 /15 = 1,08 (m/p)
Lưu lượng cần cấp cho một xi lanh
Với các thông số trên, dựa vào điều kiện làm việc ta chọn xi lanh loại AMP5 – RB-W
Hình 3 20 Thông số kiểu xy lanh AMP5-RB-W Kiểm tra độ bền thành xi lanh
- Áp lực dầu lớn nhất 210 bar = 21 Mpa
- Đường kính trong xi lanh Dt = 100 mm
- Đường kính ngoài xi lanh Dn = 115 mm
Dựa vào công thức xác định ứng suất của xi lanh
/ ! & sr - ứng suất nén st - ứng suất kéo
P – Áp lực trong xilanh, P = 21 Mpa = 21.10 6 N/m 2 a – Bán kính ngoài xilanh, a = 50 mm b – Bán kính trong xilanh, b = 57,5 mm r – Khoảng cách từ tâm đến điểm cần xác định ứng suất Đối với xilanh chịu áp lực thì các ứng suất đều có giá trị lớn nhất ở mép trong của ống ứng với r = a Ứng suất kéo cực đại:
&( ! 1&4,& ! = 151,23 Mpa s max = 151,23 Mpa < Rtt = 200 Mpa
Vậy thành xy lanh thuỷ lực đảm bảo điều kiện bền cho phép.
Xác định các thông số của bơm dầu
Ta chọn bơm dầu là loại bơm có bánh răng do cấu tạo đơn giản, độ tin cậy cao trọng lượng và kích thước nhỏ, dễ vận hành bảo dưởng, có thể hoạt động theo hai hướng, dòng chảy ổn định, có thể làm việc dưới áp suất cao, bên cạnh đó cũng có những nhược điểm nhung không quá quan trọng Để đáp bảo yêu cầu áp suất của bơm cấp cho hệ thống, xác định áp suất bơm theo hệ số
Pbơm ³ 1,25.Plv = 1,25.92 = 115 (bar) Các thông số để chọn bơm Pbơm = 120(bar)
Nbơm = Pbơm.Qbom/612 = 2.4 (kW) Chọn số vòng quay của bơm n = 1500 v/p
Trong đó Q là lưu lượng của bơm (l/p) q là lưu lượng riêng của bơm (cm 3 /vòng)
Suy ra : Lưu lượng riêng của bơm q = 7.*(((
Tra bảng catalog về bơm thuỷ lực của hãng KAYABA ta chọn loại bơm bánh răng ăn khớp ngoài loại: KRP4-9 KZP4-9
Bảng 3.3 Bảng catalog về bơm thuỷ lực của hãng KAYABA
Thông số của bơm thuỷ lực KRP4-9 KZP4-9
• Áp suất cực đại: P = 175 kgf/cm 2 = 17,16 Mpa
MINH HOẠ HỆ THỐNG BỬNG NÂNG BẰNG PHẦN MỀM CATIA
Giới thiệu chung về phần mềm CAD/CAM sử dụng
4.1.1 Sơ lược về công nghệ CAD/CAM/CNC:
CAD_CAM (computer aided design/ computer aided manufacturing) là thuật ngữ chỉ việc thiết kế và chế tạo trên máy tính.Sử dụng máy tính để thực hiện một số chức năng nhất định trong thiết kế và chế tạo CAD_CAM sẽ tạo ra một nền tảng công nghệ cho việc tích hợp máy tính trong sản xuất
CAD (Computer Aided Design ) là việc sử dụng hệ thống máy tính để hổ trợ xây dựng, phân tích hay tối ưu hóa
CAM (Computer Aided Manufacturing) là việc sử dụng hệ thống máy tính để lập kế hoạch quản lý và điều khiển các hoạt động sản xuất thông qua giao diện trực tiếp hay gián tiếp giữa máy tính và các nguồn lực sản xuất
CNC (Computer Numerical Controlled ) trước đây các chương trình điều khiển CNC đều thực hiện thông qua băng đục lổ,điều khiển phải có bộ lọc để cung cấp giải mã tín hiệu điều khiển cho các trục máy, với cách này có nhiều hạn chế, tốn thời gian, các chương trình phải viết lại và dung lượng bé Chương trình CNC đã khắc phục các nhược điểm đó bằng cách đọc hằng nghìn bit thông tin trong bộ nhớ Cho đến nay chương trình CNC đã xuất hiện trong hầu hết các ngành công nghiệp, đây là lĩnh vực có sự kết hợp chặt chẻ giữa máy tính và máy công cụ
4.1.2 Giới thiệu chung về phần mềm CATIA V5R21:
Phần mềm CATIA là hệ thống CAD/CAM/CAE 3D hoàn chỉnh và mạnh mẽ nhất hiện nay, do hãng Dassault Systems phát triển, phiên bản mới nhất hiện nay là CATIA V6, là tiêu chuẩn của thế giới khi giải quyết hàng loạt các bài toán lớn trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: xây dựng, cơ khí, tự động hóa, công nghiệp ô tô, tàu thủy và cao hơn là công nghiệp hàng không Nó giải quyết công việc một cách triệt để, từ khâu thiết kế mô hình CAD (Computer Aided Design), đến khâu sản xuất dưa trên cơ sở
CAM (Computer Aided Manufacturing), khả năng phân tích tính toán, tối ưu hóa lời giải dựa trên chức năng CAE(Computer Aid Engineering) của phần mềm CATIA
Sơ lược về các chức năng, ứng dụng chính của Catia:
Catia là bộ sản phẩm hoàn chỉnh nhất của hãng Dassault systemes, nó có khả năng thiết kế, phân tích kết cấu, lập trình và gia công CNC Bao gồm 6 module phục vụ cho toàn bộ quá trình thiết kế, tính toán tối ưu và gia công trong lĩnh vực cơ khí
Các module của nó gồm:
- Mechanical Design: module này cho phép xây dựng các chi tiết, các sản phẩm lắp ghép trong cơ khí
- Shape Design and Styling: module này cho phép thiết kế các bề mặt có biên dạng, kiểu dáng phức tạp trong lĩnh vực thiết kế vỏ ô tô, tàu biển, máy bay
- Analysis: module cho phép tính toán kiểm tra và mô phỏng chi tiết chịu tải trọng trong môi trường kết cấu liên tục hoặc trong môi trường nhiệt độ Từ đó cho phép tối ưu hóa kết cấu
- Manufacturing: module này cho phép mô phỏng quá trình gia công chế tạo chi tiết thông qua việc lựa chọn dao, chế độ cắt, gá đặt từ đó cho phép người thiết kế lựa chọn quá trình chế tạo hợp lý nâng cao chất lượng gia công và tiết kiệm vật liệu
- Equipments and systems: cho phép xây dựng các trang thiết bị, các hệ thống của một nhà máy theo tiêu chuẩn
- Plant Engineering: cho phép thiết kế mặt bằng phân xưởng, nhà máy, dây chuyền sản xuất
Dây là phần mềm rất mạnh có khả năng giải quyết nhiều bài toán nên yêu cầu cấu hình máy tính phải đảm bảo Các đối tượng mà Catia có khả năng làm việc là:
- Thiết kế cơ khí: Thiết kế chi tiết và các cơ cấu tổ hợp các sản phẩm dập tấm, bề mặt và khung dây, thiết kế khuôn, thiết kế tàu thủy, ô tô, máy bay
- Thiết kế các kiểu dáng hình học 3D với những mặt cong bất kỳ
- Phân tích kết cấu bằng phương pháp phần từ hửu hạn (FEM)
- Thiết kế hệ thống điện, điện tử, thủy lực
Với Catia đây là một phần mềm đầy quyền năng tích hợp nhiều phân hệ thiết kế, ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là trong lĩnh vực hàng không, vũ trụ Trong quá trình sản xuất, người thiết kế phải học sủ dụng rất nhiều chương tình riêng biệt để có các phân hệ tương ứng phục vụ cho việc thiết kế thì nay với Catia các bạn có đầy đủ các công cụ, lệnh cũng như các giải pháp cho nhiều ngành nghề thiết kế khác nhau như cơ khí, cơ- điện tử, điện-điện tử, tự động hóa, giao thông, kiến trúc
Thiết kế chi tiết với module Part Design
Để thiết kế chi tiết, ta phải vào module Part Design
Từ cửa sổ màn hình chúng ta vào Start -> Mechanical Design -> Part Design (hình 4.1)
Hình 4 1 Vào môi trường vẽ chi tiết
Sau khi vào môi trường Part Design ta tiến hành vẽ chi tiết
Vào môi trường vẽ phác, từ cửa sổ chương trình ta vào Insert→Sketcher→ Sketch hoặc chọn nhanh vào biểu tượng có cây bút vẽ lên tờ giấy Sau đó chọn mặt plane cần vẽ phác Ở đây ta chọn mặt xy plane (hình 4.2)
Hình 4 2 Chọn mặt phẳng vẽ phác
Tại môi trường vẽ Sketch ta có các thanh công cụ phục vụ cho việc vẽ phác biên dạng chi tiết như sau:
- Thanh công cụ Profile (hình 4.3)
Hình 4 3 Thanh công cụ Profile
Trong thanh công cụ này còn có các thanh công cụ con như hình sau (hình 4.4)
Hình 4 4 Các thanh công cụ con trong Profile
Với các thanh công cụ này cho phép chúng ta vẽ các biên dạng của Sketch một cách dễ dàng
- Thanh công cụ Operation và các thanh công cụ con (hình 4.5)
Hình 4 5 Operation và các thanh công cụ con
Với các thanh công cụ này cho phép chúng ta thực hiện các lệnh: Trim – Chamfer
– Fillet – Mirror để tạo ra các biên dạng Sketch phức tạp hơn trong thiết kế chi tiết
- Thanh công cụ Constraint (hình 4.6)
Hình 4 6 Thanh công cụ Constranint
Với thanh công cụ này cho phép chúng ta định kích thước cho các biên dạng
Sketch và đồng thời tạo ra các ràng buộc trong biên dạng Sketch đó thông qua hộp thoại ràng buộc như sau (hình 4.7)
Hình 4 7 Hộp thoại ràng buộc kích thước cho biên dạng Sketch
Sau khi sử dụng các công cụ trên đễ vẽ xong Sketch chúng ta tiến hành thoát khỏi môi trường vẽ Sketch bằng cách nhấn vào biếu tượng để trở về môi trường tạo chi tiết từ biên dạng Sketch đó
Trong môi trường tạo chi tiết này chúng ta cũng có một số thanh công cụ cần thiết cho việc tạo chi tiết như sau:
- Thanh công cụ Sketch – Based Features (hình 4.8)
Hình 4 8 Thanh công cụ Sketch-Based Features
Thanh công cụ này sẽ cho phép chúng ta dễ dàng tạo ra các chi tiết 3D từ các biên dạng 2D Sketch vừa mới tạo thành bằng cách đùn khối, tạo hốc, tạo hình bằng cách đưa biên dạng quanh trục tâm, tạo lỗ trơn hoặc tạo lỗ ren, tạo hình bằng cách đưa biên dạng theo đường dẫn
- Thanh công cụ Dress – Up Features (hình 4.9)
Hình 4 9 Thanh công cụ Dress-Up Features
Thanh công cụ này giúp chúng ta bo góc lượn, vát góc cho chi tiết hoặc tạo ra các chi tiết dạng Shell, tạo ren cho các chi tiết cần có ren
- Thanh công cụ Patterns (hình 4.10)
Hình 4 10 Thanh công cụ Patterns
Thanh công cụ này cho phép chúng ta sao chép dạng dãy các khối hình giống nhau một cách dễ dàng
- Thanh công cụ Reference Elements (hình 4.11)
Hình 4 11 Thanh công cụ Reference Elements
Thanh công cụ này giúp ích đắc lực cho chúng ta trong việc tạo ra một điểm, một đường thẳng hoặc một mặt phẳng tùy ý trong quá trình vẽ chi tiết.
Lắp ghép với module Assembly Design
Để tiến hành lắp ghép, ta phải vào module Assembly Design
Từ cửa sổ màn hình chúng ta vào Start -> Mechanical Design -> Assembly Design (hình 4.12)
Hình 4 12 Vào môi trường Assembly Design
Sau khi vào môi trường Assembly Design ta bấm vào biểu tượng để chọn chi tiết cần đưa vào môi trường lắp ghép, lúc này hộp thoại lựa chọn các chi tiết đã vẽ sẽ hiện ra và ta tiến hành chọn chi tiết cần thiết để lắp ghép Tiến hành đưa hết các chi tiết cần lắp ghép với nhau vào môi trường lắp ghép
Trong môi trường lắp ghép này có các thanh công cụ cần thiết như sau:
- Thanh công cụ Constraints (hình 4.13)
Hình 4 13 Thanh công cụ Constraints
Thanh công cụ Constraints này cho phép chúng ta tạo ra các ràng buộc lắp ghép như: đồng trục, tiếp xúc mặt, đặt khoảng cách hoặc tạo góc giữa các mặt, cố định chi tiết
- Thanh công cụ Move (hình 4.14)
Hình 4 14 Thanh công cụ Move
Thanh công cụ này cho phép chúng ta di chuyển đối tượng có ràng buộc lắp ghép hoặc không, cho phép chúng ta bung lắp ghép sau khi đã lắp ghép
Sử dụng các công cụ lắp ghép như trên ta có thể dễ dàng tạo ra được các module lắp ghép các mảng trước, mảng sau, mảng sàn, toàn bộ thùng cánh dơi kết quả các cụm chi tiết được thực hiện trên phần mềm Catia
Hình 4 15 Lắp ghép hoàn chỉnh mô hình bửng nâng xe tải
Mô phỏng chuyển động với module DMU Kinematics
Để tiến hành lắp ghép, ta phải vào module DMU Kinematics
Từ cửa sổ màn hình chúng ta vào Start -> Mechanical Design -> DMU Kinematics (hình 4.16)
Hình 4 16 Vào môi trường DMU Kinematics
Sau khi vào môi trường DMU Kinematics ta cũng sẽ có một số thanh công cụ cho việc tiến hành mô phỏng như sau:
- Thanh công cụ DMU Kinematics và thanh công cụ con Kinematics Joints
Hình 4 17 Thanh công cụ DMU Kinematics và thanh công cụ con
Thanh công cụ DMU Kinematics này cho phép chúng ta tạo ra các ràng buộc cũng như các thuật toán để mô phỏng như: cố định chi tiết, tạo khớp quay, khớp trượt, khớp quay và tính tiến, khớp cầu, tạo ràng buộc dây, ăn khớp bánh răng - bánh răng, ăn khớp bánh răng – thanh răng
- Thanh công cụ DMU Generic Animation (hình 4.18)
Hình 4 18 Thanh công cụ DMU Generic Animation
Thanh công cụ này giúp chúng ta mô phỏng sau khi đã tạo các khớp và các ràng buộc cho cơ cấu
Phần mô phỏng này sẽ được thể hiện rõ hơn trực tiếp trên phần mềm
Bước đầu tiên khi bắt đầu chuẩn bị cho tiến trình mô phỏng cơ cấu, ta phải kiểm tra các chi tiết trong file lắp ráp có va chạm ở vị trí nào không, nếu có thì sửa lỗi và tiếp tục Ở module Assembly Design, vào Analyze chọn Clash
Hình 4 19 Check kiểm tra vị trí va chạm trong kết cấu
Hình 4 20 Tạo liên kết khớp bản lề cho các chi tiết
Hình 4 21 Tạo liên kết cho xylanh
Khi đã tạo đủ liên kết cho kết cấu, màn hình sẽ xuất hiện thông báo cơ cấu đã có thể mô phỏng được
Kết quả quá trình mô phỏng hoạt động của bửng nâng
Hình 4 22 Bửng nâng xoay và nâng hạ vị trí thấp nhất
Bắt đầu thực hiện quá trình nâng thì lúc này bửng nâng hạ xuống sát mặt đường, thuận lợi cho việc vận chuyển, sắp xếp hàng hoá lên bửng Xylanh gập bửng thông qua cụm liên kết bửng và cụm cần đẩy có thể gập bửng nâng linh hoạt đến vị trí mong muốn Tiến hành xoay bửng nâng song song với mặt đường để chuẩn bị bắt đầu nâng
Hình 4 23 Bắt đầu thực hiện quá trình nâng bửng
Hình 4 24 Bửng nâng ở vị trí song song với sàn xe
Xylanh nâng hạ của bửng nâng làm việc, đưa bửng nâng đến vị trí ngang sàn thùng, lực đẩy xylanh lúc bắt đầu nâng là lớn nhất Tiến hành vận chuyển hàng hoá vào bên trong thùng xe và tiếp tục quá trình nâng hạ tiếp theo
Hình 4 25 Bửng nâng xuống vị trí trung gian để đóng cửa sau
Khi đã hoàn thành quá trình vận chuyển hàng hoá bằng bửng nâng, hạ bửng nâng xuống vị trí trung gian để thuận lợi cho việc đóng và khoá cửa sau Gấp bửng nâng vào sát cửa sau khi bửng nâng làm việc xong Xylanh gập giữ cho bửng nâng cố định sát cửa sau
Hình 4 26 Bửng nâng tại vị trí đóng, gập sát vào cửa sau
Kết luận
Qua quá trình sử dụng ứng dụng Catia V5 cho ta thấy được một cái nhìn cụ thể và rõ ràng hơn về hệ thống bửng nâng xe tải Trong chương này sử dụng phần mềm Catia để thiết kế mô hình 3D của hệ thống bửng nâng, gán vật liệu cũng như độ dày của các chi tiết rất cụ thể Ngoài ra, mô đun DMU Kinematic còn giúp mô phỏng chuyển động của các chi tiết, như trong chương này là quá trình hoạt động hình học của cụm hệ thống nâng hạ như ngoài đời thực, giúp ta biết được kết quả hoạt động, những vấn đề thường hay va chạm trước khi sản xuất.