1. Trang chủ
  2. » Kỹ Thuật - Công Nghệ

Thiết kế xe chở bồn trộn bê tông trên cơ sở sat xi HINO FM1JNUA ho ngoc huy

72 683 5

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 72
Dung lượng 2,57 MB

Nội dung

Thiết kế xe chở, bồn trộn bê tông ,trên cơ sở, sat xi HINO FM1JNUA, ho ngoc huy

Trang 1

LỜI NÓI ĐẦU 3

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ XE CHỞ BỒN TRỘN BÊ TÔNG 4

1.1 CÔNG DỤNG, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI 4

1.1.1 Công dụng 4

1.1.2 Yêu cầu 5

1.1.3 Phân loại 5

1.2 CẤU TẠO CỦA XE BỒN TRỘN BÊ TÔNG 5

1.3 GIỚI THIỆU XE CƠ SỞ 6

Chương 2 THIẾT KẾ BỐ TRÍ CHUNG BỒN TRỘN BÊ TÔNG LÊN XE CƠ SỞ HINO FM1JNUA 11

2.1 NHIỆM VỤ VÀ MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC THIẾT KẾ 11

2.1.1 Nhiệm vụ thiết kế 11

2.1.2 Mục đích thiết kế 11

2.2 TIẾN TRÌNH THIẾT KẾ 11

2.2.1 Chọn bồn trộn bê tông của xe thiết kế 11

2.2.2 Thiết kế hệ thống điều khiển dẫn động bồn trộn 14

2.2.3 Lắp đặt, bố trí chung bồn trộn bê tông lên xe cơ sở HINO FM1JNUA 18

Chương 3 TÍNH TOÁN KIỂM TRA Ô TÔ SAU THIẾT KẾ 21

3.1 XÁC ĐỊNH CÁC THÀNH PHẦN TRỌNG LƯỢNG VÀ TỌA ĐỘ TRỌNG TÂM CỦA Ô TÔ THIẾT KẾ 21

3.1.1 Xác định trọng lượng và phân bố trọng lượng 21

3.1.2 Xác định tọa độ trọng tâm ô tô 27

3.2 TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ THIẾT KẾ 31

3.2.1 Trường hợp khi xe không tải 32

3.2.2 Trường hợp khi xe đầy tải 36

3.3 KIỂM TRA ĐỘNG LƯC HỌC CỦA Ô TÔ THIẾT KẾ 37

3.3.1 Xác định đặc tính ngoài của động cơ HINO J08C-TG 38

3.3.2 Xây dựng đồ thị cân bằng công suất của xe 40

3.3.3 Xây dựng đồ thị cân bằng lực kéo của xe 47

3.3.4 Xây dựng đồ thị nhân tố động lực học của xe thiết kế 50

3.3.5 Xây dựng đồ thị gia tốc của ô tô thiết kế 56

Trang 2

3.3.6 Kiểm tra khả năng vượt dốc theo điều kiện bám 60

Chương 4 TÍNH TOÁN KIỂM TRA BỀN CÁC CHI TIẾT LẮP GHÉP CỦA Ô TÔ THIẾT KẾ 62

4.1 KIỂM TRA BỀN BU LÔNG LẮP GHÉP KHI Ô TÔ PHANH ĐỘT NGỘT62 4.2 KIỂM TRA BỀN BU LÔNG LẮP GHÉP KHI Ô TÔ QUAY VÒNG 64

4.3 TỔNG THỂ XE THIẾT KẾ 67

4.4 KẾT LUẬN 69

Chương 5 VẬN HÀNH BẢO DƯỠNG XE BỒN TRỘN BÊ TÔNG 70

5.1 VẬN HÀNH XE BỒN TRỘN BÊ TÔNG 70

5.1.1 Vận hành xe cơ sở 70

5.1.2 Vận hành xe bồn trộn đến nơi thi công 70

5.2 BẢO DƯỠNG XE BỒN TRỘN BÊ TÔNG 70

5.2.1 Kiểm tra trước khi vận hành 70

5.2.2 Kiểm tra sau khi vận hành 70

5.2.3 Kiểm tra định kì 71

5.2.4 Vệ sinh tản nhiệt làm mát 71

5.2.5 Trục trặc và phương pháp xử lý 72

KẾT LUẬN 73

TÀI LIỆU KHAM KHẢO 74

MỤC LỤC 75

Trang 3

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển to lớn của tất cả các ngành nền kinh tế thế giới nóichung, Việt Nam nói riêng Đi cùng với nó là nhu cầu cầu xây dựng càng tăng lên,yêu cầu đặt ra phải cơ giới hóa trong sản xuất và xây dựng Chính vì vậy nhu cầuđặt ra cho việc vận chuyển bê tông nhanh, đảm bảo chất lượng, số lượng càng cấpthiết, để đáp ứng được nhu cầu này thì xe vận chuyển bê tông ra đời Xe vận chuyển

bê tông ra đời không chỉ giảm sức lao động của con người mà còn tăng năng suấtlao động, giảm chi phí đầu vào, tăng hiệu quả kinh tế

Với đề tài “ Thiết kế xe chở bồn trộn bê tông trên cơ sở sat xi HINOFM1JNUA”, đây là một đề tài rất thực tế, phù hợp với điều kiện phát triển của nềncông nghiệp ôtô nước ta hiện nay Xe tải HINO FM1JNUA là một loại phương tiệngiao thông vận tải rất phổ biến, xe có nhửng ưu điểm khá nổi trội phù hợp với điềukiện đường xá của nước ta hiện nay Từ một chiếc HINO FM1JNUA nhập khẩu tatiến hành thiết kế để gắn lên nó chiếc bồn trộn bê tông có tải trọng phù hợp thànhmột xe bê tông mới dùng để vận chuyển bê tông đáp ứng cho nhu cầu cho ngànhxây dựng trong nước

Được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo TS Nguyễn Văn Đông, cùng với

sự cố gắng của bản thân bằng cách vận dụng những kiến thức đã học và tìm hiểuthêm ngoài thực tế em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình Tuy nhiên do kiếnthức còn hạn chế, điều kiện tiếp xúc với thực tế còn ít nên khi làm đồ án này chắcchắn sẽ không tránh khỏi sai sót Em xin các thầy cô và các bạn tận tình chỉ bảothêm

Đà Nẵng, ngày 4 tháng 6 năm 2014

Sinh viên thực hiện

Hồ Ngọc Huy

Trang 4

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ XE CHỞ BỒN TRỘN BÊ TÔNG

1.1 CÔNG DỤNG, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI

1.1.1 Công dụng

Xe bồn trộn và vận chuyển bê tông (gọi tắt là xe trộn bê tông) dùng để vậnchuyển bê tông từ nơi sản xuất đến các công trình xây dựng với cự ly từ vài km đếnvài chục km, nhằm giảm bớt số lượng trạm bê tông, đảm bảo vệ sinh môi trường tạinơi thi công

Trong quá trình vận chuyển, bồn chứa bê tông phải được quay để đảm bảo chấtlượng bê tông Khi vận chuyển bê tông ở cự ly ngắn trong khoảng 500m đến 4km,

ta đổ bê tông đã trộn vào bồn (70% - 80% dung tích bồn trộn) và cho bồn quay vớivận tốc nhỏ (3 - 4 vòng/phút) để bảo đảm trong quá trình vận chuyển bê tông không

bị phân tầng và đông kết

Khi cần vận chuyển bê tông đi xa từ 5km đến vài chục km, ta đổ hỗn hợp bêtông khô chưa trộn nhưng đã được định lượng vào bồn trộn (60% - 70% dung tíchbồn) Trong quá trình di chuyển, thùng trộn sẽ tiến hành trộn vật liệu với nước (tốc

độ quay bồn trộn 10 - 12 vòng/phút), tới nơi làm việc chỉ đổ bê tông ra dùng ngay.Như vậy xe vừa làm nhiệm vụ trộn hỗn hợp bê tông, vừa vận chuyển Tổng thể xebồn trộn bê tông như trên hình 1 – 1

Hình 1 - 1 Tổng thể xe trộn bê tông [6]

Trang 5

1.2 CẤU TẠO CỦA XE BỒN TRỘN BÊ TÔNG

Hình dạng cấu tạo tổng thể của xe bồn trộn bê tông thể hiện trên hình 1 – 2 Xebồn trộn bê tông thực chất là một máy trộn có bồn trộn hình quả trám với dung tíchbồn lớn từ 2…9m³ được đặt trên sát xi của xe

Hình 1 – 2 Tổng thể xe bồn trộn bê tông

1- Ca bin; 2- Thùng đựng nước, 3- Bộ truyền động quay bồn; 4- Bồn trộn bê tông; 5- Vành tỳ của bồn trộn; 6- Phễu cấp liệu; 7- Phễu xả liệu; 8- Con lăn đỡ bồn

Trang 6

Bên trong bồn trộn thường đặt các cánh trộn kiểu xoắn ốc Các cánh trộn này cónhiệm vụ trộn đều hỗn hợp bê tông có trong bồn để tránh hiện tượng phân tầng Bồntrộn đặt nghiêng góc 15-16o, và quay sẽ tỳ lên 3 điểm: Một ổ đỡ phía trước và vànhđai tỳ lên hai con lăn phía sau.

Để làm vệ sinh trong bồn, người ta bố trí cửa thăm bên hông bồn, cửa được lắpvới bồn qua bu lông và đệm cao su làm kín

Phần miệng bồn có bố trí phễu nạp liệu, còn bên dưới có phễu xả liệu Phễu xảliệu có thể thay đổi góc nghiêng cho phù hợp với điều kiện làm việc

1.3 GIỚI THIỆU XE CƠ SỞ

Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại xe trộn bê tông được nhập khẩunguyên chiếc vào Việt Nam Chất lượng của các xe này tốt, thuận lợi sử dụng nhưnggiá thành lại khá cao Do vậy, nhiều doanh nghiệp trong nước đã lựa chọn phươngpháp sản xuất lắp ráp xe trộn bê tông dựa trên việc sử dụng xe sat xi nhập khẩunguyên chiếc và các thiết bị chuyên dùng Điều này không chỉ làm giảm giá thànhsản phẩm mà còn tận dụng được nguyên vật liệu, nhân công trong nước, đồng thờivẫn đáp ứng được chất lượng sử dụng tương đương với xe nhập khẩu nguyên chiếc.Trên thị trường hiện nay có nhiều loại xe sat xi của các hãng như Huyndai,DongFeng, Kamaz… có thể đáp ứng được yêu cầu về kỹ thuật để thiết kế xe trộn bêtông Nhưng trong bản thiết kế này, em chọn xe cơ sở là sat xi xe HINO FM1JNUAcủa hãng HINO do công ty liên doanh HINO MOTORS VIỆT NAM lắp ráp

- Khái quát chung về xe sat xi cơ sở HINO FM1JNUA:

+ Xe sat xi HINO FM1JNUA là xe do Nhật Bản sản xuất, có công thức bánh xe

là 6x4, cầu trước là cầu dẫn hướng, cầu sau là cầu chủ động Tỷ số truyền củatruyền lực chính i0 =5,857

+ Kích thước bao ngoài DxRxC= 8480x2470x2715 [mm]

+ Trên xe lắp động cơ HINO J08C-TG là loại động cơ 4 thì, 6 xy lanh được bốtrí thẳng hàng Momen xoắn cực đại 745 N.m/1500 v/p, công suất cực đại 260PS/2900 vòng/phút

+ Ly hợp một đĩa ma sát khô, lò xo trụ bố trí xung quanh, dẫn động thủy lực trợlực khí nén

+ Hộp số cơ khí có 9 số tiến, 1 số lùi Dẫn động cơ khí kết hợp khí nén

+ Hệ thống treo: Treo trước là treo phụ thuộc, nhíp lá, giảm chấn ống thủy lựckiểu ống lồng tác dụng 2 chiều Treo giữa và sau là treo cân bằng với phần tử hướng

là các thanh giằng và nhíp lá

Trang 7

+ Hệ thống phanh: Phanh chính kiểu tang trống tác động lên các bánh xe cả 3trục, dẫn động thủy lưc – khí nén Phanh tay kiểu tang trống tác động lên trục cácđăng, dẫn động cơ khí.

+ Hệ thống lái bố trí thuận, cơ cấu lái kiểu trục vít - ecu, bi tuần hoàn Dẫnđộng bằng cơ khí có trợ lực thủy lực Góc nghiêng ngoài bánh trước 10±30’ Gócnghiêng dọc/ngang của trụ quay lái: 00±30’

Bảng 1 - 1 Các đặc tính kỹ thuật của sat xi HINO FM1JNUA

2 Nhãn hiệu, số loại phương tiện HINO FM1JNUA

6 Thông tin về tính năng chuyển

động

Trang 8

7.1 Tên nhà sản xuất và kiểu loại HINO J08C-TG

7.2 Loại nhiên liệu, số kỳ, số

xylanh, phương thức làm mát

Diesel 4 thì, 6 xilanh thẳng hàng, làm mát bằng nước, phun nhiên liệu trực tiếp

Phía trước, dưới cabin

8 Hộp số chính - Cơ khí, 9 số tiến, 1 số lùi

- Tỷ số truyền:

+ Số I: 12,637+ Số II: 8,806+ Số III: 6,550+ Số IV: 4,768+ Số V: 3,548+ Số VI: 2,481;

+ Số VII: 1,845+ Số VIII: 1,343+ Số IX: 1+ Số lùi: 13,210

- Dẫn động cơ khí kết hợp khí nén

10 Cầu chủ động Cầu sau Tỷ số truyền: 5,857

11 Lốp trên từng trục - Lốp trước: lốp đơn, cỡ lốp:

Trang 9

10.00-20-16PR áp suất 6,75 (kG/cm2).

- Lốp giữa và sau: Lốp kép; cỡ lốp:10.00-20-16PR áp suất lốp 6,75(kG/cm2)

Trang 10

Hình 1 – 3 Kích thước cơ bản của sát xi HINO FM1JNUA

Trang 11

Chương 2 THIẾT KẾ BỐ TRÍ CHUNG BỒN TRỘN BÊ TÔNG

- Tính toán trọng lượng, phân bố trọng lượng các cụm, chi tiết, cơ cấu

- Tính toán ổn định của xe

- Xác định bán kính quay vòng

- Xây dựng đặc tính ngoài, nhân tố động lực học, lực kéo, khả năng tăng tốc, gia tốccủa xe…

- Tính toán bền cho các mối ghép, liên kết, khung…

- Kiểm nghiệm lại các hệ thống của xe như: treo, phanh, lái…

- Xây dựng các bản vẽ kỹ thuật để kiểm định và sản xuất…

2.1.2 Mục đích thiết kế

- Đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng

- Đảm bảo xe thiết kế chuyển động ổn định trên đường bộ, phù hợp với các tiêuchuẩn của nhà nước quy định

Vì vậy ta có thể tính được trọng lượng bê tông sơ bộ như sau:

Gbê tông = Gđầy tải - Gsát xi - Gchi tiết - Gngười + hành lý (2.1)Trong đó:

Gđầy tải – Trọng lượng của sát xi khi đầy tải, Gđầy tải = 24000 [kG]

Gsát xi – Trọng lượng bản thân của sát xi, Gsát xi = 6665 [kG]

Gngười + hành lý – Trọng lượng của người và hành lý, Gngười + hành lý = 195 [kG]

Gchi tiết – Trọng lượng các chi tiết như bồn trộn, khung đỡ, bồn nước, rào chắn, chi tiết phụ, hệ thống thủy lực, hệ thống máng cấp liệu , Gchi tiết = 3680 [kG]

Suy ra Gbê tông = 24000 - 6665 - 3680 - 195 = 13460 [kG]

Trang 12

Như vậy, thể tích bê tông sơ bộ mà xe thiết kế là:

V =

bt 

betong

G

(2.2)Trong đó:  bt – Trọng lượng riêng của bê tông, với  bt = 2200 [kG/m3]

6,12 [ ]

Vậy theo tiêu chuẩn ta chọn bồn trộn có V = 6 [m3]

2.2.1.2 Phân tích lựa chọn hình dáng bồn trộn bê tông

Để đảm bảo chức năng của xe chuyên chở bê tông thì trong quá trình chở xephải thực hiện việc trộn bê tông để đảm bảo bê tông không bị đông kết hay phântầng Bồn trộn phải có dạng khí động học tốt để giảm sức cản không khí, có độcứng vững đủ lớn để không làm ảnh hưởng đến điều kiện làm việc bình thường củacác cụm chi tiết lắp đặt trên nó, hình dạng và kích thước thích hợp để dễ dàng tháolắp các chi tiết, ngoài ra còn dễ dàng cho việc bảo dưỡng và sửa chữa Hiện nay cónhiều hình dạng bồn trộn bê tông khác nhau nhưng bồn trộn bê tông hình quả trámthể hiện tính năng tối ưu của việc thực hiện chức năng chứa đựng và trộn bê tông.Thông số của các loại bồn trộn bê tông được cho trong bảng 2 – 1

Bảng 2 – 1 Thông số cơ bản của một số bồn trộn bê tông

6m3

Thùng trộn7m3

Thùng trộn8m3

Thùng trộn9m3Thể tích hình học 10,7m3 12,02m3 13,20m3 14,56m3

Trang 13

Các đặc tính kỹ thuật của thùng trộn bê tông TATA – 6M được thể hiện ở bảng

2 – 2

Bảng 2 - 2 Các đặc tính kỹ thuật của bồn trộn bê tông TATA – 6M

8 Áp suất bơm nước ngoài vòi phun Lít/phút – bar 400-3,5

Việc dẫn động các chế độ xoay của bồn được thực hiện hoàn toàn bằng thủylực, dẫn động bơm thủy lực bằng bộ trích công suất PTO từ hộp số của xe

Hình dạng của bồn trộn bê tông TATA – 6M được thể hiện ở hình 2 – 1

Trang 14

Hình 2 – 1 Hình dạng bồn trộn bê tông TATA – 6M

2.2.2 Thiết kế hệ thống điều khiển dẫn động bồn trộn

Việc thiết kế hệ thống điều khiển dẫn động bồn trộn có hai phương án thiết kế:

Ưu điểm:

+ Giá thành rẻ, không yêu cầu cao về công nghệ

+ Sữa chữa bảo dưỡng dễ dàng

Nhược điểm:

+ Kích thước cồng kềnh, khó bố trí trên xe cơ sở

+ Hiệu suất và độ tin cậy không cao

+ Khó che kín dễ bị bụi bẩn, đặc biệt là bê tông lẫn vào ảnh hưởng đếnhiệu suất truyền động và làm giảm tuổi thọ

+ Thiết kế chế tạo khó

Sơ đồ hệ thống dẫn động cơ khí như trên hình 2 – 2

Trang 15

5 11

10 -Bộ truyền đai; 11- Bơm nước; 12 - Ống nước vào; 13 - Ống nước ra;

14 - Thùng nước; 15 - Thùng nước rửa; 16 - Con lăn.

2.2.2.2 Phương án dẫn động thủy lực

Theo phương án này, để quay bồn trộn dùng động cơ thủy lực được cung cấpnguồn động lực từ bơm thủy lực và dẫn động bơm làm việc trích công suất từ hộpsố

Sơ đồ hệ thống dẫn động thủy lực như trên hình 2 – 3

Trang 16

5 6 7

Ưu điểm của phương pháp dẫn động thủy lực:

+ Có khả năng truyền được lực lớn và đi xa

+ Trọng lượng, kích thước bộ truyền nhỏ hơn so với các kiểu truyền độngkhác

+ Các khả năng tạo ra các tỉ sổ truyền lớn

+ Truyền động nhỏ không gây ồn

+ Điều khiển nhẹ nhàng, tiện lợi

+ Có khả năng bố trí bộ nguồn theo ý muốn, tạo hình dáng tổng thể đẹp, có

độ thẩm mỹ cao

+ Dễ dàng chuyển đổi chuyển động quay thành tịnh tiến và ngược lại

Trang 17

+ Thuận tiện cho việc sửa chữa,thay thế cụm chi tiết,giảm thời gian và giáthành sửa chữa.

Nhược điểm:

+ Khó làm kín các bộ phận làm việc, chất lỏng công tác dễ bị rò rỉ hoặckhông khí bên ngoài dễ lọt vào làm giảm hiệu suất và tính chất làm việc ổn định của

bộ truyền động Do vậy cần phải thường xuyên kiểm tra bộ truyền động này

+ Áp lực công tác ở dầu khá cao, đòi hỏi phải chế tạo bộ truyền động từ cácloại vật liệu đặc biệt và chất lượng công nghệ chế tạo phải rất cao Do vậy giá thành

bộ truyền thuỷ lực đắt

Nguyên lý hoạt động của hệ thống dẫn động thủy lực:

Bộ trích công suất (4) lấy công suất trực tiếp từ hộp số của xe (3) thông quatrục các đăng đến dẫn động quay bơm Bơm hút dầu từ bình chứa (19) đi qua van 1chiều (6) đến van điều khiển hệ thống (7) Trong van thủy lực có các vị trí đảo chiều

để cấp áp vào mô tơ thủy lực (9) theo 2 chiều nhằm mục đích đảo chiều quay củabồn trộn bê tông Mô tơ thủy lực (9) sẽ dẫn động bồn trộn thông qua hộp giảm tốc(10), hộp giảm tốc chỉ có tác dụng giảm tốc và tang mô men quay bồn

Trên hệ thống thủy lực có van tiết lưu (8) nhằm mục đích thay đổi tốc độ quaycủa bồn Trong khi trộn hoặc xả bê tông tốc độ quay của bồn được thay đổi từ chậmđến nhanh dần đều (tốc độ thay đổi từ 1 đến 14 vòng/phút ) Khi vận chuyển bê tôngtươi để chống đông kết bồn trộn cần phải quay với tốc độ đều để bảo dưỡng bêtông, tốc độ quay khi chở bê tông khoảng từ 2 – 4 vòng/phút Việc đảm bảo chiềuquay của bồn được thực hiện nhờ đổi đường dầu trong van điều khiển hệ thống.Qua phân tích đã nêu ở trên thì ta có hai phương án thiết kế khác nhau có thể sửdụng, tuy nhiên phương án dẫn động thủy lực có nhiều ưu điểm vượt trội, tính năngvận hành cao hơn hẳn phương án dẫn động cơ khí Vì thế ta chọn phương án dẫnđộng thủy lực làm phương án thiết kế cho xe thiết kế

Các thiết bị của hệ thống dẫn động bằng thủy lực như mô tơ thủy lực, bơm thủylực… được nhập khẩu đồng bộ với bồn bê tông TATA – 6M do Hàn Quốc sản xuất

Ta chọn bộ trích công suất PTO có công suất 50 kW do hãng HINO sản xuất để đảm bảo khả năng lắp ghép đồng bộ với bánh răng lai ở trong hộp số của xe

Trang 18

2.2.3 Lắp đặt, bố trí chung bồn trộn bê tông lên xe cơ sở HINO FM1JNUA

Ô tô sat xi HINO FM1JNUA do công ty liên doanh HINO MORTORS VIỆTNAM sản xuất lắp ráp là loại xe có công thức 6x4, trên xe được trang bị động cơHINO J08C-TG, 4 thì, 6 xi lanh bố trí thẳng hàng Kích thước bao ngoài của sát xi

Trước khi lắp đặt, bố trí bồn trộn bê tông lên xe cơ sở ta thay đổi ô tô sat xi nhưsau:

- Khung xe: Khung xe ô tô nguyên thủy được cắt bớt đi 1 đoạn sau dài 1000

mm Sau đó hàn lại thanh thép ngang cuối khung xe Phần khung xe được cắt bỏnhư trên hình 2 – 4

Hình 2 – 4 Cải tạo lại phần khung sau xe

- Trục các đăng và cụm gối cân bằng hệ thống treo cầu sau của ô tô sau thiết kếđược giữ nguyên

- Bồn trộn bê tông ta giữ nguyên trạng

Sau khi đã thay đổi ô tô sat xi, ta tiến hành lắp đặt bồn trộn lên xe:

phần khung sau được cắt bỏ

Trang 19

- Ta lắp khung đỡ từ đuôi xe sat xi lắp đến gần ca bin, với chiều dài hai dầmdọc khung đỡ là 5322 mm Sau đó lắp bồn trộn lên trên khung đỡ.

- Khung đỡ được liên kết với sat xi bằng các bu lông quang, giữa dầm dọc

và khung xe sat xi có lắp thêm tấm cao su dày 10mm để chống dập ở hai bề mặt lắpghép

- Cẩu đồng bộ bồn trộn bê tông cùng cụm động cơ dẫn động và các thiết bịkèm theo lên đúng vị trí lắp đặt trên khung ô tô Sơ đồ lắp bồn trộn bê tông lên xenhư trên hình 2 – 5

Hình 2 – 5 Lắp đặt bồn trộn bê tông lên xe

1- Bồn trộn bê tông, 2- Bu lông kiểu quang treo M20, 3- Bu lông tại tai chống xô

- Bắt chặt 8 bu lông kiểu quang treo M20x1,5 (mỗi bên khung 4 bu lông )

để hạn chế dịch chuyển ngang của bồn trộn bê tông Hình dạng bu lông quangM20x1,5 như hình 2 – 6

Hình 2 - 6 Liên kết khung xe và bồn trộn bằng bu lông quang M20

1- Dầm dọc khung đỡ, 2- Bu lông quang M20, 3- Tấm đệm, 4- Khung sau sát xi

Trang 20

- Bắt chặt 8 bu lông M20x1,5 (mỗi bên khung 4 bu lông, tại 4 tai chống xô) đểhạn chế dịch chuyển dọc của bồn trộn bê tông Bu lông M20 tại tai chống xô đượcbiểu diễn trên hình 2 – 7.

Hình 2 – 7 Liên kết khung xe và bồn trộn bằng bu lông tại tai chống xô

1- Đai ốc, 2- Bu lông M20, 3- Dầm dọc khung đỡ, 4- Tai chống xô, 5- Khung sát xi

Các bu lông được siết chặt để cố định vị trí của cụm bồn chứa trên khung ô tô

Ta có sơ đồ bố trí chung bồn trộn bê tông lên xe cơ sở được thể hiện ở hình 2 – 7

Hình 2 – 8 Sơ đồ bố trí xe thiết kế

Trang 21

Chương 3 TÍNH TOÁN KIỂM TRA XE SAU KHI THIẾT KẾ

3.1 XÁC ĐỊNH CÁC THÀNH PHẦN TRỌNG LƯỢNG VÀ TỌA ĐỘ TRỌNG TÂM CỦA XE THIẾT KẾ

3.1.1 Xác định trọng lượng và phân bố trọng lượng

3.1.1.1 Xác định các thành phần trọng lượng của xe thiết kế

Các thành phần trọng lượng của ô tô thiết kế như trên hình 3 – 1

Hình 3 – 1 Xe trộn bê tông sau khi thiết kế

1- Bồn trộn bê tông, 2- Thùng nước, 3- Chắn bảo hiểm bên sườn xe

- Trọng lượng sat xi HINO FM1JNUA:

Trang 22

- Trọng lượng các chi tiết phụ:

Trong đó: ρbt - Trọng lượng riêng của bê tông, ρbt = 2200 [kG/m3]

Vcc - Thể tích chiếm chỗ của bê tông, Vcc = 6 (m3)

- Trọng lượng toàn bộ của ô tô sau thiết kế:

G0 = G + Q + Gn + Gkl = 9695 + 13200 + 600 + 195 = 23690 [kG]

Giá trị các thành phần trọng lượng được cho trong bảng 3 – 1

Bảng 3 – 1 Các thành phần trọng lượng của ô tô sau thiết kế

1 Trọng lượng xe cơ sở đã cắt bớt khung Gcs kG 6615

2 Trọng lượng cụm bồn bê tông, bê tông chở

bên trong và nước

6 Trọng lượng ô tô thiết kế khi đầy tải G0 kG 23690

3.1.1.2 Tính phân bố trọng lượng lên các trục

Sơ đồ phân bố trọng lượng bản thân của ô tô thiết kế được biểu diễn trên hình 3 – 2

Trang 23

Hình 3 – 2 Sơ đồ phân bố trọng lượng bản thân ô tô thiết kế

- Xác định tọa độ trọng tâm ô tô sat xi theo chiều dọc xe

Lấy momen đối với điểm O1:

G2 – Trọng lượng tác dụng lên cầu sau, G2 = 3800 [kG]

Gsx – Trọng lượng ô tô sát xi, Gsx = 6665 [kG]

L – Khoảng cách từ O1 đến tâm cầu sau, 4130 1300 4780

- Xác định vị trí lắp đặt cụm bồn trộn bê tông trên ô tô:

Để đảm bảo sự phân bố trọng lượng của ô tô sau khi thiết kế không thay đổi so với ô tô nguyên thủy, vị trí lắp đặt cụm bồn trộn bê tông trên khung ô tô được xác định theo điều kiện trọng lượng toàn bộ của ô tô phân ra các trục không vượt quá trọng lượng cho phép trên trục của ô tô nguyên thủy

Trang 24

Gọi x là khoảng cách từ trọng tâm bồn trộn đến tâm cầu sau

Điều kiện để đảm bảo phân bố trọng lượng toàn bộ của xe thiết kế không vượt quá giá trị cho phép của xe sat xi:

a) Phân bố trọng lượng của ô tô khi không tải

Trên cơ sở trọng lượng và tọa độ theo chiều dọc của các thành phần trọng lượngnói trên, ta có sơ đồ tính toán phân bố trọng lượng khi chưa có tải như hình

3 – 2

Phương trình cân bằng mô men đối với điểm đi qua tâm cầu trước O1:

M O1= 0

Trang 25

 Gsx a2 + Gbt.a3 + (Grc+ Gph).a1 - Gcb.a4 - G2.L = 0 (3.4)Trong đó:

Gsx –Trọng lượng sat xi xe,Gsx=6665 [kG]

Gbt – Trọng lượng của bồn bê tông, Gbt = 2960 [kG]

Grc –Trọng lượng của rào chắn cạnh, Grc = 80 [kG]

Gph –Trọng lượng các chi tiết phụ, Gph = 40 [kG]

Gcb – Trọng lượng phần khung xe cắt bỏ, Gcb = 50 [KG]

G2 –Trọng lượng tác dụng lên cầu sau

a1 – Khoảng cách từ trọng tâm rào chắn cạnh đến tâm O1, a1 = 1950 [mm]

a2 – Khoảng cách từ trọng tâm sat xi xe đến tâm O1, a2 = 2725 [mm]

a3 – Khoảng cách từ trọng tâm bồn trộn bê tông đến tâm O1, a3 = 4050 [mm]

a4 – Khoảng cách từ trọng tâm phần khung xe cắt bỏ đến tâm O1, a4 = 6628[mm]

L – Chiều dài cơ sở của xe sau khi thiết kế, L = 4780 [mm]

Từ phương trình (3.4) ta suy ra: trọng lượng bản thân ô tô thiết kế phân bố lêncầu sau là:

b) Phân bố trọng lượng của ô tô khi đầy tải

Sơ đồ phân bố trọng lượng ô tô thiết kế khi đầy tải được thể hiện như hình 3 – 3

Trang 26

Hình 3 – 3 Sơ đồ phân bố trọng lượng của ô tô thiết kế khi đầy tải

Phương trình cân bằng mômen đối với điểm đi qua tâm cầu trước:

MO1= 0

 Gsx a2 + (Gbt+ Q).a3 + (Grc+ Gph).a1 - Gcb.a4 - G02.L + Gn.a5 = 0 (3.5)Trong đó:

Gsx – Trọng lượng sat xi ô tô,Gsx=6665 [kG]

Gbt – Trọng lượng của bồn bê tông, Gbon = 2960 [kG]

Q – Trọng lượng của bê tông, Q = 13200 [kG]

Grc – Trọng lượng của rào chắn cạnh, Grc = 80 [kG]

Gph – Trọng lượng các chi tiết phụ, Gph = 40 [kG]

Gcb – Trọng lượng phần khung xe cắt bỏ, Gcb = 50 [KG]

G02 – Trọng lượng bản thân ô tô thiết kế phân bố lên cầu sau

Gn – Trọng lượng của nước, Gn = 600 [kG]

a1 – Khoảng cách từ trọng tâm rào chắn cạnh đến tâm O1, a1 = 2150 [mm]

a2 – Khoảng cách từ trọng tâm sát xi ô tô đến tâm O1, a2 = 2725 [mm]

a3 – Khoảng cách từ trọng tâm bồn trộn bê tông đến tâm O1, a3 = 4050 [mm]

a4 – Khoảng cách từ trọng tâm phần khung xe cắt bỏ đến tâm O1, a4 = 6628[mm]

a5 – Khoảng cách từ trọng tâm bồn nước đến tâm O1, a5 = 1745 [mm]

Trang 27

L – Chiều dài cơ sở của xe sau khi thiết kế, L = 4780 [mm]

Từ phương trình (3.5) ta suy ra: trọng lượng phân bố lên cầu sau của ô tô thiết

kế khi đầy tải là:

xe Các thành phần trọng lượng nói trên được thể hiện trong bảng 3 – 2

Bảng 3 – 2 Giá trị và tọa độ của các trọng lượng thành phần

5 Trọng lượng các chi tiết phụ, chi tiết

ghép nối, chắn bùn và các chi tiết phụ

6 Trọng lượng nước trong bình chứa Gn 1745 600

3.1.2 Xác định tọa độ trọng tâm ô tô

Tọa độ trọng tâm là thông số quan trọng ảnh hưởng tới khả năng ổn định của ô

tô Vì vậy ta cần xác định tọa độ trọng tâm ô tô theo chiều dọc, ngang, cao ngay cảkhi không tải và đầy tải Để xác định được tọa độ trọng tâm theo ba chiều (ngang,dọc, cao) ta cần biết tọa độ trọng tâm của các cụm chi tiết, tải trọng của người, của

bê tông, nước…

3.1.2.1 Xác định tọa độ trọng tâm khi không tải

- Xác định tọa độ trọng tâm theo chiều ngang

Trang 28

Giả thiết các thành phần trọng lượng phân bố đối xứng qua trục dọc ô tô Do

đó, ta không cần phải tính tọa độ trọng tâm theo chiều ngang

- Xác định tọa độ trọng tâm theo chiều dọc của ô tô

Ta có thể xác định tọa độ trọng tâm của xe thiết theo phân bố tải trọng như sau:Giả sử trọng tâm ô tô thiết kế cách tâm cầu trước một khoảng là a, ta xét cân bằngmomen tại O1, ta có:

M O1= 0

G.a - G2.L= 0Suy ra: a = G2

G L (3.6)Trong đó:

G2 – Trọng lượng xe phân bố lên cầu giữa và sau khi xe không tải

G2 = 6292,2 [kG]

L – Chiều dài cơ sở của xe, L = 4780 [mm] = 4,78 [m]

G – Trọng lượng toàn bộ của xe khi không tải, G = 9695 [kG]

Thay các số liệu vào phương trình (3.6) ta được:

+ Khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến tâm cầu trước:

- Xác định tọa độ trọng tâm theo chiều cao:

Căn cứ vào giá trị các thành phần trọng lượng và tọa độ trọng tâm của chúng, taxác định chiều cao trọng tâm của ô tô theo công thức:

n

i i i g

h G h

G

(3.7)

Trong đó:

hg – Trọng tâm chiều cao khi không tải

hi – Chiều cao trọng tâm các thành phần trọng lượng

Gi – Trọng lượng các thành phần

G – Trọng lượng bản thân khi không tải

Trang 29

Từ phương trình (3.7) ta suy ra

sx sx cb cb bt bt rc rc ph ph g

G h G h G h G h G h h

Trong đó:

hsx – Chiều cao trọng tâm của xe sat xi, hsx = 950 [mm]

hcb – Chiều cao trọng tâm phần khung cắt bỏ, hcb = 950 [mm]

hbt – Chiều cao trọng tâm bồn trộn bê tông

hbt = 1100+10+138+1165 = 2413 [mm]

hph – Chiều cao trọng tâm các chi tiết phụ, hph = 744 [mm]

hrc – Chiều cao trọng tâm của rào chắn cạnh, hrc = 744 [mm]

Gsx – Trọng lượng sat xi ôtô, Gsx= 6665 [kG]

Gbt – Trọng lượng bồn trộn bê tông, Gbt= 2960 [kG]

Gcb – Trọng lượng phần khung xe cắt bỏ, Gcb = 50 [kG]

Grc – Trọng lượng rào chắn cạnh, Grc = 80 [kG]

Gph – Trọng lượng các chi tiết phụ, Gph = 40 [kG]

G – Trọng lượng của ô tô sau thiết kế, G = 9695 [kG]

Thay tất cả các giá trị vào phương trình (3.8) ta được:

6665.950 50.950 2960.2413 80.744 40.744

1394,129695

g

[mm]=1,394 [m]

3.1.2.2 Xác định tọa độ trọng tâm khi đầy tải

- Xác định tọa độ trọng trâm theo chiều ngang

Giả thiết các thành phần trọng lượng phân bố đối xứng qua trục dọc ô tô Do

đó, ta không cần phải tính tọa độ trọng tâm theo chiều ngang

- Xác định tọa độ trọng tâm theo chiều dọc ô tô

+ Khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến tâm cầu trước:

02 0 0

Trang 30

G – Trọng lượng ô tô thiết kế khi đầy tải, G0= 23690 [kG]

L – Chiều dài cơ sở của xe thiết kế, L = 4780 [mm]

+ Khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến tâm cầu sau:

b0 = L - a0 =4,780 – 3,571 = 1,209 [m]

- Xác định tọa độ trọng tâm theo chiều cao

Căn cứ vào giá trị các thành phần trọng lượng và tọa độ trọng tâm của chúng, taxác định chiều cao trọng tâm của ô tô theo công thức:

h G h

G

(3.9)Trong đó:

hg0 – Trọng tâm chiều cao của ô tô thiết kế khi đầy tải

hi – Chiều cao trọng tâm các thành phần trọng lượng

G h G h G h G h G h G h G h G h h

G

Trong đó:

hsx – Chiều cao trọng tâm của xe sat xi, hsx = 950 [mm]

hcb – Chiều cao trọng tâm phần khung cắt bỏ, hcb = 950 [mm]

hbt – Chiều cao trọng tâm bồn trộn bê tông

hbt = 1100+10+138+1165 = 2413 [mm]

hph – Chiều cao trọng tâm các chi tiết phụ, hph = 744 [mm]

hrc – Chiều cao trọng tâm của rào chắn cạnh, hrc = 744 [mm]

hQ – Chiều cao trọng tâm bê tông, giả sử bồn chứa đầy bê tông

hQ=1080+120+10+668=1916 [mm]

hkl – Chiều cao trọng tâm kíp, hkl = 1325 [mm]

hn – Chiều cao trọng tâm bồn nước

hn= 1100+10+138+305= 1553 [mm]

Gsx – Trọng lượng sat xi ôtô, Gsx= 6665 [kG]

Gbt – Trọng lượng bồn trộn bê tông, Gbt= 2960 [kG]

Trang 31

Gcb – Trọng lượng phần khung xe cắt bỏ, Gcb = 50 [kG]

Grc – Trọng lượng rào chắn cạnh, Grc = 80 [kG]

Gph – Trọng lượng các chi tiết phụ, Gph = 40 [kG]

Gn – Trọng lượng nước trong bình chứa, Gn = 600 [kG]

GQ – Trọng lượng bê tông, GQ = 13200 [kG]

Gkl – Trọng lượng kíp lái, Gkl = 195 [kG]

G0 – Trọng lượng đầy tải của ô tô thiết kế, G0 = 23690 [kG]

Thay tất cả các giá trị vào phương trình (3.10) ta được:

Kết quả tính toán chiều cao trọng tâm được thể hiện ở trong bảng 3 – 3

Bảng 3 – 3 Kết quả tính toán tọa độ trọng tâm ô tô thiết kếCác trường hợp

tính toán

Thông số

3.2 TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ THIẾT KẾ

Ổn định là một tính chất rất quan trọng của ô tô Ô tô có độ ổn định càng caothì khả năng an toàn càng cao

Độ ổn định chuyển động của ô tô được đánh giá bằng khả năng đảm bảo cho xekhông bị trượt hoặc lật khi chuyển động trên đường dốc, đường nghiêng ngang hoặckhi xe quay vòng

Xét bài toán ổn định trong hai trường hợp: khi xe không tải và đầy tải

3.2.1 Trường hợp khi xe không tải

3.2.1.1 Ổn định dọc của ô tô khi lên dốc

Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi chuyển động lên dốc như hình 3 – 4

Trang 32

Hình 3 – 4 Trường hợp ô tô lên dốcTrường hợp khi xe lên dốc với tốc độ nhỏ thì ta xem như lực quán tính Pj, lựccản gió Pω, lực cản ma sát Pf rất nhỏ xem như bằng không

Pj = 0, Pω = 0, Pf = 0Theo [5] ta xác định được góc dốc giới hạn khi xe quay đầu lên dốc bị lật, khi

xe lên dốc tâm lật là tâm O2 nên ta có:

αL – Góc giới hạn mà xe bị lật đổ khi xe lên dốc

b – Khoảng cách từ trọng tâm xe đến tâm cầu sau

hg – Chiều cao trọng tâm xe thiết kế

Thay các giá trị vào công thức (3.11) ta được:

1,678

1, 2041,394

L

tg  Suy ra L = 50016’

3.2.1.2 Ổn định dọc của ô tô khi xuống dốc

Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi chuyển động xuống dốc như hình 3 – 5

Trang 33

Hình 3 – 5 Trường hợp ô tô xuống dốcTương tự các giả thuyết khi ôtô lên dốc, khi xe xuống dốc với tốc độ nhỏ thì taxem như lực quán tính Pj, lực cản gió Pω, lực cản ma sát Pf rất nhỏ xem như bằngkhông

Pj = 0, Pω = 0, Pf = 0Theotài liệu [5] ta xác định được góc dốc giới hạn khi xe quay đầu xuống dốc

bị lật, khi xe xuống dốc tâm lật là tâm O1 nên ta có:

X – Góc giới hạn mà xe bị lật đổ khi xuống dốc

a – Khoảng cách từ trọng tâm xe đến trục tâm cầu trước

hg – Chiều cao trọng tâm xe thiết kế

Thay các giá trị vào công thức (3.12) ta được:

3,102

2, 2251,394

X

tg  Suy ra 

Trang 34

3.2.1.3 Ổn định ngang của ô tô

Ổn định ngang của ô tô được đánh giá bằng khả năng xe không bị trượt nganghoặc lật ngang

Sự trượt ngang của xe có thể xảy ra đồng thời ở tất cả các bánh hoặc trước tiênxảy ra ở các bánh xe của một cầu nào đó, sau đó mới dẫn đến sự trượt ngang củacác bánh xe cầu khác

Sự lật ngang có thể xảy ra qua tiếp điểm tiếp xúc của các bánh xe bên phảihoặc bên trái với mặt đường

Mất ổn định ngang thường xảy ra khi ô tô chuyển động trên đường nghiêngngang, khi quay vòng hoặc khi có lực ngang lớn tác dụng Ta lần lượt khảo sát sựmất ổn định trong các trường hợp: ổn định ngang của ô tô khi chuyển động trênđường nghiêng ngang và khi quay vòng trên đường bằng

a) Ổn định ngang khi ô tô chuyển động trên đường nghiêng ngang

Xét trường hợp xe chuyển động thẳng trên đường có độ nghiêng ngang, sơ đồlực tác dụng lên ô tô khi chuyển động trên đường nghiêng ngang như hình 3 – 6

Hình 3 – 6 Trường hợp ô tô trên đường nghiêng ngangTheo [5], điều kiện ổn định về lật đổ ngang thì góc dốc giới hạn của mặt đườngđược xác định theo công thức:

tg = 2WT

g h

(3.13)Trong đó:

Trang 35

 – Góc giới hạn lật đổ ngang của xe thiết kế

WT – Bề rộng tâm hai bánh xe của xe thiết kế, WT = 2,109 [m]

hg – Chiều cao trọng tâm xe thiết kế

Thay vào công thức (3.13) ta được:

tg = 2,109 0,7565

2.1,394suy ra tg = 3706’

b) Ổn định ngang khi ô tô quay vòng trên đường bằng

Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi quay vòng trên đường bằng như hình 3 – 7

Hình 3 – 7 Trường hợp ô tô quay vòng trên đường bằngKhi đó:

Vận tốc chuyển động giới hạn của ô tô khi quay vòng với bán kính RGmin là :

min

W 2

gh

g

g R V

h

 (3.14)Trong đó:

WT – Bề rộng tâm hai bánh xe của xe thiết kế, WT = 2,109 [m]

hg – Chiều cao trọng tâm xe thiết kế

RGmin – Bán kính quay vòng nhỏ nhất của ô tô, RGmin = 9,1[m]

Trang 36

g – Gia tốc trọng trường, g = 9,81 [m/s2]

Thay các giá trị vào công thức (3.14) ta được:

2,109.9,81.9,1

8, 2182.1,394

T

g h

Suy ra βo = arctg

0

W2

Ngày đăng: 16/09/2018, 01:13

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TRÍCH ĐOẠN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w