Luận văn thạc sĩ nghiên cứu động học, động lực học và độ bền hệ thống lái máy kéo bông sen 20

Bộ giáo dục v đo tạo Bộ nông nghiệp v pTNT Trờng đại học lâm nghiệp =====***===== Nguyễn Viết Vinh Nghiên cứu động học, động lực học v độ bền hệ thống lái máy kéo Bông sen 20 Luận văn thạc sỹ chuyên ngnh Kỹ thuật máy v thiết bị giới hoá nông lâm nghiệp Mà số: Ngời hớng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn NHật chiêu H tây: 6/2007 Các ký hiệu dùng luận văn Ký hiệu Tên gọi Đơn vị Độ chụm bánh xe dẫn hớng mm Góc nghiêng ngoi bánh xe dẫn hớng ®é φ Gãc nghiªng ngang cđa trơc ®øng ®é γ Góc nghiêng dọc trục đứng độ M Mô men cản tổng cộng bánh xe dẫn hớng N.m Mc Mô men cản tổng cộng hai bánh xe dẫn hớng N.m M1 Mô men cản lăn N.m M2 Mô men cản bên N.m M3 Mô men ổn định N.m f Hệ số cản lăn a Cánh tay đòn lực cản lăn trục đứng Hệ sè b¸m ih Tû sè trun cđa hép l¸i m¸y kéo mm RVL Bán kính vô lăng lái htl Hiệu st chung cđa hƯ thèng l¸i ηd HiƯu st dÉn ®éng l¸i ηt HiƯu st khíp trun lùc PVL Lùc lái cực đại vô lăng N Góc quay vòng phía bánh xe dẫn hớng độ L Góc quay vòng phía ngoi bánh xe dÉn h−íng (theo lý thut) Gãc quay vßng phÝa ngoμi cđa b¸nh xe dÉn h−íng (gãc quay thùc tÕ) ChiỊu di sở máy kéo mm độ độ mm m A Khoảng cách tâm hai trục (chốt) chun h−íng cđa cÇu dÉn h−íng ChiỊu réng vÕt lÕt bánh xe dẫn hớng Góc nghiêng đòn bên so với phơng dọc máy kéo máy kéo vị trí thẳng mm mm độ l Chiều di đòn bên (đòn quay) mm d Chiều di đòn kÐo ngang mm σy øng st giíi h¹n bỊn cđa vật liệu N/m2 e ứng suất tơng đơng lớn N/m2 n Hệ số an ton Các chữ viết tắt luận văn ANSYS Analysis Systems MBS Multi Body System ADAMS Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems DMX Displacement max (chun vÞ lín nhÊt) SMX Stress max (øng st lín nhất) Danh mục hình luận văn TT Tên hình hình Trang 1.1 Biên giới phần tử 15 1.2 Các dạng phần tử hữu hạn 16 1.3 Sơ đồ tính toán phơng pháp phần tử hữu hạn 17 1.4 Các phơng pháp chia lới 20 2.1 Sơ đồ nghiên cứu hệ thống lái máy kéo Bông Sen 20 25 3.1 Sơ đồ cấu tạo hệ thống lái máy kéo Bông Sen 20 27 3.2 Mô pháng hƯ thèng l¸i theo lý thut hƯ nhiỊu vËt 29 3.3 Độ chụm bánh xe dẫn hớng 30 3.4 Gãc do·ng cđa b¸nh xe dÉn h−íng 31 3.5 Gãc nghiêng trục quay đứng mặt phẳng ngang máy kéo 32 3.6 Góc nghiêng trục quay đứng mặt phẳng dọc máy kéo 32 3.7 Sơ đồ lực tác dụng lên hệ thống lái máy kéo quay vòng chỗ 35 3.8 Sơ đồ quay vòng máy kéo 40 3.9 Sơ đồ cấu hình thang lái vị trí máy kéo thẳng v vị trí đánh lái 42 3.10 Đồ thị đặc tính lái máy kéo Bông Sen 20 43 3.11 Các chi tiết hệ thống lái đợc tạo Solidworks-2007 45 3.12 Hệ thống lái máy kéo Bông Sen 20 46 3.13 3.14 3.15 Kết dạng mô hình động mô hệ thống lái máy kéo Bông Sen 20 Sự thay đổi thnh phần phản lực khớp bánh xe phải qúa trình lái vòng Sự thay đổi thnh phần phản lực khớp bánh xe trái 49 50 50 qúa trình lái vòng 3.16 3.17 3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 Sự thay đổi thnh phần phản lực khớp trục đứng phải qúa trình lái vòng Sự thay đổi thnh phần phản lực khớp trục đứng trái qúa trình lái vòng Sự thay đổi thnh phần phản lực khớp đòn ngang - đòn quay trái qúa trình lái vòng Sự thay đổi thnh phần phản lực khớp đòn ngang - đòn quay phải qúa trình lái vòng Sự thay đổi thnh phần phản lực khớp đòn kéo dọc đòn quay qúa trình lái vòng Sự thay đổi thnh phần phản lực khớp đòn kéo dọc - tay quay qúa trình lái vòng Sự thay đổi thnh phần phản lực khớp cao cấp qúa trình lái vßng 51 51 52 52 53 53 54 4.1 CÊu tạo rôtuyn 57 4.2 Chia lới rôtuyn ANSYS 58 4.3 Chuyển vị rôtuyn dạng đồ hoạ 60 4.4 ứng suất tơng đơng dạng đồ hoạ rôtuyn 60 4.5 Cấu tạo đòn quay trái 62 4.6 Chia lới đòn quay trái ANSYS 63 4.7 Chuyển vị đòn quay trái dạng đồ hoạ 65 4.8 ứng suất tơng đơng dạng đồ hoạ đòn quay trái 65 4.9 Cấu tạo đòn quay phải 67 4.10 Chuyển vị đòn quay phải dạng đồ hoạ 69 4.11 ứng suất tơng đơng dạng đồ hoạ đòn quay phải 69 Danh mục bảng luận văn TT Tên bảng bảng Trang 3.1 Các thông số máy kéo Bông Sen 20 33 3.2 Góc quay vòng b¸nh trong, b¸nh ngoμi cđa m¸y kÐo 41 3.3 Gãc quay vòng thực tế bánh trong, bánh ngoi máy kéo 43 3.4 Các thông số hệ thống hệ thống lái máy kéo Bông Sen 20 47 Giá trị tính toán phản lực khớp liên kết hệ 3.5 thống lái máy kéo Bông Sen 20 vị trí đánh hết lái bên phải 55 đặt vấn đề Máy kéo l nguồn động lực đợc dùng phổ biến sản xuất nông lâm nghiệp Nó có khả động cao, khả thích nghi với nhiều công việc nh vận chuyển, lm đất, gặt đập, tuốt lúa, tới tiêu, Vì vậy, việc áp dụng khoa học công nghệ vo nghiên cứu chuyên sâu l công việc đợc nh khoa học quan tâm Các công trình nghiên cứu trớc tác giả v ngoi nớc chủ yếu tập trung vo giải vấn đề khả kéo, bám, ổn định động lực học, tợng tuần hon công suất máy kéo lm việc điều kiện khác Trên máy kéo hệ thống lái dùng để thay đổi hớng chuyển động giữ cho máy kéo chuyển động ổn định theo hớng đà định Chất lợng hệ thống lái có vị trí quan trọng trình sử dụng, ảnh hởng trực tiếp đến vấn đề an ton v ổn định máy Đà có nhiều công trình nghiên cứu hệ thống lái, nhiên tác giả chủ yếu sử dụng phơng pháp đồ thị, nghiên cứu phần tử riêng lẻ phơng pháp giải tích, phơng pháp ny có nhợc điểm l đơn giản hoá cấu nhiều để mô tả hệ nên độ xác không cao Ngy nay, với phát triển mạnh mẽ ngnh tin, đà tạo điều kiện cho phát triển phơng pháp v đà đợc ứng dụng rộng rÃi thực tế Đặc biệt phơng pháp động lực học hệ nhiều vật với phần mềm ADAMS, phơng pháp phần tử hữu hạn với phần mềm ANSYS, đợc ứng dụng v phát triển mạnh Với thnh tùu míi nμy cho phÐp nhμ nghiªn cøu cã thĨ nghiên cứu đặc tính động học, động lực học v ®é bỊn hƯ thèng l¸i m¸y kÐo ë møc ®é cao Nó cho phép ta xác định đợc thông số, mối quan hệ hệ thống, điều kiện lm việc chi tiết v đa thông số tối u nhất, từ lm sở khoa häc cho viƯc hoμn thiƯn thiÕt kÕ, sư dơng hệ thống lái nớc ta ngnh chế tạo máy kéo non trẻ, công ty sản xuất máy kéo chủ yếu giai đoạn lắp ráp, thử nghiệm v cung cấp sản phẩm thị trờng nội địa Mới đây, Công ty máy kéo v máy nông nghiệp H Đông - H Tây đà cho đời loại máy kéo Bông Sen 20 (BS20) Để sản phẩm có chất lợng cao v tính cạnh tranh mạnh, phải tiến hnh đồng thời nghiên cứu đặc tính lm việc hệ thống máy kéo, qua đa thông số tối −u lμm c¬ së khoa häc cho viƯc hoμn thiƯn hệ thống Trong trình sử dụng đà có nhiều công trình nghiên cứu thiết kế v cải tiến phận công tác phục vụ sản xuất nông lâm nghiệp Vấn đề nghiên cứu sâu nhằm cải tiÕn kÕt cÊu, tèi −u ho¸ hƯ thèng l¸i m¸y kéo Bông Sen 20 l cần thiết, có ý nghĩa thực tế lớn Tuy nhiên, cha có công trình no nghiên cứu nó, xuất phát từ lý tiến hnh đề ti Nghiên cứu động học, ®éng lùc häc vμ ®é bỊn hƯ thèng l¸i m¸y kéo Bông Sen 20 Mục đích nghiên cứu l tìm lực tác dụng lên hệ thống lái v thay đổi trình lái vòng Từ tìm ứng suất, biến dạng chi tiết hệ thống lái Kết nghiên cứu dùng lm thông số đầu vo cho bi toán tối u hệ thống lái, góp phần hon thiện nữu máy kéo Bông Sen 20 Chơng Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.1 Tình hình nghiên cứu hệ thống lái ôtô máy kéo giới Các vấn đề liên quan đến hệ thống lái, năm gần đà có hng trăm công trình khoa học nghiên cứu công nghệ đợc công bố Các công trình chủ yếu tập trung lĩnh vùc ®éng häc vμ ®éng lùc häc cđa hƯ thèng lái bốn bánh nhằm tăng tính động v hon thiện tính điều khiển hệ thống lái ôtô, máy kéo Công trình giáo s V.F Rođionov v M.Fitterman - Maxcơva, 1980, sử dụng hai phơng pháp đồ thị v phơng pháp đại số để nghiên cứu xác định ®éng häc hƯ thèng l¸i Gi¸o s− ®· sư dơng thông số hình học chọn lựa hệ thống lái v hệ thống treo phía trớc cần phải phù hợp quan hệ với biến đổi góc nghiêng dọc trục đứng, góc nghiêng ngoi bánh xe, góc chụm bánh xe v độ chuyển dịch ngang điểm tiếp xúc bánh xe với mặt ®−êng, cịng nh− quan hƯ phơ thc vμo gãc quay bánh xe ngoi góc quay bánh xe Ngoi tính đến góc nghiêng ngang trục đứng, có ý nghĩa đáng kể độ ổn định chuyển động ôtô, thay đổi tơng ứng gần xác với thay đổi góc nghiêng ngoi bánh xe [12] Năm 1972, công trình khoa học giáo s Lxốp Maxcơva sử dụng phơng pháp thực nghiệm để nghiên cứu xác định động học, động lực học hệ thống lái, giáo s đà sử dụng thiết bị thí nghiệm xác định hệ thống lái cụ thể để đánh giá thông số hệ thống lái nh độ nhạy nhẹ cấu lái, gồm lực vnh tay lái, lực phần tử dẫn động lái, lực cản quay vòng bánh xe dẫn động lái, xác định ma sát v hệ số hiệu dụng, xác định cấu lái độ mòn, độ bền mỏi, [13] Tác giả Samkar Moam, ngời Mỹ, tháng năm 2000 đà công bố công trình loại xe có hệ thống lái bánh Nhiều nh khoa học Đức đà tập trung nghiên cứu cho loại xe có hệ thống lái bánh [15] Xu chung Trung tâm công nghiệp ôtô máy kÐo lín trªn thÕ giíi lμ nghiªn cøu hƯ thèng l¸i tÝch cùc nh»m sư dơng c¸c thμnh tùu vỊ ®iƯn, ®iƯn tư øng dơng, c¸c thμnh tùu vỊ tin học để kiểm soát đợc tính hệ thống lái v đảm bảo chế độ hoạt động cđa chóng ë chÕ ®é tèi −u Nh− vËy, cã thể thấy hệ thống lái đợc nh khoa học tập trung nghiên cứu vo nội dung sau: - Nghiên cứu động học hệ thống lái thông qua mối tơng quan hình học khâu độc lập từ xác định thay đổi động học khâu, kết luận khả sử dụng hệ thống lái xe - Xác định lực tác dụng lên vnh tay lái để tính toán kết luận khả sử dụng hệ thống lái - Xây dựng mô hình động học hệ thống lái giả thiết học cho sát với điều kiện thực tế từ nghiên cứu tính điều khiển ôtô, máy kéo 1.2 Tình hình nghiên cứu hệ thống lái ôtô máy kéo Việt Nam Việt Nam thời kỳ xây dựng công nghiệp ôtô máy kéo giai đoạn lắp ráp v tiến hnh chơng trình nội địa hoá cụm chi tiết v phụ tùng ôtô máy kéo Trong công tác nghiên cứu, năm gần đà có số cán khoa học công nghệ sâu nghiên cứu hệ thống ôtô máy kéo đặc biệt lμ hƯ thèng l¸i vμ hƯ thèng phanh Nhãm c¸n nghiên cứu trờng Đại học đà có nhiều nỗ lực ứng dụng phần mềm chuyên dơng nh− Alaska 2.3, Sap2000, Matlab Simulink, qu¸ trình nghiên cứu ôtô máy kéo Giáo s tiến sĩ khoa học Đỗ Sanh lÃnh đạo nhóm nghiên cứu động học quay vòng xe tốc độ cao [12] 60 Hình 4.3 Chuyển vị rôtuyn dạng đồ hoạ Hình 4.4 ứng suất tơng đơng dạng đồ hoạ rôtuyn 61 Kết tính phần mềm ANSYS rôtuyn cho thấy, chuyển vị rôtuyn tăng dần từ thân rôtuyn (vị trí đợc ngm chặt), đến giá trị lớn đầu rôtuyn (vị trí đặt lực) Chuyển vị lớn (DMX) rôtuyn l 0,178.10-4 (m) Kết chuyển vị nút xem phụ lục Khu vực chịu ứng suất tơng đơng (Von Mises Stres) lớn nằm vùng thân v đầu rôtuyn, l vùng lân cận Vị trí có ứng suất lớn có giá trị σe (SMX) lμ: σe = 1,56.108 N/m2; øng suÊt tõng nút rôtuyn xem phụ lục Đối với vật liệu l thép giới hạn ứng suất ®−ỵc xem lμ an toμn nÕu: σe ≤ σy σy - øng st giíi h¹n bỊn cđa vËt liƯu (Yield Stress) øng st giíi h¹n bỊn cđa vËt liƯu dïng chế tạo chi tiết rôtuyn (Yield Stress) l y = 6,204.108 N/m2 Nh− vËy, chi tiÕt r«tuyn hƯ thèng lái máy kéo Bông Sen 20 đủ bền nhng với hÖ sè an toμn ch−a cao HÖ sè an toμn n lμ: n = 6,204/1,56 = 3,97 4.2 TÝnh bÒn đòn quay trái 4.2.1 Cấu tạo đòn quay trái Đòn quay trái có tác dụng nhận lực từ đòn kéo dọc, truyền qua bán trục (trục đứng v moay ơ) đẩy bánh xe dẫn hớng bên trái quay góc định Đồng thời với đòn quay phải, dầm cầu v đòn ngang tạo thnh cấu hình thang lái máy kéo Bông Sen 20 Vật liệu chế tạo l thép AISI 1020 (theo tiêu chuẩn Mü) - thÐp cã øng st giíi h¹n bỊn cđa vật liệu (Yield Stress) y = 3,516.108 N/m2 Đòn quay trái có hình dạng phức tạp, cấu tạo đợc trình by hình 4.5 62 Trong bi toán tính bền, đòn quay trái đợc ngm chặt vị trí lắp ráp với đầu trục đứng trái (1), vị trí đặt lực l: vị trí lắp ráp đầu đòn kéo dọc (2) v vị trí lắp ráp đầu đòn ngang (3) hình vẽ 4.5 Giá trị thnh phần lực đợc lấy tơng ứng bảng 3.5 Hình 4.5 Cấu tạo đòn quay trái Vị trí lắp ráp với đầu trục đứng trái; 3.Vị trí lắp ráp đầu đòn ngang; Vị trí lắp ráp đầu đòn kéo dọc; Thân đòn quay trái 4.2.2 Chơng trình tính bền đòn quay trái ANSYS Tơng tự nh chi tiết rôtuyn, đòn quay trái đợc tạo từ phần mềm Solidworks, nhập sang ANSYS theo ®−êng dÉn: File > Import > Para > File name > chän Tay_don_trai.x_t 63 Trong m« ®un tiỊn xư lý: Chän Preprocessor > Element > Add/edit/delete > chän add B¶ng Library of Element types xt hiƯn ta chän Solid - 186 (phÇn tư khèi 3D - 20 nút) Khai đặc tính vật liệu: Trong bi toán tính bền đòn quay trái ta khai giá trị mô ®un ®μn håi vμ hƯ sè Poisson’s Ratia cho m« hình theo đờng dẫn: Vo Meterial Models cửa sổ Meterial Models Availeble xuÊt hiÖn, chän Structural > Linear > Elastic > Isotropic > nhập giá trị mô đun đn hồi (young modulus): 2.1011N/m2 vμ hƯ sè Poisson’s Ratia: 0,29 H×nh 4.6 Chia lới đòn quay trái ANSYS Chia lới vật thể: Đòn quay trái đợc chia lới theo phơng pháp tự nh chi tiết rôtuyn 64 Kết chia lới đợc thể hình 4.6 Mô đun giải: áp đặt điều kiện biên Vo Solution > Analysis > chän Static > OK Chän Define loads > Apply > Structural > Displacement > On ares (áp đặt chuyển vị) > chọn vị trí lắp ráp với đầu trục đứng trái > OK áp đặt chuyển vị cho tất nút mặt đà chọn có bậc tự (ngm chặt) Đặt lực: Khác với bi toán tính bền rôtuyn, lực đợc đặt hai vị trí l vị trí lắp ráp đầu đòn ngang v vị trí lắp ráp đầu đòn kéo dọc Vo Force/moment >Lực đợc đặt vo vị trí lắp ráp đầu đòn ngang v vị trí lắp ráp đầu đòn kéo dọc, với giá trị lực cho bảng 3.5 Sau hon tất công việc ta vo Solve > Current LS > OK Mô đun hậu xử lý: Tơng tự nh phần tính rôtuyn, mô đun ny ta lấy hai kết l chuyển vị v ứng suất tơng đơng đòn quay trái Kết chuyển vị v ứng suất tơng đơng đòn quay trái đợc mô tả hình vẽ 4.7 v 4.8 65 Hình 4.7 Chuyển vị đòn quay trái dạng đồ hoạ Hình 4.8 ứng suất tơng đơng dạng đồ hoạ đòn quay trái 66 Kết tính phần mềm ANSYS đòn quay trái cho thấy, chuyển vị đòn quay trái tăng dần từ vị trí lắp ráp với đầu trục đứng trái (vị trí đợc ngm chặt) đến hai đầu đòn quay (vị trí đặt lực) v đạt giá trị lớn đầu đòn lắp với đòn ngang Chuyển vị lớn (DMX) đòn quay trái l: 0,347.10-4 (m) Kết chun vÞ tõng nót xem phơ lơc Khu vực chịu ứng suất tơng đơng (Von Mises Stres) lớn đặt lực hai đầu đòn nằm thân đòn quay trái (ở hai vị trí) ứng suất lín nhÊt (σe) - SMX lμ σe = 0,251.108 N/m2 øng st giíi h¹n bỊn cđa vËt liƯu dïng lμm đòn quay trái (Yield Stress), y = 3,516.108 N/m2, ứng st tõng nót cđa r«tuyn xem phơ lơc Nh vậy, chi tiết đòn quay trái hệ thống lái máy kéo Bông Sen 20 đủ bền với hệ sè an toμn cao HÖ sè an toμn n lμ: n = 3,516/0,251 = 14 4.3 Tính bền đòn quay phải 4.3.1 Cấu tạo đòn quay phải Đòn quay phải có tác dụng nhận lực từ đòn ngang, truyền qua bán trục (trục đứng v moay ơ) đẩy bánh xe dẫn hớng bên phải quay góc định Đồng thời với đòn quay trái, dầm cầu v đòn ngang tạo thnh cấu hình thang lái máy kéo Bông Sen 20 Vật liệu chế tạo l thÐp AISI 1020 (theo tiªu chn cđa Mü) - thÐp cã øng st giíi h¹n bỊn cđa vËt liƯu (Yield Stress) y = 3,516.108 (N/m2) Cấu tạo đòn quay phải đợc trình by hình 4.9 67 Hình 4.9 Cấu tạo đòn quay phải Vị trí lắp ráp với đầu đòn kéo ngang (qua rôtuyn); Vị trí lắp ráp với đầu trục đứng phải; Thân đòn quay phải Trong bi toán tính bền, đòn quay phải đợc ngm chặt vị trí lắp ráp với đầu trục đứng phải (2), lực đợc đặt vị trí lắp ráp với đầu đòn ngang bên phải (1) hình vẽ 4.9 Giá trị thnh phần lực đợc lấy tơng ứng bảng 3.5 4.3.2 Chơng trình tính bền đòn quay phải ANSYS Chi tiết đòn quay phải đợc tạo từ phần mềm Solidworks, nhập sang ANSYS theo đờng dẫn: File > Import > Para > File name > Tay_don_phai.x_t Trong mô đun tiền xử lý: 68 Chọn Preprocessor > Element > Add/edit/delete > chän add B¶ng Library of Element types xt hiƯn ta chän Solid - 186 (phÇn tư khèi 3D - 20 nút) Khai đặc tính vật liệu: Tơng tự nh khai báo đặc tính vật liệu đòn quay trái Trong bi toán tính bền đòn quay phải ta khai giá trị mô đun đn hồi v hệ số Poissons Ratia cho mô hình theo đờng dẫn: Vo Meterial Models cưa sỉ Meterial Models Availeble xt hiƯn, chän Structural > Linear > Elastic > Isotropic > nhËp gi¸ trị mô đun đn hồi (young modulus): 2.1011N/m2 v hệ sè Poisson’s Ratia: 0,29 Chia l−íi vËt thĨ: ViƯc chia lới vật thể với chi tiết đòn quay trái tơng tự nh chi tiết rôtuyn Mô đun giải: áp đặt ®iỊu kiƯn biªn: Vμo Solution > Analysis > chän Static > OK Chän Define loads > Apply > Structural > Displacement > On ares (áp đặt chuyển vị) > chọn vị trí lắp ráp với đầu trục đứng phải > OK áp đặt chuyển vị cho tất nút mặt đà chọn có bậc tự (ngm chặt) Đặt lực: đây, lực đợc đặt vo vị trí lắp ráp đầu đòn ngang: Vo Force/moment > đặt lực vo vị trí lắp ráp đầu đòn ngang, với giá trị cho bảng 3.5 Sau hon tất công việc ta vo Solve > Current LS > OK Mô đun hậu xử lý: Trong mô đun ny ta lấy kết chuyển vị v ứng suất tơng đơng Kết chuyển vị v ứng suất tơng đơng đòn quay phải đợc mô tả hình vẽ 4.10 v 4.11 69 Hình 4.10 Chuyển vị đòn quay phải dạng đồ hoạ Hình 4.11 ứng suất tơng đơng dạng đồ hoạ đòn quay phải 70 Kết tính phần mềm ANSYS đòn quay phải cho thấy, chuyển vị đòn quay phải tăng dần từ vị trí lắp ráp với đầu trục đứng phải (vị trí đợc ngm chặt), đến giá trị lớn đầu đòn quay phải (vị trí đặt lực) Chuyển vị lớn (DMX) đòn quay phải l 0,529.10-4 m Kết chuyển vị nút xem phụ lục Khu vực chịu ứng suất tơng đơng (Von Mises Stres) lớn nằm vùng thân đòn quay phải, l vùng lân cận ứng suất lớn có giá trị e (SMX) l: e = 0,115.108 N/m2, ứng suất nút đòn quay phải xem phơ lơc øng st giíi h¹n bỊn vật liệu dùng chế tạo đòn quay phải (Yield Stress) y = 3,516.108 N/m2 Nh vậy, chi tiết đòn quay phải hệ thống lái máy kéo Bông Sen 20 thõa bỊn víi hƯ sè an toμn cao HƯ sè an toμn n lμ: n = 3,516/0,115 = 30,57 71 KÕt ln vμ ®Ị xt KÕt ln - Trên sở phơng pháp động lực học hệ nhiều vật v phần mềm ADAMS, luận văn đà đa phơng pháp nghiên cứu ảnh hởng thông số kết cấu hệ thống lái đến lực quay vòng vnh tay lái, cách mô v tính toán trực tiếp mô hình nghiên cứu Phơng pháp ny cho ta kết dạng đồ thị, dạng bảng hay mô hình động So với phơng pháp khác trớc l phơng pháp không phức tạp, nhng xuất phát từ lý thuyết v phần mềm mạnh cho kết đáng tin cậy - Đà xây dựng đợc mô hình hệ thống lái máy kéo phù hợp với đối tợng cần khảo sát, kết tính mô hình đà phản ánh đặc tính động lực học hệ thống lái máy kéo Bông Sen 20 Trong bi toán động lực học ta xét đợc tổng thể lực tác dụng, lm sở cho bi toán tính bền chi tiết hệ thống lái đợc đầy đủ v xác - Qua kết tính động học cho ta thấy, hệ thống lái máy kéo Bông Sen 20 trình lái vòng góc độ khác bánh xe dẫn hớng không bị trợt, đảm bảo yêu cầu cho việc điều khiển máy kéo - Tính toán lực lái điều kiện quay vòng xe chỗ đờng, lực lái vnh vô lăng PVL = 109,14 N cho ta kết luận, lực lái tính toán vnh tay lái máy kéo Bông Sen 20 phù hợp với yêu cầu thiết kế - Bằng phơng pháp phần tử hữu hạn, ứng dụng phần mềm ANSYS tính toán độ bền số chi tiết hệ thống lái điều kiện chịu tải trọng lớn Kết tính toán cho thấy: Rôtuyn đảm bảo độ bền nhng hệ số an ton thấp, cần có biện pháp nâng cao độ bền rôtuyn để đảm bảo an ton chuyển động máy kéo Đòn quay trái v đòn quay phải đảm bảo độ bền với hệ số an toμn cao 72 §Ị xt - Chóng ta áp dụng phơng pháp nghiên cứu luận văn để khảo sát ảnh hởng thông số kết cấu hệ thống lái khí đến đặc tính động lực học hệ thống lái khác ôtô, máy kéo - Với u điểm phơng pháp nghiên cứu mô hình mô trực tiếp hệ thống lái máy tính v khả xử lý mạnh mẽ hai phần mềm ADAMS v ANSYS đề ti hon thiện thêm kể đến ®μn håi cđa lèp m¸y kÐo, ma s¸t c¸c khớp v kiểm tra lại kết thực nghiƯm - Trong phÇn tÝnh bỊn chóng ta cã thĨ tèi −u ho¸ vỊ kÕt cÊu, vËt liƯu, tÊt chi tiết hệ thống lái dựa vo phần mềm mạnh nh phần mềm ANSYS 73 Tμi liƯu tham kh¶o Ngun Qc B¶o, Trần Nhất Dũng (2003), Phơng pháp phần tử hữu hạn lý thuyÕt vμ lËp tr×nh TËp 1, NXB Khoa häc v Kỹ thuật, H Nội Nguyễn Quốc Bảo, Trần Nhất Dũng (2003), Phơng pháp phần tử hữu hạn lý thuyÕt vμ lËp tr×nh TËp 2, NXB Khoa häc vμ Kỹ thuật, H Nội PGS.TS Nguyễn Hữu Bảng (2004), Lý thuyÕt ®μn håi, NXB Khoa häc vμ Kü thuËt H Nội Nguyễn Hữu Cẩn, D Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Ti v Lê Thị Vng (2005), Lý thuyết ôtô máy kéo, NXB Khoa học v Kỹ thuật, H Nội Vũ Cao Đm (2004), Phơng pháp luËn nghiªn cøu khoa häc, NXB Khoa häc vμ Kü thuật, H Nội Nguyễn Khắc Huân (2005), Nghiên cứu xác định ứng suất v biến dạng vỏ xe chịu tác động va chạm bên, Luận án Tiến sÜ kü tht, Häc viƯn kü tht qu©n sù Ngô Hắc Hùng, Kết cấu v tính toán Ôtô, NXB giao thông vận tải Nghiêm Hùng (1997), Sách tra cứu thép, gang thông dụng, Trờng Đại học Bách khoa H Nội Nguyễn Việt Hùng, Đo Hồng Bách (2003), H−íng dÉn sư dơng Solidworks thiÕt kÕ chiỊu, NXB Xây dựng, H Nội 10 Nguyễn Văn Khang (2004), Dao ®éng kü thuËt, NXB Khoa häc vμ Kü ThuËt, H Nội 11 Nguyễn Văn Phái, Trơng Tích Thiện, Nguyễn Tờng Long, Nguyễn Định Giang (2006), Giải bi toán kỹ thuật chơng trình ANSYS, NXB Khoa học v Kỹ thuật 12 Lê Hồng Quân (1999), Sử dụng phần mền AKASKA 2.3 để mô động học v tính toán động lực học trợ lực lái xe Mekong Star 95 74 Việt Nam lắp ráp, Luận văn thạc sĩ chuyên ngnh ôtô, Trờng Đại học Bách khoa Hμ Néi 13 Ngun Thanh Quang (2001), Nghiªn cøu ®éng häc, ®éng lùc häc vμ ®é bỊn hƯ thèng lái xe MEKONG, luận án tiến sĩ kỹ thuật chuyên ngnh ôtô máy kéo, Trờng Đại học Bách khoa H Nội 14 Trần ích Thịnh, Trần Đức Trung, Nguyễn Việt Hung (2000), Phơng pháp phần tử hữu hạn kỹ thuật, Trờng Đại học bách khoa H Nội 15 Haidar Qassim Ali (2004), Nghiên cứu tợng tuần hon công suất máy kéo hai cầu chủ động, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trờng Đại học Bách khoa H Nội 16 Công ty máy kéo v máy nông nghiệp - H Đông - H Tây (2006), Hớng dẫn sử dụng máy kéo bốn bánh Bông sen 20 17 Công ty máy kéo v máy nông nghiệp - H Đông - H Tây (2006), Ca ta lô máy kéo Bông sen - 20 18 V.M BRA-ĐI-XƠ, Bảng số với chữ số thập phân, NXB giáo dục 19 WWW.ADAMS.Com ... v phơng pháp nghiên cứu 2.1 Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu đợc động học, động lực học v độ bền hệ thống lái máy kéo Bông Sen 20 Tìm lực tác dụng lên hệ thống lái v thay đổi trình lái vòng, từ... tợng nghiên cứu Hệ thống lái máy kéo Bông Sen 20, đợc sản xuất v lắp ráp Công ty máy kéo v máy nông nghiệp - H Đông - H Tây 2.3 Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu động học v động lực học hệ thống lái. .. Chuyển vị Phần tử hữu hạn 20 Kết luận - Động học, động lực học hệ thống lái - Độ bền chi tiết Hình 2.1 Sơ đồ nghiên cứu hệ thống lái máy kéo Bông Sen 20 26 Chơng Nghiên cứu ®éng häc vμ ®éng lùc häc