Nghiên cứu môi trường động lực học quá trình phanh liên hợp của máy vận chuyển trên dường bồi dốc

Luận văn

Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun Vn Thc s k thut ----------- ------------------------------------1 Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học nông nghiệp I Phan đắc Yến Nghiên cứu mô hình động lực học quá trình phanh của liên hợp máy vận chuyển trên đờng đồi dốc Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành: Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hoá nông lâm nghiệp m số: 60 . 52 . 14 Ngời hớng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Ngọc Quế Hà nội 2006 Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun Vn Thc s k thut ----------- ------------------------------------2 Lời cam đoan - Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và cha sử dụng để bảo vệ một học vị nào. - Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đ đợc cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đ đợc chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả Phan Đắc Yến Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun Vn Thc s k thut ----------- ------------------------------------3 Lời cảm ơn Lời cảm ơnLời cảm ơn Lời cảm ơn Trong thời gian học tập và nghiên cứu tại lớp cao học Cơ khí khoá 13, trờng Đại học Nông nghiệp I Hà nội. Tôi đã nhận đợc sự giúp đỡ, giảng dạy nhiệt tình của các thầy cô giáo trong nhà trờng. Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới tập thể các thầy cô giáo trong nhà trờng, các thầy cô khoa Cơ điện. Tôi xin chân thành cám ơn Ban giám hiệu, Ban chủ nhiệm khoa Cơ khí, các bạn đồng nghiệp trờng Cao đẳng Công nghiệp và xây dựng Uông Bí đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành khoá học. Đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình chu đáo của thầy giáo TS. Nguyễn Ngọc Quế ngời đã trực tiếp hớng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian làm luận văn tốt nghiệp. Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn chân thành. Một lần nữa cho phép tôi đợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới mọi sự giúp đỡ quí báu. Tôi xin chân thành cảm ơn ! Hà nội ngày tháng năm 2006 Tác giả Phan Đắc Yến Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun Vn Thc s k thut ----------- ------------------------------------4 Mục lục Lời cam đoan 2 Lời cảm ơn 3 Mục lục .4 Danh mục bảng .vi Danh mục hình vii 1. Mở đầu .10 1.1. Tính cấp thiết của đề tài .10 1.2. Mục đích, nhiệm vụ của đề tài 13 1.2.1. Mục đích .13 1.2.2. Nhiệm vụ của đề tài 13 1.3. ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .14 1.3.1. ý nghĩa khoa học 14 1.3.2. ý nghĩa thực tiễn .14 2. Tổng quan 15 2.1. Hệ thống dẫn động phanh khí nén trên máy kéo 15 2.1.1. Sơ đồ chung 15 2.1.2. Các cụm chi tiết chính trong hệ thống .16 2.2. ý nghĩa và điều kiện sử dụng hợp lý máy kéo để vận chuyển trong nông nghiệp 17 2.3. Phơng pháp và đối tợng nghiên cứu của đề tài .27 2.3.1. Phơng pháp nghiên cứu .27 2.3.2. Đối tợng nghiên cứu 29 2.3.3. Mô hình tính toán đợc sử dụng trong đề tài 31 3. Cơ sở lý thuyết 32 3.1. Nhiệm vụ, yêu cầu của hệ thống phanh 32 Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun Vn Thc s k thut ----------- ------------------------------------5 3.1.1. Nhiệm vụ của hệ thống phanh .32 3.1.2. Các yêu cầu đối với hệ thống phanh liên hợp máy 32 3.2. Cơ sở lý thuyết về phanh bánh xe .34 3.2.1. Lực phanh sinh ra ở bánh xe .34 3.2.2. Sự trợt của bánh xe khi phanh .35 3.2.3. Sự lăn của bánh xe đàn hồi 38 3.3. Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh .40 3.3.1. Gia tốc chậm dần khi phanh 40 3.3.2. Thời gian phanh .40 3.3.3. Qung đờng phanh 41 3.3.4. Lực phanh và lực phanh riêng 42 3.4. Các nhân tố ảnh hởng đến hiệu quả phanh 43 3.4.1. ảnh hởng của vận tốc bắt đầu phanh .43 3.4.2. ảnh hởng của mô men phanh .43 3.4.3. ảnh hởng của hệ số bám .45 3.5. ổn định liên hợp máy khi phanh 47 3.6. Giản đồ phanh và chỉ tiêu phanh thực tế 49 3.7. Các tiêu chuẩn an toàn giao thông (về phanh) 51 3.7.1. Tiêu chuẩn Việt Nam .51 3.7.2. Tiêu chuẩn châu Âu 52 4. Xây dựng mô hình toán học nghiên cứu động lực học quá trình phanh liên hợp máy .54 4.1. Các giả thiết 54 4.2. Mô hình toán 56 4.2.1. Lực tác dụng lên liên hợp máy trong quá trình phanh 56 4.2.2. Phơng trình cân bằng lực khi phanh liên hợp máy .57 4.2.3. Quy luật biến đổi lực phanh và gia tốc chậm dần liên hợp máy 60 Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun Vn Thc s k thut ----------- ------------------------------------6 4.2.5. Xác định các phản lực pháp tuyến động lực của liên hợp máy .65 4.3. Các phơng án khảo sát và chơng trình tính toán 66 4.3.1. Khảo sát ảnh hởng của chênh lệch thời gian tác động của cơ cấu phanh máy kéo và cơ cấu phanh rơ moóc t đến quá trình phanh liên hợp máy 67 4.3.2. Khảo sát sự ảnh hởng của vận tốc bắt đầu phanh V 0 đến quá trình phanh liên hợp máy .68 4.3.3. Khảo sát sự ảnh hởng của góc dốc mặt đờng đến hiệu quả phanh liên hợp máy .69 4.3.4. Khảo sát ảnh hởng của hệ số bám đến hiệu quả quá trình phanh liên hợp máy 70 4.4. Lu đồ thuật giải .71 4.5. Kết luận phần 4 72 5. kết quả tính toán 73 5.1. ảnh hởng của sự chênh lệch về thời gian tác động của cơ cấu phanh máy kéo và cơ cấu phanh rơ moóc đến quá trình phanh 73 5.2. ảnh hởng của vận tốc bắt đầu phanh V 0 đến quá trình phanh 76 5.3. ảnh hởng của độ dốc mặt đờng đến quá trình phanh 77 5.4. ảnh hởng của hệ số bám đến quá trình phanh .79 6. Kết luận và đề nghị .82 6.1. Kết luận .82 6.2. Đề nghị 83 Tài liệu tham khảo .84 Phụ Lục .85 Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun Vn Thc s k thut ----------- ------------------------------------7 Danh mục bảng Bảng 2.1. Các thông số kỹ thuật của máy kéo MTZ - 80 . 30 Bảng 2.2. Các thông số kỹ thuật của rơ moóc 2PTS - 4M 31 Bảng 3.1. Phụ thuộc của hệ số bám X (%) vào vận tốc chuyển động V 37 Bảng 3.2. Sự phụ thuộc của hệ số bám ngang Y vào hệ số trợt và góc lăn lệch của lốp . 38 Bảng 3.3. Hệ số bám trên các loại đờng . 46 Bảng 3.4. Tiêu chuẩn châu Âu về thử phanh 53 Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun Vn Thc s k thut ----------- ------------------------------------8 Danh mục hình Hình 2.1. Sơ đồ hệ thống phanh dẫn động khí nén của máy kéo .15 Hình 2.2. Máy nén khí 16 Hình 2.3. Tổng phanh 19 Hình 2.4. Sơ đồ làm việc của tổng phanh hơi .20 Hình 2.5. Sơ đồ nguyên lý làm việc của phanh rơ moóc 21 Hình 2.6. Cơ cấu phanh ở bánh xe rơ moóc .25 Hình 3.1. Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên bánh xe khi phanh 34 Hình 3.2. Sự thay đổi hệ số bám dọc x và hệ số bám ngang y theo độ .trợt tơng đối của bánh xe khi phanh 36 Hình 3.3. Quan hệ qung đờng phanh và hệ số bám với vận tốc bắt đầu phanh của ô tô hay liên hợp máy .44 Hình 3.4. Quan hệ giữa hệ số C và à 45 Hình 3.5. Sự phụ thuộc của hệ số bám vào độ nhám của mặt đờng 46 Hình 3.6. Sự phụ thuộc của hệ số bám vào vận tốc và tải trọng 47 Hình 3.7. Giản đồ phanh .49 Hình 4.1. Mô hình phẳng khi phanh liên hợp máy .56 Hình 4.2. Quy luật biến đổi lực phanh .60 Hình 4.3. Sự thay đổi lực phanh liên hợp máy khi phanh máy kéo và phanh rơ moóc tác động đồng thời .61 Hình 4.4. Sự thay đổi lực phanh LHM .62 khi phanh máy kéo tác động trớc ( t 1K < t 1M ) .62 Hình 4.5. Sự thay đổi lực phanh LHM .63 khi phanh máy kéo tác động sau ( t 1K > t 1M ) 63 Hình 4.6. Sơ đồ các lực tác dụng lên liên hợp máy khi tách khớp .64 Hình 4.7. Lu đồ thuật giải khảo sát bài toán động lực học .71 Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun Vn Thc s k thut ----------- ------------------------------------9 Hình 5.1. Kết quả khảo sát khi phanh máy kéo và rơ moóc tác động đồng thời 73 Hình 5.2. Kết quả khảo sát khi phanh máy kéo tác động trớc (t 1K <t 1M ) 74 Hình 5.3. Kết quả khảo sát khi phanh rơ moóc tác động trớc (t 1M <t 1K ) .74 Hình 5.4. Kết quả khảo sát khi thay đổi thông số vận tốc V 0 =30km/h 76 Hình 5.5. Kết quả khảo sát khi thay đổi góc dốc = 15 0 78 Hình 5.6. Kết quả khảo sát khi thay đổi góc dốc = 20 0 78 Hình 5.7. Kết quả khảo sát khi thay đổi mk = 0,35; m = 0,3 .79 Hình 5.8. Kết quả khảo sát khi thay đổi mk = 0,8; m = 0,75 .80 Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun Vn Thc s k thut ----------- ------------------------------------10 1. Mở đầu 1.1. tính cấp thiết của đề tài Trong xu thế phát triển kinh tế của tất cả các nớc trên thế giới, giao thông vận tải luôn có tầm quan trọng hàng đầu. Ngày nay, các phơng tiện vận tải luôn đợc đổi mới, ngày càng hoàn thiện và hiện đại thoả mn nhu cầu khắt khe của con ngời, nhng đó chỉ là những phơng tiện vận tải nhập ngoại đắt tiền. Nớc ta là một nớc nông nghiệp, sản xuất nông nghiệp luôn chiếm tỷ trọng lớn trong nền kinh tế quốc dân, ngành nông nghiệp đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế, thu nhập từ nông nghiệp góp phần ổn định và nâng cao đời sống cho đa số nhân dân, đồng thời góp phần ổn định kinh tế, chính trị của đất nớc. Đó là nền tảng vững chắc để phát triển công nghiệp và các ngành khác. Một trong những vấn đề để phát triển nông nghiệp đợc Đảng và nhà nớc đặc biệt chú trọng, đó là cơ khí hoá nông nghiệp và hiện đại hoá nông nghiệp. Thực hiện chủ trơng đó, hàng loạt máy kéo và liên hợp máy công suất lớn phục vụ nông nghiệp đợc nhập về từ các quốc gia x hội chủ nghĩa ở Đông Âu, mà cụ thể là Liên Xô cũ từ những năm trớc đây. Với việc trang bị nhiều thiết bị máy nông nghiệp, sản xuất nông nghiệp ở nớc ta đ có những thành quả và bớc tiến nhất định, năng suất lao động đợc nâng cao, năng suất và chất lợng cây trồng ngày càng đợc cải thiện, giảm hẳn cờng độ lao động chân tay cho ngời nông dân, bớc đầu thực hiện mục tiêu biến nông nghiệp thành nền sản xuất lớn. Để đạt đợc những thành tựu to lớn đó, chúng ta không thể không kể đến một yếu tố giúp cho ngành nông nghiệp phát triển, đó chính là sự phát triển của cơ giới hoá trong sản xuất và vận chuyển nông, lâm nghiệp. Nó luôn giữ một vai trò hết sức quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nớc ta hiện nay. Nhng đất nớc càng phát triển thì mật độ ô tô, máy kéo và liên hợp