Tính toán và thiết kế sơmi rơmoóc chở ô tô con (đính kèm bản vẻ+ powerpoint)

Tính toán và Thiết kế Sơmi Rơmoóc chở ô tô con MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………………………… 1 MỤC LỤC………………………………………………………………………… 1 Mục đích và ý nghĩa đề tài………………………………………………… .2 2 Khảo sát một số loại xe con sản xuất và lắp ráp tại Việt Nam……………….2 3 Tiêu chuẩn Việt Nam đối với Sơmi – Rơmoóc……………………………….13 3.1 Phạm vi đối tượng áp dụng……………………………………………… .13 3.2 Tiêu chuẩn trích dẫn…………………………………………………………… .13 3.3 Thuật ngữ và định nghĩa……………………………………………………… 14 3.4 Quy định về an toàn kỹ thuật…………………………………………………… 14 3.4.1 Kích thước cho phép lớn nhất………………………………………………… 14 3.4.2 Phân bố khối lượng lên trục…………………………………………………… 14 3.4.3 Góc ổn định ngang …………………………………………………………… .15 3.4.4 Hành lang quay vòng………………………………………………………… 15 3.4.5 Khung xe và sàn……………………………………………………………… .15 3.4.6 Chân chống………………………………………………………………… 16 3.4.7 Thiết bị nối, kéo và cơ cấu chuyển hướng …………………………………… 16 3.4.8 Trục xe………………………………………………………………………… .17 3.4.9 Bánh xe……………………………………………………………………… 17 3.4.10 Hệ thống phanh…………………………………………………………… 18 3.4.11 Hệ thống treo………………………………………………………………… 19 3.4.12 Hệ thống điện……………………………………………………………… 19 3.4.13 Hệ thống đèn và tín hiệu……………………………………………………… 20 3.4.14 Tấm phản quang…………………………………………………………… 21 3.4.15 Vị trí lắp các loại đèn………………………………………………………… 22 3.4.16 Mã nhận dạng phương tiện (VIN) …………………………………………… 22 3.4.17 Ghi nhãn ………………………………………………………………… 23 1 Tính toán và Thiết kế Sơmi Rơmoóc chở ô tô con 4 Phân tích các phương án đối với Sơmi Rơmoóc chở xe con 23 4.1 Loại một sàn .23 4.2 Loại hai sàn 23 5 Đặc trưng của loại Sơmi Rơmoóc chuyên chở ô tô con sản xuất lắp ráp tại Việt Nam 24 5.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu của loại SMRM thiết kế .24 5.1.1 Công dụng .24 5.1.2 Phân loại .24 5.1.3 Yêu cầu 25 5.1.4 Thử nghiệm và xác định đặc tính kỹ thuật .26 5.1.4.1 Các hình thức thử nghiệm khi thiết kế 26 5.1.4.2 Đánh giá chất lượng qua tiêu chuẩn 27 5.2 Khả năng cung ứng phụ tùng cho Sơmi Rơmoóc thiết kế 27 5.2.1 Các công ty ở Việt Nam 27 5.2.2 Các công ty nước ngoài 27 6 Tính chọn các thông số của Sơmi Rơmoóc thiết kế .28 6.1 Tính chọn các kích thước cơ bản 28 6.2 Chọn các cụm tổng thành lắp trên Sơmi – Rơmoóc thiết kế 28 6.2.1 Chọn cụm trục sau cho Sơmi – Rơmoóc thiết kế 28 6.2.2 Chọn lốp cho Sơmi - Rơmoóc thiết kế……………………………………….32 6.2.3 Chọn cụm chân chống Sơmi – Rơ moóc thiết kế……………………………33 6.2.4 Chọn hệ thống dẫn động phanh khí lắp trên Sơmi – Rơmoóc .34 6.2.5 Chọn hệ thống điện lắp trên Sơmi – Rơmoóc 37 6.2.6 Chọn Palăng nâng hạ bệ lên xuống cho Sơmi Rơmoóc .38 6.2.7 Xác định vị trí lắp đặt chốt kéo trên Sơmi – Rơmoóc 39 6.2.8 Xác định điểm đặt chân chống 39 6.2.9 Chọn vị trí lắp đặt cụm trục sau của Sơmi – Rơmoóc 40 6.3 Tính toán thiết kế các cụm chi tiết khác lắp trên Sơmi – Rơmoóc 41 6.3.1 Thiết kế và chế tạo hệ thống cản hông 41 6.3.2 Thiết kế bệ lên xuống cho xe 41 6.4 Sơ bộ thiết kế dầm và khung sàn 42 2 Tính toán và Thiết kế Sơmi Rơmoóc chở ô tô con 6.4.1 Thiết kế chế tạo dầm dọc của Sơmi – Rơmoóc (D1) 42 6.4.2 Thiết kế và chế tạo các dầm ngang chính của SMRM 43 6.4.3 Thiết kế và chế tạo các dầm ngang phụ của SMRM .44 6.4.4 Thiết kế chế tạo các thanh gia cường dầm ngang chính (T1) .45 6.5 Tính bền dầm sàn và khung sàn Sơmi Rơmoóc .46 6.5.1 Chế độ tính toán 46 6.5.2 Xác định trọng lượng của SMRM 46 6.5.2.1 Trọng lượng của SMRM khi không tải .46 6.5.2.2 Trọng lượng của SMRM khi đầy tải 56 6.5.2.3 Tính toán thiết kế xy lanh nâng - hạ sàn trên .57 6.5.2.4 Tính chọn bơm…………………………………………………………… 59 6.5.2.5 Tính chọn đường ống 60 6.5.2.6 Tính chọn van an toàn 60 6.5.3 Xác định phân bố tải trọng lên Sơmi Rơmoóc .61 6.5.4 Tính toán kiểm nghiệm bền dầm dọc 66 6.5.4.1 Xác định ứng suất cho phép và hệ số an toàn 66 6.5.4.2 Kiểm tra bền dầm dọc 67 6.5.4.3 Vẽ biểu đồ lực cắt và mômen uốn của dầm dọc .69 6.5.4.4 Kiểm tra bền dầm ngang của Sơmi Rơmoóc .77 6.5.4.5 Tính toán kiểm tra bền dầm ngang của Sơmi Rơmoóc 82 6.5.4.6 Tính toán hệ thống treo 85 6.6 Tính chọn đầu kéo 88 6.6.1 Các thông số chính của đầu kéo 88 6.7 Tính động học quay vòng của đoàn xe 91 6.7.1 Xác định trọng tâm SMRM theo chiều dọc và chiều cao 92 6.7.2 Tọa độ trọng tâm của đoàn theo chiều dọc và chiều cao 94 6.7.3 Tính ổn định SMRM thiết kế 94 6.7.3.1 Tính toán ổn định dọc của đoàn xe 95 6.7.3.2 Tính toán ổn định ngang của đoàn xe 100 6.8 Tính động học quay vòng của đoàn xe 106 6.9 Thiết kế hệ thống phanh 109 6.9.1 Phân tích các điều kiện và chọn phương án thiết kế 109 3 Tính toán và Thiết kế Sơmi Rơmoóc chở ô tô con 6.9.2 Phân tích tính toán hệ thống phanh 114 6.9.2.1 Tính toán kiểm nghiệm bình chứa khí nén .114 6.9.2.2 Tính năng suất cần thiết của máy nén khí .115 7 Kết luận 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO 118 4 Tính toán và Thiết kế Sơmi Rơmoóc chở ô tô con DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VIẾT TẮT TRONG THUYẾT MINH TÊN VIẾT TẮT KÝ HIỆU 1 Sơmi Rơmoóc SMRM 2 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3 Dầm dọc của Sơmi Rơmoóc D1 4 Dầm ngang chính của Sơmi Rơmoóc D2 5 Dầm ngang phụ của Sơmi Rơmoóc D3 6 Thanh gia cường dầm ngang T1 7 Thanh gia cường dầm dọc T2 5 Tính toán và Thiết kế Sơmi Rơmoóc chở ô tô con 1 Mục đích và ý nghĩa đề tài Nước ta bước vào thời kì hội nhập với nền kinh tế thế giới, mở ra nhiều cơ hội phát triển cho mọi ngành nghề mọi thành phần kinh tế Đời sống con người được nâng cao, nhu cầu mua sắm ôtô làm phương tiện đi lại ngày càng tăng Công nghệ sản xuất, lắp ráp ôtô trong nước không đủ đáp ứng kịp, hoặc giá thành còn cao Nhập khẩu ôtô ngày càng tăng, nhất là khi thuế nhập khẩu ôtô giảm mạnh sau hội nhập vào nền kinh tế thế giới Vì vậy nhu cầu vận chuyển ngày càng tăng lên, SMRM là phương tiện dùng vận chuyển hàng hoá nói chung và ôtô con nói riêng trên đường bộ Đứng trước những nhu cầu thiết yếu đó chúng em thực hiện đề tài này nhằm đáp ứng nhu cầu của xã hội đồng thời góp phần sức mình vào công cuộc xây dựng và phát triển đất nước Vận chuyển ôtô con bằng SMRM không còn quá xa lạ với mỗi chúng ta, có thể bắt gặp ngay trên đường Tuy nhiên bắt tay vào để thiết kế mới một SMRM vận chuyển xe con đạt yêu cầu thì còn là vấn đề mới mẻ và không ít khó khăn đối với một sinh viên ngành cơ khí giao thông Qua đề tài này giúp chúng ta nắm được công dụng và tầm quan trọng của SMRM trong ngành vận tải, đồng thời nắm bắt được trình tự thiết kế nó 2 Khảo sát một số loại xe con lắp ráp tại VIỆT NAM Khảo sát các loại xe con sản xuất, láp ráp và nhập khẩu ở Việt Nam có thể chở được trên SMRM thiết kế, ta cần biết các thông số về kích thước tổng thể, trọng lượng lúc không tải để xét xem có thể bố trí chở trên xe hay không Sau đây là một số loại xe con của một số hãng xe sản xuất láp ráp trong nước và nhập khẩu - Một số xe sản xuất, lắp ráp và nhập khẩu của hãng TOYOTA + Thông số kỹ thuật xe Zace DX: - Chỗ ngồi: 8chỗ - Dài × Rộng × Cao, mm: - Chiều dài cơ sở, mm : - Chiều rộng cơ sở Trước/Sau, mm : - Khoảng sáng gầm xe, mm : - Trọng lượng không tải, KG : - Trọng lượng toàn tải, KG : - Bánh xe 4520×1670×1850 2650 1445/1430 180 1405 1925 185R14C - Góc thoát trước γ1: 25 0 6 Tính toán và Thiết kế Sơmi Rơmoóc chở ô tô con - Góc thoát sau γ2: 20 0 + Thông số kỹ thuật xe Corolla Altis 1.8G: - Dài × Rộng × Cao, mm: - Chiều dài cơ sở, mm : - Chiều rộng cơ sở Trước/Sau, mm: 2600 1480/1460 - Trọng lượng không tải, KG : 2320-2680 - Góc thoát trước γ1: 24 0 - Góc thoát sau γ2: 18 0 4530×1705×1500 + Thông số kỹ thuật xe Land cruiser: - Dài × Rộng × Cao, mm: 5195×1940×1860 - Chiều dài cơ sở, mm: - Chiều rộng cơ sở Trước/Sau, mm: - Khoảng sáng gầm xe, mm: - Trọng lượng không tải, KG: - Trọng lượng toàn tải, KG: 2850 1620/1615 230 2320-2680 3160 - Bánh xe: 275/65 R17 - Góc thoát trước γ1: 25 0 - Góc thoát sau γ2: 20 0 + Thông số kỹ thuật xe Vios Limo: - Chỗ ngồi: 5 chỗ - Dài × Rộng × Cao, mm: 4285×1695×1450 7 Tính toán và Thiết kế Sơmi Rơmoóc chở ô tô con - Chiều dài cơ sở, mm: - Khoảng sáng gầm xe, mm: - Trọng lượng không tải, KG: - Trọng lượng toàn tải, KG: 2500 158 950 1480 - Bánh xe : 175/65 R14 - Góc thoát trước γ1: 24 0 - Góc thoát sau γ2: 20 0 + Thông số kỹ thuật xe Camry 3.5Q: - Chỗ ngồi: 5 chỗ - Dài × Rộng × Cao, mm: 4825×1820×1480 - Chiều dài cơ sở, mm: - Khoảng sáng gầm xe, mm: 2775 160 - Trọng lượng không tải, KG: 1570 - 1630 - Trọng lượng toàn tải, KG: 2050 - Vỏ & mâm xe 215/55R17, Mâm đúc - Góc thoát trước γ 1 : 25 0 - Góc thoát sau γ 2 : 22 0 + Thông số kỹ thuật xe Camry 2.4G: - Chỗ ngồi: 5 chỗ - Dài × Rộng × Cao, mm: 4825×1820×1480 - Chiều dài cơ sở, mm: 2775 - Khoảng sáng gầm xe, mm: 160 8 Tính toán và Thiết kế Sơmi Rơmoóc chở ô tô con - Trọng lượng không tải, KG: 1470÷1530 - Trọng lượng toàn tải, KG: 1970 - Vỏ & mâm xe 215/60R16, Mâm đúc - Góc thoát trước γ 1 : 25 0 - Góc thoát sau γ 2 : 20 0 + Thông số kỹ thuật xe Innova V: - Chỗ ngồi: 8 chỗ - Dài × Rộng × Cao, mm: 4580×1770×1745 - Chiều dài cơ sở, mm: 2750 - Chiều rộng cơ sở trước/sau, mm : 1510/1510 - Khoảng sáng gầm xe, mm: 191 - Trọng lượng không tải, KG: 1585 - Trọng lượng toàn tải, KG: 2170 - Góc thoát trước γ 1 : 27 0 - Góc thoát sau γ 2 : 20 0 + Thông số kỹ thuật xe Innova G: - Chỗ ngồi: 8 chỗ - Dài × Rộng × Cao, mm: 4555×1770×1745 - Chiều dài cơ sở, mm: 2750 - Chiều rộng cơ sở trước/sau, mm : 1510/1510 9 Tính toán và Thiết kế Sơmi Rơmoóc chở ô tô con - Khoảng sáng gầm xe, mm: 176 - Trọng lượng không tải, KG: 1530 - Trọng lượng toàn tải, KG: 2170 - Góc thoát trước γ1 : 27 0 - Góc thoát sau γ2 : 20 0 + Thông số kỹ thuật xe Innova J: - Chỗ ngồi: 8 chỗ - Dài × Rộng × Cao, mm: 4555×1770×1745 - Chiều dài cơ sở, mm: 2750 - Chiều rộng cơ sở trước/sau, mm: 1510/1510 - Khoảng sáng gầm xe, mm: 176 - Trọng lượng không tải, KG: 1515 - Trọng lượng toàn tải, KG: 2170 - Góc thoát trước γ1 : 27 0 - Góc thoát sau γ2 : 20 0 - Một số xe sản xuất, lắp ráp và nhập khẩu của hãng HONDA: + Thông số kỹ thuật xe Honda Civic 1.8 MT: - Chỗ ngồi: 5 chỗ - Dài × Rộng × Cao, mm: 4540×1750×1450 - Chiều dài cơ sở, mm: - Chiều rộng cơ sở trước/sau, mm : - Khoảng sáng gầm xe, mm: 2700 1500/1530 170 10 Tính toán và Thiết kế Sơmi Rơmoóc chở ô tô con + Trường hợp trục quay vòng cùng phía với hướng nghiêng ngang của đường Mjn s in β GM Z' inβ GM.c os β Z'' Y' C/2 β O1 Pl.s hgm GM os β Pl.c Pl C/2 Y' ' O2 C Hình 6-73 - Sơ đồ đoàn xe quay vòng trên mặt đường nghiêng ngang Khi xe quay vòng xem như xe đang chuyển động quanh sườn đồi, thành gây lật SMRM quanh trục ngang (đường thẳng đi điểm tại qua tâm bánh xe trục thứ nhất và tâm chốt kéo) là Gm.sinβ song song với mặt đường nghiêng ngang, thành phần Pl.sinβ có xu hướng chống lật SMRM quanh trục lật Khi góc β tăng dần, trong trường hợp trục quay vòng cùng phía với hướng nghiêng ngang của đường ứng với vận tốc giới hạn và hợp lực ΣZ’’ = 0 Lực ly tâm xuất hiện khi xe quay vòng Pl = Ga v 2 Từ phương trình cân bằng mô men quanh trục lật đổ, rút ra: g R 1 C ΣZ’’ = [ Pl (h gm cos β đ + C C sin β đ ) − G M ( cos β đ − h gm sin β đ ) − M jn ] 2 2 Ở đây coi Mjn = 0 vì trị số của nó nhỏ có thể bỏ qua ΣZ’’ = Pl (h gm cos β đ + C C sin β đ ) − G M ( cos β đ − h gm sin β đ ) 2 2 C Theo điều kiện lật đổ ta thay ΣZ’’ = 0, rút ra: 2 vn = (hgm sin β đ − C cos β đ ).g R 2 C sin β đ − hgm cos β đ 2 108 Tính toán và Thiết kế Sơmi Rơmoóc chở ô tô con Rút ra : vn = (hgm sin β đ − C cos β đ ).g.R 2 (*) C sin β đ − hgm cos β đ 2 Trong đó : GM – trọng lượng toàn bộ của móc kéo theo hgm – chiều cao trọng tâm của SMRM lúc đầy tải, hgm = 1,6825 m C – chiểu rộng cơ sở SMRM, C = 2,2 m R – bán kính quay vòng nhỏ nhất của xe, R = 12,5 m vn - vận tốc nguy hiểm có thể gây ra lật đổ khi đoàn xe quay vòng g- gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2 βđ - góc dốc giới hạn khi đoàn xe quay vòng bị lật đổ, Bộ giao thông vận tải quy định [βđ] = 160 Thay các thông số tìm được vào biểu thức (*), ta được : vn= 2,2 cos16 0 ).9,81.12,5 2 = 7,44 (m/s) = 26,8 (km/h) 2,2 0 0 sin 16 − 1,6825 cos16 2 (1,6825 sin 16 0 − + Trường hợp trục quay vòng ngược phía với hướng nghiêng ngang của mặt đường : Y' R Mjn Pl.si nβ Z'' O2 Y' C/2 C/2 β Y G M cos hg Y'' inβ β GM.s C Pl.co Pl sβ GM Z' O1 Hình 6-74 - Sơ đồ lực tác dụng lên đoàn xe khi quay vòng trên đường nghiêng ngang trục quay ngược phía với hướng nghiêng của đường 109 Tính toán và Thiết kế Sơmi Rơmoóc chở ô tô con Tương tự ta có thể chứng minh rằng nếu hướng nghiêng ngang của mặt đường ngược hướng với trục quay vòng Y-Y’ thì tốc độ giới hạn nguy hiểm của xe được biểu thị qua công thức: vn= C ( cos β đ − hgm sin β đ ).g.R 2 = C hgm cos β đ + sin β đ 2 ( 2,2 cos16 − 1,6825 sin 16).9,81.12,5 2 2,2 1,6825 cos16 + sin 16 2 = 6,156 (m/s) = 22,16 (km/h) Khi quay vòng trên mặt đường ngang (β = 0), tốc độ giới hạn nguy hiểm được xác định là: vn= C.g R = 2.hgm 2,2.9,81.12,5 = 8,95 (m/s) = 32,23 (km/h) 2.1,6825 Theo điều kiện trượt bên : Khi quay vòng trên đường nghiêng ngang SMRM có thể bị trượt bên dưới tác dụng của GM.sinβ và Pl.cosβ do điều kiện bám ngang của bánh xe và đường không đảm bảo Nếu trục quay vòng nằm ngược với hướng nghiêng của mặt đường ta có phương trình hình chiếu của các lực lên mặt phẳng của đường như sau: Ta có: Pl.cosβ + GM.sinβ = ∑ Y’ + ∑ Y’’ Mặt khác theo điều kiện bám ngang của xe với mặt đường ta có : ( ∑ Z’ + ∑ Z’’).ϕy = ∑ Y’ + ∑ Y’’ ⇔ (GM.cosβ - Pl.sinβ).ϕy = ∑ Y’ + ∑ Y’’ ⇔ Pl.cosβ + GM.sinβ = (GM.cosβ - Pl.sinβ).ϕy Thay trị số của Pl và rút gọn ta được: vϕ = g R.( sin β + ϕ y cos β cos β + ϕ y sin β ) = g R tgβ + ϕ y 1 + ϕ y tgβ Trong đó : vϕ - vận tốc giới hạn khi SMRM bị trượt bên Β - góc giới hạn của đường ứng với vận tốc giới hạn ϕy - hệ số bám ngang của đường và bánh xe, ϕy = (0,5÷0,6), chọn ϕy = 0,5 R - bán kính quay vòng nhỏ nhất của đoàn xe, R = 12,5 m Suy ra : vϕ = tg16 0 + 0,5 9,81.12,5 = 9,18 (m/s) = 33,068 (km/h) 1 + 0,5.tg16 0 110 Tính toán và Thiết kế Sơmi Rơmoóc chở ô tô con Nếu trục quay vòng nằm cùng với hướng nghiêng của mặt đường, ta tìm được tốc độ giới hạn nguy hiểm theo biểu thức sau : vϕ = g R tgβ − ϕ y 1 − ϕ y tgβ = 9,81.12,5 0,5 − tg16 0 = 5,525 (m/s) = 19,89 (km/h) 1 − 0,5.tg16 0 Nhận xét: vϕ < vn nên ô tô bị trượt trước khi bị lật đổ, tính an toàn khi quay vòng trên đường nghiêng ngang cao hơn trường hợp ngược lại Trường hợp xe chạy quay vòng trên đường nằm ngang thì vận tốc tới hạn để xe bị trượt bên là : vϕ = g.R.ϕ y = 9,81.12,5.0,5 = 7,83 (m/s) = 28,2 (km/h) Nhận xét: từ kết quả tính toán qua các trường hợp ta thấy vϕ < vn nên SMRM sẽ trượt trước khi bị lật đổ nên tính an toàn cao hơn khi vϕ > vn 6.8 Tính động học quay vòng của đoàn xe Khi vào đường vòng, để đảm bảo các bánh xe dẫn hướng không bị trượt lết hoặc trượt quay thì đường vuông góc với véc tơ vận tốc của tất cả các bánh xe phải gặp nhau tại một điểm, đó chính là tâm quay vòng tức thời của đoàn xe δ2 • Xác định góc quay cực đại của các bánh xe dẫn hướng E 39 50 685 δ1 C A F D B 12500 H lR δ1 δ2 (C) P RR M 2450 Hình 6-75 - Sơ đồ quay vòng của đoàn xe + Góc quay cực đại của bánh xe dẫn hướng phía ngoài đầu kéo: Xét tam giác vuông, ∆PDE ta có: 111 Tính toán và Thiết kế Sơmi Rơmoóc chở ô tô con sinδ2 = L 3950 ED = R = 12500 = 0,316 ⇒ δ2 = 18025’ OE 1 Góc quay cực đại bánh xe dẫn hướng phía ngoài γn, ta có: γn = δ2 = 18025’ + Góc quay cực đại của bánh xe dẫn hướng phía trong, γt: Xét tam giác vuông, ∆OHF ta có: tgδ1 = L 3950 HF HF = = 0,403 = = PH PD − HD PD − HD 11860 − 2070 Trong đó: OD = R1.cosδ2 = 12500.cos18025’ = 11860 mm HD = 2070 mm (Vết bánh xe trước của đầu kéo) ⇒ δ1 = 220 Vậy góc quay cực đại của bánh dẫn hướng phía trong là: γt = δ1 = 220 • Xác định hành lang quay vòng của đoàn xe Để thực hiện thay đổi quỹ đạo chuyển động của xe, người ta thực hiện theo ba giải pháp sau: - Quay vòng các bánh xe dẫn hướng phía trước hoặc quay vòng đồng thời cả các bánh xe dẫn hướng phía trước và phía sau - Truyền những mô men quay có các trị số khác nhau tới các bánh xe dẫn hướng chủ động bên phải hoặc và bên trái, đồng thời sử dụng thêm phanh để hãm các bánh xe phía trong so với tâm quay vòng khi cần quay vòng ngoặt Biện pháp này thường được sử dụng ở những chủng loại máy kéo bánh xe cỡ lớn với các bánh đều là chủ động - Kết hợp cả 2 loại biện pháp nói trên và quay vòng phần khung phía trước Biện pháp này thường sử dụng ở loại máy kéo bánh xe có khung rời Khi xe vào đường vòng, để đảm bảo các bánh xe dẫn hướng không bị trượt lết hoặc trượt quay thì đường vuông góc các vectơ vận tốc chuyển động của tất cả các bánh xe phải gặp nhau tại một điểm, điểm đó chính là tâm quay vòng tức thời của xe (P)  Xác định hành lang quay vòng của đoàn xe: Hành lang quay vòng của đoàn xe là diện tích bề mặt tựa được giới hạn bởi hình chiếu quỹ đạo chuyển động của các điểm biên với tâm quay vòng tức thời của nó Đối với trường hợp kéo SMRM khi bắt đầu vào quay vòng thì thực hiện quay vòng đúng, lúc này tâm quay vòng của đầu kéo không trùng với tâm quay vòng của SMRM Sau một khoảng thời gian nhất định khi tâm quay vòng của SMRM trùng với tâm quay vòng của xe đầu kéo, nếu tâm quay vòng tức thời của xe đầu kéo (P) 112 Tính toán và Thiết kế Sơmi Rơmoóc chở ô tô con δ2 nằm trong đường tròn (c) do chiều dài cơ sở của SMRM tạo ra khi quay quanh chốt kéo thì xảy ra sự trượt giữa các bánh xe của đoàn xe với mặt đường (không quay vòng đúng) Nếu tâm quay vòng tức thời (P) của xe đầu kéo nằm ngoài đường tròn (c) thì đoàn xe lúc này quay vòng đúng Đối với trường hợp kéoSMRM ta chọn tâm quay vòng tức thời (P) nằm ngoài đường tròn (c), do đó hành lang quay vòng của đoàn xe xác định như hình vẽ: E 39 50 68 5 δ1 C A F D B 12500 H lR δ1 δ2 (C) P RR M 2450 Hình 6-76- Sơ đồ tính hành lang quay vòng của đoàn xe Bán kính quay vòng nhỏ nhất của đầu kéo là : PE = 12500 (mm) Chiều rộng vết bánh trước của xe đầu kéo là 2070 mm, nên ta có: BD = 2070 = 1035(mm) 2 Chiều dài cơ sở của xe đầu kéo: L = 3950 [mm] Xét tam giác vuông ∆PDE, ta có: 2 PD = PE − L2 = 12500 2 − 3950 2 = 11860(mm) 113 Tính toán và Thiết kế Sơmi Rơmoóc chở ô tô con PB = PD − BD = 11860 − 1035 = 10825(mm) Xét tam giác vông ∆PAB, ta có: PA = 2 PB + AB 2 = 108252 +685 2 =10846( mm) Xét tam giác vuông ∆PMA, ta có: PM = 2 PA − AM 2 = 10846 2 −85332 =6695( mm) Trong đó: AM chính là chiều dài từ tâm quay đến trục đối xứng hai cầu sau AM = 8533 [mm] Suy ra bán kính quay vòng của hệ trong trường hợp kéo SMRM là : RR = PM − BR = 6695 – (2200/2) = 5595 (mm) Trong đó: BR là chiều rộng cơ sở của SMRM, BR = 2200 (mm) - Bán kính quay vòng phía trong: RR1 = PM − 2450 = 6695 – 1225 = 5470 (mm) 2 - Bán kính quay vòng phía ngoài: RR2 = PM + 2450 = 6695 + 1225 = 7920 (mm) 2 Đối chiếu kết quả tính toán hành lang quay vòng ta thấy giá trị tính toán nằm trong quy định tiêu chuẩn ngành 22TCN 327 – 05 Hình 6-77- Quỹ đạo tâm quay vòng của SMRM 6.9 Thiết kế hệ thống phanh : 6.9.1 Phân tích các điều kiện và chọn phương án thiết kế + Hệ thống phanh thiết kế phải thõa mãn các điều kiện sau : 114 Tính toán và Thiết kế Sơmi Rơmoóc chở ô tô con - Xe có khối lượng toàn bộ lớn hơn 0,75 tấn phải được trang bị hệ thống phanh chính và phanh dừng - Hệ thống điều khiển phanh chính và phanh dừng phải độc lập với nhau - Hệ thống phanh chính phải tác động lên tất cả các bánh xe - Cơ cấu điều khiển phanh dừng phải bố trí trong buồng lái của xe kéo Cơ cấu này có thể được bố trí bên phải theo chiều tiến của xe hoặc phía sau xe và đảm bảo thao tác dễ dàng - Đối với phanh khí nén : Phải có một đường cung cấp và một đường điều khiển - Bình chứa khí nén phải thõa mãn yêu cầu : Khi SMRM nối với đầu kéo, sau tám lần tác động toàn bộ hành trình bàn đạp phanh của hệ thống phanh chính của đầu kéo trong các điều kiện thử nghiệm, áp suất khí nén trong bình không được giảm tới mức nhỏ hơn một nửa áp suất ở lần tác động phanh đầu tiên - Trong trường hợp Sơmi Rơmoóc tuột ra khỏi đầu kéo khi đang chuyển động, hệ thống phanh của xe phải tự động hoạt động để dừng xe lại - Khí nén trong hệ thống không được rò rỉ Các ống dẫn phải được kẹp chặt với khung và không rạn nứt ⇒ Từ những điều kiện đó ta chọn hệ thống phanh lắp trên xe là phanh trống guốc dẫn động bằng khí nén trên đó có bố trí hệ thống phanh dừng có cơ cấu điều khiển được bố trí bên phải theo chiều tiến của xe Dẫn động phanh Sơmi Rơmoóc là loại dẫn động hai đường Dẫn động phanh Sơmi Rơmoóc hai đường có ưu nhược điểm sau : + Ưu điểm : - Áp suất làm việc cho phép trong dẫn động phanh Sơmi Rơmoóc lớn Do đó tạo điều kiện tăng hiệu quả phanh và giảm kích thước một số bộ phận làm việc - Thời gian chậm tác dụng nhỏ bởi vì quá trình phanh ứng với quá trình tăng áp suất trong đường điều khiển Mà các nghiên cứu cho thấy quá trình nạp khí vào một thể tích nào đó thường xẩy ra nhanh hơn quá trình để khí nén từ để khí nén từ đó thoát hết ra ngoài 1,5 đến 1,9 lần - Áp suất trong bình chứa của hệ thống phanh Sơmi Rơmoóc ổn định hơn, đặc biệt là khi phanh liên tục nhiều lần như : Khi xe chuyển động xuống các dốc dài, chạy trong điều kiện thành phố đông người…Bởi vì trong quá trình phanh, nó vẫn liên tục được nạp khí + Nhược điểm : - Nhiều chi tiết, nhiều bộ phận - Phức tạp đắt tiền và sữa chữa bảo dưỡng phức tạp 115 Tính toán và Thiết kế Sơmi Rơmoóc chở ô tô con - Ta tiến hành chọn cụm tổng thành lắp trên hệ thống phanh của Sơmi Rơmoóc + Cơ cấu phanh và bầu phanh đươc gắn liền trên cụm trục của Sơmi Rơmoóc được nhập khẩu từ hãng YUEK của Trung Quốc Cơ cấu phanh có các thông số cơ bản :  Má phanh : Góc ôm β = 1230, chiều rộng bd = 140 mm  Cam ép : Dạng chữ nhật, rộng bc = 29 mm, cao hc = 50 mm  Bầu phanh có lò xo tích năng kết hợp làm phanh dừng, bầu phanh được bố trí trên trục được biểu thị như trên hình vẽ dưới đây : 3 2 1 4 Hình 6-78 - Bố trí bầu phanh trên trục 1-Trục ; 2-Bầu phanh ; 3-4-Các thanh đẩy + Hệ thống phanh dừng được nhập đồng bộ với hệ thống phanh chính từ hãng YEUK của Trung Quốc Cơ cấu điều khiển phanh dừng được bố trí ở trong buồng lái của đầu kéo và được bố trí bên phải theo chiều tiến của xe để đảm bảo cho việc thao tác được dễ dàng Hệ thống phanh tay được lắp đặt như hình vẽ dưới đây 116 Tính toán và Thiết kế Sơmi Rơmoóc chở ô tô con Hình 6-79 - Sơ đồ bố trí phanh tay trên Sơmi Rơmoóc + Dẫn động phanh của đoàn xe là loại dẫn đông hai dòng kiểu B07010/A ( T30) được nhập khẩu từ hãng YEUK của Trung Quốc Gồm hệ thống ống dẫn khí, van chia, bình chứa khí nén, bạc chèn Các chi tiết đó được bố trí như sơ đồ dẫn động dưới đây 117 Tính toán và Thiết kế Sơmi Rơmoóc chở ô tô con 17 16 15 14 13 12 11 9 7 8 5 ABS 1 6 4 2 3 16 Hình 6-80 – Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh của Sơmi Rơmoóc 1- Máy nén khí , 2 – Bộ điều chỉnh áp suất , 3 – Bộ lắng lọc và tách ẩm , 4 – Các van bảo vệ , 5,6 – Bình khí nén , 8 – Tổng van phân phối khí nén , 9 – Van cắt nối đường ống ,11 – Van điều khiển phanh dừng , 12– Van bảo vệ,13– Bộ phận chấp hành , 14 – Cảm biến tốc độ , 15 – Van phân phối phanh Romoc ,16 – Bình khí nén phanh Sơmi Rơ mooc, 17 – Van an toàn bình khí nén 118 Tính toán và Thiết kế Sơmi Rơmoóc chở ô tô con + Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh : - Không khí nén được nén từ máy nén 1 qua bộ điều chỉnh áp suất 2, bộ lắng lọc và tách ẩm 3 và van bảo vệ kép 4 vào các bình chứa 5 Van an toàn có nhiệm vụ bảo vệ hệ thống khi bộ điều chỉnh 2 có sự cố Các bộ phận nói trên hợp thành phần cung cấp (phần nguồn) của dẫn động - Từ bình chứa không khí nén đi đến các khoang của van phân phối 8 Ở trạng thái nhả phanh, van 8 đóng đường thông khí nén từ bình chứa đến các bầu phanh và mở đường thông các bầu phanh với khí quyển - Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp, van 8 làm việc: cắt đường thông các bầu phanh với khí quyển và mở đường cho khí nén đi đến các bầu phanh, tác dụng lên cơ cấu ép, ép các guốc phanh ra tỳ sát trống phanh, phanh các bánh xe lại - Khi nhả phanh: Các chi tiết trở về trạng thái ban đầu dưới tác dụng của các lò xo hồi vị - Phanh dừng :Trên xe đầu kéo KAMAZ 5640 dùng dẫn động phanh khí nén, người ta sử dụng các bầu phanh có lò xo tích năng để kết hợp làm phanh dừng điều khiển bằng khí nén Do đó trong phần cung cấp sẽ có thêm 1 bình chứa dùng cho phanh dừng, được nạp khí nén qua van bảo vệ 4 Trong dẫn động có thêm van điều khiển phanh dừng 11 điều khiển bằng tay gạt Ở trang thái nhả phanh, van điều khiển phanh dừng mở đường cho khí nén từ bình chứa phanh dừng đi đến các bầu phanh, ép các lò xo tích năng lại, bầu phanh lúc này không làm việc Khi phanh, người lái tác dụng lên đòn van điều khiển phanh dừng 11 Van 11 dịch chuyển, cắt đường thông từ bình chứa đến các bầu phanh và mở đường cho khí nén từ bầu phanh thoát ra ngoài Các lò xo tích năng được giải phóng, sẽ ép các cần của bầu phanh dịch chuyển tác dụng lên cơ cấu ép, phanh chặt các bánh xe lại - Ngoài ra xe kéo và Sơmi Rơmoóc được nối với nhau bằng hai đường ống Một đường là đường cung cấp và một đường là đường điều khiển Qua đường cung cấp khí nén từ bình chứa 6 của xe kéo thường xuyên được nạp vào bình chứa 20 của Sơmi Rơmoóc Ở trạng thái nhả phanh đường điều khiển được nối với khí quyển qua cụm van điều khiển - Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp phanh, dẫn động phanh xe kéo sẽ làm việc như đã mô tả trên Đồng thời, không khí nén sẽ từ tổng van phân phối đi đến cụm van, điều khiển nó cắt đường nối giữa đường ống điều khiển với khí quyển và cho khí nén đi vào đường này Lúc này, do độ chênh áp giữa đường cung cấp và đường điều khiển thay đổi, van phân phối 18 của rơ moóc sẽ làm việc, đóng 119 Tính toán và Thiết kế Sơmi Rơmoóc chở ô tô con đường thông các bầu phanh của rơ moóc với khí quyển và mở đường cho khí nén từ bình chứa 20 đi đến các bầu phanh của Sơmi Rơmoóc để phanh Sơmi Rơmoóc lại + Máy nén khí : ta sử dụng máy nén loại piston có các thông số kỹ thuật như sau :  Số xy lanh : nxl = 2  Piston : Đường kính Dp = 62 (mm), Hành trình piston Sp = 82 (mm)  Đường kính puly trục khuủy Dt = 200 (mm)  Đường kính puly trục máy nén Dmn = 180 (mm)  Số vòng quay trục khuỷu n = 1500 (v/p) 6.9.2 Phân tích tính toán hệ thống phanh - Do các chi tiết của cơ cấu phanh được nhập đồng bộ từ nước ngoài nên các thông số liên quan đến hiệu quả của hệ thống phanh đã được kiểm nghiệm nên trong quá trình tính toán ta chỉ cần tính toán phần dẫn động phanh 6.9.2.1 Tính toán kiểm nghiệm bình chứa khí nén - Khi nhập khẩu hệ thống phanh của Sơmi Rơmoóc các thông số kỹ thuật đã được cung cấp đầy đủ Tuy nhiên ta phải tính toán kiểm nghiệm xem lượng khí nén trong bình chứa đã cung cấp đủ cho hệ thống phanh hay chưa - Dung tích cần thiết của các bình chứa được tính toán sao cho hệ thống phanh hoạt động được xác định theo điều kiện sau : Sau 8 lần đạp phanh liên tiếp áp suất khí nén trong hệ thống không được giảm xuống quá một nữa áp suất trong lần phanh đầu tiên, tức là : p9 < 0,5.p1 - Ở đây : p1 và p9 là áp suất tuyệt đối tương ứng với lần phanh thứ nhất va thứ 9 - Áp dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng : p.V = m.R.T Ta có : pn = p0 VBn Vb + Vt Ở đây : pn : Áp suất trong hệ thống khi phanh lần thứ n P0 : Áp suất trong tính toán Vt : Tổng thể tích khí cần phải nạp của toàn bộ dẫn động trong 1 lần phanh Giải phương trình trên theo điều kiện p 9 < 0,5.p1 và với n1 = 1 ; n = 9 ta xác định tổng thể tích các bình chứa Vb ≥ 11,05.V0 Khi tính toán ta lấy gần đúng Vb ≥ 12.V0 - Mà : Vt = ∑ VBầu + ∑ VỐng + ∑ VVan - Trong đó : ∑ VBầu : Tổng thể tích các bầu phanh Ta có : ∑ VBầu = 4.1,495= 5,98 (lít) ∑ VỐng : Tổng thể tích các ống dẫn khí 120 Tính toán và Thiết kế Sơmi Rơmoóc chở ô tô con Ta có : VỐng = π d 2 l0 4 Trong đó : d : Đường ống dẫn khí l0 : Chiều dài ống dẫn khí Với kích thước của Sơmi Rơmoóc thiết kế thì ta chọn loại ống dẫn khí có đường kính d = 1 (cm), chiều dài của ống dẫn khí có đường ống dẫn khí là : 30 (m) 2 2 d  0,1  Như vậy ta có : ∑ VỐng = π  ÷ 300 = π  ÷ 300 = 2,35 (lít) 2  2  ∑ VVan : Tổng thể tích các van Tính gần đúng ta có : ∑ VVan = 0,1.( ∑ VBầu + ∑ VỐng) = 0,1.(5,98 + 2,35) = 0,833 (lít) Vậy ta có : Vt = 5,98 + 2,35 + 0,833 = 9,16 (lít) ⇒ Như vậy ta có tổng thể tính các bình chứa là : Vb=12.Vt = 12 9,16 = 109,92(lít) - Trên Sơmi Rơmoóc đã lắp 2 bình chứa khí nén với dung tích mỗi bình là 40 (lít) - Vậy lượng khí nén ta cần bổ sung là : 109,92- 40.2 = 29,92 (lít) - Trong tiêu chuẩn chỉ có 2 cỡ bình là loại 20 (lít) và loại 40 (lít) nên ta chọn lắp thêm vào hệ thống phanh 1 bình loại 40 (lít) 6.9.2.2 Tính năng suất cần thiết của máy nén khí - Năng suất máy nén khí : Được chọn trên các cơ sở sau :  Đảm bảo nạp nhanh và đầy các bình chứa ngay sau khi khởi động động cơ  Giữ cho áp suất trong hệ thống không giảm quá giới hạn cho phép khi phanh liên tục hay có dò rỉ nhỏ mà máy nén không phải thường xuyên làm việc  Đảm bảo cho máy nén không làm việc liên tục để tăng tuổi thọ của máy nén Theo các điều kiện trên, năng suất khối lượng của máy nén Q m thường được chọn bằng 4 ÷ 6 lần lượng khí nén tiêu thụ trong một phút, tức là: Qm = (4 ÷ 6)mt - Trong đó: mt - lượng khí nén tiêu thụ trong một phút, được tính như sau: mt = mk.α [Kg/ph] - Ở đây: α - Số lần phanh ngặt trong một phút Khi tính toán có thể thừa nhận α =1 mk = ptVt/(RT) - Khối lượng không khí, tiêu thụ cho một lần phanh, Kg pt - áp suất không khí trong các bầu phanh khi phanh, Pa R - hằng số riêng của khí, J/(Kg.Ko) T - Nhiệt độ tuyệt đối, Ko - Khi tính toán thừa nhận: pt = 7.105 Pa, R = 287,14 J/(Kg.Ko), T = 293oK - Như vậy, năng suất thể tích cần thiết của máy nén sẽ là: 121 Tính toán và Thiết kế Sơmi Rơmoóc chở ô tô con Qv = Qm.RT/pv - Ở đây: pv - áp suất không khí ở đầu vào của máy nén, thường bằng áp suất khí quyển, tức là: pv = 0,1 MPa - Như vậy ta có : mk = pt Vt R.T pt : Áp suất khí nén trong bầu phanh khi phanh, pt = 7.105 (Pa) - Thay tất cả các giá trị trên vào công thức ta có : 4 Qv = 7,5.105.9,16 287,14.293 (lít/phút) 287,14.293 = 274,8 100 - Năng suất máy nén khí tính theo công thức : Qmn = 2 nxl π DP S P n.ηv 4000 Trong đó : Qmn : Năng suất của máy nén khí nxl : Số xy lanh của máy nén khí DP : Đường kính xy lanh của máy nén khí S P : Hành trình piston của máy nén khí n : Số vòng quay của trục máy nén ηv : Hiệu suất truyền khí của máy nén, (v/p), ηv = 0,5 − 0, 7 Chọn ηv =0,5 Ta được : Qmn = 2.3,14.6, 22.8, 2.1500.0,5 = 356, 2 (lít/phút) 4000 - Qua tính toán kiểm nghiệm ta thấy : Qmn > Qv nên máy nén đã chọn thoả mãn yêu cầu của hệ thống phanh Sơmi Rơmoóc 7 Kết luận Thiết kế tính toán Sơ-mi Rơ-moóc chở ô tô con là một đề tài còn khá mới với Sinh viên Nhưng qua một thời gian nghiên cứu thực hiện đề tài với sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của Thầy giáo TS.Phan Minh Đức, đến nay chúng em đã hoàn thành nhiệm vụ thiết kế và tính toán của mình Do đề tài yêu cầu phải sử dụng khối 122 ... thiết kế dầm khung sàn 42 Tính tốn Thiết kế Sơmi Rơmc chở ô tô 6.4.1 Thiết kế chế tạo dầm dọc của Sơmi – Rơmoóc (D1) 42 6.4.2 Thiết kế chế tạo dầm ngang của SMRM 43 6.4.3 Thiết kế. .. dài: ô tô Sơmi - Rơmoóc (ô tô đầu kéo kéo Sơmi - Rơmoóc), ô tô khách nối toa, ô tô kéo Rơmoóc: 20 m - Chiều rộng: 2,5 m - Chiều cao: tơ có khối lượng tồn là: m - Chiều dài đuôi xe: Đối với ô. .. để tính toán thiết kế cho có thể dùng cho cho nhiều loại xe, nhiều hãng khác Nhằm tăng tính kinh tế cho SMRM thiết kế 16 Tính tốn Thiết kế Sơmi Rơmc chở tô Tiêu chuẩn Việt Nam Sơmi - Rơmoóc