Ô tô (phương ngữ Bắc Bộ) hay xe hơi (phương ngữ Nam Bộ) hoặc car (tiếng Anh) là loại phương tiện giao thông chạy bằng 4 bánh có chở theo động cơ của chính nó. Tên gọi ôtô được nhập từ tiếng Pháp (automobile), tên tiếng Pháp xuất phát từ từ auto (tiếng Hy Lạp, nghĩa là tự thân) và từ mobilis (tiếng La Tinh, nghĩa là vận động). Từ automobile ban đầu chỉ những loại xe tự di chuyển được gồm xe không ngựa và xe có động cơ. Còn từ ô tô trong tiếng Việt chỉ dùng để chỉ các loại có 4 bánh. Chữ xe hơi bắt nguồn từ chữ Hoa 汽車, phát âm theo Hán Việt là khí xa. Còn người Nhật gọi xe hơi là 自動車 (Tự động xa) nghĩa là xe tự động. Các kiểu khác nhau của xe hơi gồm các loại xe: xe buýt, xe tải.Có khoảng 1,32 tỷ chiếc xe được sử dụng trên toàn thế giới vào năm 2016.2 Khi lần đầu tiên ra mắt, xe hơi được hoan nghênh như một (phương tiện) cải tiến về môi trường so với ngựa. Trước khi nó ra mắt ở thành phố New York; hơn 10,000 tấn phân hàng ngày được dọn khỏi các đường phố. Tuy nhiên, năm 2006, các xe hơi là một trong những nguồn gây ô nhiễm không khí và tiếng ồn cũng như ảnh hưởng tới sức khoẻ trên khắp thế giới.
Chương LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 1.1 Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại, điều kiện làm việc 1.1.1 Nhiệm vụ Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi khung vỏ ôtô với cầu.Nhiệm vụ chủ yếu hệ thống treo giúp ôtô chuyển động êm dịu đI qua mặt đường khơng phẳng.Ngồi hệ thống treo dùng để truyền lực mômen từ bánh xe lên khung vỏ xe, đảm bảo động học bánh xe Để đảm bảo chức hệ thống treo thờng có phận chủ yếu: + Bộ phận đàn hồi + Bộ phận dẫn hướng + Bộphận giảm chấn Bộ phận đàn hồi : Nối đàn hồi khung vỏ với bánh xe, tiếp nhận lực thẳng đứng tác dụng từ khung vỏ tới bánh xe ngược lại Bộ phận đần hồi có cấu tạo chủ yếu chi tiết (hoặc cụm chi tiết) đàn hồi kim loại (nhíp, lị xo, xoắn) khí (trong trường hợp hệ thống treo khí thủy khí ) Bộ phận dẫn hướng : Có tác dụng đảm bảo động học bánh xe , tức đảm bảo cho xe dao động mặt phẳng thẳng đứng, phận hướng làm nhiệm vụ truyền lực dọc, lực ngang, mô men khung vỏ bánh xe Bộ phận giảm chấn : Có tác dụng dập tắt nhanh chóng dao động cách biến lượng dao động thành nhiệt tỏa Việc biến lượng dao động thành nhiệt nhờ ma sát Giảm chấn ôtô giảm chấn thủy lực, xe dao động, chất lỏng giảm chấn chất lỏng với thành lỗ tiết lưu lớp chất lỏng với biến thành nhiệt nung nóng vỏ giảm chấn tỏa ngồi 1.1.2 Phân loại Có nhiều cách phân loại hệ thống treo tùy theo tiêu chí mà người đưa để phân loại Theo sơ đồ phận dẫn hướng : + Hệ thống treo phụ thuộc + Hệ thống treo độc lập Theo phận đần hồi : + Loại kim loại Đồ án tốt nghiệp - Hệ thống treo loại mhíp - Hệ thống treo loại lị xo xoắn ốc - Hệ thống treo loại xoắn + Loại khí + Loại thủy lực : - Hệ thống treo loại thủy khí kết hợp 1.1.3 Yêu cầu + Độ võng tĩnh f t (sinh tác dụng tảu trọng tĩnh) phải nằm giới hạn đủ đảm bảo tần số dao động thích hợp cần thiết + Độ võng động f d (sinh ô tô chuyển động) phảI đủ đảm bảo vận tốc chuyển động ô tô đường xấu nằm giới hạn cho phép, giới hạn khơng có va đập lên phận hạn chế + Động học bánh xe dẫn hướng giữ bánh xe dẫn hướng dịch chuyển mặt phẳng thẳng đứng (nghĩa chiều rộng sở góc đặt trụ đứng bánh xe dẫn hướng khơng đổi) + Có hệ số cản thích hợp để dập tắt nhanh dao động vỏ bánh xe + Đảm bảo tương ứng động học bánh xe với động học dẫn động lái, dẫn động phanh + Giảm tải trọng động ô tô qua đường ghồ ghề + Phải đảm bảo an toàn, dễ sửa chữa, thay giá thành hợp lý Ngồi chế tạo với trình độ công nghệ sản xuất nước 1.1.4 Điều kiện làm việc + Làm việc điều kiện chịu tải trọng tác dụng từ khối lượng treo lên hệ thống + Chịu tác dụng phản lực từ mặt đường tác dụng ngược lên + Các phận hệ thống làm việc điều kiện bị biến dạng, va đập dịch chuyển tương đối 1.2 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TREO Hiện ôtô sử dụng hệ thống treo với nhiều dạng khác Có kết cấu thay đổi tùy theo xe cụ thể, tùy theo nhà sản xuất Nhưng nhìn chung chúng nằm hai dạng : Hệ thống treo phụ thuộc hệ thống treo độc lập Đồ án tốt nghiệp 1.2.1 Hệ thống treo phụ thuộc Nguyên lý hoạt động Hai bánh xe trái phải nối dầm cứng nên dịch chuyển bánh xe mặt phẳng ngang bánh xe cịn lại dịch chuyển Do hệ thống treo phụ thuộc khơng thể đảm bảo hồn tồn động học bánh xe dẫn hướng Hệ thống treo phụ thuộc thường sử dụng hệ thống treo cầu sau ôtô du lịch tất cầu otô tải, ôtô khách loại lớn Ưu điểm + Trong trình chuyển động, vết bánh xe cố định khơng xảy mịn lốp nhanh hệ thống treo độc lập + Khi ơtơ quay vịng có thùng xe nghiêng cịn cầu xe thăng bằng, lốp mịn + Khi chịu lực bên (lực ly tâm, đường nghiêng, gió bên) hai bánh xe liên kết cứng, hạn chế tượng trượt bên bánh xe + Kết cấu đơn giản,rẻ tiền, nhíp vừa làm nhiệm vụ đàn hồi vừa làm nhiệm vụ dẫn hướng + Số khớp quay không càn phải bôi trơn khớp quay + Dễ chế tạo, dễ tháo lắp sửa chữa, giá thành rẻ Nhược điểm + Khi nâng bên bánh xe lên, vết bánh xe thay đổi, phát sinh lực ngang làm tính chất bám đường otơ ôtô dễ bị trượt ngang + Hệ thống treo bánh xe, bánh xe chủ động có trọng lượng phần khơng treo lớn + Sự nối cứng bánh xe hai bên nhờ dầm liền làm phát sinh dao động nguy hiểm bánh xe giới hạn vận tốc chuyển động + Nếu hệ thống treo phụ thuộc đặt bánh xe dẫn hướng, độ nghiêng hai bánh xe thay đổi bánh xe dịch chuyển thẳng đứng, làm phát sinh mômen hiệu ứng quay, ảnh hưởng đến dịch chuyển góc cầu bánh xe dẫn hướng quanh trục quay + Khó bố trí cụm ơtơ đặt hệ thống treo phụ thuộc đằng trước Một số hệ thống treo phụ thuộc dùng phổ biến cho ôtô : + Hệ thống treo có phận đàn hồi nhíp + Hệ thống treo có phận đàn hồi lò xo trụ 1.2.1.a Hệ thống treo phụ thuộc loại nhíp Ưu điểm + Nhíp vừa cấu đàn hồi, vừa cấu dẫn hướng phần làm nhiệm vụ giảm chấn nghĩa thự toàn chức hệ thống treo Do kết cấu hệ thống treo đơn giản + Với chức phận dẫn hướng, nhíp truyền lực dọc (lực kéo lực phanh) lực ngang từ bánh xe qua cầu xe lên khung Đồ án tốt nghiệp + Chức đàn hồi theo phương thẳng đứng + Ngồi nhíp có khả truyền mơmen từ bánh xe lên khung.Đó mơmen kéo mơmen phanh Khuyết điểm + Trọng lượng nhíp nặng tất phận đàn hồi khác, nhíp kể giảm chấn chiếm từ 5,5%-8% trọng lượng thân ôtô + Thời hạn phục vụ ngắn ứng suất ban đầu, trạng thái ứng suất phức tạp, lực động lặp lại nhiều lần + Đường đặc tính đàn hồi đòi hỏi phải đường cong thực tế độ cứng thân nhíp lại số Hình Hệ thống treo loại nhíp cầu không chủ động 1.2.1.b Hệ thống treo phụ thuộc phần tử đàn hồi lò xo trụ Hệ thống treo phụ thuộc có phần tử đàn hồi lị xo trụ bố trí cầu bị động cầu chủ động Đồ án tốt nghiệp Hình Hệ thống treo phụ thuộc kiểu lị xo trụ a) cầu trước B) cầu sau Ưu điểm + Nếu có độ cứng độ bền lị xo trụ có trọng lượng nhẹ nhíp + Lị xo trụ có tuổi thọ lớn nhíp, làm việc vành lị xo khơng có ma sát nhíp, khơng phải bảo dưỡng chăm sóc chăm sóc nhíp Khuyết điểm + Lò xo trụ làm nhiệm vụ đàn hồi nhiệm vụ dẫn hướng giảm chấn phải phận khác đảm nhiệm, kết cấu phức tạp 1.2.2 Hệ thống treo độc lập Nguyên lý hoạt động Hệ thống treo độc lập hai bánh xe trái phải khơng có quan hệ trực tiếp với Khi dịch chuyển bánh xe mặt phẳng nằm ngang, bánh xe không chịu ảnh hưởng Hệ thống treo độc lập thường sử dụng cầu trước ơtơ du lịch, có số loại ô tô sử dụng hệ thống treo độc lập cho tất cầu Ưu điểm + Khi dịch chuyển bánh xe mặt phẳng ngang bánh xe đứng nguyên, động học bánh xe dẫn hướng giữ Đồ án tốt nghiệp + khả quay vòng xe tốt hơn, quay vịng đảm bảo vận tốc quay hai bánh xe trái phải không bị ràng buộc nhiều hệ thống treo phụ thuộc + Khối lượng không treo hệ thống nhỏ so với hệ thống treo phụ thuộc Do tăng trọng lượng bám, tăng độ êm dịu ôtô + Đảm bảo dịch chuyển, bánh xe không làm thay đổi góc đặt bánh xe chiều rộng sở, làm triệt tiêu hồn tồn lắc bánh xe trụ đứng, dẫn đến không phát sinh mômen hiệu ứng quay bánh xe dịch chuyển thẳng đứng Nhược điểm + Kết cấu phức tạp gồm nhiều chi tiết + Trong trình chuyển động, vết bánh xe khơng cố định xảy tình trạng mịn lốp nhanh + Khi chịu lực bên (ly tâm, đường nghiêng, gió bên) hai bánh xe khơng liên kết cứng, xảy tượng trượt bên bánh xe Một số hệ thống treo độc lập dùng cho ơtơ + Hệ treo địn dọc + Hệ treo đòn ngang + Hệ treo Macpherson + Hệ treo đòn chéo + Hệ treo độc lập, phần tử đàn hồi xoắn 1.2.2.a Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, địn treo dọc Hình - Hệ thống treo độc lập với phần tử đàn hồi lò xo với đòn treo dọc 1- Khung xe; 2- Phần tử đàn hồi lò xo; 3- Giảm chấn ống thuỷ lực; 4- Bánh xe; 5- Đòn treo dọc; 6- Khớp lề Ưu điểm + Dễ dàng tháo lắp tòan cầu xe, kết cấu đơn giản Đồ án tốt nghiệp + Có trọng lượng phần khơng treo bé chiều rộng sở không thay đổi + Giảm nhẹ lực tác dụng lên đòn ngang khớp quay, đồng thời không cần dùng đến ổn định (dùng địn liên kết có độ cứng nhỏ) + Khơng có moment hiệu ứng quay bánh xe dẫn hướng, khơng gây nên thay đổi góc nghiêng ngang bánh xe, động học dẫn động lái Nhược điểm + Địi hỏi cơng nghệ hàn cao, tải trọng đặt lên cầu xe hạn chế làm quay trục cầu xe đường vòng trạng thái quay vòng thừa 1.2.2.b Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, hai đòn ngang Sơ đồ hệ thống treo độc lập hai đòn ngang có chiều dài gọi hệ thống treo có cấu hướng hình bình hành Sơ đồ hệ thống treo độc lập hai địn ngang có chiều dài khơng gọi hệ thống treo có cấu hướng hình thang Hình III.4 - a) Hệ thống treo độc lập hai địn ngang hình bình hành b) Hệ thống treo độc lập hai địn ngang hình thang Ưu điểm + Khắc phục phát sinh moment hiệu ứng quay + Triệt tiêu rung bánh xe trục đứng + Khắc phục thay đổi độ nghiêng mặt phẳng quay bánh xe + Trọng tâm xe thấp, độ nghiêng thùng xe chịu lực ly tâm nhỏ + Góc lệch chuyển vị nhỏ nên có khả ổn định chuyển động tốc độ cao + Khối lượng phần không treo nhỏ đảm bảo độ êm dịu chuyển động đường gồ ghề Nhược điểm + Kết cấu phức tạp, chiếm khoảng không gian lớn xe + Do thay đổi B tương đối lớn nên lốp nhanh mòn + Độ ổn định ngang bánh xe + Động học bánh xe phụ thuộc vào độ dài đòn + Chiều rộng sở độ nghiêng bên thay đổi Đồ án tốt nghiệp 1.2.2.c Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lị xo loại Macpherson Hình III.5 - hệ thống treo kiểu Macpherson Ưu điểm + Có khả điều chỉnh chiều cao thân xe xe chạy tốc độ cao + Tăng độ ổn định phần thân vỏ xe nhờ bố trí thêm ổn định Khuyết điểm + Kết cấu phức tạp, khó bảo dưỡng + Giá thành cao 1.2.2.d Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, địn chéo Hình III.6 - hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi lò xo, đòn chéo Đồ án tốt nghiệp Ưu điểm + Tăng độ cứng vững nên tăng khả chịu lực ngang + Giảm thiểu thay đổi góc đặt bánh xe (độ chụm, vết bánh xe góc nghiêng ngang trụ đứng) xảy bánh xe dao động phương thẳng đứng + Kết cấu đơn giản chiếm khơng gian Khuyết điểm + Giá thành cao 1.2.2.e Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi xoắn Hình III.7 - Hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi xoắn Ưu điểm + Kết cấu, kích thước trọng lượng phần tử đàn hồi nhỏ + Khơng gian chiếm chỗ ít, bố trí thuận tiện + Đảm bảo tính chịu lực cao cho xe điều kiện Khuyết điểm + Giá thành cao 1.2.2.f Hệ thống treo loại thăng Được sử dụng cho loại ơtơ ba cầu (có cầu thứ hai thứ ba gần nhau), ôtô bốn cầu nhiều rơmooc Ưu điểm + Đảm bảo tải trọng thẳng đứng tác động lên bánh xe cầu nhau, bánh xe bên trái bánh xe bên phải Đồ án tốt nghiệp Hình III.8 - Hệ thống treo thăng 1.2.2.g Hệ thống treo loại khí Phần tử đàn hồi khí sử dụng hiều ơtơ có trọng lượng phần treo lớn thay đổi nhiều Ưu điểm + Phần tử đàn hồi tự thay đổi độ cứng hệ thống treo cách thay đổi áp suất bên phần tử đàn hồi + Giảm độ cứng hệ thống treo làm tăng độ êm dịu + Đẩy cộng hưởng xuống vùng có tần số thấp hơn, giảm gia tốc thẳng đứng buồng lái, giảm dịch chuyển vỏ bánh xe + Đường đặc tính hệ thống treo khí phi tuyến tăng đột ngột hành trình nén hành trình trả Do khối lượng phần treo không treo dù bị giới hạn dịch chuyển tương đối độ êm dịu hệ thống lớn + Khơng có ma sát phần tử đàn hồi, trọng lượng phần tử đàn hồi bé, giảm chấn động giảm tiếng ồn từ bánh xe lên buồng lái + Có thể thay đổi ví trí vỏ xe với mặt đường tức thay đổi chiều cao chất tải Nhược điểm + Phải bố trí thêm hệ thống cung cấp khí bình chứa, máy nén + Hệ thống treo khí yêu cầu phải sử dụng thêm phần điều chỉnh hệ thống treo (điều chỉnh vị trí thùng xe điều chỉnh độ cứng hệ thống treo) + Kết cấu phức tạp 1.3 KẾT LUẬN + Sau tìm hiểu phân tích số dạng hệ thống treo sử dụng thực tế, kết hợp với thực tế xe tải sử dụng thị trường, tình hình sản xuất công ty ôtô nước, ta chọn hệ thống treo cho cầu trước cầu sau cho xe thiết kế hệ thống treo phụ thuộc với phần tử đàn hồi nhíp 10 Đồ án tốt nghiệp 3.3 Thiết kế giảm chấn sau 3.3.1 Xác định hệ số cản giảm chấn KG 3.3.1.a Hệ số cản hệ thống treo Trong lý thuyết ôtô để đánh giá dập tắt chấn động người ta sử dụng hệ số dập tắt chấn động tương đối sau: ψ = K tr CM Trong đó: ψ- Hệ số dập tắt chấn động, (ψ = 0, 15÷ 0, 3) Lấy ψ = 0, C- Độ cứng hệ thống treo, C = 222878 N/m M- Khối lượng treo tính bánh xe, M = 2956 kg Ktr- Hệ số cản hệ thống treo ⇒ Hệ số cản hệ thống treo xác định công thức: Ktreo = 2ψ CM = 2.0,2 222878.2956 = 9492 Ns / m 3.3.1.b Xác định hệ số cản giảm chấn - Hệ số cản trung bình giảm chấn : Kg= K tr cos α Trong đó: Ktreo- Hệ số cản hệ thống treo α- Góc nghiêng giảm chấn, α = 200 ⇒ Kg = 9492 = 10750 Ns/m cos 20 - Ta lại có quan hệ: K K tr = 2,5 ÷ chọn tr = 2,75 Kn Kn Kn+ Ktr = Kgc Trong đó: 48 Đồ án tốt nghiệp Kn- Hệ số cản giảm chấn lúc nén Ktr- Hệ số cản giảm chấn lúc trả - Giải hệ phương trình trên, ta đợc: ⇒ Kn = 5733 Ns/m Ktr = 15767 Ns/m 3.3.1.c Xác định lực cản giảm chấn - Lực cản giảm chấn hành trình nén: Pn = Kn Vg Trong đó: Vg- Tốc độ piston hành trình nén, Vg = 0,3 m/s Kn- Hệ số cản giảm chấn hành trình nén, Kn= 5733 Ns/m Pn = 5733.0,3 = 1720 N - Lực cản giảm chấn nén mạnh: Pnmax = Pn + K’n (Vgmax-Vg) Trong đó: Vgmax- Tốc độ piston nén mạnh, Vgmax = 0,6 m/s K’n- Hệ số cản giảm chấn nén mạnh, K’n= 0,6Kn Pnmax = 1720 + 0,6.5733.(0,6-0,3) = 2752 N - Lực cản giảm chấn hành trình trả: Ptr = Ktr Vg Trong đó: Vg- Tốc độ piston hành trình trả, Vg = 0,3 m/s Ktr- Hệ số cản giảm chấn hành trình trả, Ktr= 15767 Ns/m Ptr = 15767.0,3 = 4730 N - Lực cản giảm chấn trả mạnh: Ptrmax = Ptr + K’tr (Vgmax-Vg) Trong đó: Vgmax- Tốc độ piston trả mạnh, Vgmax = 0,6 m/s K’tr- Hệ số cản giảm chấn trả mạnh, K’tr= 0,6Ktr P tr max = 4730 + 0,6.15767.(0,6-0,3) = 7568 N 49 Đồ án tốt nghiệp 3.3.2 Xác định kích thước giảm chấn 3.3.2.a Xác định đường kính, hành trình Pistol - Chế độ làm việc căng thẳng xác định V = 0, m/s - Công suất tiêu thụ giảm chấn xác định theo công thức: Ng = ( K tr + K n ) V g2 = K g V g2 = 10750.0,3 = 967,5 W - Công suất tỏa nhiệt một vật thể kim loại có diện tích tỏa tính sau: nhiệt F Nt = 427 α F (Tmax - Tmin) Trong đó: α- Hệ số truyền nhiệt, chọn α = 0, 13 J/m2 Nhiệt độ cho phép: Tmax=1400 Tmin = 200 - Cân phương trình nhiệt ta có: 967,5 = 427 0,13 F (140-20) ⇒ F = 0,124495 m-2 = 124495 mm2 Ld mà F = πDn.L = 124495 mm2 Ld chiều dài phần đầu giảm chấn; L m chiều dài phận làm kín; LP chiều dài piston giảm chấn; L v chiều dài phần đế van giảm chấn; L G hành trình làm việc cực đại giảm chấn, L G phải lớn khoảng dịch chuyển bánh xe từ điểm hạn chế đến điểm hạn chế - Nếu lấy đường kính pittơng d làm thơng số bản, thông số khác xác định: D = 55 mm; d =40 mm; d D Dn Lg dn Lp - Kích thước sơ giảm chấn bao gồm chiều dài phận: Lv dc Ld 124495 = 660 mm π 66 →L ≥ Lm - Chọn Dn = 60 mm dc = 10 mm; dn = 44 mm 50 Đồ án tốt nghiệp LP = 35 mm; Ld = 50 mm; Lm = 50 mm; Lv = 30 mm LG = 555 mm - Do đó: L = L V + L P + L G + L m = 670 (mm) > 660 (mm) Thỏa mãn điều kiện nhiệt 3.3.2.b Xác định kích thước lỗ van giảm chấn - Tổng diện tích lưu thông lỗ van giảm chấn (số lỗ kích thước lỗ van) định hệ số cản giảm chấn Ta có cơng thức: g p γ Q = FV µ Trong đó: Q- Lưu lượng chất lỏng chảy qua lỗ tiết lưu, Q = FPVg FV- Tổng diện tích lỗ van µ- Hệ số tổn thất , Chọn µ = 0,6 p- áp suất chất lỏng giảm chấn, p = Pg FP γ - Trọng lượng riêng chất lỏng, γ = 8600 N/m g- Gia tốc trọng trường, g= 10 m/s FP- Diện tích piston giảm chấn : π d 3,14.0,04 = = 12,56.10 − m F p= 4 Vg- Vận tốc giảm chấn làm việc, Vg= 0, m/s 3.3.2.b.1 Xác định kích thước lỗ van nén - Tổng diện tích lỗ van nén xác định theo cơng thức: F p Vn1 Fvn = µ gPn1 F p γ Do : F p Vn1 Fvn = ⇒ µ gPn1 F p γ 12,56.10 −4.0,3 = 0,6 2.10.1720 12,56.10 −4.8600 = 1,113 10 −5 m = 11,13 mm - Đường kính lỗ van nén: 51 Đồ án tốt nghiệp nπ d = 11,13 mm Fvn = Chọn số lỗ van n = ⇒ d = 1,9 mm 3.3.2.b.2 Xác định kích thước lỗ van trả - Tổng diện tích lỗ van trả xác định theo công thức: F p Vt1 Fvt = µ gPtr1 F p γ Do : F p Vt1 Fvt = ⇒ µ gPtr1 F p γ 12,56.10 −4.0,3 = 2.10.4730 12,56.10 − 4.8600 0,6 = 0,671.10 −5 m =6,71 mm - Đường kính lỗ van trả: FVT = nπ d = 6,71 mm Chọn số lỗ van n = ⇒ d = 1,5 mm 3.3.2.b.3 Xác định kích thước lỗ van giảm tải hành trình nén - Tổng diện tích tất lỗ van nén mạnh xác định theo công thức: F p Vn Fvn' = µ gPn F p γ Do : F p Vn Fvn' = ⇒ µ gPn F p γ 12,56.10 −4.0,6 = 0,6 2.10.2752 12,56.10 − 4.8600 = 1,76.10 −5 m =17,6 mm - Tổng diện tích lỗ van giảm tải hành trình nén: Fvm = F’vn –Fvn = 17,6 – 11,13 = 6,47 mm2 - Đường kính lỗ van giảm tải hành trình nén: Fnm = nπ d = 6,47 mm 52 Đồ án tốt nghiệp Chọn số lỗ van n = ⇒ d = 1,5 mm 3.3.2.b.4 Xác định kích thước lỗ van giảm tải hành trình trả - Tổng diện tích tất lỗ van trả mạnh xác định theo công thức: F p Vt Fvt' = gPtr F p γ µ Do : F p Vt Fvt' = ⇒ µ gPtr F p γ 12,56.10 −4.0,6 = 0,6 2.10.7568 12,56.10 − 4.8600 = 1,061.10 −5 m =10,61 mm - Tổng diện tích lỗ van giảm tải hành trình trả: Fvm = F’vt –Fvt = 10,61 – 6,71 = 3,9 mm2 - Đường kính lỗ van giảm tải hành trình trả: Fnm nπ d = = 3,9 mm Chọn số lỗ van n = ⇒ d = 1,2 mm 3.3.2.c Xác định kích thước lị xo van giảm chấn - Lực tác dụng lên lò xo van van bắt đầu mở: P1 = π ( D32 − D42 ) p Trong đó: p - áp suất chất lỏng cuối thời kỳ nén nhẹ, p= K n .Vn1 5733.0,3 = = 1369347 Fp 12,56.10 −4 N/m D3, D4 – Các kích thước hình vẽ, D3 = 20 mm, D4 = 17mm 53 Đồ án tốt nghiệp → P1 = π (20 − 17 ).10 −6.1369347 = 119 N - Lực tác dụng lên lò xo van van mở hoàn toàn: π ( D32 − D42 ) p ' P2 = Trong đó: p’ - áp suất chất lỏng cuối thời kỳ nén mạnh với V’ = 0,6 m/s K n ’ = 0,6Kn p’= → K nVn1 + K ' n (Vn − Vn1 ) 5733.0,3 + 0,6.5733(0,6 − 0,3) = = 2190955 N/m Fp 12,56.10 − P2 = π (20 − 17 ).10 −6.2190955 = 190 N - ứng suất lò xo tính theo cơng thức: τ= DP2 πd Trong đó: D- Đường kính vịng trung bình vịng lị xo, D = 17 mm d- Đường kính dây lị xo P2 – Lực tác dụng lên lò xo van mở hoàn toàn → d ≥3 8DP2 π [τ ] - ứng suất cho phép vật liệu làm lị xo, [τ] = 500 ÷ 700 MN/m2 Chọn [τ] = 700 MN/m2 → d ≥3 8.17.10 −3.248 = 0,00248m = 2,48mm → Chọn d = mm π 700.10 - Dịch chuyển h van giảm tải (khi mở hồn tồn) xác định theo cơng thức: h= P2 − P1 C Trong đó: C - Độ cứng lò xo, C = G.d 8D n G – Mô đun đàn hồi vật liệu xoắn, G = 8.104 MN/m2 54 Đồ án tốt nghiệp n – Số vòng làm việc lò xo h- Ta chọn h = mm - Từ ta xác định số vịng làm việc lò xo: n= h.G.d 2.10 −3.8.1010.3 4.10 −12 = = 4,6 vòng D ( P2 − P1 ) 8.17 3.10 −9 (190 − 119 ) Lấy : n = vòng.→ C = 8.1010.3 4.10 −12 = 32974 N / m 8.17 3.10 −9.5 - Chiều dài lị xo van mở hồn tồn xác định sau: Hm = n.d + δ.n0 = 5.3 + 0,8.6 = 19,8 mm Trong đó: δ- Khoảng cách vòng dây, δ = 0,8 mm n0- Số vịng tồn lị xo, n0 = n+1 = +1 = vòng - Chiều dài lị xo van trạng thái đóng: Hd = Hm + h = 19,8 + = 21,8 mm - Chiều dài lò xo trạng thái tự do: Htd = Hd + λ = 21,8 + 3,6= 25,4 mm Trong đó: λ- Biến dạng lị xo trạng thái van mở, λ= P1 119 = = 3,6.10 −3 m = 3,6mm C 32974 - Bước lò xo: t= H td − d (n − n0 ) 25,4 − 3.(5 − 6) = = 4,7 mm n0 55 Đồ án tốt nghiệp Chương QUY TRÌNH GIA CƠNG PISTON PHẦN TỬ ĐÀN HỒI 3.4 Chức điều kiện làm việc chi tiết Giảm chấn cụm chi tiết hệ thống treo ơtơ,nó có tác dụng hỗ trợ với hệ thống treo nhằm đảm bảo độ êm dịu xe chuyển động đồng thời dập tắt dao động Kết cấu giảm chấn gồm nhiều chi tiết.Piston chi tiết điển hình chi tiết quan trọng phần tử đàn hồi.Trong trình làm việc piston chuyển động lên xuống dọc theo thành xi lanh mặt làm việc mặt trụ ngồi.Trên thân piston có rãnh để lắp xecmăng tạo cho hệ thống có độ kín khít cần thiết.Thân piston khoan lỗ để bắt cần đẩy vào Điều kiện làm việc piston phải chịu ma sát áp suất lớn.Piston chế tạo từ thép A12,phôi chế tạo thép cắt đứt.Trong đồ án em chọn phương án tạo phôi đơn loạt nhỏ 3.5 Thiết kế nguyên công gia công chi tiết Pistol Với dạng sản suất đơn hàng loạt nhỏ nên đường lối công nghệ ngun cơng Có nghĩa tập trung nhiều bước công nghệ nhuyên công Trong đồ án em đưa ngun cơng quy trình gia cơng chi tiết 56 Đồ án tốt nghiệp 3.5.1 Nguyên công 1: Khoan doa lỗ φ làm chuẩn thô S1 S2 n Bước 1:Khoan lỗ φ6 + Định vị kẹp chặt: Chi tiết định vị kẹp chặt mâm kẹp chấu hạn chế bậc tự + Chọn máy: Chọn máy khoan 2A125 với công suất động Kw + Chọn dao: Dùng mũi khoan ruột gà ,đường kính dao d = mm + Lượng dư gia công; Khoan lỗ đặc với chiều sâu cắt t = mm + Chế độ cắt: Lượng chạy dao S = 0,16 mm/vòng Tốc độ quay máy n=720 vòng/phút Bước 2:Doa lỗ φ8 + Chọn dao: Dùng mũi doa thép gió P9 với đường kính dao d = mm + Lượng dư gia công: Doa lỗ với chiều sâu cắt t = 1mm + Chế độ cắt: Lượng chạy dao S= 0,2 mm/vòng 57 Đồ án tốt nghiệp Tốc độ quay máy n= 450 vòng/phút 3.5.2 Nguyên công 2: Tiện khỏa mặt đáy Pistol, vát mép mặt đáy, tiện khỏa mặt lỗ, rãnh mặt lỗ S1 S2 Bước 1: Tiện khỏa mặt đáy piston, vát mép mặt đáy + Định vị kẹp chặt: Chi tiết định vị kẹp chặt mâm kẹp chấu, hạn chế bậc tự + Chọn máy: Chọn máy tiện ngang T616 Công suất động Kw + Chọn dao: Dùng dao tiện thép gió P9 + Lượng dư gia công: Gia công lần với chiều sâu cắt t = 1,5mm + Chế độ cắt: Lượng chạy dao: S = 0,14mm/vòng Tốc độ quay máy: n = 420 vòng/phút Bước 2: Tiện khỏa mặt lỗ, rãnh mặt lỗ + Chọn dao: Dùng dao tiện thép gió P9 + Lượng dư gia công: Gia công lần với chiều sâu cắt t = 1,5mm + Chế độ cắt: Lượng chay dao:S = 0,14mm/vòng Tốc độ quay máy: n = 420vòng/phút 58 Đồ án tốt nghiệp 3.5.3 Nguyên công 3: Tiện khỏa mặt đầu Pistol, tiện khỏa mặt lỗ, rãnh mặt lỗ rãnh xéc măng S1 S3 S2 Bước 1: Tiện khỏa mặt đầu + Định vị kẹp chặt: Chi tiết định vị kẹp chặt mâm kẹp chấu hạn chế bậc tự + Chọn máy: Chon máy tiện ngang T616 Công suất động Kw + Chọn dao: Dùng dao tiện thép gió P9 +Lượng dư gia cơng: Gia cơng lần với chiều sâu cắt t = 1,5mm + Chế độ cắt: Lượng chạy dao S = 0,14mm/vòng Tốc độ quay máy n = 420 vòng/phút Bước 2: Tiện khỏa mặt lỗ + Dùng dao tiện thép gió P9 định hình với góc nghiêng 45o + Chiều sâu cắt: t=1,5(mm) Bước 3: Tiện rãnh mặt đầu + Dùng dao tiện thép gió P9 + Chiều sâu cắt: t =1,5(mm) lượng dư gia công Bước 4: Tiện rãnh xéc măng 59 Đồ án tốt nghiệp 3.5.4 Nguyên công 4: Khoan doa lỗ trả mạnh φ 1,2, lỗ nén nhẹ φ 1,90 gia công tinh lỗ φ làm chuẩn tinh Bước 1:Khoan lỗ φ1,2 + Định vị kẹp chặt: Chi tiết định vị kẹp chặt khối V ngắn phiến tì, hạn chế bậc tự + Chọn máy: Chọn máy khoan 2A125 Công suất động Kw +Chọn dao: Dùng mũi khoan ruột gà ,đường kính dao d = 1,2mm +Lượng dư gia công: Khoan lỗ đặc với chiều sâu cắt t = 0,8mm +Chế độ cắt: Lượng chạy dao S = 0,16 mm/vòng Tốc độ quay máy n=720 vòng/phút Bước 2:Khoan lỗ φ1,90 +Chọn dao: Dùng mũi khoan ruột gà ,đường kính dao d = 1,90 mm +Lượng dư gia công: Khoan lỗ đặc với chiều sâu cắt t = 0,8 mm +Chế độ cắt: Lượng chạy dao S = 0,16 mm/vòng 60 Đồ án tốt nghiệp Tốc độ quay máy n =720 vịng/phút Bước 3: Gia cơng tinh lỗ φ8 để làm chuẩn tinh 3.5.5 Nguyên công 5: Lấy lỗ φ làm chuẩn tinh để gia cơng tinh mặt cịn lại S3 S1 S2 Bước 1: Gia công tinh mặt + Định vị kẹp chặt: Chi tiết hạn chế bậc tự do, mặt phẳng đáy piston hạn chế bậc tự do, mặt trụ ngắn φ8 hạn chế bậc tự Khi gia công máy tiện ta cần hạn chế bậc tự đủ Ta sử dụng đồ gá chuyên dùng tiện để định vị kẹp chặt chi tiết Chuẩn gia cơng trùng với chuẩn + Chọn máy: Chọn máy mài Bước : Gia công tinh lỗ φ 1,2 φ 1,9 + Chọn máy: Chọn máy doa 61 Đồ án tốt nghiệp 3.5.6 Nguyên cơng 6: Kiểm tra + Kiểm tra độ vng góc mặt phẳng đỉnh piston trục tâm lỗ φ8 + Thơng số kiểm tra: Độ khơng vng góc mặt đầu tâm lỗ khoảng 0,01 ÷ 0,05 + Ngồi ta kiểm tra độ trịn mặt trụ ngồi piston cách gá chi tiết lên máy tiện Link Cad: https://drive.google.com/file/d/1K3cpHILdrwpeLnUWMO9uifEm IrKu3Z7V/view?usp=sharing 62 ... 290427 .5 3 45 466 842.92 4922 .5 290427 .5 3 45 290427 .5 3 45 407 842.92 4922 .5 290427 .5 3 45 290427 .5 3 45 348 842.92 4922 .5 2 953 50.0 350 2 953 50.0 350 288 842.92 4922 .5 300272 .5 356 300272 .5 356 227... 419 58 3 1080.00 853 2 .5 452 223 419 452 223 419 53 0 1080.00 853 2 .5 452 223 419 452 223 419 477 1080.00 853 2 .5 452 223 419 452 223 419 424 1080.00 853 2 .5 460 755 427 460 755 427 370 1080.00 853 2 .5 460 755 ... (mm) 96 155 214 273 332 392 453 51 5 58 1 680 Jk (mm ) 2973.33 358 2.40 358 2.40 358 2.40 358 2.40 358 2.40 358 2.40 358 2.40 358 2.40 358 2.40 lk (mm ) 2973.33 55 55. 73 13138.13 16720 .52 20302.92 238 85. 31 27467.71