Đối với một sinh viên cuối khóa, việc chuẩn bị những hành trang và một tỉnh thần sẵn sàng đến với một chương mới trong cuộc sống là một trong những nhiệm vụ bắt buộc. Và trước khi đến với một chương mới đầy những thử thách ấy, mỗi người đều phải trải qua một cánh cửa, đây có thể gọi là một bài tập cuối cùng trong cuộc đời của một người học sinh sinh viên, đó chính là thực hiện luận văn tốt nghiệp. Đối với em, luận văn tốt nghiệp không hẳn là một bài kiểm tra cuối cùng mà nó chỉ mang tính chất của việc tự bản thân nhìn nhận lại khả năng của bản thân. Và để hoàn thành bài luận văn, sức lực của mỗi mình em là không đủ, mà còn có sự hướng dẫn tận tình của thầy.
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
Tổng quan về cứu hộ giao thông
Hiện nay, nước ta đã và đang bước vào thời kì hội nhập với nền kinh tế thế giới, mở ra nhiều cơ hội phát triển cho mọi ngành nghề Đời sống con người được nâng cao, nhu cầu mua sắm ô tô làm phương tiện đi lại ngày càng được gia tăng nên cần nhiều phương tiện vận chuyển ô tô đến nhà cho người mua nhỏ lẻ Bên cạnh nhu cầu giao xe để ứng cứu được nhanh chóng và tiện lợi hiện các garage ô tô, showroom, các trung tâm thường có những chiếc xe cứu hộ giao thông và chở xe chuyên dụng mặc dù chất lượng của ô tô ngày được cải thiện nhưng vẫn không thể tránh khỏi những nguy cơ hư hỏng dọc đường hoặc đơn giản là hết nhiên liệu hay thủng lốp Do đó đáp ứng nhu cầu thực tế đó thì việc thiết kế ô tô tải chuyên dụng để cứu hộ giao thông và chở xe là cần thiết Với mục đích ý nghĩa đó: “Thiết kế xe cứu hộ giao thông và chở xe từ xe cơ sở
VINHPHAT M750SL” là đề tài luận văn tốt nghiệp ngành cơ khí ô tô của em.
Giới thiệu chung về xe cứu hộ giao thông
Cứu hộ giao thông là một dịch vụ giải toả ách tắc giao thông gây ra do phương tiện giao thông bị hỏng, do tai nạn giao thông, cứu người bị mắc kẹt trong xe, hoặc đơn giản là kéo xe ô tô hỏng về nơi sửa chữa Điều khiển các xe cứu hộ là một kíp nhân viên cứu hộ được đào tạo kỹ lưỡng và từng trải, hiểu biết kỹ thuật ô tô và kỹ thuật sơ cứu người bị thương
Xe cứu hộ được chia thành ba loại chính:
- Loại có nhiệm vụ cứu hộ: là xe chỉ sử dụng để cứu hộ cấp cứu các trường hợp khẩn cấp liên quan đến sức khỏe tính mạng con người
- Loại có nhiệm vụ kéo xe: là loại xe cứu hộ có tác dụng cẩu kéo xe bị nạn
- Loại có nhiệm vụ chở xe: là loại có sàn chở xe để chở xe bị nạn
Phân loại xe cứu hộ
- Dựa vào trọng lượng của xe cứu hộ ta có thể tạm thời chia thành:
+ Xe cứu hộ hạng nhẹ: cứu hộ, chở các xe ô tô 4 chỗ cỡ nhỏ
+ Xe cứu hộ hạng trung: cứu hộ, chở các ô tô 7,9 chỗ hoặc các xe tải dưới 1 tấn + Xe cứu hộ hạng nặng: cứu hộ, chở các ô tô tải cỡ nặng trên 3.5T
+ Xe cứu hộ siêu trọng: dùng để cứu hộ các xe hạng nặng như xe công trình
Dựa vào đặc điểm về thiết bị cứu hộ:
+ Xe cứu hộ dùng cẩu: loại này dùng để cứu hộ phương tiện ra khỏi các khu vực bị nạn mà không thể tiếp cận trực tiếp như bị rơi xuống ao hồ, qua bờ kè cao tốc
Hình 1 1 Xe cứu hộ dùng cẩu
+ Xe cứu hộ dùng càng nâng thủy lực: xe được trang bị móc kéo và càng nâng thủy lực dùng để nâng bánh xe trước hoặc sau của xe cần cứu hộ khỏi mặt đất và kéo về nơi sửa chữa
Hình 1 2 Xe cứu hộ dùng càng nâng thủy lực
+ Xe cứu hộ sàn trượt nghiêng: Xe có có cấu sàn có thể nâng lên 1 góc và trượt sàn xuống đất để có thể dùng tời kéo và cố định xe lên sàn Nhờ đó có thể chở được phương tiện hoàn toàn bất động không thể tự di chuyển trên trục xe của nó
Hình 1 3 Xe cứu hộ sàn nghiêng đang cứu hộ xe
+ Xe cứu hộ sàn trượt sát mặt đất: đây là loại sàn trượt cải tiến của loại sàn trượt nghiêng Xe hạ được sàn gần sát mặt đất để có thể chở được xe có khoảng sáng gầm thấp
Hình 1 4 Xe cứu hộ sàn trượt sát mặt đất
PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
Phân tích nhu cầu
Xe cứu hộ được cải tạo từ một chiếc xe tải bởi nhà máy sản xuất, lắp ráp xe Trên xe sẽ trang bị các dụng cụ cần thiết dể cứu hộ xe một cách an toàn và nhanh chóng
Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế sẽ đưa ra các phương án khả thi có thể sử dụng tại Việt Nam để cứu hộ giao thông, các phương án này có đều có những lợi thế riêng Tuy nhiên căn cứ mức độ tiện dụng của phương án tốt nhất trong các phương án trên để thực hiện
Dựa trên thống kê của Cục Đăng kiểm Việt Nam tính đến tháng 9 năm 2022 Việt Nam có 4.937.988 ô tô đang lưu hành trên toàn bộ đất nước [1]
Hình 2 1 Số liệu lượng xe ô tô đang lưu hành tại Việt Nam
Dựa trên báo cáo bán hàng tháng 10 của VAMA (Vietnam Automobile Manufacturers’ Association - Hiệp Hội Các Nhà Sản Xuất Ô Tô Việt Nam) cho thấy xu hướng sử dụng xe ô tô chủ nằm ở phân khúc xe ô tô du lịch với chủ đạo là dòng xe Sedan [2]
Hình 2 2 Báo cáo hàng tháng- tháng 10 của VAMA
Các loại hình cứu hộ
Cứu hộ giao thông là một dịch vụ giải toả ách tắc giao thông gây ra do phương tiện giao thông bị hỏng, do tai nạn giao thông, cứu người bị mắc kẹt trong xe, hoặc đơn giản là kéo xe ô tô hỏng về nơi sửa chữa Điều khiển các xe cứu hộ là một kíp nhân viên cứu hộ được đào tạo kỹ lưỡng và từng trải, hiểu biết kỹ thuật ô tô và kỹ thuật sơ cứu người bị thương
Trên thế giới có rất nhiều hình thức cứu hộ giao thông Riêng ở Việt Nam sử dụng xe tải chuyên dụng cứu hộ như sau:
Hình 2 3 Các loại xe cứu hộ
2.2.1 Cứu hộ sàn trượt mặt đất
Xe cứu hộ sàn trượt sát mặt đất: thường có một sàn trượt dùng trong viêc cứu hộ các xe có chiều cao gầm thấp Loại này có thể dùng để vận chuyển các xe mới đơn lẻ đến tay khách hàng
Hình 2 4 Hình minh họa xe cứu hộ sàn trượt sát mặt đất
Phương pháp cứu hộ: Đây là một bản cải tiến của xe cứu hộ sàn trượt thẳng, giúp cứu hộ các xe có chiều cao gầm xe thấp Để cứu hộ đầu tiên ta hạ chân chống, nâng sàn lên 1 góc nhỏ và trượt sàn chạm mặt đất sau đó nâng sàn lên một góc thích hợp và tiếp tục trượt sàn trên mặt đất cho đến hết hành trình, dùng tời kéo xe cần cứu hộ tiếp theo cố định xe bằng dây chằng tăng đơ lên sàn sau đó kéo sàn trượt lên, hạ khung sàn xuống sao cho sàn trượt và khung sàn nằm song song với nhau sau đó tiếp tục kéo sàn trượt lên khỏi mặt đất, hạ khung sàn xuống sát chassis chở xe về nơi sửa chữa
Hình 2 5 Xe cứu hộ sàn trượt mặt đất của Samco Ưu điểm:
- Cứu hộ được các loại xe gầm thấp
- Xe cần cứu hộ có thể được đưa lên sàn một cách dễ dàng bằng tời
- Di chuyển được quảng đường xe
- Có thể chở xe mới một cách an toàn
- Cứu hộ được các xe mất khả năng tự di chuyển
- Kết cấu thủy lực và cáp sàn phức tạp
- Yêu cầu bảo dưỡng thường xuyên do nâng và hạ sàng bằng cơ cấu ròng rọc cáp
2.2.2 Cứu hộ sàn trượt nghiêng gắn cẩu
Xe cứu hộ sàn trượt nghiêng gắn cẩu: cỡ loại này phù hợp với nhu cầu vận chuyển các xe công trình, xe tải nặng và thường được trang bị cẩu lớn để tiện cho việc cứu hộ Loại này có thể dùng để vận chuyển các xe mới đơn lẻ đến tay khách hàng
Hình 2 6 Minh hoạc xe cứu hộ sàn trượt gắn cẩu
Phương pháp cứu hộ: Hạ chân chống và nâng sàng lên 1 góc nhỏ và trượt sàn chạm mặt đất dùng cẩu kéo xe cần cứu hộ lên sàn, cố định xe bằng dây chằng tăng đơ, sàn trượt được kéo lên, hạ sàn sau đó nâng chân chống và kéo về nơi sửa chữa
Hình 2 7 Xe cứu hộ sàn nghiêng gắn cẩu của Samco Ưu điểm:
- Xe có sức tải cao, trang bị cơ cấu cẩu tiện lợi khi cứu hộ các trường hợp lật hoặc rơi xuống khu vực trũng
- Cứu hộ được các xe hỏng không tự di chuyển được
- Cứu hộ được các xe to, xe công trình
- Sàn xe chỉ trượt nghiêng chạm mặt đất cho nên không thể cứu hộ hoặc chở được các mẫu xe gầm quá thấp
- Kích thước sàn xe bị giới hạn so với loại không gắn cẩu
- Giá thành cao hơn do có gắn thêm hệ thống cẩu và bộ chân chống xe
2.2.3 Cứu hộ dùng cẩu và càng nâng
Xe cứu hộ loại chỉ cẩu và càng nâng: loại này chỉ cẩu hoặc kéo các xe cứu hộ về nơi sửa chữa
Hình 2 8 Minh họa xe cứu hộ gắn cẩu và càng nâng
Phương pháp: Càng nâng được hạ xuống phía dưới gầm xe cần cứu hộ rồi dùng tời kéo phần đầu hoặc đuôi lên phần càng nâng, cố định bánh xe sau đó nâng lên một độ cao phù hơp và kéo về nơi sửa chữa
Hình 2 9 Xe cứu hộ gắn cẩu và càng nâng của Samco
- Linh hoạt cẩu, kéo, cứu hộ nhờ cần cẩu
- Kéo xe ổn định nhanh chóng ít thao tác
- Có thể di chuyển nhanh chóng đến nơi cứu hộ ngoại hình nhỏ gọn
- Sức kéo và cẩu của xe cao do ít cơ cấu phụ nên sử dụng hết công suất của xe Nhược điểm:
- Không thể cứu hộ các xe hư hỏng nặng mất khả năng tự di chuyển trên trục bánh xe
- Yêu cầu gia công chính xác cao do có nhiều cơ cấu hoạt động phức tạp
- Chi phí bảo dưỡng cho hệ thống thủy lực cao
Kết luận phương án thiết kế
Sau khi phân tích các phương án cứu hộ có thể sử dụng:khảo ở trên ta rút ra được một số đặc điểm chủ yếu của xe cứu hộ và chở xe này là:
-Sàn xe thường là loại có thể nâng hạ linh hoạt để xe di chuyển lên và được thiết kế thành một sàn liền hoặc nhiều đoạn sàn nối (đối với loại có sàn chở xe);
-Xe thường có càng nâng, kéo xe hư hỏng;
-Sàn được bố trí hệ thống tời (điện hoặc thủy lực) để kéo xe lên dễ dàng (đối với loại có sàn chở xe);
-Một số loại sàn được thiết kế thấp và sát mặt đất thường có các tấm sàn để xe lên xuống thuận lợi
=> Sau khi phân tích các phương án cứu hộ dựa trên xu hướng sử dụng xe tại thị trường Việt Nam, ưu nhược điểm của các phương án cũng như là công nghệ của các nhà máy lắp ráp và sản xuất ô tô hiện nay ngày càng tiến bộ nên phương án xe cứu hộ sàn trượt sát mặt đất là một lựa chọn thích hợp Vậy nên đề tài luận văn tốt nghiệp của em sẽ thiết kế và mô phỏng lại phương án cứu hộ bằng sàn trượt mặt đất
KHẢO SÁT Ô TÔ CƠ SỞ
Giới thiệu về ô tô chassis VINHPHAT M750SL
Xe M750SL là xe tải chassis được sản xuất và lắp ráp (SXLR) tại nhà máy Vĩnh Phát Motors
Công ty TNHH Vĩnh Phát Motors – VM MOTORS đã được QINGLING MOTORS chuyển giao công nghệ trong SXLR các loại xe tải với linh kiện đồng bộ 100% từ Isuzu toàn cầu, từ năm 2016 Là đơn vị duy nhất và đầu tiên trên Việt Nam được cung cấp đồng bộ 100% chi tiết của Isuzu từ trụ sở chính CHONGQING
Hình 3 1 Xe m750sl đạt chuẩn EURO5
Từ đó VM Motors cho ra những chiếc xe tải chất lượng cao linh kiện dễ dàng thay thế, bảo dưỡng với giá thành Việt Nam Sản phẩm của công ty trải dài từ xe tải hạng nặng như xe đầu kéo cho đến xe tải nhẹ dùng trong đô thị
Xe M750SL là dòng xe mới nhất của VM Motors trong năm 2022 Sở hữu động cơ 4KH1CN5MD của ISUZU với dung tích xy lanh 2999cc Turbo cho ra công suất cực đại lên đến 85kW Bên cạnh đó xe có mức tiêu hao nhiên liệu khoảng 10L/100Km khi đầy tải mà vẫn đáp ứng được tiêu chuẩn khí thải EURO 5
Hình 3 2 Xe M750SL ngoài thực tế Bảng 3 1 Thông số xe M750SL
Loại phương tiện Ô tô tải sát xi
Kích thước bao (Dài x Rộng x Cao), mm 7995x2060x2320
Vết bánh xe trước/sau, mm 1630/1525
Khoảng sáng gầm xe, mm 220
Góc thoát trước/sau, độ 23/12
Số người cho phép chở kể cả người lái 03 (195 kG)
Trọng lượng toàn bộ theo thiết kế lớn nhất, kG 7500 Động cơ, 4 kỳ, 4 xi lanh thẳng hàng, tăng áp ISUZU QINGLING/ 4KH1CN5MD
Dung tích xy lanh, cm 3 2999
Công suất lớn nhất (Nemax/nN), kW/v/ph 85/2900
Ly hợp 01 đĩa ma sát khô, dẫn động thuỷ lực,
Hộp số cơ khí 6 cấp, model MSB-5SM
Tỷ số truyền hộp số, ih 5,016-2,672-1,585-1,00-0,77-
Tỉ số truyền cầu sau chủ động 5,375
Hệ thống treo trước Phụ thuộc, nhíp lá
Hệ thống treo sau Phụ thuộc, nhíp lá
Phanh công tác (bánh xe) Tang trống (guốc)
- Dẫn động Khí nén 02 dòng trợ lực thủy lực
Phanh đỗ (dừng) Tang trống (guốc)
Hệ thống phanh dự phòng Phanh khí xả
Thiết bị trợ giúp điều khiển hệ thống phanh ABS
Kiểu loại cơ cấu lái Trục vít-êcu bi, trợ lực thủy lực
Tỷ số truyền cơ cấu lái 27,7-31,7
Góc quay lớn nhất bánh xe dẫn hướng 35 độ
Mặt cắt ngang dầm dọc, mm 170x65
Khoảng cách 2 mép ngoài dầm dọc, mm 700
Bình ắc quy: (lượng, điện áp, dung lượng) 12V-75Ah x 2 bình
Máy phát điện: (điện áp, cường độ điện) 14V- 60A Động cơ khởi động: (điện áp, công suất) 12V – 2,8kW
Hình 3 3 Kích thước xe M750SL trước khi cải tạo
Lý do chọn xe M750SL
Sau khi tìm phương án ta chọn xe M750SL vì các lý do sau:
- Xe có hệ thống phanh ABS chống trượt dẫn động khí nén là chưa từng có trên các dòng xe tải dưới 10T đảm bảo an toàn
- Bộ nguồn khí nén, bình tích áp được trang bị sẵn và có thể dùng để dẫn động điều khiển một số cơ cấu thủy lực được lắp đặt trên khi thiết kế xe cứu hộ
Hình 3 4 Công tắc PTO tích hợp sẵn
- Động cơ tiết kiệm nhiên liệu ( 10L/100Km) nên tính kinh tế là tối ưu
- Xe M750SL của VM motor có chính sách bảo hành dài lên đến 5 năm hoặc 150.000Km
- Nội thất của xe được trang bị hiện đại và với cấu hình phong phú, trang bị bảng dark board LCD hiển thị đầy đủ các thông tin trên xe, hành hình 13,3 Inch độ phân giải cao, camera lùi, khóa điện, điều khiển từ xa,
Hình 3 5 Khoang nội thất xe M750SL
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XE CỨU HỘ
Yêu cầu cần đạt để thiết kế xe cứu hộ giao thông
- Thiết kế theo QCVN09:2015/BGTVT [3] và Thông tư 42/2014/TT-BGTVT [4] quy định về sàn xe của xe tự đổ, xe xi téc, xe tải tham gia giao thông đường bộ
- Sử dụng phần khung gầm ô tô cơ sở không chấp nối
- Đảm bảo được các yêu cầu về an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường theo quy định hiện hành, đồng thời đáp ứng được các yêu cầu về mặt mỹ thuật công nghiệp
- Ô tô thiết kế khai thác tốt các đặc tính kỹ thuật, động lực học của xe cơ sở
- Ô tô phải đảm bảo chuyển động ổn định và an toàn trên các lọai đường giao thông công cộng
- Đảm bảo được một số yêu cầu cụ thể đối với ô tô cứu hộ giao thông:
+ Sàn xe phải được bố trí sao cho xe có thể lên xuống dễ dàng, đảm bảo góc thoát trước, sau khi lên xuống của đa số các dòng xe con có trên thị trường hiện nay
+ Xe thiết kế đảm bảo chở ô tô con, bán tải và xe tải nhỏ dưới 2T mà xe không quá tải cho phép; kích thước sàn đảm bảo cho xe không va chạm
+ Sàn phải được bố trí nâng hạ linh hoạt, đảm bảo cho xe lên xuống dễ dàng, an toàn; hệ thống nâng hạ đảm bảo tải cho phép, bố trí gọn, chắc chắn, điều khiển dễ dàng + Kích thước tổng thể sàn xe không làm thay đổi kích thước tổng thể của toàn xe theo quy định.
Phân tích phương án thiết kế và thiết kế sơ bộ
Để chọn phương án thiết kế của xe chở ô tô em đã dựa vào nhu cầu vận chuyển xe hiện nay ở Việt Nam
Tham khảo thông số của một số ô tô con trên thị trường hiện nay tổng hợp trong:
Bảng 4 1 Thông số xe tham khảo
STT Tên dòng xe Kích thước bao
Thông tư số 42/2014/TT-BGTVT
Dựa trên kích thước của ô tô cơ sở, theo quy định pháp luật thong-tu-85-2014-TT- BGTVT-ve-cai-tao-phuong-tien-giao-thong-co-gioi-duong-bo, và tham khảo một số thông số ô tô có trên thị trường hiện này ta đưa ra các phân tích thiết kế như sau:
Theo yêu cầu của xe cứu hộ giao thông và chở xe thì sàn xe phải thiết kế cho phép xe lên xuống dễ dàng
Với chiều dài sàn hiện tại nếu chỉ dùng 1 sàn thì chỉ chở được 1 ô tô nên không kinh tế và tiện dụng, vì vậy cần thiết kế sao cho có bộ càng nâng ở phía sau để để kéo xe và sàn có thể trượt dễ dàng và hạ thấp để cho ô tô lên xuống Như vậy xe phải bố trí thêm hệ thống càng nâng phía sau dùng để ổn định sàn khi hạ và kéo xe khi di chuyển trên đường
Dựa trên những phân tích trên ta đưa ra phương án thiết kế như sau:
Bố trí ô tô con trên sàn xe: vì chiều rộng sàn thiết kế không được quá 2,5 m mà chiều dài trung bình của xe con là trên 4 m, cho nên không thể đặt xe nằm ngang trên sàn (tính theo hướng đầu xe thiết kế) Vì vậy ta chỉ có thể bố trí xe nằm dọc theo hướng đầu xe thiết kế
Sàn xe chủ yếu để chở xe bị nạn nên được thiết kế đảm bảo các đặc tính kỹ thuật chính sau:
- Đảm bảo đủ kích thước và khoảng cách an toàn để chở xe cần cứu hộ một cách tiện lợi nhất là khi đưa xe từ mặt đất lên sàn
- Có cơ cấu tời và mặt sàn xe đủ bền để chịu lực
- Có các vị trí để cố định xe một cách dễ dàng và an toàn khi di chuyển
Hình 4 1 Minh họa cho sàn trượt sát mặt đất có góc nghiêng thấp
Sau khi chọn phương án sàn trượt sát mặt đất để có góc dốc khoảng 5 o đảm bảo góc thoát cho hầu hết các ô tô đã khảo sát đặc biệt là các mẫu xe có gầm thấp như Mercedes S400
Cơ cấu để trượt sàn phải đảm bảo hành trình trượt đạt khoảng 80-90% chiều dài sàn khi đó sàn mới có khả năng trượt sát mặt đất Nếu sử dụng cơ cấu thủy lực thông thường như xy lanh đẩy trực tiếp sàn thì hành trình chỉ giới hạn bằng hành trình xy lanh và nếu đặt trực tiếp trong phần khung nâng sàn xe thì chỉ đạt khoảng 42-45% chiều dài sàn xe
Hình 4 2 Xy lanh thủy lực đang hoạt động
Thế nên ta cần dùng thêm cơ cấu ròng rọc động lợi dụng tính chất của ròng rọc động để kéo dài hành trình của sàn trượt lên gấp đôi so với kiểu chỉ sử dụng xy lanh để đẩy sàn
Hình 4 3 Ví dụ về puly và cáp kéo
Nhưng lợi cũng bất cập hại để di chuyển được quãng đường gấp đôi thì lực nâng của xy lanh tất nhiên cũng tăng lên gấp đôi dẫn đến đường kính xy lanh tăng làm cho cơ cấu cồng kền phức tạp hơn do cần có bộ sàn trượt trung gian để gắn cơ cấu ròng rọc động cũng như thanh trượt cho bát liên kết với sàn
Hình 4 4 Minh họa về cơ cấu dầm trượt puly di động
Tham khảo kích thước và trọng lượng từ một số mẫu ô tô đã nêu trên cùng với kích thước và tải trọng của ô tô tham khảo ta thiết kế sàn xe sao cho có thể chở được tải trọng dự kiến là 2500kg, kích thước tổng thể của sàn dự kiến là 6200x2200x1800mm sẽ được thiết kế gồm phần khung sàn nâng và sàn nâng được nối nhau bằng khớp bản lề và các xy lanh nâng hạ Trong phần khung nâng sàn có phần cơ cấu trượt của pully di động
Khi xác định kích thước sàn ta cần xác định 3 thông số bao gồm: chiều dài L, chiều rộng toàn bộ B Các kích thước này được xác định lớn nhất theo quy định của pháp luật và yêu cầu khi chuyên chở:
- Xác định chiều dài L: theo thông tư QCVN09:2015/BGTVT và thông tư 42/2014/TT-BGTVT chiều dài toàn bộ xe có thể thiết kế không quá 12200 mm, chiều dài đuôi xe tính toán ROH ≤ 60%Lcs Cho nên ta chọn sàn dài 6200 mm phần chiều dài
- Xác định bề rộng B: theo thông tư QCVN09:2015/BGTVT và thông tư 42/2014/TT-BGTVT quy định về sàn xe của xe tự đổ, xe xi téc, xe tải tham gia giao thông đường bộ thì bề rộng sàn không vượt quá 110% bề rông cabin và nhỏ hơn 2500mm Vì vậy ta chọn bề rộng sàn là 2200 mm, phần còn lại dự trữ cho các chi tiết nhô ra của sàn Với chiều rộng của sàn là đảm bảo bố trí xe
- Xác định chiều cao H: theo quy định của Bộ Giao Thông Vận Tải thì chiều cao tối đa của ô tô tải trên 5 tấn không được vượt quá 4 m Theo phương án thiết kế dự kiến thì chiều cao lớn nhất của sàn chọn là 2600 mm kể cả chiều dày của sàn và chiều cao chassis xe để đảm bảo chiều cao ô tô không vượt quá 4m Với chiều cao này sau khi thiết kế phần sàn đảm bảo chở được xe với tổng chiều cao 1800 mm Đảm bảo yêu cầu thiết kế đặt ra
Bảng 4 2 Bảng thông số theo QCVN09:2015/BGTVT
STT Nội dung đánh giá theo
1 Chiều dài đuôi xe tính toán (ROH): Đối với xe tải hoặc xe tải chuyên dùng:
2 Chiều cao toàn bộ Hmax: Đối với xe có tổng tải ≥ 5 tấn
3 Chiều rộng sàn đối với xe tải Rsàn ≤ 110%Rcabin 110%x2060"66(mm)
4 Khối lượng phân bố lên trục (hoặc các trục) dẫn hướng
G1 ≥ 20%G %x750000kg Để phù hợp với kích thước cơ bản của xe cứu hộ ta cần thiết kế sàn mới có kích thước Lsb00[mm], Bs"00 [mm]
Khi thiết kế sàn mới ta cần phải tính toán lại các mối liên kết giữa các bộ phận trên xe, kiểm nghiệm độ bền của sàn cũng như các đặc tính động học, động lực học của xe sau khi cải tạo Kiểm tra sự hoạt động của các cơ cấu trên xe khi tham gia vào hoạt động cứu hộ
Vật liệu để chế tạo sàn xe dựa trên các yếu tố bền, khả năng chịu tải và giá cả hợp lý SS400, CT3, A36 là những loại vật liệu vừa đáp ứng đủ các điều kiện tính bền và giá cả hợp lý nên ta sử dụng làm vật liệu chính để chế tạo các chi tiết của sàn xe.
Thiết kế xe cứu hộ
4.3.1 Thiết kế khung nâng cho xe cứu hộ
Dựa vào kích thước xe cơ sở M750SL của VM motors ta có khoảng cách giữa hai dầm chassi là 700mm nên ta cần thiết kế khung sàn nâng sao cho khoảng cách hai dầm của khung sàn cũng là 700mm để tựa được lên hai dầm chassis xe cơ sở để chịu tải
Kết cấu khung sàn nâng bao gồm:
- Được làm từ thép hộp đen có kích thước mặt cắt là 140x70x6mm
- Vật liệu là thép SS400
- Kích thước D: 6200mm, số lượng: 2
- Được làm từ thép tấm 5mm chấn nóng có kích thước mặt cắt chữ U là 80x45mm
- Vật liệu là thép SS400
Dầm trượt cho cơ cấu ròng rọc động:
- Được làm từ thép tấm 5mm chấn nóng có kích thước mặt cắt chữ U là 80x45mm
- Vật liệu là thép SS400
Kết cấu phần sàn chở hàng đối với phần sàn này phần chịu lực của sàn được chia thành 2 giai đoạn
- Khi hạ sàn sát mặt đất phần khung viền sàn và bát kết nối với bát trượt sẽ chịu lực toàn bộ nên phần khung viền phải đảm bảo chắc chắn và chịu lực
- Khi nâng sàn lên chassis xe thì các thanh dầm ngang sẽ phân bố tải lên phần khung sàn và lên chassis
Hình 4 6 khối lượng dầm trong solid
- Dựa vào thiết kế solidwork của khung sàn nâng trong solid ta xác định được khối lượng là 499.266kg
Dầm trượt pully di động
- Kích thước DxRxC: 3000x350x105mm là 1 tấm thép được chấn theo biên dạng chữ U có 2 mép viền và được gia cường bằng các thanh ke để đảm bảo chắc chắn
- Được làm từ thép tấm đen
- Vật liệu là thép SS400
Hình 4 8 Khối lượng của dầm trượt
- Dựa vào thiết kế solidwork của khung sàn nâng trong solid ta xác định được khối lượng là 95.1kg
- Được làm thép CT3 được tiện rãnh cho cáp kéo đi qua
Xương sàn và dầm ngang:
- Kích thước DxR: 2060x6000mm bao gồm 13 thanh dầm ngang và các đoạn xương dọc
-Được làm từ thép ống đen có kích thước mặt cắt là 50x50x3mm
- Vật liệu là thép SS400
- Kích thước DxR: 2200x6000mm bao gồm 2 thanh dọc dài và hai đoạn kết nối với bát sàn trượt
- Được làm từ thép ống đen có kích thước mặt cắt là 140x70x6mm
- Vật liệu là thép SS400
Hình 4 11 Sàn có tấm lót sàn
Sàn được lót bàng tấm sàn dầy 2mm bằng vật liệu SS400 có dập vân hình lá me để đảm bảo độ bám cho bánh xe Bên cạnh đó còn có các lỗ để cố định dây chằng tăng đơ
- Dựa vào thiết kế solidwork của khung sàn nâng trong solid ta xác định được khối lượng là 730.6kg
4.3.4 Thiết kế bát liên kết dầm nâng
- Thiết kế bát kết nối với chassis xe bằng thép SS400 tấm dày 10mm bên cạnh đó để giữ cho 2 bên chassis ổn định cần có thêm dầm ngang nên gắn thêm thép tấm 6mm chấn U và hàn mặt còn lại thành ống trụ vuông để giữ 2 bên chassis cứng chắc, vừa có thể chèn ống thủy lực vào để gắn với bộ van thủy lực để điều khiển trong ống
Hình 4 13 Bát và dầm ngang
- Dựa vào thiết kế solidwork của khung sàn nâng trong solid ta xác định được khối lượng là 106kg
- Bát trượt là bộ phận quang trọng liên kết cơ cấu tời và sàn Bộ bát trượt gồm tấm trượt cho sàn và 2 con trượt dùng để trượt trên 2 dầm của khung nâng
Hình 4 14 Khối lượng bát trượt
- Dựa vào thiết kế solidwork của khung sàn nâng trong solid ta xác định được khối lượng là 42.5kg
Xác định kích thước và tính toán ổn định
1 Kích thước (dài x rộng x cao) (chưa cắt ngắn đuôi xe) 7995x2060 x2320 (mm)
2 Chiều dài cơ sở 4500 (mm)
3 Kích thước sàn (dài x rộng x cao) 6200x2200x220 (mm)
4 Chiều dài đầu / đuôi xe (chưa cắt ngắn đuôi xe) 1120/ 2375 (mm)
5 Vết bánh xe trước / sau 1630 / 1525 (mm)
4.4.1 Tính toán bố trí chung khối lượng
Xác định khối lượng và phân bố khối lượng
Trọng tải của xe được xác định dựa trên tổng khối lượng các cụm tổng thành và tải trọng chuyên chở trên ô tô thiết kế Ta xác định được bảng sau:
Bảng 4 4 Khối lượng xe trước khi cắt ngắn
STT Thành phần khối lượng Ký hiệu Giá trị (kg)
1 Khối lượng ô tô cơ sở (chưa cắt ngắn đuôi xe) Gcs 2340
3 Khối lượng hàng (xe cứu hộ) Ghh 2620
4 Khối lượng cơ cấu thủy lực cáp kéo Gccb 570
5 Khối lượng phụ (cản hông, cản sau,…) Gp 300
6 Khối lượng kíp lái (3 người) Gkl 195
7 Khối lượng toàn bộ G 7500 Để phù hợp với nhu cầu sử dụng và quy định về xe ben khi tham gia giao thông nên thực hiện cắt ngắn đuôi xe Sau khi cắt ngắn đuôi xe, khối lượng bản thân ô tô cơ sở giảm còn 2225kg
Bảng 4 5 Khoảng cách trọng tâm khi đã cắt ngắn đuôi xe
STT Thành phần khối lượng
Khoảng cách từ trọng tâm đến trục sau (ls) (mm)
1 Khối lượng ô tô cơ sở
(đã cắt ngắn đuôi xe) Gcs 2225 1780
3 Khối lượng hàng hóa Gh 2735 960
4 Khối lượng cơ cấu nâng hạ ben Gtl 570 1200
5 Khối lượng phụ (cản hông, cản sau,…) Gp 300 1600
6 Khối lượng kíp lái Gkl 195 4200
Xác định phân bố khối lượng lên các trục
Hình 4 15 Sơ đồ phân bố trọng lượng
Cân bằng mô men với điểm tiếp xúc giữa bánh trước với mặt đường, ta xác định được khối lượng phân bố của xe cơ sở (đã cắt ngắn đuôi xe) lên hai trục như sau:
M Z 2 = z1.lscs – Gi.ls = 0 (4.1) Với: lscs là khoảng cách từ trọng tâm xe cơ sở đến trục sau
Thay các thông số vào (3.1) ta tìm được khối lượng phân bố lên hai trục của từng thành phần trong bảng sau:
Bảng 4 6 Phân bố khối lượng lên các cầu xe
STT Thành phần khối lượng Gi
1 Khối lượng ô tô cơ sở (đã cắt ngắn đuôi xe) 2225 1345 880
3 Khối lượng cơ cấu nâng hạ ben 570 150 420
4 Khối lượng phụ (cản hông, cản sau,…) 300 110 190
5 Khối lượng bản thân xe thiết kế 4570 1840 2730
6 Khối lượng hàng hóa chuyên chở 2735 580 2155
9 Khối lượng cho phép lớn nhất trên các trục - 2650 5200
4.4.2 Xác định tọa độ trọng tâm ô tô
Tọa độ trọng tâm ảnh hưởng tới khả năng ổn định của ô tô Vì vậy cần xác định tọa độ trọng tâm của ô tô theo chiều dọc, chiều ngang và cả chiều cao khi xe không tải và có tải
Bảng 4 7 Khối lượng phân bố
STT Tên gọi Ký hiệu Đơn vị Giá trị
1 Chiều dài cơ sở Lcs mm 4500
2 Vết bánh xe trước B01 mm 1630
3 Vết bánh xe sau phía ngoài B02N mm 1770
Khối lượng bản thân G0 kg 4570
5 Khối lượng toàn bộ G kg 7500
4.4.2.1 Tọa độ trọng tâm ô tô theo chiều dọc
- Khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến tâm cầu trước:
- Khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến tâm cầu sau: b0 = L0 – a0 (mm) (4.3) [5]
Thay các thông số ở bảng vào công thức trên, xác định được trọng tâm khi ô tô không tải
- Khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến tâm cầu trước:
- Khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến tâm cầu sau: b = L0 – a (mm) (4.6) [5]
Thay thông số bảng vào và tìm được trọng tâm ô tô khi đầy tải
4.4.2.2 Tọa độ trọng tâm ô tô theo chiều cao
Bảng 4 8 Phân bố khối lượng theo chiều cao
STT Thành phần khối lượng Gi (kg) Hi (mm)
1 Khối lượng ô tô sát xi Gcs 2225 750
3 Khối lượng cơ cấu thủy lực 570 900
4 Khối lượng phụ (cản, thùng đồ,…) 300 700
Chiều cao trọng tâm của ô tô được tính theo công thức:
Với: + Gi - tải trọng các thành phần khối lượng (kg)
+ Hi - tọa độ chiều cao trọng tâm các thành phần khối lượng (mm)
+ Gi - tải trọng toàn bộ các thành phần khối lượng (kg)
Thay các thông số tại bảng vào công thức, xác định được chiều cao trọng tâm ô tô khi không tải và đầy tải
4.4.3 Kiểm tra ổn định của ô tô Ổn định là một tính chất quan trọng của ô tô, độ ổn định tốt thì khả năng làm việc sẽ an toàn hơn trên đường dốc và đường trơn trượt Độ ổn định của ô tô được đánh giá bằng khả năng đảm bảo xe không bị trượt lật khi chuyển động trên đường dốc, đường nghiêng ngang hoặc khi xe quay vòng
Trên cơ sở bố trí chung và tọa độ của trọng tâm của ô tô, có thể xác định được các giới hạn ổn định của ô tô như sau:
Bảng 4 9 Thông số giới hạn ổn định
STT Ô TÔ THÔNG SỐ a (mm) b (mm) hG (mm)
4.4.3.1 Kiểm tra ổn định dọc của ô tô Ổn định của ô tô khi lên dốc được đánh giá bằng khả năng xe không bị trượt dọc hoặc bị lật dọc qua điểm tiếp xúc giữa bánh xe cầu sau với mặt đường Tính ổn định này được khảo sát khi xe di chuyển lên và xuống dốc
- Góc giới hạn lật khi lên dốc: αL = arctan ( b h G ) (độ) (4.11) [5]
- Góc giới hạn lật khi xuống dốc: αX = arctan ( a h G ) (độ) (4.12) [5]
4.4.3.2 Kiểm tra ổn định ngang của ô tô Ổn định ngang của ô tô được đánh giá bằng khả năng xe không bị trượt ngang và lật ngang Sự trượt ngang của xe có thể xảy ra đồng thời ở tất cả các bánh xe hoặc trước tiên xảy ra ở một cầu nào đó, sau đó mới dẫn tới sự trượt ngang của các bánh xe cầu khác Sự lật ngang có thể xảy ra qua tiếp điểm tiếp xúc của bánh xe bên phải hoặc bên
- Góc giới hạn lật trên đường nghiêng ngang: β = arctan ( B 02N
- Vận tốc chuyển động giới hạn của ô tô khi quay vòng với bán kính Rmin:
Với: Rttmin - Bán kính quay vòng nhỏ nhất tại trọng tâm
Hình 4 16 Sơ đồ xác định bán kính quay vòng của ô tô
2cos(q) = 7846 (mm) (4.15) [5] trong đó: q là góc đánh lái rộng nhất q5 o
Thay thông số vào các công thức, xác định được các giới hạn ổn định của ô tô
Bảng 4 10 Thông số giới hạn ổn định của ô tô
THÔNG SỐ αL (độ) αX (độ) β (độ) Vgh (m/s)
4.4.3.3 Kiểm tra ổn định khi nâng thùng hàng
Khi nâng sàn xe đạt góc nghiêng tối đa α Trong trường hợp này vị trí trọng tâm của sàn và hàng (xe cần cứu hộ) thay đổi
Trường hợp 2 : khi kéo sàn lên xe 20 o
Hình 4 17 Xe nâng sàn lên
Khi đó phải tính lại phân bố khối lượng lên các cầu và được bảng sau:
Bảng 4 11 Phân bố khối lượng khi kéo sàn rời mặt đất
Khối lượng phân bố lên cầu trước 2465Kg > 0 ⇒ khi nâng đảm bảo xe không bị lật
Trường hợp 1: Hạ sàn xuống sát đất để kéo xe cần cứu hộ lên sàn
Hình 4 18 Xe hạ sàn xuống sát mặt đất
Khi đó phải tính lại phân bố khối lượng lên các cầu và được bảng sau:
STT Thành phần khối lượng Gi
1 Khối lượng ô tô cơ sở (đã cắt ngắn đuôi xe) 2225 1780 1345 880
3 Khối lượng xe cần cứu hộ 2535 1575 430 2505
6 Khối lượng cho phép lớn nhất trên các trục - - 2650 5200
Bảng 4 12 Phân bố khối lượng khi hạ sàn sát đất
Khối lượng phân bố lên cầu trước 1895 Kg > 0 ⇒ khi nâng đảm bảo xe không bị lật.
Tính toán hệ thống thủy lực và cáp kéo sàn
4.5.1 Tính toán chọn PTO và bơm thủy lực Đối với hệ thống thủy lực trên xe đòi hỏi cơ cấu thủy lực phức tạp và duy trì ổn định thế nên ta cần bộ PTO để trích suất công suất động cơ để dẫn động bơm thủy lực thay vì dùng bơm thủy lực điện có thời gian sử dụng ngắn và không đủ công suất, lưu lượng
Chọn PTO và bơm thủy lực:
- Đầu tiên ở bộ trích công suất PTO thì trên xe trang bị sẵn chỗ lắp PTO trên phần bên của hộp số và công tắt trích suất PTO dẫn động bằng khí nén
STT Thành phần khối lượng
Trục sau (kg) Điểm chạm đất
Khối lượng ô tô cơ sở (đã cắt ngắn đuôi xe)
4 Khối lượng xe cần cứu hộ 2535 -3600 0 1500 1000
8 Khối lượng cho phép lớn nhất trên các trục - - 2650 5200 -
Hình 4 19 Công tắt PTO là công tắt điện điều khiển cuộn selenoid của van khí nén
Ta chọn PTO của hãng KOZMAKSAN chuyên sản xuất PTO chuyên dùng đến từ Thổ Nhĩ Kỳ cho ISUZU đặc biệt là xe M750SL có hộp số MSB-5SM
Hình 4 20 PTO của KOZMAKSAN cho hộp số MSB-5SM
Trong catalog của của dòng PTO này có nhiều hình thức điều khiển đóng ngắt PTO như kiểu cơ khí, kiểu dùng chân không, kiểu dùng khí nén Ta chọn kiểu dùng khí nén để điều khiển đóng ngắt ly hợp vì các yếu tố đã nêu
Hình 4 21 Thống số kích thước của PTO có đầu ra ISO
Với điều kiện làm việc của hệ thống thủy lực trên xe ta chọn bơm thủy lực có thông số lưu lượng 35 cm 3 / vòng
Lưu lượng bơm có thể cung cấp
Q= Qb n b ndc ipto= 60 0,8 810 (1/1,35)= 16800 (cm 3 /phút)
4.5.2 Tính toán xy lanh thủy lực
4.5.2.1 Tính toán xy lanh nâng hạ sàn trượt
Hình 4 23 Sơ đồ tính toán lực nâng
+ Gh - Khối lượng xe cứu hộ 2565kg
+ Gs - Khối lượng sàn xe cứu hộ 1475kg
+ Fns - Lực nâng sàn cần thiết theo phương thẳng đứng tại chốt (N)
+ Pxl – lực nâng cần thiết của xy lanh (N)
Xét cân bằng mô men với tâm chốt xoay thùng, ta có:
1800 10 = 19416 N (4.18) Góc xy lanh bằng arctan(200/1565)=7.28 o
Lực nâng xy lanh cần thiết là :
Mà xy lanh nâng sàn là xy lanh đôi nên lực nâng chia đều cho từng xy lanh nên mỗi xy lanh 76611 N Áp suất làm việc chọn khoảng p= 21.10 6 N/m 2
Suy ra diện tích làm việc của xy lanh tối thiểu cần
4 Suy ra diện tích xy lanh D= 0.068mhmm
Tra bảng xy lanh của công ty Việt Hà hydraulic ta có Dpmm Ở góc nâng cao nhất là 45 o thì chiều dài xy lanh cần thiết là 2514mm đo bằng CAD
Hình 4 24 Sơ đồ tính chiều dài hoạt động
Ta có tổng chiều dài khi thu cần là 1565/cos(7.28) 78mm
Theo công thức của VH ta có chiều dài ngắn nhất từ 2 tâm chốt xy lanh đối với xy lanh Dpmm là
Suy ra hành trình xy lanh là 1345mm
Chiều dài tối đa xy lanh duỗi được là 2923mm> 2514mm suy ra xy lanh đạt yêu cầu
4.5.2.2 Tính toán chọn xy lanh kéo cáp kéo sàn
Ta có lực kéo cáp bằng tổng khối lượng tải F0000N Áp suất làm việc chọn khoảng p= 21.10 6 N/m 2
Suy ra diện tích làm việc của xy lanh tối thiểu cần
4 Trong đó: D là đường kính xy lanh
Dc là đường kính cần xy lanh
Mà đường kớnh Dc thường bằng ẵ D nờn ta tớnh được D bằng
Tra bảng xy lanh của công ty Việt Hà hydraulic ta có Dmm
Chiều dài hoạt động trong khung dầm của dầm trượt là 6050 mm Để tối ưu chiều dài đi được thì dầm trượt bằng 6050/2+200225mm
Mà chiều dài tối thiểu để xy lanh đẩy được dầm trượt là 3225-200025 (dự trù khoảng không của puly)
Chiều dài ngắn nhất của xy lanh là 3025mm
2H+B+E+ hành trình 025mm Trong đó H8mm
B mm E0mm Suy ra hành trình làm việc tương đương 2769mm
Chiều dài tối đa của xy lanh 5794mm
4.5.3 Tính toán chọn cáp kéo sàn
Cáp thép là chi tiết dạng kết cấu dây mềm chụy lực được sử dụng phổ biến ở các máy trục Cáp thép được dùng là dây treo hàng, dây chằng buộc, giữ đây treo trong các cơ cấu nâng hàng, nâng cần, kéo xe tời,…
Tính toán chọn cáp thép
Các yêu cầu chung đối với cáp thép [6]:
An toàn trong sử dụng, độ mềm cao, dễ uốn cong Đảm bảo độ êm dịu khi chuyển động, không gây tiếng ồn khi làm việc trong các cơ cấu máy
Trọng lượng riêng nhỏ giá thành thấp đảm bảo độ bền lâu, thời gian sử dụng Cáp thép được chế tạo từ các sợi thép carbon tốt Các sợi này được chế tạo bằng công nghệ kéo và giới hạn bền tính toán đạt 1400-2000 N/mm 2 Các sợi thép có đường kính nhỏ từ (0.5-3.5mm) được bện lại với nhau nhờ các thiết bị chuyên dùng thành sợi các và ở giữa có lõi cáp
Hiện chưa có nghiên cứu chính xác và đầy đủ về trạng thái ứng suất của sợi thép trong cáp cũng như hiện tượng mỏi khi chịu tải lâu dài Do đó không dựa vào ứng suất để tính bền các thép
Có 2 yếu tố quan trọng liên quan đến bền của cáp đó chính là lực căng của cáp và bán kính uốn cong của cáp Nên trong phần tính toán ta đảm bảo bền cáp bằn cách chọn hệ số an toàn n và tỉ số giữ puly và đường kính cáp
Số liệu tính cáp Đối với đầu nâng sàn ta sử dụng puly đôi để ổn định đều 2 bên sàn và chịu tải
Do cơ cấu là puly đôi nên mỗi bên sẽ chịu tổng lực
Cáp thép được chọn theo điều kiện sau:
Lực đứt cáp tính toán Sđ để chọn cáp theo
Smax là lực căng lớn nhất trong quá trình làm việc Với Smax= 1500kg n là hệ số an toàn
Sđ là tải trọng phá hỏng cáp do nhà chế tạo xác định bằng cách thực nghiệm và quy định trong catalog
Bảng hệ số bên cáp dựa théo sách máy xếp dở ở cảng
Bảng 4 13 Bảng hệ số an toàn n là hệ số dự trữ tra theo bảng chọn n=5,5
=> Sđ ≥ 8250kg933N.9KN Tra bảng cáp thép loại 6x36 lõi đay (FC) có giới hạn bền 1770Mpa ta được cáp có dc= 12mm có giới hạn đứt cáp là 84.1KN >Sđ.9KN nên đạt yêu cầu
Bảng 4 14 Thông số kỹ thuật cáp thép 6x36
Tuổi thọ của dây cáp phụ thuộc vào độ mòn và đường kính của puly Puly càng nhỏ thì cáp càng chóng hỏng
Vì vậy khi sử dụng cáp thép, đường kính của puly thỏa mãn điều kiện:
Trong đó dc là đường kính cáp dcmm
D là đường kính puly e là hệ số bền ( đối với máy trục thường thì e = 16-30) Đường kính puly càng lớn nghĩa là số lần uốn giới hạn của cáp được tăng lên cũng đồng nghĩa là tuổi thọ càng cao Do đó khi thiết kế để đảm bảo tuổi thọ của cáo ta sẽ chọn D/d càng lớn( nghĩa là e càng cao) ở đây ta chọn e.5
D ≥ e.dc 8mm Để cố định đầu cáp ta chọn vòng đầu cáp bấm chì để tránh cho cáp giảm ứng suất tiếp xúc và cáp không bị chà sát lên chốt cố định khi làm việc
Hình 4 25 Các loại đầu cáp
4.5.4 Sơ đồ thủy lực và nguyên lý hoạt động
Hình 4 26 Sơ đồ thủy lực nâng hạ sàn và kéo cáp trượt
1: Nguồn thủy lưc( PTO kéo bơm); 2,3:Van 4/3; 4,5: Van chống lún; 6: Xy lanh
2 chiều kéo cáp; 7: Xy lanh 2 chiều nâng hạ sàn
Tính toán động lực học của xe
Bảng 4 15 Thông số tính toán động lực của xe
THÔNG SỐ KÝ HIỆU ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ
Khối lượng toàn bộ ô tô thiết kế G kg 7500
Khối lượng phân bố lên cầu chủ động G z2 kg 4885
Khối lượng bản thân ô tô thiết kế G 0 kg 2225
Bán kính bánh xe R bx m 0,368
Hệ số biến dạng lốp λ 0,935
Hệ số cản không khí k kg.s 2 /m 4 0,05
Hệ số bám φ 0,6 ĐỘNG CƠ Công suất lớn nhất N emax (kW) 85
Tốc độ quay cực đại n N (v/ph) 2900
HỆ SỐ CHỦNG LOẠI ĐỘNG CƠ a 1 b 1,5 c 0,5
TỶ SỐ TRUYỀN HỘP SỐ
Tỷ số truyền hộp số chính
Tỷ số truyền cầu chủ động i0 5,38
4.6.1 Xây dựng đồ thị đặc tính ngoài động cơ
Sử dụng công thức thực nghiệm của S.R.Laydecman
Trong đó: + Nemax - Công suất hữu ích cực đại của động cơ
+ Ne - Công suất hữu ích động cơ ứng với số vòng quay bất kỳ của trục khuỷu trên đồ thị đặc tính ngoài
+ nN - Số vòng quay của trục khuỷu động cơ tương ứng với công suất cực đại
+ ne -Số vòng quay của trục khuỷu động cơ tương ứng với công suất Ne + a, b, c - Các hệ số thực nghiệm của động cơ
Moment xoắn động trên trục khuỷu động cơ
Trong đó: + Ne - Công suất của động cơ (kW)
+ Me - Mô men xoắn trên trục động cơ (Nm)
+ ne - Số vòng quay trục khuỷu động cơ tương ứng với công suất Ne
Bảng 4 16 Công suất và moment ne (v/p) Ne,kw Me,Nm ne (v/p) Ne,kw Me,Nm
1600 47.98 286.44 2900 85.00 279.95 Sau khi có các giá trị Ne, Me tương ứng với các giá trị ne ta có thể vẽ đồ thị Ne f(ne) và đồ thị Me = f(ne)
Trên cơ sở xây dựng được đường đặc tính tốc độ ngoài động cơ chúng ta xác định tính chất động lực học của ô tô
Phương trình cân bằng lực kéo tổng quát:
Pk: Lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động
Pf = f.G.cos f=0.02 là hệ số cản lăn và khi v>80km/h thì
Pi: lực cản lên dốc
Pi =G.sin=0, xét trường hợp chuyển động trên đường bằng
Pw - Lực cản không khí (N)
V/P Đồ Thị Đặc Tính Ngoài Động Cơ
Với: K - Hệ số cản không khí, xe tải K = 0,5 ÷ 0,7; chọn K = 0,6
F - Diện tích cản chính diện xe (m 2 )
Có: B - Chiều rộng cơ sở ô tô, B = 1630 mm
H - Chiều cao lớn nhất ô tô, H = 2600 mm v - Tốc độ ô tô s
Hình 4 27 Kích thước cản của từng loại xe
Lực kéo trên bánh xe chủ động (N)
Với: ih; i0 - Tỷ số truyền hộp số và truyền lực chính η - Hiệu suất truyền lực
Me - Mô men xoắn trên trục khuỷu động cơ
Rbx - Bán kính làm việc trung bình của xe Với lốp 7.50-16 thì rbx=0.368m Công suất cản của xe là
Khi Pk = Pc thì động cơ không còn đủ lực kéo để thắng lực cản nữa nên khi đó xe sẽ đạt vận tốc cao nhất
Bảng 4 17 Phân bố lực kéo từng tay số ne Ne Me Tay số 1 Tay số 2 Tay số 3
2900 85 279.95 15.28 17017 28.68 9065 48.36 5377 ne Ne Me Tay số 4 Tay số 5
Ta có, phương trình cân bằng công suất tổng quát của ô tô có dạng sau:
Nk = Ne - Nt = Nt + Nf + Ni + Nj+ Nm + Np+Nw (4.32) [5] Ở đây:
+ N k : công suất của động cơ phát ra tại bánh xe chủ động [KW]
+ N e : công suất của động cơ phát ra [KW]
+ N t : công suất tiêu hao trong hệ thống truyền lực [KW]
+ N f : công suất tiêu hao để thắng lực cản lăn [KW]
+ Nw: công suất tiêu hao để thắng lực cản không khí [KW]
+ N i : công suất tiêu hao để thắng lực cản dốc [KW]
+ N j : công suất tiêu hao để thắng lực cản quán tính [KW]
+ N m : công suất cản ở móc kéo [KW]
+ N p : công suất dẫn động cho các thiết bị phụ [KW]
Nk = Ne.ηt (4.33) [5] ηt là hiệu suất của hệ thống truyền lực, ηt = 0,85
Công suất cản: Nc= Nf + Nw (4.34) [5]
Khi Nk = Nc thì động cơ không còn dư công suất để tăng tốc nữa thì khi đó xe sẽ đạt vận tốc cao nhất
KN km/h Đồ Thị Cân Bằng Lực Kéo
Pk1 Pk2 Pk3 Pk4 Pk5 Pc
Bảng 4 19 Phân bố công suất kéo từng tay số ne Ne V1 V2 V3 V4 V5 Nk
Xét trên sơ đồ ta nhận thấy vận tốc cao nhất là ở tay số 5 với 81 km/h
KM/H ĐỒ THỊ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
Nk1 Nk2 Nk3 Nk4 Nk5 Nc
4.6.4 Xác định nhân tố động học D-V
Theo nhân tố động lực học D là tỉ số giữa lực kéo theo động cơ và lực cản không khí với toàn bộ trọng lượng ô tô
Trong đó: G – Trọng lượng toàn bộ xe (N), G u000 N
Pk - Lực kéo trên bánh xe chủ động (N)
Với: ih; i0 - Tỷ số truyền hộp số và truyền lực chính η - Hiệu suất truyền lực
Me - Mô men xoắn trên trục khuỷu động cơ
Rbx - Bán kính làm việc trung bình của xe
+ Pw - Lực cản không khí (N)
Với: K - Hệ số cản không khí, xe tải K = 0,5 ÷ 0,7; chọn K = 0,6
F - Diện tích cản chính diện xe (m 2 )
Có: B - Chiều rộng cơ sở ô tô, B = 1630mm
H - Chiều cao lớn nhất ô tô, H = 2600mm v - Tốc độ ô tô
Bảng 4 21 Nhân tố động lực D-V
Tay số 1 Tay số 2 Tay số 3
Bảng 4 22 Hệ số cản theo tốc độ
Dφ 0.46 0.45 0.43 0.38 0.25 0.11 f 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.03 Độ dốc lớn nhất mà ô tô có thể khắc phục được xác định theo công thức: imax = Dmax - f (4.38) [5]
Với: + f - Hệ số cản lăn mặt đường, f = 0,02
Góc vượt lớn nhất là 24,05%
4.6.5 Xác định khả năng tăng tốc của ô tô
Khả năng tăng tốc của ô tô được đánh giá bằng thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc của ô tô Để xây dựng đồ thị thời gian tăng tốc và quãng đường tăng tốc ô tô dùng đánh giá việc xác định các thông số của quá trình tăng tốc, trước tiên cần xây dựng đồ thị biểu diễn gia tốc của ô tô
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 m/s2 Đồ thị nhân tố động lực học D_V
Trong đó: + g - Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s 2
+ δ - Hệ số tính đến ảnh hưởng của khối lượng quán tính quay
+ f - Hệ số cản lăn mặt đường, f = 0,02
4.6.5.2 Xác định thời gian và quãng đường tăng tốc
Trị số của gia tốc chưa phải là chỉ tiêu rõ ràng để biểu thị khả năng tăng tốc của ô
0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 110.00 m /s 2 km/h Đồ Thị Gia Tốc Của Ô Tô j1 j2 j3 j4 j5
M/S ĐỒ THỊ GIA TỐC NGƯỢC
1/j1 1/j2 1/j3 1/j4 1/j5 vận tốc xác định nào đó để thuận lợi cho việc đánh giá khả năng tăng tốc Ta sử dụng đồ thị gia tốc của ô tô để xác định thời gian và quãng đường tăng tốc a) Xác định thời gian tăng tốc
Thời gian để ô tô tăng tốc từ V1 đến V2 được xác định theo công thức sau:
Trong đó: J - gia tốc di chuyển của ô tô (m/s 2 )
Sử dụng phương pháp đồ thị để giải tích phân này Từ đồ thị gia tốc của ô tô, chia đường cong gia tốc ra thành nhiều đoạn nhỏ Giả thiết rằng trong mỗi khoảng tốc độ ứng với đoạn đường cong đó thì ô tô tăng tốc với một gia tốc không đổi
Thời gian tăng tốc của ô tô trong khoảng tốc độ từ Vi1 đến Vi2 được xác định như sau:
+ (Ji1 + Ji2) - Gia tốc ứng với điểm đầu và điểm cuối khoảng tốc độ chọn Thời gian tăng tốc tổng cộng từ tốc độ cực tiểu Vmin đến tốc độ V:
𝑡 = ∑ 𝑛 𝑖=1 𝛥𝑡 𝑖 = 𝛥𝑡 1 + 𝛥𝑡 2 + 𝛥𝑡 3 + +𝛥𝑡 𝑛 (s) (4.43) [5] b) Xác định quãng đường tăng tốc
Sau khi tính được thời gian tăng tốc, ta có thể tính được quãng đường tăng tốc ứng với thời gian đó Quãng đường để ô tô tăng tốc từ vận tốc V1 đến vận tốc V2 xác định theo công thức:
Sử dụng phương pháp đồ thị dựa trên đồ thị thời gian tăng tốc vừa lập để giải tích phân này Chia đường cong thời gian tăng tốc ra nhiều đoạn nhỏ và thừa nhận rằng trong mỗi khoảng thay đổi tốc độ ứng với từng đoạn này ô tô chuyển động đều với tốc độ trung bình
Quãng đường tăng tốc của ô tô trong khoảng tốc độ từ Vi1 đến Vi2:
Quãng đường tăng tốc tổng cộng từ tốc độ cực tiểu Vmin đến tốc độ V:
Bảng 4 23 Thời gian chuyển tay số δ i Δt (s) Δv (m/s) v imax số 1 → số 2 2.31
Thời gian chuyển số ở giữa các thay số được chọn: = 1s
0.09 4.24 số 2 → số 3 1.41 0.14 7.97 số 3 → số 4 1.18 0.17 13.43 số 4 → số 5 1.10 0.18 21.29
Bảng 4 24 Thời gian và quãng đường tăng tốc
Mô phỏng hoạt động của xe cứu hộ và ứng dụng tính bền cho các chi tiết xe cứu hộ bằng solidworks
chi tiết xe cứu hộ bằng solidworks
4.7.1.Giới thiệu chung về Solidwork
SolidWorks là phần mềm thiết kế 3D chạy trên hệ điều hành Windows và có mặt từ năm 1997, và được tạo bởi công ty Dassault Systèmes SolidWorks Corp
Hình 4 28 Quy trình sảm xuất qua hệ sinh thái Solidworks
Thiết kế mô hình 3D chi tiết
0 5 10 15 20 25 Đồ thị quảng đường và thời gian tăng tốc t(s) S (m) m/s s m
SOLIDWORKS nổi bật trong số các giải pháp phần mềm thiết kế 3D CAD bởi tính trực quan, phương pháp xây dựng mô hình 3D tham số, nhanh chóng, dễ dàng và tiện lợi cho người sử dụng Khả năng tái sử dụng dữ liệu 2D cho phép dễ dàng chuyển đổi từ các bản vẽ, phác thảo 2D thành mô hình hình học 3D SOLIDWORKS có khả năng dựng mô hình 3D từ ảnh chụp, điều này vô cùng tiện lợi cho các hoạt động sáng tạo, đổi mới, phát triển sản phẩm
Thiết kế lắp ghép và cụm lắp ghép
Các chi tiết 3D sau khi được thiết kế xong bởi tính năng thiết kế có thể lắp ráp lại với nhau tạo thành một bộ phận máy hoặc một máy hoàn chỉnh Tính năng này giúp bạn dễ dàng chỉnh sửa, thỏa sức sáng tạo và nghiên cứu dễ dàng cho những sản phẩm mới
Từ phiên bản 2019 trở lên, SOLIDWORKS được bổ sung thêm nhiều tính năng hỗ trợ cho các lắp ghép lớn, tốc độ load nhanh và các tác vụ cho phép xem bản vẽ nhanh
• SOLIDWORKS Simulation: Công cụ mô phỏng và xác nhận thiết kế toàn diện: mô phỏng động học, motion, mô phỏng tĩnh, tần số, mất ổn định fatigue, phân tích mỏi, phân tích kiểm tra rơi tự do, phân tích phi tuyến, áp suất bình bồn…
• SOLIDWORKS Flow Simulation cho phép mô phỏng dòng chảy, truyền nhiệt, lực dòng chất lỏng
• SOLIDWORKS Flow Simulation HAVC – Giải pháp phân tích tối ưu nhiệt độ, thông gió và hệ thống điều hòa không khí
• SOLIDWORKS Plastics: mô phỏng dòng chảy của nhựa trong khuôn, dự đoán các khuyết tật trong quá trình thực hiện khuôn ép nhựa
Thiết kế các chi tiết part và lắp ghép nó trên Solidwork có đôi phần tương tự như trên phần mềm Catia được học ở trường nên em sẽ không trình bày chi tiết về phần thiết kế part và lắp ghép
4.7.2 Cơ sở lý thuyết được sử dụng trong Solidworks
SOLIDWORKS Simulation là một giải pháp phần mềm thông minh áp dụng phương pháp phân tử hữu hạn trong việc phân tích các chi tiết, máy móc, cơ khí, Phương pháp phần tử hữu hạn không tìm dạng xấp xỉ của hàm trên toàn miền xác định V mà chỉ trong những miền con Ve thuộc miền xác định của hàm Trong phương tử Các miền này liên kết với nhau tại các điểm định trước trên biên của phần tử được gọi là node Các hàm xấp xỉ này được biểu diễn thông qua các giá trị của hàm tại các điểm node trên các phần tử Các giá trị này được gọi là bậc tự do của phần tử và được xem là ẩn số cần tìm của bài toán
Phương pháp phần tử hữu hạn là phương pháp rất tổng quát và hữu hiệu cho lời giải số nhiều lớp bài toán kỹ thuật khác nhau từ việc phân tích trạng thái ứng suất, biến dạng trong các kết cấu cơ khí, các chi tiết oto, máy bay,… [7]
Có nhiều dạng phần tử hữu hạn: phần tử một chiều, hai chiều và ba chiều Trong mỗi dạng đó, đại lượng khảo sát có thể biến thiên bậc nhất (gọi là phần tử bậc nhất), bậc hai hoặc bậc ba Dưới đây là một số dạng phần tử hữu hạn hay gặp:
Phần tử bậc I Phần tử bậc II Phần tử bậc III Phần tử 1 chiều
Trong Solidwork này sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn này để tính bền cho các chi tiết:
Quá trình này gồm 2 giai đoạn chính đó là:
- Quá trình chia lưới (Mesh) để phân tích chi tiết Các hình dáng của chi tiết được chia nhỏ thành các dạng hình dạng cơ bản và đơn giản như ở trên và đan vào nhau
- Sau đó là xử lý thông tin đưa vào các lưới và chia đều cho các phần tử hữu hạn ( gồm lực, các khớp, các điểm kết nối) và tính toán trên lưới đã phân tích ở trên và đưa ra các giá trị kết quả (Chuyển vị, ứng suất, biến dạng thậm chí là gia tốc biến dạng,….)
Solidwork simulation là một hệ thống phân tích thiết kế đầy đủ, cung cấp một giải pháp toàn diện cho các kiểu phân tích về stress, thermal….Mạnh mẽ bởi các tính toán cực kỳ nhanh cho pháp bạn giải quyết những vấn đề lớn một cách nhanh chóng chỉ với chiếc máy tính cá nhân Nó rút ngắn thời gian đưa sản phẩm ra thị trường bằng cách tiết kiệm thời gian và công sức trong việc tìm kiếm các giải pháp tối ưu [8]
4.7.3 Ứng dụng Solidworks vào tính bền
Nghiên cứu tĩnh học ( hoặc ứng suất ): nghiên cứu tĩnh học tính toán các chuyển vị, biến dạng, ứng suất, phản lực và sự phân bố hệ số an toàn Vật liệu sẽ bị phá hủy tại vị trí mà ở đó ứng suất vượt quá một mức độ nhất định Việc tính toán hệ số an toàn dựa trên một tiêu chuẩn về phá hủy Phần mềm cung cấp 4 tiêu chuẩn về phá hủy như vậy Nghiên cứu tĩnh học giúp bạn tránh được những phá hủy do ứng suất lớn Một hệ số an toàn thấp hơn mứa cho phép cho thấy sự phá hủy của vật liệu Những hệ số an toàn lớn trong một khu vực nào đó cho thấy ứng suất thấp và bạn có thể lấy bớt vật liệu trong những khu vực này [8]
Các bước để tính toán bền bằng solidwork simulation:
Bước 1 Tạo mục mô phỏng tính bền:
Mở tệp Part cần tính bền bằng Solidwork
Sau đó mở Solidwork simulation
Bước 2 Tạo mục mô phỏng học cho chi tiết
Hình 4 30 Mở new study Đặt tên cho thư mục mô phỏng
Bước 3: Gán vật liệu cho chi tiết:
Trong cây thư mục của chi tiết ta chuột phải vào Material và chọn Edit Material
Ta chọn thép từ thư viện vật liệu của Solidwork Ở đây ta chọn thép ASTM A36 là mác thép tương đương của thép SS400 của Nhật và CT3 của Nga
Hình 4 32 Thư viện vật liệu trong Solidworks
Bước 4: Đặt các ràng buộc cho chi tiết như các khớp kết nối cố định, di động, Các giả lập về lực, moment,…
- Đặt ràng buộc điểm tựa lên các chỗ trượt trên khung sàn
Hình 4 33 Đặt ràng buộc Đặt các giá trị lực lên các điểm kết nối của dầm trượt với pully và xy lanh lực đối với việc kết nối ta tiến hành kiểm bền thì dầm trượt này chịu nén nên ta cố định 1 đầu tại điểm đặt lực của piston và đặt lực (lúc kéo xe lên sàn khi đó 2 điểm lắp pully sẽ chịu tổng lực 30000N)
Bước 5: Tiến hành đặt lưới Mesh để tính toán
Tại cây thư mục ta chuột phải vào chi tiết và chọn Create Mesh
Sau đó hộp thoại Mesh được hiện ra Ở đây em chọn chất lượng tốt nhất là fine
Bước 6 Tại thanh công cụ nhấn vào Run this study để bắt đầu tính toán bền
Sau khi thu được kết quả chúng ta ấn hai lần vào các giá trị như Ứng suất (Stress), Biến dạng (Strain), chuyển vị ( Displacement), Hệ số an toàn (Factory of Safe) Để chuyển đổi giữa các giá trị như thuyết bền và đơn vị ta chuột phải vào yếu tố cần thay đổi và chọn Edit Definition
Hình 4 36 Chuyển đổi để kiểm tra đơn vị và xem thêm các thuyết bền khác
Chọn Chart option để chọn các thông số cần hiển thị như điểm các giá trị cao nhất, thấp nhất,
Hình 4 37 Hiển thị nơi có giá trị cao nhất và thấp nhất
Sau khi hài lòng về về kết quả ta chọn
Hình 4 38 Tạo báo cáo về tính toán
Ta thu được bảng kết quả bằng tiếng Anh Sau đây là phần tóm tắt lại bảng kết quả bằng tiếng Việt
Hình 4 39 Tính bền dầm trượt Bảng 4 25 Thông tin vật liệu dầm trượt
Kiểu mesh Mesh 3 chiều chất lượng cao
Hệ đơn vị: SI (MKS) Đơn vị chiều dài mm Đơn vị góc Rad Đơn vị ứng suất, áp lực N/m^2
Chi tiết mô phỏng Thông tin vật liệu
Tên: Thép ASTM A36 Ứng suất chảy: 2.5e+08 N/m^2 Ứng suất kéo: 4e+08 N/m^2
Khối lượng riêng: 7,850 kg/m^3 Ứng suất cắt: 7.93e+10 N/m^2 Loads and Fixtures
Hệ tọa độ Ảnh Chi tiết
Thời gian hoàn thành mesh(hh;mm;ss): 00:15:08
Thông tin máy tính Hung Quach
Bảng 4 26 Bảng kết quả tính bền dầm trượt
Thông số Kiểu Kết quả nhỏ nhất Kết quả lớn nhất
Sức bền VON: von Mises
Dam truot-Static 2-Stress-Stress1
Thông số Kiểu Kết quả nhỏ nhất
Chuyển vị Chuyển vị 0mm
Dam truot-Static 2-Displacement-Displacement1
Thông số Kiểu Kết quả nhỏ nhất Kết quả lớn nhất
Biến dạng Biến dạng tương đương
Thông số Kiểu Kết quả nhỏ nhất Kết quả lớn nhất
Dam truot-Static 2-Strain-Strain1
Thông số Kiểu Kết quả nhỏ nhất
Hệ số an toàn Tự động theo máy phân tích trung bình
Dam truot-Static 2-Factor of Safety-Factor of Safety1 Sau khi kiểm tra bảng kết quả cho thấy dầm trượt trên đủ bền và hệ số an toàn tại điểm yếu nhất là 5.9
Tương tự như trên ta áp dụng cách tính này cho các chi tiết quan trọng khác của xe ta có các kết quả sau đây
Bảng 4 27 Bảng thông tin bát liên kết giữa chasis và dầm nâng
Chi tiết mô phỏng Thông tin vật liệu
Tên: Thép ASTM A36 Ứng suất chảy: 2.5e+08 N/m^2 Ứng suất kéo: 4e+08 N/m^2
Khối lượng riêng: 7,850 kg/m^3 Ứng suất cắt: 7.93e+10 N/m^2
Thời gian hoàn thành mesh(hh;mm;ss): 00:15:08
Thông tin máy tính Hung Quach
Bảng 4 28 Bảng kết quả tính bền bát kết nối dầm nângt với chasis
Thông số Kiểu Kết quả nhỏ nhất Kết quả lớn nhất
Sức bền VON: von Mises
BAT DO XUONG CHAN CHONG-Static 1-Stress-Stress1
Thông số Kiểu Kết quả nhỏ nhất Kết quả lớn nhất
Chuyển vị Chuyển vị 5.674e-07mm
BAT DO XUONG CHAN CHONG-Static 1-Displacement-Displacement1
Thông số Kiểu Kết quả nhỏ nhất
Biến dạng Biến dạng tương đương 0.000e+00
BAT DO XUONG CHAN CHONG-Static 1-Strain-Strain1
Thông số Kiểu Kết quả nhỏ nhất Kết quả lớn nhất
Hệ số an toàn Tự động theo máy phân tích trung bình
BAT DO XUONG CHAN CHONG -Factor of Safety-Factor of Safety1
Sau khi kiểm tra bảng kết quả cho thấy dầm trượt trên đủ bền và hệ số an toàn tại điểm yếu nhất là 2.56
Bảng 4 29 Thông tin vật liệu sàn
Chi tiết mô phỏng Thông tin vật liệu
Tên: Thép ASTM A36 Ứng suất chảy: 2.5e+08 N/m^2 Ứng suất kéo: 4e+08 N/m^2
Khối lượng riêng: 7,850 kg/m^3 Ứng suất cắt: 7.93e+10 N/m^2
Thời gian hoàn thành mesh(hh;mm;ss): 00:15:08
Thông tin máy tính Hung Quach
Bảng 4 30 Bảng kết quả tính bền sàn
Thông số Kiểu Kết quả nhỏ nhất Kết quả lớn nhất
Sức bền VON: von Mises
Truck bed-Static 1-Stress-Stress1
Thông số Kiểu Kết quả nhỏ nhất Kết quả lớn nhất
Chuyển vị Chuyển vị 0.000e+00mm
Truck bed-Static 1-Displacement-Displacement1
Thông số Kiểu Kết quả nhỏ nhất Kết quả lớn nhất
Truck bed-Static 1-Strain-Strain1
Thông số Kiểu Kết quả nhỏ nhất
Hệ số an toàn Tự động theo máy phân tích trung bình
KHAI THÁC KỸ THUẬT XE CỨU HỘ
Những chú ý khi sử dụng xe cứu hộ
Xe cứu hộ là một phương tiện chuyên dùng đặc biệt, nên việc sử dụng xe cứu hộ không phải là việc đơn giản Quá trình sử dụng xe cứu hộ cần có kiến thức và kỹ thuật để khi trong quá trình đưa xe cần cứu hộ lên xe cứu hộ giao thông tránh những nguy cơ hỏng học thêm hoặc gây nguy hiểm cho người tham gia giao thông xung quanh
Quá trình này phải đảm bảo:
- Người thực hiện cứu hộ cần được huấn luyện kĩ về những dụng cụ để cứu hộ như dùng tời, dây tăng-chằn xe, cách sử dụng sàn trượt xe, cách đậu đỡ xe ở nên thích hợp và kiểm tra ổn định cho xe trước khi kéo xe cứu hộ lên sàn
- Khi kéo xe cần có thêm người chỉ dẫn để có thể kiểm soát được xung quanh đặc biệt là các điểm khuất của xe khi người kéo xe thực hiện
- Đảm bảo thống nhất các chỉ dẫn giữa các nhân viên cứu hộ với nhau để tránh trường hợp hi hữu xảy ra( như bên trái và bên phải của xe thì người ở đầu và cuối xe là khác nhau, thay vào đó là bên tài và bên phụ để đảm bảo đồng nhất)
- Khi kéo xe cần chú ý tay số của xe hoặc phanh để tránh hư hỏng hộp số hoặc xước má phanh,
- Kiểm tra kích thước của xe cần cứu hộ có phù hợp với sàn xe cứu hộ hay không Khoảng sáng gầm có phù hợp với góc nghiêng của sàn hay không
- Luôn đảm bảo các yếu tố an toàn khi kéo xe dù cho đã thực hiện thành thục các bước
- Khi kéo tời để tời xe lên sàn cần kiểm tra kỹ các móc kéo của xe và dây cáp có mòn hay không, có tưa cáp hay không
- Sau khi cố định xe lên sàn cần cố định xe bằng dây chằng tăng đơ, chêm thêm khối nêm bằng gỗ hoặc vào trước và sau bánh xe
Hình 5 1 Cố định xe bằng thanh chặn và xích
Hình 5 2 Cố định xe bằng chằng tăng đơ
- Khi di chuyển trên đường cần bật đèn xe cứu hộ và các đèn kích thước
Sau đây là cách sử dụng chằng tăng đơ dùng để chằng tăng đơ cho xe bị nạn lên sàn
Hình 5 4 Cho dây qua khe đầu tăng đơ
Hình 5 5 Bật về trước rồi kéo mạnh về sau
Hình 5 6 Ấn lẫy khi tháo dây chằng
Hình 5 7 Tháo lẫy để gỡ dây
Quy trình lắp đặt cơ cấu sàn nâng
Chassis được xem là một phần vô cùng quan trọng của một chiếc xe, là “xương sống” bởi vì nó quyết định đến độ bền củng như tuổi thọ sử dụng của chiếc xe thiết kế Khi tiến hành hàn thêm các mối ghép bắt bulông lên chassis đúng với vị trí lắp đặt các cơ cấu cứu hộ (hộp giảm tốc, tang tời, xylanh thủy lực, ) Cần kiểm tra đủ các yếu tố xoay linh hoạt không gây cản trở và mài mòn các bộ phận
- Cắt các phần không cần thiết (phải đảm bảo rằng không ảnh hưởng đến khả năng chịu tải cũng như làm việc của chassis) theo QCVN 09:2015/BGTVT “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường đối với xe ô tô”, như phần đuôi để tạo khoảng trống lắp đặt cơ cấu xoay và trượt sàn
- Hàn thêm các thanh giằng tạo thêm vững chắc cho chassis (nếu cần thiết) - Kiểm tra lại các chi tiết sau hàn như kích thước, khoảng cách Kiểm tra chất lượng mối hàn, vệ sinh làm sạch mối hàn
Hình 5 8 Cơ cấu xoay sàn nâng
- Kiểm tra chất lượng, nguồn gốc, số lượng, kích thước của vật liệu và phụ tùng cứu hộ theo yêu cầu thiết kế
- Lắp đặt các cơ cấu như mạch thủy lực, các van phân phối thủy lực, bơm thủy lực và động cơ thủy lực
- Lắp các xy lanh thủy lực (xy lanh nâng hạ sàn) lên chassis, cố định bằng các bulông
Hình 5 9 Lắp cáp trượt lên tấm trượt
- Tiến hành đưa khung nâng lên chassis, bắt bulông cố định, lắp chốt liên kết giữa khun nâng và chassis, liên kết khung nâng với xylanh thủy lực
- Lắp tời thủy lực lên sàn trượt, cố định bằng bulông
- Liên kết các mạch thủy lực với cơ cấu làm việc
- Lắp các chi tiết ốp ngoài và các phụ tùng cứu hộ khác lên xe
- Kiểm tra lại các cơ cấu và bôi trơn các chi tiết trượt, ma sát sau khi lắp ráp hoàn thiện.
Bảo dưỡng kỹ thuật
Do xe cứu hộ có nhiều hệ thống thủy lực phức tạp và có độ ma sát cao nên cần phải thường xuyên bảo dưỡng, tra mỡ sau mỗi 25 lần sử dụng
Các vị trí bôi trơn như sau
Hình 5 10 Bôi trơn dọc thanh trượt
Bát trượt và kết nối cáp trên khung sàn
Bôi trơn dọc dâm trượt
Bôi trơn dọc con trượt
Hình 5 11 Bôi trơn cáp và chốt puly
Hình 5 12 Bôi trơn chốt xy lanh
Hình 5 13 Bôi trơn con lăn sàn
Bôi trơn cáp Bôi trơn chốt puly
Bôi trơn chốt xy lanh
Bôi trơn chốt con lăn sàn
Xe cứu hộ giao thông trên nền xe M750SL sau khi được thiết kế ta có các thông số cơ bản như sau:
- Kích thước tổng thể DxRxC: 8225x2200x2600mm,
- Thiết kế với tải trọng là 2535kg với hệ số quá tải là 1.08 tương đương 2735kg
- Khả năng leo dốc với toàn tải là 24.05%
- Tốc độ tối đa là 80km/h
- Các chi tiết được kiểm nghiệm bền bằng phần mềm Solidworks Simulation Kiểm nghiệm được ở trường hợp chịu toàn tải và luôn có hệ số an toàn FOS > 2 Kiểm tra ổn định lên dốc xuống dốc, ổn định nghiêng ngang và vận tốc giới hạn quay vòng khi chở tải và không chở tải
- Thiết kế hệ thống thủy lực nâng hạ và tính bền cáp cho cơ cấu kéo sàn
- Mô phỏng lại hoạt động của xe cứu hộ khi chở hàng bằng phần mềm Solidwork đảm bảo trực quan sinh động Có thể nhờ vào đó phát hiện được trong quá trình hoạt động có xảy ra cọ xát, va chạm giữa các chi tiết thiết kế lồng vào nhau không, từ đó tối ưu lại kích thước giảm chi phí phát sinh trong quá trình sản xuất
Trong quá trình thực hiện đề tài với nguồn kiến thức và thời gian còn hạn chế sẽ không tránh khỏi các thiếu xót Do vậy rất mong các quý thầy hội đồng đóng góp ý kiến nhận xét để đề tài của em được hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn.
