Thiết kế thùng xe tải chuyên dụng vận chuyển bồn nước trên xe cơ sở Vinhphat FTR160SL9 bằng hệ thống nâng hạ xi lanh thủy lực

Dây cấp nâng hạ sàn

- Dây cáp thép là loại dây cẩu hàng thông dụng, được gia công đa dạng theo nhu cầu của khách hàng về đường kính sợi cáp, chiều dài hoàn thiện của sợi cáp, vòng bấm chì, kiểu sling: 1 đầu móc 1 đầu mắt, hoặc 2 đầu mắt bấm chì, sling cáp thép đơn, sling cáp thép đa, mắt cứng hoặc mắt mềm. Đặc điểm của hệ thông xi lanh thủy lực là có thể dễ dàng sử dụng trên ô tô hiện nay vì kết cấu đơn giản , bố trí dễ dàng, kích thước nhỏ gọn tuy nhiên có thể dùng với tải trọng lớn. Trên ô tô chở bồn nước hệ thống xi lanh thủy lực một đầu được nối với đầm hoặc cột cố định, một đầu có thể nối trực tiếp với sàn thùng cần nâng hạ hoặc nối gián tiếp qua hệ thống puly và dây cáp để giảm tải trọng hoặc giảm hành trình dịch chuyển của xi lanh thủy lực.

Kết cấu thùng hàng

Chiều dày sàn cũng được thiết kế nhỏ nhất để tăng khoảng chiều cao hiệu dụng của lòng thùng, các đà dọc có kích thước lớn song được bố trí không làm ảnh hưởng đến chiều cao hiêu dụng lòng thùng. Mặt hông có kết cấu mỗi bên gồm có các trụ trước sau, có 3 trụ đỡ được bố trí đầu, giữa và cuối để cân bằng khi đỡ sàn tầng 2; 2 trụ chính để gắn xilanh thủy lực được bố trí gần các chốt móc cáp kéo của sàn thùng tầng 2. - Khung xương mặt sau được nối liền với mặt sàn với 2 trụ đuôi thùng hàn - Thanh ngang khung được bắt qua 2 trụ sau cấu tạo từ thép hộp 40x40x1,4.

Xác định khối lượng thùng hàng

Khi làm việc sàn thùng chiụ tác dụng của trọng lượng hàng hóa trên thùng Gh và trọng lượng bản thân thùng hàng Gthùng. Các tải trọng này tác dụng lên thùng thông qua các dầm ngang truyền đến các dầm dọc của thùng và đến các dầm dọc của khung ô tô. Các dầm dọc của thùng tiếp xúc dọc trên chiều dài của khung ô tô qua lớp gỗ lót nền đảm bảo đủ bền khi truyền lực từ các dầm ngang xuống.

Khi tính toán bền thùng hàng ta chỉ cần tính toán bền cho các dầm ngang và xem như các phần khác làm việc đủ bền. - Trọng lượng hàng hóa và phần sàn thùng phân bố đều trên mặt sàn, tức là phần trọng lượng này phân bố đều cho các dầm ngang và trên suốt chiều dài của thùng. Để đảm bảo an toàn cho các hệ thống và theo phương án thiết kế ban đầu tải trọng khi chở tối đa khoảng 3000 (kG) nên ta chọn trọng lượng hàng hóa chuyên chở cho phép của ô tô là Gh = 3500 (kG).

- Xem như mặt sàn tầng 2 chịu ẵ trọng lượng hàng húa khi đầy tải và tải trọng toàn bộ sàn tầng 2. - Xem như lực tác dụng lên mặt sàn phân bố đều trên các đà ngang và suốt chiều dài đà ngang. - Xem như mặt sàn tầng 2 chiu ẵ trọng lượng hàng húa khi đầy tải và tải trọng toàn bộ sàn tầng 2, như vậy mỗi nữa sàn (trước, sau) sẽ chịu ẳ tải trọng hàng húa và ẵ tải trọng sàn.

- Khi nâng sàn lúc đó đà sàn sẽ được treo bằng cáp ở 3 đầu, lúc này đà chịu tải trọng lớn nhất, khi tính toán ta xem như đây là các gối đỡ tĩnh. Tính bền thành bên của thùng hàng ta xét trường hợp ô tô xếp hàng hóa bằng chiều cao thùng xe (theo thông tư 46/2015/TT-BGTVT). Thành trước chịu tác dụng lực lớn nhất khi ô tô phanh gấp với gia tốc cực đại khi đầy tải, coi các thanh đứng chịu toàn bộ lực phanh, các thanh ngang là kết cấu gia cường.

Tính bền bu lông lắp bát chống trượt giữa thùng hàng và khung xe

19 Sơ đồ lực tác dụng lên thùng chở hàng của ô tô khi phanh đột ngột trên đường xuống dốc. Fms là lực ma sát sinh ra giữa dầm dọc của thùng chở hàng và dầm dọc của khung xe (kG). Pj là lực quán tính của thùng chở hàng và hàng hoá sinh ra khi ô tô phanh đột ngột (kG).

- là góc nghiêng dọc của đường dốc,  chọn theo độ dốc lớn nhất khắc phục được của xe cơ sở i. G1 (kG) là trọng lượng của thùng chở hàng và hàng hoá theo chiều dọc của ô tô khi ô tô nghiêng theo chiều dọc một góc . Các bulông lắp bích chống xô chịu cắt nên ta có đường kính nhỏ nhất của 01 bulông theo [6] là: dbl =√4𝐹𝑏𝑙.

Ở đây ch là giới hạn chảy của vật liệu chế tạo bulông, thân bulông chế tạo bằng. Vậy ta chọn bulông M16 để lắp các bích chống xô hạn chế dịch chuyển dọc giữa thùng chở hàng và khung ô tô là đảm bảo đủ bền.

Tính bền bulông quang treo chống trượt ngang thùng chở hàng khi ô tô quay vòng ổn định trên đường vòng

- Vgh là vận tốc giới hạn lớn lật nhất khi ô tô quay vòng ổn định [m/s]. Khi tính toán ta tính cho trường hợp ô tô quay vòng ổn định trên đường nằm ngang tức là đường không có góc nghiêng ngang.  Tính toán bulông quang treo hạn chế dịch chuyển ngang của thùng chở hàng so với khung ô tô, ta tính với lực quán tính theo phương ngang Plty.

Tính chọn hệ thống thủy lực điều khiển nâng sàn thùng

Lực đẩy của xy lanh thủy lực yêu cầu lớn nhất tại thời điểm bắt đầu nâng hàng với trọng lượng hàng hóa lớn nhất cho phép thông qua ròng rọc cố định A và ròng rọc di động B. Khi ấn nút ON trên bộ điều khiển để khởi động hệ thống điều khiển thủy lực thì điện từ ắc quy cấp cho motor đẫn động bơm, bơm thủy lực bắt đầu hoạt động cấp dầu áp suất cao cho xi lanh. + Hi – tọa độ trọng tâm theo chiều cao của khối lượng thành phần thứ i (tính từ mặt đất. đến trọng tâm khối lượng thành phần).

Để xe khỏi bị trượt xuống dốc do thành phần trọng lượng G.sin, mặt dù có momen cản lăn nhưng nhỏ nên phải đặt phanh ở các bánh xe sau. Sự mất ổn định của ô tô không chỉ lật đổ dọc mà còn do trượt trên đường do không đủ lực phanh hoặc do bám không tốt giữa bánh xe và đường. Vậy góc dốc giới khi xe không tải và toàn tải là góc đốc giới hạn trượt đảm bảo lưu hành tốt trên đường bộ Việt Nam hiện nay theo QCVN 09-2011.

Trong trường hợp xe chuyển động lên dốc hoặc xuống dốc tốc độ rất thấp nên ảnh hưởng của của lực cản của gió, lực quán tính có thể bỏ qua và ảnh hưởng của lực cản lăn coi như không đáng kể (Pj = 0; P = 0; Pf = 0) nên các góc giới hạn lật đổ của xe tương tự như khi xe đứng yên. Tính ổn định của ô tô khi chuyển động quay vòng trên đường nghiêng ngang Khi xe chuyển động quay vòng trên đường nghiêng ngang, ngoài các lực đã trình bày phần trên, xe còn chịu tác dụng của lực ly tâm Pl đặt tại trọng tâm xe (trục quay là Y Y). Khi góc  tăng dần, đồng thời dưới tác dụng của lực Pl, xe sẽ bị lật đổ quanh mặt phẳng đi qua A’ ứng với vận tốc giới hạn và hợp với Z” = 0.

Khi quay vòng trên đường nghiêng ngang, xe có thể bị trượt bên dưới tác dụng của thành phần lực G.sin và Pl cos do điều kiện bám ngang của bánh xe và đường không đảm bảo.

Tính toán sức kéo ô tô sau khi thiết kế

Muốn lập được đồ thị cân bằng công suất của ô tô, trước hết phải tính tốc độ chuyển động của xe ở các tay số khác nhau theo tốc độ góc của trục khuỷu động cơ. Giá trị về vận tốc và công suất ứng với khi ô tô chuyển động ở tay số thấp và tay số cao của hộp số phụ được trình bày trong bảng (4.5). Vậy ta có tổng công suất tiêu hao cho lực cản lăn và lực cản dốc được gọi là công suất tiêu hao cho lực cản của mặt đường N = f(V) [KW].

Nhận xét: Dựa trên đồ thị ta thấy vận tốc lớn nhất mà ô tô đạt được khi chuyển động trên đường bằng là 25,6 [m/s] trên loại đường đã tính toán. Tại vận tốc này công suất dự trữ của ô tô không còn nên ô tô không còn khả năng tăng tốc. Vận tốc lớn nhất ô tô đạt được đảm bảo “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường đối với ô tô” là không nhỏ hơn 60 Km/h.

Chỉ tiêu về sức kéo chưa đánh giá được chất lượng động lực của ô tô này so với ô tô khác có cùng lực kéo như nhau, nhưng ô tô nào có nhân tố cản không khí bé hơn, trọng lượng nhỏ hơn thì chất lượng động lực tốt hơn. Vì vậy để đánh giá được chất lượng động lực của ô tô này so với ô tô khác người ta đưa ra khái niệm hệ số nhân tố động lực D của ô tô. - Kéo tay cầm điều khiển nâng hạ sàn thùng đến vị trí thuận lợi để dễ dàng quan sát toàn bộ quá trình nâng hạ sàn.

- Đưa các bồn vào vị trí trên sàn tầng 2 và cố định bồn trên mặt sàn bằng dây chằng và tăng đơ. - Dùng hệ thống thủy lực nâng toàn bộ sàn tầng 2 lên sao cho khoảng cách từ mặt sàn tầng 1 đến đáy sàn tầng 2 lớn hơn chiều cao của bồn nước chuẩn bị đưa lên sàn thùng tầng 1. - Kiểm tra lại toàn bộ hệ thống, bố trí bồn trên các mặt sàn sau đó lắp lại toàn bộ khung mui, đóng bửng sau, tháo cầu nâng , đóng cửa sau.