tính bền khung xe zil - 13 1

Đặt vấn đề Cùng với sự phát triển và hiện đại hóa quân đội, việc vận chuyển trang thiết bị, khí tài quân sự và bộ binh đóng vai trò quan trọng. So với các loại phơng tiện vận tải quân sự khác thì vận chuyển bằng ôtô có nhiều u thế hơn do đặc tính đơn giản và cơ động cao. Ô tô có thể đến đợc nhiều vùng mà các phơng tiện vận tải khác khó có thể đến đợc. Điều này đã thể hiện rất rõ trong các cuộc chiến tranh giữ nớc của dân tộc ta nhất là cuộc chiến tranh chống Mỹ , các đoàn xe vận tải đã vận chuyển hàng triệu tấn hàng hoá , đạn dợc , vũ khí phục vụ chiến trờng. Ngày nay, do đặc điểm của hoạt động quân sự là chiến đấu trong điều kiện chiến tranh hiện đại, nhu cầu vận chuyển con ngời và khí tài là rất lớn. Đặc điểm địa hình nớc ta lại rất phức tạp, trong khi đó phơng tiện vận chuyển của quân đội ta chủ yếu do Liên Xô cũ chế tạo với nhiều chủng loại khác nhau. Từ thực tế này mà việc nghiên cứu sử dụng và cải tiến các phơng tiện vận tải quân sự cho phù hợp với điều kiện khí hậu và địa hình Việt Nam đã trở thành một vấn đề cấp thiết. Trong chơng trình nội địa hoá và ngay cả trong các công nghệ lắp ráp cao, một số cụm chi tiết sẽ đợc chế tạo tại Việt Nam, trong đó có khung vỏ. Việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo khung vỏ có ý nghĩa đặc biệt quan trọng và là yêu cầu thực tế, có khả năng hiện thực đối với nền công nghiệp sản xuất ô tô Việt Nam nói chung và ôtô trang bị cho quân đội nói riêng. Với mục đích đó , tôi chọn đề tài:" Tính bền khung xe ZIL - 131 ". Nội dung đồ án gồm các phần chính sau: Đặt vấn đề. Chơng 1. Giới thiệu chung xe. Chơng 2: Phân tích kết cấu khung xe ZIL - 131. 3 Chơng 3: Tính bền khung xe ZIL - 131. Kết luận. Tác giả đồ án xin trân trọng cám ơn TS.Trần Minh Sơn, GV bộ môn xe quân sự đã tận tình hớng dẫn và định hớng và phơng pháp nghiên cứu để đồ án đợc hoàn thành tốt đẹp. Ngày 04 tháng 01 năm 2007 Học viên thực hiện Đoàn Thanh Toàn 4 Chơng 1 Giới thiệu chung xe 1.1. Giới thiệu chung. Xe ô tô ZIL - 131 do nhà máy chế tạo ô tô mang tên "Li Kha Trốp" sản xuất năm 1967, xe đợc đa vào Việt Nam sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực quân sự kéo khí tài phòng không. Đây là loại xe kéo có ba cầu chủ động . công thức bánh xe 6 x 6 có tính cơ động cao, sức kéo từ 7500 KG đến 12000 KG, hoạt động trên tất cả các loại đờng và địa hình phức tạp không có đờng sá, xe có thể hoạt động đợc tren tẩt cả các vùng khí hậu khác nhau (ôn dới và nhiệt đới) có thể hoạt động hiệu quả ở vùng nhiệt độ từ -40 0 c đến +50 0 c. Trên cơ sở khung xe ZIL - 131 nhà máy có thể sản xuất ra nhiều loại xe ZIL khác nhau khác. 1.2. Đặc điểm Xe ZIL - 131. Đây là loại xe tải có ba cầu chủ động Hình 1. Xe ZIL - 131 5 - Động cơ. là loại động cơ xăng 4 kỳ 8 xy lanh bố trí hình chữ V, có góc nhị diện = 90 0 , đờng kính xi lanh = 100 mm, tỷ số nén = 6,5, công suất lớn nhất ở vòng quay n = 3200 vòng/phút là 150 mã lực, (110,32KW), mô men xoắn lớn nhất ở vòng quay n = 3000 vòng/phút là 4100 N.m, thứ tự làm việc của các xi lanh là: 1 - 5 - 4 - 2 - 6 - 3 - 7 - 8. - Hệ thống điện đợc bọc kín bằng lới kim loại để bâo đảm chống nhiễu do hệ thống đánh lửa gây ra cho các thiết bị thông tin liên lạc , máy khởi động kiểu CT - 2, bộ chia điện P - 351, tăng điện 5 - 118, nến diện loại CA - 307. - Hệ thống bôi trơn: Kiểu hỗn hợp bôi trơn bằng áp suất kết hợp vung té, đáy các te kiểu ớt, bơm dầu kiểu bánh răng, sử dụng dàu bôi trơn loại AC - 8; AC - 10. - Hệ thống cung cấp nhiên liệu: Dùng xăng A - 76, chế hoà khí kiểu K - 88A, bơm nhiên liệu kiểu màng đợc dẫn động bằng cam lệch tâm của trục cam, có thể cung cấp nhiên liệu đợc bằng cả bơm máy và bơm tay,. Dung tích của các thùng nhiên liệu là: Thùng chính 170 lít, thùng phụ 170 lít. - Hệ thống làm mát: Đợc làm bằng chất lỏng (nớc) tuần hoàn theo chu trình kín, có két làm mát nớc. Bơm nớc kiểu ly tâm đợc dẫn động bằn dây đai và đầu trục khuỷu. - Ly hợp : Loại ly hợp đơn ma sát khô, dẫn động điều khiển bằng cơ khí. - Hộp số: Hộp số chính có 5 số chính và 1 số lùi, các trục của hộp số đợc quay trơn trên các vòng bi và đợc truyền động qua các cặp bánh răng. Các số tiến 2, 3, 4, 5 có bố trí kiểu đồng tốc hoàn toàn. Tỷ số truyền của các tay số i 1 = 7,74 i 4 = 1,47 i 2 = 4,1 i 5 = 1 i 3 = 2,29 i lui = 7,09 Hộp số phân phối kiểu 2 cấp có tỷ số truyền là: 6 i 1 = 2,08 i 2 = 1 - Truyền động các đăng kiểu hở, truyền lực qua các then hoa, cấu tạo các đăng kiểu ống và số lợng là 3 trục, khớp trục truyền dùng ổ bi kim. - Hệ thống phanh: Cơ cấu phanh bánh xe kiểu tang trống với 2 guốc phanh đợc bố trí ở tất cả các bánh xe, dẫn động phanh chân bằng khí nén. Lực phanh do ngời lái tác dụng lên bàn đạp phanh truyền qua hệ thống thanh kéo, thanh đẩy tới van tổng phanh điều khiển khí nén đến các bầu phanh bánh xe. +Phanh tay: Là phanh kiểu tang trống đợc bố trí sau hộp số phụ trên trục truyền, dẫn động bằng cơ khí. +Máy nén khí: Kiểu pit tông xi lanh, dẫn động máy nén khí bằng dây đai từ đàu trục khuỷu động cơ. + Khoá phanh: Kiểu 2 tầng, môt tầng trên để điều khiển phanh rơ moóc, một tầng dùng để điều khiển phanh xe. + Bình chứa khí nén: Gồm 3 bình, dung tích mỗi bình 20 lít. - Khung xe đợc bố trí hai dầm dọc hai bên có tiết diện hình chữ [, hai dầm dọc đợc nối với nhau bằng năm dầm ngang có tiết diện hình chữ [, hoặc hai chữ [ ghép lại với nhau, chúng đợc liên với nhau bằng bu lông và đinh tán. 7 Hình 2: Xe ZIL - 131 thùng. Trên cơ sở khung xe ZIL - 131 có thể sản xuất ra nhiều loại khác nhau nh: - Xe ô tô ZIL - 131A đây là loại xe tải thùng dài với hệ thống điện không có l- ới chống nhiễu trên xe đợc đặt hệ thống điện tơng tự nh xe ZIL - 130 nhng có thêm bớt một số thiết bị cho phù hợp với tính năng hoạt động của xe ZIL - 131. 8 H×nh 3. ZIL - 131 A 9 1.3. Các thông số cơ bản và tính năng kỹ thuật chủ yếu của xe ZIL - 131. TT Tên các thông số Đơn vị Tính năng kỹ thuật 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Kiểu động cơ Loại động cơ Số xi lanh Thứ tự làm việc của xi lanh Góc công tác Chiều quay của trục khuỷu Đờng kính xi lanh Hành trình pít tông Thể tích công tác Tỷ số nén Mô Men lớn nhất (Memax) Số vòng quay ứng với Memax(n M ) Công suất lớn nhất (Nemax) Số vòng quay ứng với Nemax (n N ) Suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất (ge min ) Số lợng xupap Chiếc Độ mm mm dm 3 Nm v/ph KW v/ph g/mlh Chiếc Zil - 131 4 kỳ, đốt cháy hỗn hợp c- ỡng bức 8 1-5-4-2-6-3-7-8 90 0 Cùng chiều kim đồng hồ (nhìn từ đầu động cơ) 108 95 6 6. 5 466 1800 3200 240 16 10 17 18 19 20 Góc mở đóng của xupap phối khí - Xupap nạp - Xupap thải Góc đánh lửa sớm áp suất dầu nhờn khi động cơ chạy với: - Số vòng quay định mức - Số vòng quay không tải Số vòng quay không tải nhỏ nhất Độ Độ Độ kg/cm 2 kg/cm 2 v/ph Mở trớc ĐCT 31 0 Đóng sau ĐCD 83 0 Mở trớc ĐCD 67 0 Đóng sau ĐCT 47 0 9 0 3. 2 1. 2 500 11 Chơng 2 Phân tích kết cấu khung xe ZIL - 131. 2.1. Khái quát chunh về khung xe . Trên xe ô tô, khung xe là phần tử xơng cốt của xe, là phần tử chịu lực của xe là chi tiết đợc dùng để đỡ và bắt chặt hầu hết các cụm, cơ cấu và hệ thống trên xe, nh động cơ, hệ thống truyền lực, phần vận hành, các hệ thống điều khiển, các cụm của các thiết bị phụ và thiết bị đặc biệt đồng thời nó là nơi hứng chịu toàn bộ những tác động thay đổi từ mặt đờng lên xe khi xe chuyển động. Theo độ cứng của vỏ và mối liên kết giữa vỏ và khung xe, phần tử chịu lực đợc chia thành ba loại: + Loại khung chịu lực: Đây là loại phổ biến ở xe tải, vỏ đợc đặt lên khung xe qua liên kết mềm. + Loại vỏ chịu lực: Dùng trên các xe không khung chủ yếu là các xe chở khách. + Loại hỗn hợp: Vỏ đợc đặt lên khung thông qua liên kết cứng. Do có công dụng nh trên, đặt ra các yêu cầu là: Phần tử chịu lực phải có độ cứng cững cao, độ biến dạng nhỏ, độ bền lâu cao đồng thời pahỉ có kết cấu hợp lý, hình dạng thích hợp để bố trí lắp đặt các cụm, hệ thống, thiết bị trên xe và đạt độ bền đều của kết cấu. Với các xe vận tải, phần tử chịu lực có hình dạng kết cấu kiểu khung dầm dọc chịu lực là thành quả của nhiều năm thiết kế và sử dụng ô tô vận tải trên thế giới. Và hiện nay, dờng nh không có một dấu hiệu nào của việc thay kết cấu này bằng một dạng kết cấu khác trong tơng lai tới. Theo hình dạng kết cấu của khung, khung xe đợc chia thành ba loại nh sau: 12 [...]... dựng chơng trình trợ giúp tính toán, kiểm bền khung xe ZIL - 13 1 bằng phần mềm code Chơng 3 Tính bền khung xe ZIL - 13 1 Bằng phơng pháp code 3 .1 Phơng pháp code 3 .1 Cấu trúc chơng trình: Chơng trình trợ giúp tính toán, kiểm bền khung ôtô bao gồm một số mẫu biểu (Form) và các môđun tính toán: - FormMain - cho phép chọn lựa trờng hợp tải trọng tính toán, thể hiện các kết quả tính toán dới dạng đồ thị... số phân phối trên xà ngang thứ 2 và tứ 3, 12 Xà ngang thứ 3, 13 Xà ngang thứ 4, 14 Xà ngang thứ 5, 15 Đầu nối rơ moóc, 16 Móc kéo, 17 Giảm va nhíp sau, 18 Giá bắt nhíp trớc phía sau, 19 Xà dọc, 20 Giá bắt nhíp trớc phía trớc 2.2 .1 Điều kiện làm việc - chế độ tải trọng của khung xe ZIL - 13 1 : Khung xe là phần tử chịu tải chính của ôtô Khung xe có kết cấu phức tạp, hệ kết cấu có khối lợng phân bố trong... tin học chúng ta có thể tính trên Pascal, Matlab, Mechanical, Sap 21 Khung xe là một kết cấu không gian siêu tĩnh bậc cao Tính toán chính xác khung xe là một bài toán phức tạp và khó khăn Đối với kết cấu siêu tĩnh thờng có rất nhiều phơng pháp tính bền uốn khung xe: 2.3.2 các phơng pháp tính bền khung: Về phơng pháp tính, hiện nay có rất nhiều phơng pháp tính bền uốn khung xe: - Phơng pháp mặt cắt là... khung có xà dọc ở nớc ta hầu nh toàn bộ các xe tải hiện nay đều có khung xe kiểu dầm dọc hai bên, đợc liên kết với nhau bởi các dầm ngang 14 2.2 Đặc điểm kết cấu khung xe ZIL - 13 1 Khung xe ZIL - 13 1 là phần xơng cốt của xe, trên đó có lắp đặt : động cơ, cụm truyền lực, phần vận hành, cơ cấu điều khiển, thiết bị phụ chuyên dùng, một phần cabin, tải trọng Khung là hệ thống dầm truyền lực, nhận và truyền... - Môi trờng lập trình trực quan - Thiết kế giao diện rất dễ dàng - Khả năng xử lý số liệu mạnh - Trợ giúp trong lập trình triệt để - Khả năng đồ họa đẹp, nhanh - Có thể liên kết với các ứng dụng khác - Thao tác với cơ sở dữ liệu dễ dàng - Hỗ trợ khả năng lập trình hớng đối tợng mạnh mẽ 3.5 ứng dụng cho xe thiết kế: Trong đề tài này, tôi tiến hành tính bền khung xe ZIL - 13 1 Do đó, tôi lấy số liệu tính. .. học hợp lý, bảo đảm giảm lực cản, tăng tính ổn định khi lái Dạng hình học của khung xe cũng phải bảo đảm giảm trọng tâm xe, tăng hành trình hệ thống treo, góc quay vòng của bánh xe dẫn hớng 2.3 Các bài toán tính bền khung xe 2.3 .1 Khái quát chung về tính bền khung Khung xe là phần tử chịu lực chủ yếu của xe, trên nó lắp đặt hầu hết các cụm, cơ cấu, hệ thống trên xe, nó phải hứng chịu mọi sự tác động... phải kết hợp hài hoà giữa độ bền và độ bền lâu của khung Khung xe là một chi tiết lớn trong xe, nó đỡ hầu hết các cụm, cơ cấu, hệ thống trên xe, do vậy sự hỏng hóc của nó dới bất kỳ dạng nào đều ảnh hởng lớn đến quá trình khai thác xe Vấn đề độ bền đặt ra yêu cầu khung xe phải có độ cứng cao, song vấn đề độ bền lâu lại yêu cầu khung xe phải có độ mềm dẻo thích hợp Khung xe với đặc trng là sự có mặt... có thể tính đợc các kích thớc của mặt cắt ngang tại tọa độ z bất kỳ trên dầm Nh vậy với các công thức sức bền, ta hoàn toàn có thể tính đợc mômen quán tính Jy(z) của mặt cắt ngang có tọa độ z bất kỳ trên dầm Giả sử kích thớc của mặt cắt thay đổi theo quy luật bậc nhất, ta có sơ đồ tính toán nh sau: 34 Trong sơ đồ trên: xi -1 , xi - Tọa độ mặt cắt đặc biệt thứ i -1 , i (xi -1 , xi đã biết) Li -1 , Li - Giá trị... Kết cấu khung xe đợc mô tả nh hình vẽ Hình 6 Kết cấu khung xe ZIL - 13 1 15 1. Giảm va đập phía trớc, 2 Móc kéo, 3 Giá tay quay khởi động, 4 Xà ngathứ nhất, 5 Giá chắn bụi động cơ, 6 Giá gối đỡ sau động cơ, 7 Giá bắt giảm chấn phía trên, 8 Giá kẹp van điện từ khí nén đóng dẫn động cầu trớc, 9 Xà ngang thứ 2, 10 Giá treo cabin phía sau, 11 Giá bắt hộp số phân phối trên xà ngang thứ 2 và tứ 3, 12 Xà ngang... qi L kh Cụ thể, ta có các hình minh họa sau đây: Hình 3.9 - Tọa độ 0 < xqi < xA và 0 < xqi +lqi < xA 30 Hình 3 .10 - Tọa độ 0 < xqi < xA và xA < xqi +lqi < xB Hình 3 .11 - Tọa độ 0 < xqi < xA và xB < xqi +lqi < Lkh Hình 3 .12 - Lực qi có xA < xqi < xB và xA < xqi +lqi < xB 31 Hình 3 .13 - Lực qi có xA < xqi < xB và xB < xqi +lqi < Lkh Hình 3 .14 - Lực qi có xB < xqi < Lkh và xB < xqi +lqi < Lkh Với mỗi . tán. 7 Hình 2: Xe ZIL - 13 1 thùng. Trên cơ sở khung xe ZIL - 13 1 có thể sản xuất ra nhiều loại khác nhau nh: - Xe ô tô ZIL - 13 1 A đây là loại xe tải thùng dài với hệ thống điện không có l- ới chống. -4 0 0 c đến +50 0 c. Trên cơ sở khung xe ZIL - 13 1 nhà máy có thể sản xuất ra nhiều loại xe ZIL khác nhau khác. 1. 2. Đặc điểm Xe ZIL - 13 1 . Đây là loại xe tải có ba cầu chủ động Hình 1. Xe ZIL. tài:" Tính bền khung xe ZIL - 13 1 ". Nội dung đồ án gồm các phần chính sau: Đặt vấn đề. Chơng 1. Giới thiệu chung xe. Chơng 2: Phân tích kết cấu khung xe ZIL - 13 1 . 3 Chơng 3: Tính bền khung