Tính toán thiết kế xe ép rác trên cơ sở xe isuzu npr85k

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ XE ÉP RÁC TRÊN CƠ SỞ XE ISUZU NPR85K Sinh viên thực hiện: NGUYỄN HOÀNG LONG LÊ HỮU NGỌC THẠCH Đà Nẵng – Năm 2018 Tính tốn thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K LỜI NÓI ĐẦU Hiện vấn đề gia tăng dân số, tốc độ đô thị hoá nhanh thành phố, đặc biệt nữa, đất nước ta đà phát triển theo hướng cơng nghiệp hóa, đại hóa Cùng với phát triển nhu cầu cần thiết chủ yếu đời sống như: điện, nước, giao thông, vệ sinh cơng cộng, cảnh quan sinh thái …, địi hỏi phát triển khơng ngừng kèm với lượng rác thải lớn, ô nhiễm môi trường Việc kiểm sốt nhiễm mơi trường mỹ quan thị vấn đề quan tâm tồn xã hội Trong đó, việc thu gom vận chuyển xử lý rác thải sinh hoạt vấn đề quan tâm hàng đầu Nhu cầu công ty môi trường loại xe vận chuyển lớn Trong loại xe chuyên dùng ép rác phải nhập nguyên với giá thành cao Mà khả đóng loại xe sat xi nhập Việt Nam thực Với mục đích cải thiện trang thiết bị, máy móc, nâng cao hiệu suất thu gom rác, giảm bớt sức lao động cho người công nhân cách giới hoá phần phương thức vận chuyển rác tới nơi xử lí rác thải, đồng thời nhằm giải tốt vấn đề giảm bớt ô nhiễm môi trường Qua lý em định chọn đề tài “Tính toán, thiết kế xe ép rác sở sat xi ISUZU NPR85K” nhằm thiết kế loại xe ép rác mang thương hiệu Việt có đầy đủ chức năng, cơng dụng xe nhập với giá thành hợp lý, phù hợp với đô thị lớn đường xá phức tạp nước ta Được hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo TS Nguyễn Văn Đơng, với cố gắng thân cách vận dụng kiến thức học tìm hiểu thêm thực tế em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên kiến thức cịn hạn chế, điều kiện tiếp xúc với thực tế ít nên làm đồ án chắn không tránh khỏi sai sót Em mong thầy bạn tận tình bảo thêm Đà Nẵng, ngày 17 tháng 05 năm 2018 Sinh viên thực Nguyễn Hồng Long Lê Hữu Ngọc Thạch Tính tốn thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K Chương TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU VỀ ÔTÔ CHUYÊN DÙNG Ôtô chuyên dùng kết hợp thiết bị chuyên dùng, thùng chuyên dùng với ôtô sở Cơng thức thành lập tơ chun dùng là: Ơtơ chuyên dùng = ôtô sở + thiết bị chuyên dùng + thùng chuyên dùng Các thiết bị chuyên dùng ôtô thiết bị đặc biệt, tạo thao tác riêng biệt cho ơtơ chun dùng Ví dụ: thiết bị nâng hạ thùng xe ben, thiết bị lấy rác, ép rác, thải rác xe chở rác, thiết bị làm lạnh xe đông lạnh, thiết bị bơm hút xe hút hầm cầu… Các thiết bị sử dụng kiểu điều khiển học, thủy lực, khí nén, điện hỗn hợp kiểu Hiện nay, kiểu điều khiển thủy lực sử dụng rộng rãi nhiều ưu điểm nó: • Thiết bị nhỏ gọn, cơng suất lớn • Bảo vệ tải trọng tải thực thơng qua van xả • Có thể điều chỉnh công suất dễ dàng, chính xác thông qua điều chỉnh áp suất van điều khiển • Sự rung động ít • Điều khiển từ xa thơng qua ống cung cấp chất lỏng Xe sở có: • Cabin chassis • Chassis • Xe tải hữu Thùng chuyên dùng có: • Thùng nhập • Thùng tự chế tạo • Thùng cải tạo từ thùng cũ Phương pháp sản xuất xe chun dùng Có phương pháp: • Thế giới: sản xuất cơng nghiệp, có thiết kế từ đầu • Việt nam: số liên doanh có chế tạo xe chuyên dùng giá thành cao • Phương pháp phổ biến cải tạo từ loại xe thông thường thành xe chuyên dùng Phương pháp có ưu điểm chính sau: - Gía thành hạ Tính tốn thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K - Có kích thước phù hợp với nhu cầu, điều kiện hoạt động cụ thể loại hàng hóa chuyên chở - Thùng xe đóng hơn, thành cao nên chở nhiều hàng hóa so với xe nguyên thủy nhập - Tiết kiệm ngoại tệ, tạo việc làm cho lực lượng công nhân kỹ thuật nước Trên sở phối hợp cụm trên, ta có bố trí chung xe chuyên dùng thỏa mãn điều kiện tiêu chuẩn kỹ thuật - kinh tế - xã hội Trọng lượng xe sau cải tạo: Ga= Gcs+ Gtbcd+ Gtcd Gcs : Trọng lượng xe sở Gtbcd: Trọng lượng thiết bị chuyên dùng Gtcd : Trọng lượng thùng chuyên dùng Những yêu cầu xe sau cải tạo: • Xe sau cải tạo phải có trọng lượng tương đương so với xe • Các thơng số, u cầu kỹ thuật thỏa mãn quy định, tiêu chuẩn Việt Nam • Phải đảm bảo tính an toàn sử dụng Vai trị tơ chun dùng: • Mở rộng cơng vận tải: chở loại hàng hóa đặt biệt chất lỏng (xe bồn), chất ô nhiểm nhờ thùng kín (xe ép rác, xe hút hầm cầu), có khả tự bốc dở hàng hóa, giảm chi phí, thời gian bốc xếp (xe tải cẩu…) • Nâng cao chất lượng hàng hóa chuyên chở hửu ích: Tăng lượng hàng hóa/m2 sàn xe nhờ kết cấu chuyên dùng (xe chở gia súc nhiều tầng, xe chở ô tơ), nhờ cấu đặc biệt (xe ép rác…) • Đảm bảo an tồn cho hàng hóa chun chở, giảm tỷ lệ hư hỏng vận chuyển gây nên: xe đơng lạnh, xe vận chuyển hoa • Giảm bao bì vận chuyển giảm chi phí vận chuyển cơng lao động: xe ben, xe bồn… • Thực chức đặc biệt thiếu cho an ninh-quốc phịng, giao thơng cơng chánh: Xe chữa cháy, xe thang, xe cứu thương… Phân loại: Có cách phân loại + Theo mục đích sử dụng • Xe chuyên dùng ngành thương nghiệp: Xe chở gia súc, chở bia, chở xe máy… • Xe chuyên dung nghành vệ sinh môi trường đô thị: Xe ép rác, tưới đường… • Xe chuyên dùng nghành xây dựng: Xe ủi, xe xúc, xe lu… Tính tốn thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K • Xe chuyên dùng nghành nông thủy sản: Xe đông lạnh, xe chở trái cây, xe bồn… • Xe chuyên dùng nghành y tế: Xe cứu thương… • Xe chuyên dùng nghành sân bay, hải cảng: Xe nạp nhiên liệu, xe cẩu… • Xe chuyên dùng nghành lâm nghiệp: Xe kéo gổ… • Xe chuyên dùng nghành mỏ địa chất: Xe cần trục, xe ben… • Xe chuyên dùng nghành an ninh-quốc phòng: Xe chữa cháy… + Theo kết cấu • Xe tự đổ (xe ben) • Xe tự xếp dở hàng (xe tải cẩu…) • Xe thùng kín có bảo ơn (xe đơng lạnh) hay khơng có bảo ơn (xe rác….) • Xe bồn (xe chở xăng dầu, sữa, chữa cháy, tưới đường…) • Xe có kết cấu chuyên biệt khác (xe thang, xe bơm bê tơng…) 1.2 NHU CẦU SỬ DỤNG ƠTƠ CHỞ RÁC 1.2.1 Thực trạng tình hình rác thải nước Cùng với phát triển kinh tế, gia tăng dân số cộng với lãng phí tài nguyên thói quen sinh hoạt người, rác thải ngày gia tăng, thành phần ngày phức tạp tiềm ẩn nhiều nguy độc hại với môi trường người Số liệu thống kê tổng lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh tồn quốc, ước tính khoảng 12,8 triệu tấn/năm, khu vực đô thị (từ loại trở lên) 6,9 triệu tấn/năm Tổng lượng chất thải rắn sinh hoạt đô thị đến năm 2015 vào khoảng 14 triệu tấn/năm, dự báo đến năm 2020 khoảng vào 22 triệu tấn/năm Đồng nghĩa, với việc gia tăng lượng chất thải ngày, việc thu gom, vận chuyển, xử lý rác thải địi hỏi phải có đội ngũ thiết bị chun dùng cho Ở nước ta nay, cơng tác thu gom chủ yếu từ công nhân quét rác thu gom rác trực tiếp từ hộ gia đình, đường nhỏ mà xe ép rác vào Rác đưa tới thùng rác ven đường xe ép rác thu gom địa điểm xử lý rác thải bãi rác Còn việc thu gom rác khu chung cư cao tầng, chợ, bệnh viện, khu công nghiệp rác bỏ trực tiếp vào thùng chứa rác lớn, sau cho xe chuyên dụng tới chở Việc thu gom vận chuyển rác loại xe chuyên dùng thu gom, ép rác từ điểm tập trung rác vận chuyển đến bãi chứa rác trung chuyển bãi xử lý rác, cho lượng rác vận chuyển lớn đảm bảo vệ sinh suốt trình thu gom vận chuyển Tính tốn thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K 1.2.2 Tầm quan trọng công việc thu gom vận chuyển rác thải Hiện với phát triển kinh tế mạnh mẽ, sống người nâng cao đồng thời lượng rác thải sinh hoạt, công nghiệp, xây dựng y tế ngày tăng Do công tác thu gom rác quan trọng đời sống người chúng ta, trực tiếp làm giảm nhiễm mơi trường thị, làm đẹp cảnh quan thị Qua trực tiếp đánh giá chất lượng sống đô thị đó, thành phố đó, khu vực tồn quốc Vì cơng việc thu gom xử lý rác thải đặt lên quan tâm hàng đầu 1.3 YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI Ô TÔ CUỐN ÉP RÁC 1.3.1 Yêu cầu ô tô ép rác - Có kết cấu phù hợp để khơng gây nhiễm môi trường thu gom vận chuyển rác: Xe phải có thùng kín khơng rị rỉ nước thải - Có kết cấu bảo đảm hệ số sử dụng tải trọng có ích tơ sở lớn - Có kết cấu bảo đảm dễ dàng nạp rác vào xe xả hết rác ngồi cách nhanh chóng trạm trung chuyển bãi xử lý rác thải Phải có cấu nâng hạ thùng, cấu sang tải - Phải có tính thẩm mỹ, giá thành hạ, tuổi thọ cao, ít cơng chăm sóc bảo dưỡng cơng nhân 1.3.2 Phân loại ô tô ép rác - Theo tải trọng chuyên chở, có ba loại chủ yếu sau: + Xe ép rác loại nhỏ: • Thể tích thùng chứa rác : (5  6) m3 • Tải trọng sau đóng thùng: (2,5  3) + Xe ép rác loại trung bình: • Thể tích thùng chứa rác : (8  9) m3 • Tải trọng sau đóng thùng: (3,5  5) + Xe ép rác loại lớn: • Thể tích thùng chứa rác : (15  25) m3 • Tải trọng sau đóng thùng: (6,5  12) - Theo phương pháp thu gom rác chia làm hai loại chính + Loại xe thu gom, vận chuyển rác không ép Dạng xe ben: thường dùng vận chuyển rác từ nơi trung chuyển (nhờ xe xúc đưa rác lên xe) đến bãi xử lý rác Dạng thùng chứa: Ô tơ trang bị cấu kiểu tay địn dùng nâng, hạ thùng chứa (container) Thùng chứa đặt vị trí cố định, thùng đẩy ô tô nâng thùng xe lên, chuyển đến bãi rác xử lý Tính tốn thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K Các bước nâng hạ thùng: - Di chuyển đuôi xe cách container khoảng [m] - Hộp số vị trí trung gian, tốc độ động khoảng 1000 [v/p] - Mở cấu khóa thủy lực - Hạ chân chống xuống - Dịch chuyển tịnh tiến tay cần sau - Quay nguyên cấu đến móc ngang với chiều cao gài container + Loại xe thu gom, vận chuyển rác có ép - Phân loại theo cách thu gom rác vào thùng • Xe ép rác theo hình thức rác thu gom từ cao vào thùng chứa hình 1-1 Hình 1-1 Xe ép rác theo hình thức thu gom rác từ cao xuống 1- Cơ cấu kẹp thùng rác; 2- Nắp thùng; 3- Xy lanh nâng cấu kẹp; 4- Hệ thống kung nâng; 5- Cơ cấu gá đặt vào xắc si; 6- Xy lanh đẩy khung trượt; Tính tốn thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K • Xe ép rác có cấu thu gom rác từ phía sau hình 1-2 Hình 1-2 Xe ép rác theo hình thức thu gom rác từ phía sau 1- Hộp van phân phối; 2- Xi lanh bàn đẩy; 3- Thùng rác; 4- Xi lanh nâng thùng rác; 5- Bảng chắn di động; 6- Xi lanh bảng cuốn; 7-Bảng cuốn; 8- Xuồng rác; 9- Cơ cấu nâng gắp; 10- Thùng rác; 11- Xi lanh ép; 12- Thùng dầu; 13- Bơm dầu thủy lực; 14-Trục nối; 15- Bộ trích ly cơng suất; - Phân loại theo hình dạng thùng chứa • Xe ép rác có thùng chứa hình trụ trịn hình 1-3 Hình 1-3 Xe ép rác có thùng chứa hình trụ tròn 1- Thùng chứa rác chính; 2- Thùng chứa phụ; 3- Cơ cấu nâng; 4-Xi lanh nâng Tính tốn thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K • Xe ép rác có thùng chứa hình trụ vát hình 1-4 Hình 1-4 Xe ép rác có thùng chứa hình trụ vát 1- Hộp van phân phối; 2- Xi lanh bàn đẩy; 3- Thùng rác; 4- Xi lanh nâng thùng rác; 5- Bảng chắn di động; 6- Xi lanh bảng cuốn; 7- Bảng cuốn; 8- Xuồng rác; 9- Cơ cấu nâng gắp; 10- Thùng rác; 11- Xi lanh ép; 12- Thùng dầu; 13- Bơm dầu thủy lực; 14- Trục nối; 15- Bộ trích ly công suất Phân loại theo cách xả rác: - • Xe ép rác xả rác dùng xilanh tầng hình 1-5 Hình 1-5 Cơ cấu xả rác dùng xilanh tầng 1- Xy lanh tầng; 2- Thùng phụ; 3- Xy lanh nâng thùng phụ Tính tốn thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K • Xe ép rác xả rác dùng phương án lật thùng chứa rác hình 1-6 Hình 1-6 Xả rác dùng phương án lật thùng 1- Thùng phụ; 2- Xi lanh nâng thùng; 3-Thùng chứa rác chính; 4- Xi lanh lật; 1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Vì phương pháp cải tạo có nhiều ưu điểm vượt trội kể nên ta lựa chọn phương pháp thiết kế cải tạo xe ép rác xe sở ISUZU NPR85K mà cụ thể: Tính toán lắp đặt thùng chứa rác thiết bị thủy lực phục vụ nâng rác, cuốn, ép rác xả rác Tính toán kiểm nghiệm lại số hệ thống: hệ thống dẫn động Kiểm tra tính ổn định dọc, ngang sau cải tạo Tính tốn thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K +Pf - Lực cản lăn, Pf = f.G.cos +Pi - Lực cản dốc, Pi = G.sin +P - Lực cản không khí, P = K.F.V2 +Pj - Lực cản quán tính, Pj = G. i j g +Pm - Lực cản móc kéo Để biểu diễn phương trình cân lực kéo ô tô dạng đồ thị, ta tính trị số PK tay số khác Pki = M e i hi i η t rb [N] (6.15) Trong đó: + Pki - lực kéo tay số i , [N] + ihi - tỷ số truyền tay số i hộp số + Me - momen động phát , [N.m] + ηt - hiệu suất truyền lực Theo [1] ô tô tải với lực truyền chính cấp ηt =0.89 + i0 - Tỷ số truyền truyền lực chính Thay số liệu vào(6.15)ta tính giá trị PKi tương ứng với tay số bảng (6-2) Đồ thị cân lực kéo vẽ trường hợp ô tô chuyển động mặt đường nằm ngang, không kéo móc nên: Pj = 0, Pi = Pm = Do lực cản tổng cộng đường là: P= Pf = Ga. = Ga.f [N] (6.16) Trong đó: +Ga -Trọng lượng tồn tơ thiết kế, [N] + f – Hệ số cản lăn đường , theo [1] f xác định : f = f ( 1+ V2 ) 1500 ( 6.17) Với : + f0 - Hệ số cản lăn ứng với tốc độ chuyển động xe có v  22,2 [m/s] ( 80 Km/h ) Theo [1] với loại đường nhựa tốt: f0 = (0,015  0,018), chọn: f0 = 0,015 + f - Hệ số cản lăn đường + V - Tốc độ chuyển động ô tô, [m/s] -Tính trị số lực cản không khí P theo cơng thức: Tính tốn thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K P = W.Vi2 (6.18) Trong đó: W :Nhân tố cản chính diện khơng khí, [N.s2/m2] , theo [1] xác định W = K.F [Ns2/m2] (6.19) Trong đó: + K - Hệ số cản khơng khí , [Ns2/m4] + F - Diện tích cản chính diện ô tô , [m2] + Vi - Vận tốc biến thiên nói chung ơtơ, [m/s] Lúc lực cản không khí viết lại sau: P = K.F Vi2 (6.20) Lực cản tổng cộng lúc bao gồm lực cản lăn lực cản không , ta có cơng thức xác định sau: Pc = Pω + Pf = K.F.v2 + Ga.f Hay : Pc = Pω + Pf = K.F.V2i + Ga f ( 1+ V2 ) 1500 (6.21) Để tính toán lực cản , ta có số liệu : - Hệ số cản không khí K, xe tải theo [1]: K = (0,6  0,7) [Ns2/m4] Ở ta chọn K = 0,65 [Ns2/m4] để tính toán F – Diện tích cản chính diện , theo ta có F=7,475 [m2] Ga- Trọng lượng tồn tơ , Ga = 6497 [KG] Thay số liệu vào (6.21)ta tính giá trị Pc ứng với vận tốc biến thiên nói chung ơtơ Các giá trị Pc ghi bảng - từ giá trị ta vẽ đồ thị cân lực kéo ơtơ hình – Bảng – Giá trị vận tốc lực kéo tương ứng với tay số ih1 ih2 ih3 λx V1 Pk1 V2 Pk2 V3 Pk3 0.1 0.365 14997.58 0.66 8293.393 1.186 4611.3 0.2 0.73 16826.55 1.319 9304.78 2.373 5173.652 0.3 1.094 18289.75 1.979 10113.9 3.559 5623.543 0.4 1.459 19387.12 2.639 10720.73 4.746 5960.950 0.5 1.824 20118.72 3.298 11125.29 5.932 6185.895 0.6 2.189 20484.56 3.958 11327.59 7.118 6298.378 0.7 2.553 20484.56 4.618 11327.59 8.305 6298.378 0.8 2.918 20118.72 5.277 11125.29 9.491 6185.895 0.9 3.283 19387.12 5.937 10720.73 10.678 5960.950 3.648 18289.75 6.597 10113.9 11.864 5623.543 Tính tốn thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K ih4 Lực cản ih5 λx v4 pk4 v5 pk5 v5 pw+pf 0.1 1.89 2894.727 2.747 1991.572 2.747 970.774 0.2 3.78 3247.742 5.494 2234.446 5.494 1014.994 0.3 5.67 3530.159 8.241 2428.749 8.241 1088.694 0.4 7.56 3741.965 10.988 2574.472 10.988 1191.874 0.5 9.45 3883.173 13.735 2671.623 13.735 1324.535 0.6 11.34 3953.784 16.482 2720.203 16.482 1486.675 0.7 13.23 3953.784 19.229 2720.203 19.229 1678.296 0.8 15.12 3883.173 21.976 2671.623 21.976 1899.396 0.9 17.009 3741.965 24.723 2574.472 24.723 2149.976 18.899 3530.159 27.778 2428.749 27.778 2430.038 Để xây dựng đồ thị cân lực kéo, ta dựng hệ trục tọa độ Oxy, Trên trục tung ta đặt giá trị lực, trục hoành ta đặt giá trị vận tốc Đồ thị biểu diển mối quan hệ lực nói vận tốc chuyển động ô tô gọi đồ thị cân lực kéo Từ số liệu ta xây dựng đồ thị cân lực kéo tơ hình (6 – 2) Hình 6-2 Đồ thụ đặc tính lực kéo tay số Tính tốn thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K 6.2.2.2 Lập đồ thị cân công suất ơtơ Phương trình cân cơng suất động tơ biểu diễn đồ thị Chúng xây dựng theo quan hệ công suất phát động công suất cản q trình tơ chuyển động, phụ thuộc vào vận tốc chuyển động ô tô, Nghĩa N = f(v) Trước hết ta xác định quan hệ tốc độ tơ tốc độ góc trục khuỷu động Theo [1], ta có: vi = rb ωe i i hi [m/s] (6.22) Trong đó: + vi [m/s]: vận tốc ô tô ứng với tay số i + i0: tỷ số truyền truyền lực chính.i0=5.714 + ihi: Tỷ số truyền tay số thứ i + Rbx [m]: Bán kính bánh xe chủ động, Rbx = 0,3556 [m] + Vmax : Vận tốc chuyển động lớn xe, Vmax = 100 [km/h] = 27,778 [m/s] Thay giá trị Rbx i0 vào công thức ta được: R  0,3556. e Vi = bx e = [m / s] (6.24) i0 ihi 5,714 Ta có phương trình biểu thị cân công suất bánh xe chủ động ô tô theo [1], xác định sau: Nk = Ne – Nt = Nω + Nf ± Ni ± Nj (6.25) Trong đó: + Ne [kw]: cơng suất động phát + Nk [kw]: công suất động phát truyền đến bánh xe chủ động + Nt [kw]: công suất tiêu hao cho hệ thống truyền lực + Nω [kw]: công suất tiêu hao để thắng lực cản không khí + Nf [kw]: công suất tiêu hao để thắng lực cản lăn + Ni [kw]: công suất tiêu hao để thắng lực cản dốc + Nj [kw]: công suất tiêu hao để thắng lực cản quán tính Ta có: N k = Ne − N t = Ne ηt (6.26) Trong đó: ηt - Hiệu suất hệ thống truyền lực, theo [1] chọn ηt = 0.89 Thay số vào ta có: N k = 0,89.Ne (6.27) Tính tốn thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K Tương tự cân lực kéo, xét theo cơng suất tơ chỉcó thể chuyển động công suất kéo bánh xe chủ động thắng tổng công suất tất cảcác lực cản tác dụng vào tơ Nhân hai vếcủa phương trình với vận tốc V, ta nhận phương trình cân công suất Pcản.V≤Pki.V Ncản ≤ Nki Hay (6.28) (6.29) Vậy công suất cần xác đinh : N= Pi.Vi (6.30) Như để xác định vận tốc công suất tương ứng ứng với tốc độ động cơ.Ta thay số liệu vào [6.22] [6.28] ta có giá trị vận tốc công suất ô tô chuyển động tay số thấp tay số cao trình bày bảng (6 – 3) Bảng – Giá trị vận tốc công suất Nω, Nf (Nω + Nf) tay số Ih1 Ih2 Ih3 λx v1 n1 ne1 v2 nk2 ne2 v3 nk3 ne3 0.1 0.365 5.474 6.646 0.66 5.474 6.646 1.186 5.469 6.64 0.2 0.73 12.283 14.912 1.319 12.273 14.9 2.373 12.277 14.905 0.3 1.094 20.009 24.292 1.979 20.015 24.299 3.559 20.014 24.298 0.4 1.459 28.286 34.341 2.639 28.292 34.348 4.746 28.291 34.347 0.5 1.824 36.697 44.552 3.298 36.691 44.545 5.932 36.695 44.55 0.6 2.189 44.841 54.44 3.958 44.835 54.433 7.118 44.832 54.429 0.7 2.553 52.297 63.492 4.618 52.311 63.509 8.305 52.308 63.505 0.8 2.918 58.706 71.273 5.277 58.708 71.275 9.491 58.71 71.278 0.9 3.283 63.648 77.273 5.937 63.649 77.274 10.678 63.651 77.276 3.648 66.721 81 6.597 66.721 81 11.864 66.718 81 Ih4 Cản Ih5 lamda x v4 nk4 ne4 v5 nk5 ne5 v5 nf+nw 0.1 1.89 5.471 6.642 2.747 5.471 6.642 2.747 2.667 0.2 3.78 12.276 14.904 5.494 12.276 14.904 5.494 5.576 0.3 5.67 20.016 24.301 8.241 20.015 24.299 8.241 8.972 0.4 7.56 28.289 34.345 10.988 28.288 34.343 10.988 13.096 0.5 9.45 36.696 44.551 13.735 36.695 44.55 13.735 18.192 0.6 11.34 44.836 54.434 16.482 44.834 54.431 16.482 24.503 0.7 13.23 52.309 63.506 19.229 52.307 63.504 19.229 32.272 0.8 15.12 58.714 71.283 21.976 58.712 71.28 21.976 41.741 0.9 17.009 63.647 77.272 24.723 63.649 77.274 24.723 53.154 18.899 66.716 81 27.778 66.718 81 27.778 66.753 Tính tốn thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K Hình 6-3 Đồ thị cân công suất tay số Nhận xét: Nhằm nâng cao chất lượng sử dụng ô tô, giảm mức tiêu hao nhiên liệu, ta cần lưu ý đến việc sử dụng công suất động điều kiện chuyển động khác ô tô, phương diện người ta đưa khái niệm “ Mức độ sử dụng công suất động ” ký hiệu YN Mức độ sử dụng công suất động tỉ số công suất cần thiết để ô tô chuyển động (ổn định) với công suất động phát bánh xe chủ động Nk kéo hết nhiên liệu Ta có: YN = N + N Nk = N + N N e t (6.31) Qua biểu thức ta có nhận xét rằng: Chất lượng mặt đường tốt, hệ số cản tổng cộng ψ đường giảm vận tốc tơ nhỏ cơng suất động sử dụng nhỏ tỉ số truyền hộp số lớn, làm cho hệ số sử dụng công suất động YN nhỏ 6.2.2.3 Lập đồ thị nhân tố động lực học ôtô Khi so sánh tính chất động lực học loại ô tô khác ứng với điều kiện làm việc ô tô loại đường khác nhau, người ta mong muốn có thơng số mà thể tính chất động lực học tơ Tính tốn thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K Trong phương trình cân lực kéo đưa vào nhân tố đặc trưng cho tính chất động lực học ô tô như: Hệ số cản mặt đường ψ (ψ = f±i), tốc độ chuyển động ô tô v gia tốc ô tô j, công thức chưa loạt thông số kết cấu ô tô momen xoắn động Me, trọng lượng ô tô G, nhân tố cản khơng khí W… Do phương trình cân lực kéo không thuận lợi để đánh giá loại tơ khác Bởi cần có thông số đặc trưng tính chất động lực học ô tô mà số kết cấu khơng có mặt thơng số Thơng số gọi nhân tố động lực học ô tô Nhân tố động lực học ô tô tỉ số lực kéo tiếp tuyến Pk trừ lực cản không khí Pω chia cho trọng lượng tồn tơ Tỷ số kí hiệu chữ D Theo [1], ta có: D=  Pk − Pω  M e i t ηt = − W.v  G  R bx  G (6.32) Trong đó: + D - nhân tố động lực học ô tô + Pk- Lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động [N] + Pω- Lực cản không khí [N] + G -Trọng lượng tồn tơ thiết kế [N] + Me - Momen xoắn động + It - Tỉ số truyền hệ thống + ηt - Hiệu suất tỉ số truyền hệ thống truyền lực Qua biểu thức (6.32)ta có nhận xét sau đây: Nhân tố động lực học ô tô thể khả ô tô thắng lực cản tổng cộng khả tăng tốc Khi ô tô chuyển động ổn định nghĩa gia tốc j = giá trị nhân tố động lực học lực cản tổng cộng đường ( D = ψ ) Cũng ô tô chuyển động gia tốc j = đường i = giá trị nhân tố động lực học chính lực cản lăn, nghĩa D = f, giá trị có ô tô chuyển động số truyền cao hộp số động làm việc chế độ tồn tải, ta nhận vận tốc lớn ô tô vmax Giá trị nhân tố động lực học ô tô lớn Dmax tương ứng với sức cản đặc trưng mặt đường đặc trưng hệ số cản tổng cộng lớn tỉ số truyền thấp hộp số ψmax Các giá trị nhân tố động lực học D = ψ, Dmax vận tốc lớn ô tô vmax tiêu đặc trưng cho tính chất động lực học ô tô chuyển động (ổn định) Tính tốn thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K Thay số liệu vào công thức [6.31]ta giá trị nhân tố động lực học theo theo tốc độ chuyển động ô tô (v) giá trị trình bày bảng –4 Ta có cơng thức tính lực cản lăn theo vận tốc ô tô theo [1]:  v2  f = f 1 +   1500  (6.33) Theo [1], với xe tải đường nhựa bê tơng ta có f 0= 0.012 ÷ 0.015, ta chọn f0 = 0.015  V2    f = 0,015.1 + 1500   (6.34) Thay giá trị vận tốc vào công thức [6.33]ta bảng quan hệ tốc độ ô tô hệ số cản lăn (f) giá trị trình bày bảng 6-4 Bảng – Giá trị nhân tố động lực học ứng với tay số Ih1 Ih2 Ih3 λx v1 D1 v2 d2 v3 D3 0.1 0.365 0.235 0.66 0.13 1.186 0.072 0.2 0.73 0.264 1.319 0.146 2.373 0.081 0.3 1.094 0.287 1.979 0.159 3.559 0.088 0.4 1.459 0.304 2.639 0.168 4.746 0.093 0.5 1.824 0.316 3.298 0.174 5.932 0.096 0.6 2.189 0.321 3.958 0.177 7.118 0.098 0.7 2.553 0.321 4.618 0.177 8.305 0.097 0.8 2.918 0.315 5.277 0.174 9.491 0.095 0.9 3.283 0.304 5.937 0.167 10.678 0.091 3.648 0.287 6.597 0.158 11.864 0.085 Ih4 Cản Ih5 λx v4 d4 v5 d5 v5 f 0.1 1.89 0.045 2.747 0.031 2.747 0.023 0.2 3.78 0.051 5.494 0.034 5.494 0.023 0.3 5.67 0.055 8.241 0.037 8.241 0.023 0.4 7.56 0.058 10.988 0.038 10.988 0.023 0.5 9.45 0.059 13.735 0.038 13.735 0.023 0.6 11.34 0.059 16.482 0.037 16.482 0.023 0.7 13.23 0.058 19.229 0.035 19.229 0.023 0.8 15.12 0.056 21.976 0.032 21.976 0.023 0.9 17.009 0.053 24.723 0.028 24.723 0.023 18.899 0.048 27.47 0.023 27.778 0.023 Tính tốn thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K Hình 6-4 Đồ thị nhân tố động lực học tay số 6.2.2.3 Lập đồ thị gia tốc ôtô Gia tốc ô tô theo [1] xác định theo công thức: j= dv g = (D − ψ) dt δi (6.35) Trong đó: + J - gia tốc tơ + D - nhân tố động lực học ô tô + ψ - hệ số cản tổng cộng đường + g - gia tốc trọng trường , g = 9.81 [m/s2] +δi: hệ số tính đến tính đến ảnh hưởng khối lượng chuyển động quay Hệ số δi xác định theo cơng thức kinh nghiệm sau: δi = + δ1.i h2 + δ2 Các hệ số δ1 δ2 có giá trị gần sau: 1    0,5 Suy ra: δi = 1,05 + 0,05.ih2 Do ta xét xe tăng tốc mặt đường nằm ngang nên   v2  v2  f = f 1 + = 0,015 +     1500   1500  Từ (6.34) , (6.35) , (6.36) (36.37) ta được: (6.36) (6.37) Tính tốn thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K j=   dv  v2   g =  D − 0,015 1 +    dt   1500    1,05 + 0,05.i hi  (6.38) Thay số liệu vào công thức (3.38) ta bảng giá trị gia tốc (j) ô tô thay đổi theo tốc độ (v) ô tô chuyển động tay số trình bày bảng – Bảng – Giá trị gia tốc (j) ô tô thay đổi theo tốc độ (v) Ih1 Ih2 Ih3 Ih4 Ih5 λx v1 j1 v2 j2 v3 j3 v4 j4 v5 j5 0.1 0.365 0.902 0.66 0.773 1.186 0.475 1.89 0.268 2.747 0.146 0.2 0.73 1.021 1.319 0.88 2.373 0.55 3.78 0.321 5.494 0.174 0.3 1.094 1.115 1.979 0.968 3.559 0.608 5.67 0.357 8.241 0.192 0.4 1.459 1.185 2.639 1.028 4.746 0.65 7.56 0.375 10.988 0.201 0.5 1.824 1.234 3.298 1.068 5.932 0.675 9.45 0.383 13.735 0.192 0.6 2.189 1.255 3.958 1.089 7.118 0.683 11.34 0.383 16.482 0.174 0.7 2.553 1.255 4.618 1.089 8.305 0.675 13.23 0.366 19.229 0.146 0.8 2.918 1.23 5.277 1.068 9.491 0.658 15.12 0.348 21.976 0.11 0.9 3.283 1.185 5.937 1.021 10.678 0.625 17.009 0.312 24.723 0.064 3.648 1.115 6.597 0.961 11.864 0.575 18.899 0.259 27.778 Hình 6-5 Đồ thị gia tốc tay số Tính tốn thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K KẾT LUẬN Sau tháng thực hiện, chúng em hoàn thành đề tài tốt nghiệp: “Tính toán thiết kế xe ép rác sở sát xi ISUZU NPR85K”, thực chương: Chương 1: Tồng quan Chương 2: Phân tích lựa chọn thông số ôtô Chương 3:Thiết kế sơ Chương :Thiết kế kỹ thuật Chương 5: Tính toán ổn định ô tô ép rác sau cải tạo Chương 6: Tính toán động học động lực học ô tô ép rác Xe ép rác thiết kế phù hợp với tiêu chuẩn hành Bộ Giao thông Vận tải Việt Nam phương tiện giới đường Có đủ tính kỹ thuật, yêu cầu sử dụng, độ bền, độ an toàn ổn đinh cần thiết cho ô tô vận chuyển rác Trong thời gian tính toán thiết kế nảy sinh vấn đề kỹ thuật phải giải Với khoảng thời gian không nhiều kiến thức cịn hạn chế, q trình làm đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận giúp đỡ thầy cô để chúng em hồn thiện tốt Tính tốn thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyển Hửu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng “Lý thuyết ô tô máy kéo” Hà Nội : Nhà xuất khoa học kỹ thuật.; 1998 [2] Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên “Thiết kế tính tốn ơtơ máy kéo” Hà Nội: Nhà xuất Đại Học Trung Học Chuyên Nghiệp.; 1984 [3] Phan Kỳ Phùng, Thái Hoàng Phong “Sức bền vật liệu 1” Hà Nội: Nhà xuất khoa học kỹ thuật; 2005 [4] [5] [6] Đỗ Sanh “Cơ Học Tập Một” Hà Nội: Nhà xuất giáo dục; 2008 Nguyễn Trọng Hiệp “Chi tiết máy 1” Hà Nội: Nhà xuất giáo dục; 1969 Đinh Gia Tường, Tạ Khánh Lâm “Nguyên lý máy” Hà Nội: Nhà xuất khoa học kỹ thuật; 1999 [7] Đinh Ngọc Ái , Đặng Huy Chi, Nguyễn Phước Hoàng Phạm Đức Nhuận “Thủy lực máy thủy lực tập II” Hà Nội: Nhà xất Đại học trung học chuyên nghiệp; 1972 [8] Nguyễn Văn May “Bơm quạt máy nén” Hà Nội : Nhà xuất khoa học kỹ thuật; 2007 [9] “Bài giảng kỹ thuật ô tô chuyên dùng” THPCM: Đại học Bách Khoa THPCM [10] Catalogue xe ép rác ISUZU NPR85K Tính tốn thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .I Chương TỔNG QUAN III 1.1 GIỚI THIỆU VỀ Ô TÔ CHUYÊN DÙNG III 1.2 NHU CẦU SỬ DỤNG Ô TÔ CHỞ RÁC V 1.2.1 Thực trạng tình hình rác thải nước v 1.2.2 Tầm quan trọng công việc thu gom vận chuyển rác thải vi 1.3 YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI Ô TÔ CUỐN ÉP RÁC VI 1.3.1 Yêu cầu ô tô ép rác vi 1.3.2 Phân loại ô tô ép rác vi 1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU X Chương 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN THƠNG SỚ CỦA ƠTƠ XI 2.1 LỰA CHỌN Ô TÔ CƠ SỞ XI 2.2 PHÂN TÍCH LOẠI HÀNG, TỈ TRỌNG HÀNG XII Chương 3: THIẾT KẾ SƠ BỘ XIII 3.1 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ BỐ TRÍ CHUNG XIII 3.1.1 Các phương án thiết kế cấu thu gom xe ép rác xiii 3.1.2 Các phương án thiết kế bố trí hệ thống ép xv 3.1.3 Các phương án thiết kế cấu xả rác xvii 3.1.4 Chọn phương án thiết kế bố trí chung cho xe ép rác sở Isuzu npr85k xix 3.2 XÂY DỰNG THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA ÔTÔ THIẾT KẾ XX Chương : THIẾT KẾ KỸ THUẬT XXII 4.1 THIẾT KẾ THÙNG HÀNG XXII 4.1.1 Thiết kế thùng chính xxii 4.1.1.1 Xác định thông số thùng chính xxii 4.1.1.2 Kết cấu thùng chính xxiv 4.1.1.3.Tính toán thùng chính xxvii 4.1.1.4 Tính toán kiểm tra bền thùng chính chứa rác xxxii 4.1.1.5 Tính toán kiểm tra bền thùng chính lắp đặt lên khung sát xi xxxvi 4.1.2 Thiết kế thùng phụ xlii 4.1.2.1 Tính trọng lượng thùng phụ xliii 4.1.2.2.Tính tốn kiểm nghiệm chịu lực q trình ép sinh xlviii 4.1.2.3 Tính kiểm tra bền lưỡi lii 4.1.3 Xác định trọng lượng thân tồn tơ ép rác lv 4.2 THIẾT KẾ LẮP ĐẶT THIẾT BỊ CHUYÊN DÙNG LV 4.2.1 Giới thiệu sơ lược truyền động thủy lực lv 4.2.1.1 Khái niệm truyền động thủy lực lv 4.2.1.2 Phân loại ưu nhược điểm truyền động thủy lực lvi Tính tốn thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K 4.2.1.3 Ưu nhược điểm truyền động thủy lực lvi 4.2.2 Cấu trúc hệ thống truyền động lvi 4.2.3 Sơ đồ mạch thuỷ lực xe ép rác lvii 4.3 TÍNH TỐN CÁC THÀNH PHẦN HỆ THỐNG THỦY LỰC LIX 4.3.1 Xy lanh công tác lix 4.3.1.1 Tính toán xilanh cấu nâng thùng rác lix 4.3.1.2 Tính toán xilanh cấu lật lxii 4.3.1.3 Tính toán xilanh lxx 4.3.1.4 Tính toán xilanh ép lxxxi 2.2.1.5 Xác định thông số xilanh nâng thùng phụ lxxxvi 4.3.1.6 Tính tốn thơng số cấu xả rác xcii 4.3.2 Tính toán bơm xcvi Chương TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH CỦA Ơ TƠ ÉP RÁC SAU CẢI TẠO XCIX 5.1 XÁC ĐỊNH TỌA ĐỘ TRỌNG TÂM Ô TÔ XCIX 5.1.1 Các thành phần trọng lượng ô tô xcix 5.1.2 Xác định tọa độ trọng tâm ô tô c 5.2 XÁC ĐỊNH HÀNH LANG QUAY VÒNG CỦA Ô TÔ CVI 5.2.1 Xác định bán kính quay vịng ơtơ cvi 5.2.2 Xác định hành lang quay vịng tô cvi 5.3 TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ơ TƠ .CVIII 5.3.1 Khái niệm chung ổn định cviii 5.3.2 Tính toán ổn định dọc cviii 5.3.2.1 Khi ô tô lên dốc cviii 5.3.2.2 Khi ô tô xuống dốc cix 5.3.3 Tính ổn định ngang cx Chương TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA Ô TÔ CUỐN ÉP RÁC CXII 6.1 TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC CỦA Ô TÔ CUỐN ÉP RÁC CXII 6.1.1 Mục đích cxii 6.1.2 Các thơng số tính tốn cxii 6.1.3 Tính tốn thơng số động lực học tô thiết kế cxii 6.2 XÂY DỰNG CÁC ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH CỦA Ơ TƠ SAU THIẾT KẾ CXIV 6.2.1 Xác định đặc tính động sau thiết kế cxiv 6.2.2 Lập đồ thị đặc tính kéo ôtô cxvi 6.2.2.1 Lập đồ thị cân lực kéo ôtô cxvi 6.2.2.2 Lập đồ thị cân công suất ôtô cxx 6.2.2.3 Lập đồ thị nhân tố động lực học ôtô cxxii 6.2.2.3 Lập đồ thị gia tốc ôtô cxxv KẾT LUẬN CXXVII Tính toán thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K TÀI LIỆU THAM KHẢO CXXVIII ... lồng Tính tốn thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K 3.1.4 Chọn phương án thiết kế bố trí chung cho xe ép rác sở ISUZU NPR85K Qua việc lựa chọn phương án thiết kế cấu ta định chọn phương án xe ép rác. .. tạo Tính tốn thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K Chương 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN THÔNG SỐ CỦA ÔTÔ 2.1 LỰA CHỌN Ô TÔ CƠ SỞ Xe cở sở chọn để làm xe thiết kế cần phải đảm bảo yêu cầu xe thiết kế kích... trường thị: Xe ép rác, tưới đường… • Xe chuyên dùng nghành xây dựng: Xe ủi, xe xúc, xe lu… Tính tốn thiết kế xe ép rác sở ISUZU NPR85K • Xe chuyên dùng nghành nông thủy sản: Xe đông lạnh, xe chở trái