Đặc điểm và kết cấu mối ghép:
- Bạc lót lắp chặt với lỗ chốt trên giá đỡ.
- Chiều cao từ tâm lỗ tới mặt trên dầm dọc đạt h = 82mm.
- Khi lắp, đảm bảo độ vuông góc giữa đờng tâm trục xy lanh với đờng tâm trục chốt xoay. - Chốt có xẻ rãnh dẫn mỡ bôi trơn. Hình 2.16 Kết cấu lắp ghép chốt 2.2.6) Lắp cụm bệ đỡ lên sát xi a) Đặc điểm mối ghép Hình 2.17 Sơ đồ vị trí khung bệ đỡ
- Khung bệ đỡ có kết cấu phù hợp với khung sát xi của ô tô cơ sở.
- Sau khi lắp các bộ phận lên khung bệ đỡ thì tiền hành lắp bệ đỡ lên khung. - Khi lắp lên khung đảm bảo khoảng cách giữa tâm đòn cân bằng cụm cầu sau và tâm chốt xy lanh đạt d = 190 mm. Đảm bảo trùng khớp bề mặt khung sát xi với khung cụm bệ đỡ.
Hình 2.18 Vị trí lắp ráp bu lông quang và má chống xô
- Cụm bệ đỡ sẽ đợc lắp vào khung sát – xi thông qua 8 bu lông quang và chống xê dịch bằng 6 cặp má chống xô.
- Vị trí lắp đặt các bu lông quang và má chống xô trên cơ sở kết cấu thực tế của khung bệ đỡ và sat-xi đảm bảo số lợng bu lông quang hợp lý và vị trí dễ thao tác lắp ráp. (Đợc bố trí theo sơ đồ hình 2.17 và 2.18).
b) Kết cấu mối ghép
* Mối ghép bu lông quang kẹp chặt khung xe và dầm dọc bệ đỡ:
- Sử dụng bu lông quang bó khung và dầm dọc bệ đỡ thành 1 khối. Khi dùng bu lông quang cần đảm bảo để mép gờ 2 khung tì sát vào khung của bu lông. - Các dải đệm cao su ép cốt sợi chịu lực đặt giữa khung và dầm dọc có tác dụng giảm rung động truyền từ đờng lên khung dầm và ngợc lại, nhờ đó, các mối ghép không bị lỏng trong quá trình hoạt động.
Hình 2.19 Kết cấu lắp ghép bu lông quang
* Mối ghép bu lông quang chống xô bệ đỡ với khung xe:
- Hai má chống xô đợc bắt lần lợt vào dầm dọc của cụm bệ đỡ và khung xe bằng đinh tán.
- Má chống xô đợc tán vào khung dầm bệ đỡ trớc sau khi điều chỉnh đảm bảo khoảng cách giữa dầm cân bằng và tâm chốt xoay d = 190mm, tán má còn lại trên khung ô tô (đảm bảo độ đồng tâm giữa các lỗ bắt bu lông).
- Các dải đệm cao su ép cốt sợi chịu lực đặt giữa khung và dầm dọc có tác dụng giảm rung động truyền từ đờng lên khung dầm, các bộ phận gắn trên và ngợc lại, nhờ đó, sẽ giảm tải trọng động và các mối ghép không bị lỏng trong quá trình hoạt động.
Hình 2.20 Mối ghép bu lông chống xô
Sau khi lắp hoàn thiện toàn bộ cụm cần nâng, bệ đỡ vào khung xe, cần kiểm tra các mối ghép, đảm bảo lực siết và đầy đủ các bộ phận phòng lỏng
cho bu lông. Kiểm tra mối ghép khi hoạt động thử cụm cần nâng để phát hiện các sai sót trong lắp ghép.
2.3) Thiết kế tính toán đối trọng và giá đối trọng
Do khi kéo xe hỏng, trọng lợng đè lên bàn nâng tới 4000 KG sẽ làm giảm tải trọng của cầu trớc ô tô cứu nạn. Điều này sẽ làm giảm khả năng ổn định và dẫn hớng cho ô tô cứu nạn. Vì vậy, để tăng trọng lợng đặt lên cầu trớc ô tô cứu nạn, ta sử dụng đối trọng đặt trên xe và đợc bố trí gần trục trớc xe cứu nạn. Mặt khác, khi xe không tải, vị trí đối trọng nh trên có thể gây ra quá tải cho cầu trớc xe cứu nạn vì thế, đối trọng phải đợc đẩy về phía đuôi ô tô cứu nạn khi xe không tải.
2.3.1) Tính toán thiết kế đối trọng
a) Công dụng đối trọng
Hình 2.21 Các trạng thái trọng lợng xe cứu nạn
Trong đó:
- G: Trọng lợng không tải, không có đối trọng của xe cứu nạn.
- G1, G2 : Phản lực tác dụng lên cầu trớc, sau ở trạng thái không tải (a) - G1’, G2’: Phản lực tác dụng lên cầu trớc, cầu sau khi đặt tải 4000 KG (b)
Với : G1’ = G1 + q = G1 + (-Q.b/a)
Với G1’’ = G1’ + dt = G1’ + [Gdt.d/(c+d)]
Thay số tính toán thực tế: (Trong trờng hợp chất tải giới hạn)
G1 = 3710 KG (Tính toán cụ thể mục 2.5) G1’ = 3710 + (- 4000.3707/3500) = -526,6 KG G1’’ = -526,6 + (Gdt. d/(3500))
Nh vậy, đối trọng đợc đặt trên xe phải đảm bảo cho trọng lợng đặt lên cầu trớc của xe đạt giới hạn hợp lý về ổn định và đảm bảo điều kiện quay vòng.
Ta chọn sơ bộ G1’’ = 2000 KG vậy ta có
b) Tính toán khối lợng đối trọng
Trong trờng hợp chất tải giới hạn, tính sơ bộ:
Chọn sơ bộ d = 2000 mm từ kết cấu chung của xe.
Tuy nhiên, để đảm bảo ổn định lái, ngoài ra, tính tới tải trọng động khi xe di chuyển trên đờng xấu, sai số trong xác định G1’ , thay đổi khoảng cách trong tâm khối đối trọng tới tâm đòn cân bằng sau (d) tùy thuộc vào kích thớc khối đối trọng, phân bố trọng lợng khi xe tăng tốc.... nên để đảm bảo an toàn ta chọn Gdt = 4000 KG.
c) Xác định kiểu và kích thớc đối trọng
Để tăng tính cơ động trong quá trình hoạt động của xe, ta thiết kế đối trọng theo hớng có thể tăng hoặc giảm trọng lợng cho phù hợp với các trờng hợp kéo xe hỏng khác nhau (về kết cấu và tải trọng) đồng thời cũng
đảm bảo tính kinh tế khi ô tô cứu nạn phải di chuyển trên các loại đờng khác nhau và cự li di chuyển khác nhau. Do vậy:
- Chọn kiểu đối trọng là kiểu đối trọng ghép tấm và đợc làm bằng thép. - Đối trọng đợc bố trí cân bằng nhau dọc 2 bên thành xe.
- Trọng lợng mỗi tấm đối trọng khoảng 50 (Kg) để thuận tiện cho việc xếp dỡ đối trọng lên xe.
- Kích thớc đối trọng đợc thiết kế hợp lý phù hợp với khoảng không gian 2 bên thành xe cũng nh tính tới sự thuận tiện khi xếp dỡ.
- Các tấm đối trọng đợc xếp trên giá trợt để có thể di trợt dễ dàng trên giá. - Các tấm đối trọng sau khi đợc xếp lên giá đối trọng sẽ đợc bó thành khối bằng bu lông quang.
Hình 2.22 Kết cấu đối trọng
Tính trọng lợng 1 tấm đối trọng:
Qtdt = Vtdt. Dvl
Trong đó:
+ Thể tích tấm : Vtdt =446.470.33,75– .33,75 7,05 ( + Khối lợng riêng của thép Dvl = 7,85
Qtdt = 7,05. 7,85 = 55,3 Kg.
Nh vậy, để có 4000KG đối trọng cần xếp 72 tấm đối trọng (mối bên 36 tấm).
2.3.2) Thiết kế giá đối trọng
Trên cơ sở đối trọng đợc chọn ở trên, ta tiến hành thiết kế giá đối trọng để xếp các tấm đối trọng lên một cách chắc chắn và thuận tiện.
Nh trên đã trình bày, khối đối trong đợc ghép bởi các tấm đối trọng có khối lợng khoảng 50 kg. Nh vậy, giá đối trọng sẽ có kết cấu thuận tiện cho việc xếp dỡ các tấm đối trọng. Sau đó, cần có cơ cấu kẹp chặt các tấm đối trọng thành 1 khối và cố định vị trí trên xe.
Hình 2.23 Kết cấu cụm đối trọng
- Dầm dọc sàn khung là 2 thanh thép L 50x50x5.
- Các thanh thép hộp vuông 50x50x3 đợc hàn vào dầm dọc (thép hình L) và hàn với nhau tạo thành khung hình hộp bao lấy khối đối trọng.
- Các tấm đối trọng đợc xếp lên 1 giá trợt có bánh ray để di trợt dễ dàng trên đờng ray trợt.
Hình 2.24 Giá trợt đối trọng
- Tại sàn khung hàn các tấm thép dọc theo dầm dọc làm sàn đỡ. Trên sàn đỡ hàn 2 thanh thép vuông làm đờng ray trợt cho giá trợt đối trọng.
- Bu lông quang dài 1450 (mm) một đầu tỳ vào mặt đáy giá trợt. Đầu còn lại đợc làm ren M30 để lắp tay quay kẹp chặt khối đối trọng thành một khối. - Khối đối trọng đợc cố định vị trí nhờ 2 thanh thép tròn (then) gài ngang khung giá đối trọng.
- Trên khung dầm dọc thép L có khoan 10 lỗ bắt bu lông M14 để lắp giá với dầm ngang của khung sàn xe.
2.4) Lắp giá đối trọng lên ô tô
a) Đặc điểm mối ghép
- Đợc lắp phía gần sát ca bin nhằm tăng trọng lợng đối trọng phân bố lên trục trớc ô tô cứu nạn.
- Giá đợc cố định bằng bu lông tại các vị trí xác định phụ thuộc vào vị trí dầm ngang của cụm bệ đỡ và vị trí trọng tâm đối trọng đảm bảo yêu cầu phân bố trọng lợng.
- Sử dụng 10 bu lông M14 bắt trực tiếp giữa khung giá và dầm ngang bệ đỡ và 2 bu lông liên kết giữa 2 tai (má hàn thêm đầu khung giá đối trọng) với dầm ngang bệ đỡ.
Hình 2.25 Vị trí lắp ghép giá đối trọng
b) Kết cấu mối ghép
- Tại các vị trí lắp ghép. Sử dụng mối ghép bu lông (M14) liên kết trực tiếp dầm dọc giá đỡ với dầm ngang cụm bệ đỡ.
- Đảm bảo mối ghép chắc chắn, đầy đủ vòng đệm phòng lỏng.
- Vị trí lắp đặt của 2 giá đối trọng phải đối xứng qua trục dọc thân xe.
2.5) Xác định chính xác trọng lợng, phân bố trọng lợng lên các cầu vàchiều cao trọng tâm ở trạng thái không tải và tải giới hạn chiều cao trọng tâm ở trạng thái không tải và tải giới hạn
2.5.1) Nguyên lý xác định
Trên cơ sở các cụm chức năng của xe cứu nạn đã đợc thiết kế và lắp đặt hoàn chỉnh, tiến hành xác định tọa độ trọng tâm của xe ở 2 trạng thái không tải và tải giới hạn nh sau:
+ Tính trọng lợng từng chi tiết của cụm chức năng bằng phơng pháp tính toán lý thuyết từ kết cấu chi tiết.
+ Công thức tính trọng lợng chi tiết:
Gcti = Vcti . Dthép
Trong đó, Gcti : trọng lợng của chi tiết thứ i (KG)
Vcti : thể tích vật liệu của chi tiết thứ i(KG)
Dthép : trọng lợng riêng của thép (KG/dm3) (Chọn chung D = 7,85 KG/dm3).
+ Xác định tọa độ trọng tâm theo nguyên tắc đơn giản hóa các bộ phận của chi tiết thành các khối hình học cơ bản tơng đơng về thể tích.
Công thức xác định toạ độ trọng tâm:
Trong đó: XGi, hGi : tọa độ trọng tâm theo phơng X,Y của chi tiết i. Xgij, hgij: tọa độ trọng tâm bộ phận j theo phơng X,Y của
chi tiết i (đã đơn giản hóa).
Gij : trọng lợng của bộ phận j của chi tiết i.
+ Xác định tọa độ trọng tâm của toàn xe cũng theo nguyên tắc trên. + Chọn hệ tọa độ hình học tính toán nh hình vẽ:
Hình 2.27 Hệ trục tọa độ xác định trọng tâm ô tô cứu nạn
2.5.2) Xác định toạ độ trọng tâm ô tô cứu nạn
a) Xác định tọa độ trọng tâm cần nâng
Bảng 2.3 Thông số vị trí và trọng lợng cần nâng ST
T Cụm, chi tiết Gi XTT không tảiGi hGi TT nâng tải ghX’Gi h’Gi
1 Chân cần (gồm chốt xoay) 85 2320 1601 2301 1631 2 Thân cần nâng (gồm 2 pu ly ) 130 3890 1861 3853 1983 3 Tai lắp chốt tỳ cố định 6 3120 1681 3095 1758 4 Thanh đứng 65 4829 1217 4829 1396 5 Đoạn tỳ cần đỡ (+ chốt gập) 42 5054 688 4879 694 6 Thanh gập (cần đỡ) 125 5366 1489 5872 395 7 Mã liên kết và chốt đứng 35 5366 2270 6826 452 8 Cụm bàn nâng 95 5366 2676 7231 486 9 Vòng đỡ 25 5366 2711 7269 500
*Khi không tải (gập cần nâng):
* Khi có tải giới hạn (hạ cần nâng ở vị trí giới hạn):
b) Xác định tọa độ trọng tâm các khối chức năng lắp đặt trên ô tô
Các khối lắp đặt trên xe gồm: Cụm bệ đỡ, sàn xe, tang tời, hộp giảm tốc, mô tơ thủy lực, bơm thủy lực, xy lanh thủy lực, đối trọng, giá đỡ cần nâng, giá đỡ xy lanh, giá cố định cần..
Bảng 2.4 Thông số vị trí và trọng lợng khối chức năng
1
Bệ đỡ (dầm dọc, dầm ngang thanh gia cờng, khung sàn, bu lông quang, má chống xô, mã tăng cứng, 2 giá đỡ)
404.8 2595 1153
2 Đối trọng và giá đối trọng 4040 1100 1800
3 Hộp giảm tốc (+ chi tiết lắp ghép) 100 1197 1641
4 Tang tời và tời 25 1197 1641
5 Mô tơ 20 1630 1533 6 Giá cố định cần nâng 15 4615 1298 7 Hộp thiết bị 150 2200 1557 8 Bơm thủy lực và hộp trích 50 850 720 9 Xy lanh nâng cần 105 3224 1421 (Đối trọng ở vị trí sát cabin) Tọa độ trọng tâm:
c) Chiều cao trọng tâm xe sát xi cơ sở:
Bảng 2.5 Thông số trọng lợng và chiều cao trọng tâm ô tô sát - xi ST
T1 Động cơ + Ly hợpCụm chi tiết Gi 830 hGi1200
2 Hộp số 320 1200 3 Các đăng 51 549 4 Cầu trớc + Nhíp + bánh xe 596,5 500 5 Cầu giữa + Nhíp + bánh xe 1016,5 500 6 Cầu sau + Nhíp + bánh xe 976,5 500 7 Ca bin + 3 ngời 845 1800
8 Sat xi + thiết bị gắn theo 2164,5 1000
Tổng 6800
Vậy chiều cao trọng tâm xe cơ sở là:
Từ phân bố trọng lợng có sẵn của xe đầu kéo, ta tính đợc phân bố trọng lợng xe cơ sở (sau khi bỏ yên ngựa 200KG):
G1 = 3509KG ; G2 = 3291KG
Nên: acs=XGcs=G2.L/G = 3291.3500/6800 = 1693,9 mm.
d) Chiều cao trọng tâm qui đổi của tải trọng đè lên bàn nâng (h4000)
Để đảm bảo sự ảnh hởng tới tính ổn định do xe hỏng gây ra cho ô tô cứu nạn, ta giả thiết trọng lợng đặt lên bàn nâng (4000 KG) là một trọng khối
có toạ độ xác định và đợc chọn hợp lý với ảnh hởng của xe hỏng lên ô tô cứu nạn nh sau:
Hình 2.28 Sơ đồ qui đổi tơng đơng
- PT qui đổi chiều cao trọng tâm ô tô hỏng thành tải trọng đè lên bàn nâng: Trong đó: Gh=10000KG (Trọng lợng xe hỏng không tải)
hh = 2000 mm (Chiều cao trọng tâm lớn nhất xe hỏng không tải ở trạng thái đợc kéo chọn theo thống kê kinh nghiệm)
Gk = 12318,5KG (Trọng lợng ô tô cứu nạn không tải)
hk = 1261,1 mm (Chiều cao trọng tâm xe cứu nạn không tải) Suy ra:
= 2611,7 mm.
e) Tọa độ trọng tâm ô tô cứu nạn
Bảng 2.6 Trọng lợng và tọa độ trọng tâm các bộ phận ô tô cứu nạn
ST
T Cụm thiết bị
Không tải* Tải giới hạn
XG hG Gi X’G h’G G’i 1 Cần nâng 4521,2 1782,2 608,7 4911,5 1067,9 608,7 2 Khối chức năng 3248 1641,9 4909,8 1190,9 1641,9 4909,8 3 Xe sát -xi 1693,9 939,4 6800 1693,9 939,4 6800 4 Tr.lợng nâng 0 0 0 7207** 2611,7 4000 5 Tổng 12318,5 16318,5
* Khi không tải, đối trọng đợc đẩy xuống phía đuôi ô tô cứu nạn **Trạng thái cần ngắn: X’’G = 6857mm.
Nh vậy tọa độ trọng tâm xe trong 2 trờng hợp : * Không tải :
* Tải giới hạn:
Công thức: G1 = G - a.G/L ; G2 = G - G1
* Không tải : G1 = 12318,5 – 2453.12318,5 /3500 = 3685 KG G2 = 12318,5 – 3685 = 8633,5 KG.
* Tải giới hạn: G’1 = 16318,5 – 3013,1. 16318,5 /3500 = 2266,2 KG G’2 = 16318.5 – 2266,2 = 14052,3 KG.
Chú ý: - Khi xe hoạt động ở trạng thái cần ngắn. Qua tính toán tacó:
G’’2 =13652,5 KG ; G’’1= 2666 KG (nhỏ hơn giới hạn xe cơ sở). - ở trạng thái cần dài thì sử dụng các biện pháp khắc phục nếu xe hỏng có tải trọng cầu trớc lớn [mục 2.1.2].
2.6) Tính ổn định cho ô tô cứu nạn (Không tải và đặt tải giới hạn)
Do xe cứu nạn là loại xe có phạm vi hoạt động hẹp, không cần tính năng cơ động quá cao nên ta hạn chế các điều kiện chuyển động của xe trong quá trình di chuyển kéo xe hỏng nh sau:
- Chuyển động đều khi lên, xuống dốc.
- Chuyển động trên đờng nghiêng thẳng hoặc chuyển động quay vòng trên đờng nghiêng có hớng nghiêng cùng phía trục quay vòng.
- Tốc độ di chuyển <= 30 Km/h.
2.6.1) Giới hạn trợt dọc và ngang
a) Giới hạn trợt dọc tĩnh
- Tổng trọng lợng bám của xe: Gϕ = (Gk + 4000).cos(α) - Lực phanh lớn nhất của đoàn xe: Pp = (Gk+Gh). sin(α)