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.
Giới thiệu chung về xe vận chuyển bồn nước
1.2.1 Công dụng và chức năng Đại lý là nơi cung cấp các loại thùng bồn nước đến tay người tiêu dùng, tùy vào nhu cầu sử dụng thùng bồn loại lớn hoặc nhỏ Và để có đa dạng các loại thùng cũng như là số lượng đủ lớn để bán cho người tiêu dùng thì đại lý cần có xe chuyên dụng để vận chuyển từ nơi sản xuất Việc vận chuyển một lúc được nhiều thùng bồn như vậy để tiết kiệm kinh phí (xăng dầu, nhân công,…)
Hiện nay, để vận chuyển thùng bồn nước bằng đường bộ người ta có thể sử dụng nhiều loại phương tiện khác nhau Tuy nhiên nhu cầu chuyên chở rất đa dạng; nếu số lượng mỗi lần chuyên chở dưới 10 bồn thường thì sử dụng xe tải đơn lẻ để cải tạo thành xe chuyên dụng chở ô tô Ô tô tải chở xe hiện này ở Việt Nam chủ yếu là xe tải 2 tầng do các công ty trong nước sản xuất lắp ráp
1.2.2 Đặc điểm về kết cấu xe chở bồn nước
Hiện nay trên thế giới có rất nhiều phương tiện vận chuyển bồn nước Riêng ở Việt Nam sử dụng xe tải chuyên dụng chở bồn nước như sau:
1- Xe vận chuyển bồn nước cỡ lớn: đây là loại xe tải cẩu để chở bồn nước cở lớn (10000-
Hình 1.1 Xe chở bồn nước cỡ lớn 2- Xe vận chuyển bồn nước loại vừa: được sử dụng phổ biến hiện nay vì số lượng bồn nước loại trung bình (1000-1300 lít) chở được nhiều
Hình 1.2 Xe chở bồn nước loại nhỏ Dựa vào các mẫu xe đã được giới thiệu ở trên ta rút ra được một số đặc điểm chủ yếu của loại phương tiện này là:
-Thùng xe thường có kết cấu 2 tầng để chở được nhiều bồn nước (15-20 bồn nước);
-Sàn thùng tầng 2 có thể nâng hạ linh hoạt và được thiết kế thành một sàn liền hoặc nhiều phần tách biệt;
-Được bố trí hệ thống thủy lực và dây cáp để nâng hạ sàn thùng giúp vận chuyển bồn nước lên xuống dễ dàng.
Cơ cấu nâng hạ sàn
Như các xe tải hiện nay, hàng hóa được xếp lên xe và chuyên chở nơi này đến nơi khác Đối với bồn nước với vỏ rỗng và khối lượng tương đối nhẹ thì việc vận chuyển để sắp xếp lên thùng phải được thực hiện từng bước và có sự hỗ trợ của con người Thông thường, đối với xe chở bồn nước hiện nay thường có kết cấu thùng 2 tầng Sàn thùng tầng 2 (trên) sẽ được hạ xuống thấp nhất bằng hệ thống thủy lực, sau khi bồn nước đã sắp xếp và cố định trên sàn bằng các thiết bị chuyên dụng, hệ thống thủy lực sẽ hỗ trợ nâng sàn thùng đến vị trí thích hợp và được cố định, rồi tiếp tục sắp xếp xe lên sàn tầng 1 (dưới) Khi đã sắp xếp bồn nước lên thùng đảm bảo an toàn ta tiến hành vận hành xe giống như xe tải thông thường Việc cho bồn nước xuống cũng thực hiện theo từng bước Tuy nhiên, quy trình thực hiện là ngược lại với đưa bồn nước lên thùng xe
Ngoài kết cấu của một xe tải thông thường, xe chở bồn nước có thêm một số bộ phận khác:
1.3.1 Dây cấp nâng hạ sàn
- Dây cáp thép là loại dây cẩu hàng thông dụng, được gia công đa dạng theo nhu cầu của khách hàng về đường kính sợi cáp, chiều dài hoàn thiện của sợi cáp, vòng bấm chì, kiểu sling: 1 đầu móc 1 đầu mắt, hoặc 2 đầu mắt bấm chì, sling cáp thép đơn, sling cáp thép đa, mắt cứng hoặc mắt mềm Tải trọng tối đa của dây cáp thép lên đến 300 tấn
Hình 1.3 Dây cáp và sling cáp thép
1.3.2 Hệ thống xi lanh thủy lực
Xi lanh thủy lực được sử dung phổ biến trong công nghiêp hiện nay Trên ô tô hiện nay có rất nhiều hệ thống cần đến sự hỗ trợ của xi lanh thủy lực Đặc điểm của hệ thông xi lanh thủy lực là có thể dễ dàng sử dụng trên ô tô hiện nay vì kết cấu đơn giản , bố trí dễ dàng, kích thước nhỏ gọn tuy nhiên có thể dùng với tải trọng lớn Bơm đầu để dẫn động xi lanh thường được gắn vào hộp số ô tô hoặc sử dụng bộ nguồn thủy lực riêng Trên ô tô chở bồn nước hệ thống xi lanh thủy lực một đầu được nối với đầm hoặc cột cố định, một đầu có thể nối trực tiếp với sàn thùng cần nâng hạ hoặc nối gián tiếp qua hệ thống puly và dây cáp để giảm tải trọng hoặc giảm hành trình dịch chuyển của xi lanh thủy lực
Hình 1.4 Xi lanh thủy lực
1-Đầu đẩy đấy; 2-Vấu dầu; 3-Ống xy lanh;4-Cổ xy lanh;5- Đầu đẩy cần;6-Bi cầu;7-Gạt bụi;8-Phớt áp lực cổ; 9-Gioăng chắn nước; 10- Vòng chặn; 11-Gioăng áp lực cổ; 12-Cần đẩy; 13- Phớt áp lực piston; 14- Gioăng cần; 15- Piston; 16- Đáy xy lanh.
Yêu cầu của xe sau thiết kế
- Thiết kế theo QCVN09:2015/BGTVT và Thông tư 42/2014/TT-BGTVT quy định về thùng xe của xe tự đổ, xe xi téc, xe tải tham gia giao thông đường bộ
- Sử dụng toàn bộ phần khung gầm ô tô cơ sở
- 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 tải chuyên dùng chở bồn nước: + Thùng xe phải được bố trí sao cho có thể vận chuyển bồn nước lên xuống dễ dàng, đảm bảo góc thoát trước
+ Xe thiết kế đảm bảo chở được 24 bồn nước 1000 lít cùng lúc mà xe không quá tải cho phép; kích thước thùng đảm bảo cho các bồn không va chạm nhau
+ Sàn thùng tầng 2 phải được bố trí nâng hạ linh hoạt, đảm bảo vận chuyển bồn nước 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 thùng xe không làm thay đổi kích thước tổng thể của toàn xe theo quy định.
Phân tích, chọn phương án thiết kế
Để chọn phương án thiết kế của xe chở bồn nước em đã dựa vào nhu cầu vận chuyển bồn nước hiện nay ở Việt Nam
Tham khảo thông số của một số bồn nước trên thị trường hiện nay tổng hợp trong (bảng 2.2):
Bảng 2.2 Danh sách các loại kích cỡ của bồn nước
(lít) Đường kính thân bồn (mm)
Chiều cao cả chân (mm)
Dựa trên kích thước trung bình của bồn nước và tham khảo một số thông số của bồn nước được ưa chuộng trên thị trường hiện nay ta đưa ra các phân tích thiết kế như sau:
- Tham khảo kích thước các bồn nước trên bảng 3.1 ta thấy để đảm bảo thùng xe chở được số bồn tối đa thì các kích thước chiều dài, rộng và cao dựa trên xe cơ
- Với chiều dài thùng hiện tại nếu chỉ dùng 1 sàn thì chỉ chở được ít bồn và còn thừa không gian trong thùng, vì vậy cần thiết kế sao cho thùng có 2 tầng và tầng trên có thể nâng hạ để dễ dàng cho bồn nước lên xuống Như vậy thùng phải bố trí thêm hệ thống nâng hạ bằng cơ khí hoặc bằng thủy lực
Dựa trên những phân tích trên ta đưa ra phương án thiết kế như sau:
- Bố trí bồn nước trên thùng xe: vì chiều rộng thùng thiết kế không được quá 2,5m mà chiều rộng trung bình cả chân bồn 1,1m nên ta có thể đặt 2 bồn nước song song ở dạng nằm dọc để phù hợp với xe cả 2 tầng sàn
- Phương án vận chuyển bồn nước lên thùng:
+ Ta có 2 phương án để vận chuyển bồn nước lên thùng:
1 Vận chuyển bồn nước từ phía trên xuống thùng xe: Chi có thể vận chuyển bằng xe cần cẩu chuyên dụng
2 Vận chuyển bồn nước từ phía sau lên lên thùng xe: bằng cách dùng sức người để mang bồn lên thùng xe vì bồn nước rỗng với trọng lượng nhẹ
Dựa vào 2 phương án trên: để tiết kiệm chi phí đồng thời việc vận chuyển xe lên xuống được dễ dàng nhất, ta chọn phương án vận chuyển bồn nước lên từ phía sau lên thùng Để vận chuyển bồn nước được lên xuống dễ dàng và hợp lý nội dung thiết kế sơ bộ theo sơ đồ hình 2.3
Hình 2 3 Kết cấu thùng dự kiến
1- Xy lanh thủy lực nâng hạ sàn; 2- Sàn tầng 2; 3- Sàn tầng 1
- Độ cao từ mặt đất lên sàn thùng tầng 1 là 1200mm
- Tham khảo kích thước và trọng lượng của một số mẫu bồn nước có trên thị trường đã tham khảo, kích thước và tải trọng cho phép của ô tô cơ sở và điều kiện cân bằng tải trọng khi chuyên chở ta dự kiến thiết kế thùng xe mới sao cho có thể chở được tối đa 24 bồn nước 1000 lít và tải trọng dự kiến nhỏ hơn 2000 kG, kích thước tổng thể thùng 10000x2490x2870 mm sẽ được thiết kế 2 tầng Thùng được bố trí 4 xylanh thủy lực để nâng hạ sàn Sàn thùng hạ thấp cách mặt sàn tầng 1 chiều cao 20mm
Nguyên lý nâng hạ sàn thùng theo sơ đồ hình 2.4:
Hình 2.4 Sơ đồ nâng hạ sàn tầng 2
1- Xy lanh thủy lực nâng hạ sàn; 2- Sàn tầng 2; 3- Sàn tầng 1
Sàn tầng 2 sẽ được nâng hạ bằng 4 xi lanh thủy lực (mỗi bên xi lanh) Xi lanh thủy lực được điểu khiển thông qua bảng điều khiển bằng điện, 2 cặp xi lanh sẽ điều khiển cùng lúc với nhau Khi cho sàn đi xuống, nhấn nút điều khiển để hệ thống thủy lực sẽ điều khiển đồng thời 4 xilanh thu cần, thông qua cáp kéo, puly sàn sẽ được hạ đến vi trí thấp nhất (vị trí số 2) Sau khi đã cố định bồn nước trên sàn, điều khiển để xi lanh đẩy cần ra, khi đó cáp sẽ kéo sàn đi lên Sau khi đưa sàn lên vị trí thích hợp (vị trí số 1) tiến hành dừng hệ thống và cố định sàn
Dựa trên phương án thiết kế cải tạo ta có quy trình thực hiện cải tạo như sau:
- Tính toán thiết kế thùng hàng chuyên dụng chở bồn nước có kích thước tổng thể 10000x2490x2870 mm, với kết cấu 2 tầng Tại các trụ hông của thùng có bố trí
12 hệ thống thủy lực nâng hạ sàn thùng tầng 2
- Lắp thùng hàng chở bồn nước lên khung xe
- Thùng được lắp lên khung xe cơ sở nhờ các bu lông quang, bát chống trượt theo phương thẳng đứng và bát chống xô ngang
- Giữ nguyên các cụm tổng thành và hệ thống khác của ô tô cơ sở.
Xác định kích thước thùng hàng
Khi xác định kích thước thùng hàng ta cần xác định 3 thông số bao gồm: chiều dài thùng hàng Lth, chiều rộng toàn bộ Bth và chiều cao Hth 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 Lth: theo Thông tư 42…chiều dài toàn bộ xe có thể thiết kế không quá 12200 mm, với thông số cabin do nhà sản xuất cho thì toàn bộ thùng thiết kế không được dài quá 10000 mm Cho nên ta chọn thùng dài 9900 mm, phần còn lại dữ trữ cho các chi tiết nhô ra của thùng hàng Với chiều dài này có thể chở được các bồn có dung tích từ 310 lít đến 1300 lít, đặt biệt với loại bồn inox 1000 lít thùng xe chở được 24 bồn và các thiết bị chân gía, đường ống nước đi kèm theo bồn
- Xác định bề rộng Bth: theo thông tư QCVN09: 2015/BGTVT và thông tư 42/2014/TT- BGTVT quy định về thùng xe của xe tự đổ, xe xi téc, xe tải tham gia giao thông đường bộ thì bề rộng thùng không vượt quá 110% bề rộng cabin và nhỏ hơn 2500 mm Vì vậy ta chọn bề rộng thùng hàng 2450 mm, phần còn lại dữ trữ cho các chi tiết nhô ra của thùng hàng Với chiều rộng của thùng đảm bảo bố trí sản phẩm bồn nước
- Xác định chiều cao Hth: 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 4m Theo phương án thiết kế dự kiến thì chiều cao lớn nhất của thùng chọn là 2900 mm kể cả chiều dày của sàn thùng để đảm bảo chiều cao ô tô không được vượt quá 4m Với chiều cao này sau khi thiết kế sàn thùng đảm bảo chở được 24 thùng tiêu chuẩn 1000 lít với tổng chiều cao 2400 mm và một số loại thùng có kích thước nhỏ hơn Đảm bảo yêu cầu đặt ra.
Kết cấu thùng hàng
Tham khảo kết cấu thùng chở hàng của một số loại xe tải có trên thị trường hiện nay và các yêu cầu đặc biệt của thùng hàng chở bồn nước nên thùng hàng mới sẽ được thiết kế cụ thể như sau:
Hình 3 1 Kết cấu khung xương sàn
1- Đà ngang đầu; 2- Đà ngang chính; 3- Đà dọc; 4- Tôn sàn
Chiều cao của ô tô cơ sở là 1080 mm (kể cả chiều cao phần gỗ lót dọc chassis) nên chiều cao tối đa phần thùng là 2920 mm Để tăng khoảng chiều cao hiệu dụng lòng thùng thì yêu cầu phải thiết kế sàn thấp nhất có thể đồng thời không để bánh xe va chạm vào sàn thùng khi xe di chuyển trên đường mấp mô nên phần sàn thùng tại vị trí các bánh xe được thiết kế cao hơn, Dựa trên những tiêu chí đó, sàn tầng 1 có cấu tạo như sau:
Cấu tạo của sàn tầng 1 bao gồm các đà ngang và đà dọc bằng thép hình [ hàn lại với nhau:
- Gồm 2 đà dọc (2) bố trí mép ngoài cách nhau 850 mm, cấu tạo từ thép CT3 chữ U140x58x5
- Đà ngang đầu (1) là thép định hình CT3, U120x50x4
- Viền dọc sàn được ốp 2 bên thành thùng, hàn với các đà ngang, cấu tạo từ thép dập định hình 130x55x25x3
- Các đà ngang còn lại gồm có 24 đà bố trí đều nhau có cấu tạo từ thép CT3 chữ U U120x50x4
- Sàn được lót bằng tôn gân chống trượt dày 3mm b Kết cấu sàn thùng tầng 2
Hình 3 2 Kết cấu khung xương sàn tầng 2
1- Đà ngang; 2- Đà ngang ngắn; 3- Đà dọc; 4- Tôn sàn
Sàn thùng tầng 2 có chiều dài 9670 mm, chiều rộng 2210 mm đảm bảo bố trí không va chạm với kích thước trụ chính thành bên thùng Chiều dày sàn cũng được thiết kế nhỏ nhất để tăng khoảng chiều cao hiệu dụng của lòng thùng, các đà dọc có kích thước lớn song được bố trí không làm ảnh hưởng đến chiều cao hiêu dụng lòng thùng
Sàn thùng tầng 2 có cấu tạo chi tiết như sau:
- Đà ngang (1) gồm 2 thanh thép CT3 chữ U50x32
- Đà ngang (2) gồm 64 đà ngắn thép CT3 chữ U50x32
- Đà dọc (3) gồm 5 đà thép CT3 chữ U100x46
- Tôn sàn (4) là lọai tôn trơn 2 mm được lót phủ kín mặt sàn
- Tại các vị trí đầu, giữa và cuối sàn sẽ bố trí các móc để cố định sàn với các trụ đứng bằng tăng đơ
Hình 3 3 Kết cấu mặt hông
1- Thanh mui kèo; 2- Ống lắp kèo; 3- Thanh ngang; 4- Biên bao dọc sàn thùng ; 5- Xương đứng; 6- Trụ lắp xy lanh thủy lực; 7- Kèo mui; 8- Xương đứng ngoài
Mặt hông có kết cấu mỗi bên gồm có các trụ trước sau, có 3 trụ đỡ được bố trí đầu, giữa và cuối để cân bằng khi đỡ sàn tầng 2; 2 trụ chính để gắn xilanh thủy lực được bố trí gần các chốt móc cáp kéo của sàn thùng tầng 2 Các xương ngang dọc được bố trí đều theo các khung phân chia bởi các trụ đứng sao cho đảm bảo về mặt thẩm mĩ Các khung mui được thiết kế đều nhau đảm bảo khoảng cách 2 khung liền kề không nhỏ hơn 550mm theo quy định của Bộ GTVT Chi tiết cấu tạo như sau:
- Xương ngang chính có cấu tạo từ thép hộp 40x40x1,4mm gồm 4 thanh chính chạy doc chiều dài thùng
- Xương ngang, xương dọc cấu tạo từ thép hộp 40x40x1,4mm được hàn với các trụ đỡ và xương ngang chính
- Chân kèo dùng để lắp khung kèo có cấu tạo từ thép ống 34x2 mm
- Trụ lắp xy lanh gồm có 2 trụ mỗi bên, cấu tạo từ thép định hình
]50x100x300x100x50x5 mm có tiết diện cắt ngang lớn, mặt trong rỗng để bố trí xilanh thủy lực
- Trụ đỡ gồm 3 trụ được bố trí đầu, giữa và cuối có cấu tạo thép chữ U140x58x5 có tác dụng đỡ và cố định sàn thùng tầng 2 d Kết cấu khung xương mặt trước
Hình 3 4 Kết cấu mặt trước
1- Xương đứng; 2,3- Xương ngang; 4- Bát tăng cứng
- Khung xương mặt trước nối liền với mặt sàn và trụ trước của thành bên thùng
- Xương ngang đầu (3) và trụ trước là phần đà và trụ của mặt sàn và khung bên
- Xương ngang gồm 16 thanh cách đều nhau cấu tạo từ thép hộp 40x40x1,4mm
- Xương đứng chính gồm 2 thanh có cấu tạo từ thép [140x58x5mm và 3 xương đứng giữa cấu tạo từ thép hộp 40x40x1,4mm
Hình 3 5 Kết cấu mặt sau
1- Trụ sau; 2,3-Thanh ngang khung; 4-Kèo mui
- Khung xương mặt sau được nối liền với mặt sàn với 2 trụ đuôi thùng hàn
- Thanh ngang khung được bắt qua 2 trụ sau cấu tạo từ thép hộp 40x40x1,4
- Trụ sau được hàn với kèo mui.
Xác định khối lượng thùng hàng
Để xác định khối lượng thùng hàng ta tiến hành tính toán trọng lượng của riêng từng phần của thùng gồm: 2 mặt bên, sàn thùng tầng 1, sàn thùng tầng 2, mặt trước, mặt sau thùng và khung mui mthùng = mmb + msànt1+ msànt2 + mmt + ms + mkm (kg) (3.1)
- mthùng: Khối lượng toàn bộ của thùng
- mmb: Khối lượng phần mặt bên
- msànt1: Khối lượng sàn tầng 1
- msànt2: Khối lượng sàn tầng 2
- mmt: Khối lượng mặt trước
- mms: Khối lượng mặt sau
- mkm : Khối lượng khung mui
Thùng được chế tạo từ thép CT3, khối lương riêng t = 7800 kg/m 3
Sàn thùng là sàn thép chống trượt dày 3mm có khối lượng riêng 26,6 [kg/m 2 ] a Xác định khối lượng mặt bên thùng
Khối lượng 2 mặt bên thùng Mmb (kg) được xác đinh như sau:
Bảng 3.1 Bảng tính toán khối lượng thành bên thùng
Theo kết quả tính toán từ bảng ta có khối lượng toàn bộ 2 bên thành thùng là: mmb = 111852470 10 -9 7800 = 872,5 kg b Xác định khối lượng sàn thùng tầng 1
Khối lượng mặt bên thùng msànt1 (kg) được xác định như sau: msànt1 = md1 + mts1 (3.3)
- md1: Khối lượng phần khung dầm
- mts1: Khối lượng phần tôn sàn
Khối lượng phần khung dầm được tính toán theo bảng sau:
Bảng 3.2 Bảng tính toán khối lượng phần khung dầm sàn thùng tầng 1
TT Thành phần sàn Tồng chiều dài (mm)
Diện tích mặt cắt (mm 2 )
TT Thành phần mặt bên Tổng chiều dài (mm)
Diện tích mặt cắt (mm 2 ) Thể tích (mm 3 )
Theo kết quả tính toán từ bảng ta có: md1 = 87556400 10 -9 7800 = 682,9 kg
Mặt sàn được phủ tôn chống trượt có tổng diện tích 2 4 2 5 5 0 0 0 mm 2
Tổng khối lượng tôn sàn mts1= 24255000 10 -6 26,6 d5,2 kg Tổng khối lượng của sàn thùng tầng 1 msànt1= 682,9 + 645,2 28,1 kg c Xác định khối lượng sàn thùng tầng 2
Khối lượng sàn thùng tầng 2 msànt1 (kg) được xác định như sau:
Với: msànt2 = md2 + mts2 (3.4) md2: Khối lượng phần khung dầm mts2: Khối lượng phần tôn sàn
Khối lượng phần khung dầm được tính toán theo bảng sau:
Bảng 3.3 Bảng tính toán khối lượng khung dầm sàn thùng tầng 2
TT Thành phần sàn Tồng chiều dài
Diện tích mặt cắt (mm 2 )
Theo kết quả tính toán từ bảng ta có: md2 = 77696480.10 -9 7800 = 606,03 kg Phần sàn thùng tầng 2 được phủ tôn trơn 2mm có tổng diện tích 21569600 mm 2
Tổng khối lượng tôn sàn mts2= 21569600 2.10 -9 7800 = 336,5 kg Tổng khối lượng của sàn thùng tầng 2 msànt2 = 606,03 + 336,5 = 942,5 kg d Xác định khối lượng mặt trước
Khối lượng mặt trước thùng mmt (kg) được xác định như sau: mmt = mkt+ mtt (3.5)
Với: mkt: Khối lượng phần mặt khung trước mtt: Khối lượng phần tôn phủ mặt trước
Khối lượng phần khung mặt trước đươc tính toán theo bảng sau:
Bảng 3.4 Bảng tính toán khối lượng phần khung mặt trước
TT Thành phần mặt trước Tồng chiều dài
Diện tích mặt cắt (mm 2 )
Theo kết quả tính toán từ bảng ta có: mkt = 5439800 10 -9 7800 = 42,4 kg Phần mặt trước được phủ tôn dày 1.4 mm, chế tạo từ thép CT3 có khối lượng riêng
t = 7800 [kg /m 3 ] có tổng diện tích 5684000 mm 2
Khối lượng phần tôn mặt trước mtt = 5684000 1,4 10 -9 7800 = 62,1 kg mmt = 42,4 + 62,1 = 104,5 kg e Xác định khối lượng mặt sau
Khối lượng mặt trước thùng mmt kg được xác đinh như sau: mms = mks+ mts (3.6)
Với: - mks: Khối lượng phần mặt khung sau mts: Khối lượng phần tôn phủ mặt sau
Khối lượng phần khung mặt sau đươc tính toán theo bảng 3.5:
Bảng 3.5 Bảng tính toán khối lượng phần khung mặt sau
TT Thành phần mặt sau Tồng chiều dài (mm)
Diện tích mặt cắt (mm 2 )
5 Xương bắt chi tiết cửa 720 360 259258
Theo kết quả tính toán từ bảng ta có: mks = 6482576.10 -9 7800 = 50,6 kg Phần cửa và bửng được phủ tôn dày 0,5 mm mặt ngoài, chế tạo từ thép CT3 có khối lượng riêng t = 7800 kg /m 3 có tổng diện tích 5019100 mm 2
Khối lượng phần tôn cửa và bửng: mt = 5019100.0,5.10 -9 7800 = 19,6 kg mmt = 50,6 + 19,6 = 70,2 kg f Xác định khối lượng phần khung mui
Chiều dài tổng thể một khung mui từ thép ống 27 dày 1,5 mm l460 mm
Diện tích mặt cắt ngang: S0,2 mm 2
Khối lượng 1 khung mui: m1k = 3460.120,2.10 -9 7800= 3,24 kg
Khối lượng toàn bộ 16 khung mui: mkm =3,24.16= 51,9 kg
Từ kết quả tính toán trên ta tính được khối lượng toàn bộ thùng như sau mthùng 2,5 + 1328,1 + 869,4 + 104,5 + 70,2 + 51,9 = 3296,6 kg
Tính bền thùng xe
3.4.1 Tính bền dầm ngang thùng (sàn thùng tầng 1)
Khi làm việc sàn thùng chiụ tác dụng của trọng lượng hàng hóa trên thùng Gh và trọng lượng bản thân thùng hàng Gthùng Các tải trọng này tác dụng lên thùng thông qua các dầm ngang truyền đến các dầm dọc của thùng và đến các dầm dọc của khung ô tô Các dầm dọc của thùng tiếp xúc dọc trên chiều dài của khung ô tô qua lớp gỗ lót nền đảm bảo đủ bền khi truyền lực từ các dầm ngang xuống Khi tính toán bền thùng hàng ta chỉ cần tính toán bền cho các dầm ngang và xem như các phần khác làm việc đủ bền Để tính toán bền các dầm ngang ta giả thiết rằng:
- Trọng lượng hàng hóa và phần sàn thùng phân bố đều trên mặt sàn, tức là phần trọng lượng này phân bố đều cho các dầm ngang và trên suốt chiều dài của thùng
- Trọng lượng thành thùng hàng tác dụng lên các dầm ngang tại các điểm đầu mút của dầm
Theo thiết kế thì sàn thùng có 24 dầm ngang, mỗi dầm có chiều dài 2450 mm Tải trọng hàng hóa cho phép chở của ô tô thiết kế mới được tính toán như sau:
- Trọng lượng bản thân của ô tô cơ sở: Gbt = 5850 (kG)
- Trọng lượng thùng hàng mới chế tạo: Gthùng = 3296 (kG)
- Trọng lượng toàn bộ theo thiết kế của ô tô cơ sở: Gtk = 16000 (kG)
- Trọng lượng kíp lái gồm 3 người: Gkl = 195 (kG)
Trọng lượng hàng hóa chuyên chở
Gh 000 - (5850 + 3296 + 195) = 6659 (kG) Để đảm bảo an toàn cho các hệ thống và theo phương án thiết kế ban đầu tải trọng khi chở tối đa khoảng 3000 (kG) nên ta chọn trọng lượng hàng hóa chuyên chở cho phép của ô tô là Gh = 3500 (kG)
Tải trọng phân bố đều lên các dầm ngang của ô tô q 𝐺ℎ
- Gh: Trọng lượng hàng hóa Gh = 3500 (kG)
- Gsànt1: Trọng lượng sàn thùng tầng 1 Gsànt1= 1328,1 [kG]
- n: Số lượng dầm ngang n$ [dầm]
Thay vào công thức (3.7) ta có: q=0,052 [kG/mm]
Tải trọng phân bố lên đầu dầm ngang
- Gmb: Trọng lượng thành thùng Gmb= 872,5 (kG)
- Gsànt2: Trọng lượng sàn tầng 2 Gsànt2= 869,4 (kG)
- Gkm: Trọng lượng phần khung mui Gkm = 51,9 (kG)
Thay vào công thức (3.8) ta có : P = 73,83 (kG)
Sử dụng MDsolid tính toán bền ta có các sơ đồ tính toán như sau:
Hình 3 6 Sơ đồ phân bố lực lên dầm ngang
Hình 3 7 Biểu đồ momen uốn tác dụng
Theo sơ đồ trên hình 3.7 ta thấy momen uốn lớn nhất tác dụng lên dầm tại vị trí 2 gối đỡ là Mu,4.10 4 [ N.mm]
Dầm ngang là chữ U120x50 có các thông số kỹ thuật sau (theo [10]):
Bảng 3.6 Thông số kỹ thuật thép U120x50x4
Tên đại lượng Ký hiệu Giá trị Đơn vị
Diện tích tiết diện F 13,3 cm 2
Chiều dày cánh tf 7,8 mm
Chiều dày thân tw 4,8 mm
Hoành độ trọng tâm Cy 1,54 cm
Mô men quán tính với trục x Jx 304 cm 4 Mômen chống uốn với trục x Zx 50,6 cm 3 Bán kính quán tính với trục x rx 4,78 cm
Mô men quán tính với trục y Jy 31,2 cm 4 Mômen chống uốn với trục y Zy 8,52 cm 3 Bán kính quán tính với trục y ry 1,53 cm
Momen chống uốn đối với trục x là :
Wx = 50,6 cm 3 Ứng suất uốn tác dụng lên dầm theo [3] σumax = 𝑀 𝑢𝑚𝑎𝑥
So sánh [] đã tính toán ở mục 3.4.1 ta có:
u3max = 1,63.10 2 [kG/cm 2 ]
