3.2.1. Nguyờn cụng 1: Hàn thõn thựng. Bước 1: Hàn đớnh tấm thõn: - Chọn mỏy hàn:SLP 35A5 của Nhật Bản • Điện ỏp sử dụng: 1pha, 380V • Cụng suất danh nghĩa: 35 kVA • Cụng suất hàn tối đa: 80 kVA • Áp lực hàn tối đa: 4900 N • Chu kỳ làm việc định mức: 9,45 % • Lưu lượng nước làm mỏt: 5 l/ph • Khối lượng mỏy: 230 kg - Chế độ hàn:
• Dũng điện hàn: Ih = 8,6 (kA) • Thời gian hàn: th = 0,16 s • Lực ộp: 2700 N • Kớch thước điện cực: Dd = 15 mm, dd = 5 mm • Số điểm hàn: 12 - Sơ đồ hàn:
Hinh 3-10 : Sơđồ hàn điểm thõn thựng 1- Tấm thõn thựng; 2-Điện cực hàn; 3-Bulụng và đai ốc; 4-Càng định vị; 5-Chốt bản lề; 6-Đếđịnh vị; 7-Bulụng; 8-Dầm chữ U Ta tiến hành hàn đớnh tại 11 điểm, mỗi điểm cỏch nhau 100 mm như ở hỡnh trờn sau đú mới tiến hành hàn lăn thõn thựng ở bước 2. Bước 2: Hàn lăn - Mỏy hàn: LBD-04 • Điện ỏp sử dụng: 1pha, 380V – 50/60 Hz; • Cụng suất: 150 kVA • Chu kỳ làm việc: 60% • Trọng lượng: 1800 kg • Tốc độ hàn: 0,6 ữ 2 m/ph • Độ dày vật hàn: (0,2 ữ 1,5) x 2 mm • Làm mỏt bằng nước. - Chế độ hàn: • Dũng điện hàn: Ih = 10,6 (kA) • Thời gian hàn: th = 0,08 (s) • Lực ộp: 3500 (N) • Vận tốc hàn: Vh = 0,8 (m/ph) • Kớch thước điện cực: Bl = 10 mm, bl = 5 mm • Chiều dài mối hàn: L = 920 mm - Sơ đồ hàn:
Hỡnh 3-11: Sơ đồ hàn lăn thõn thựng
1-Tấm thõn; 2-Con lăn hàn; 3-Bu lụng và đai ốc;
4-Càng định vị; 5-Chốt bản lề; 6-Đếđịnh vị; 7-Bulụng; 8-Dầm chữ U.
3.2.2. Nguyờn cụng 2: Hàn giỏ bắt đồng hồ bỏo dầu vào thõn thựng.
- Mỏy hàn: SLP 35A5 của Nhật Bản - Chế độ hàn:
• Thời gian hàn: th = 0,16 s
• Lực ộp: 2700 N
• Kớch thước điện cực: Dd = 15 mm, dd = 5 mm
• Số điểm hàn: 5 - Sơ đồ hàn:
Hỡnh 3-12 : Sơđồ hàn giỏ lắp đồng hồ bỏo dầu vào tấm thõn thựng.
1-Điện cực hàn; 2- Giỏ bắt đồng hồ; 3-Tấm thõn thựng
3.2.3. Nguyờn cụng 3: Hàn cổ rút dầu vào thõn thựng.
- Mỏy hàn: Mỏy hàn khớ CO2 Star 250; Model: MIS – 250 - Chế độ hàn:
• Dũng điện hàn: 80A • Điện ỏp hồ quang: 22V • Tốc độ hàn: 18 m/ph • Tiờu hao khớ: 7 l/ph - Sơ đồ hàn: Hỡnh 3-13: Sơ đồ hàn cổ rút dầu 1-Cổ rút dầu; 2-Que hàn; 3-Tấm thõn thựng. 3.2.4. Nguyờn cụng 4: Hàn tấm ngăn vào thõn thựng. - Mỏy hàn: SLP 35A5 của Nhật Bản - Chế độ hàn: • Dũng điện hàn: Ih = 8,6 (kA) • Thời gian hàn: th = 0,16 s • Lực ộp: 2700 N • Kớch thước điện cực: Dd = 15 mm, dd = 5 mm • Số điểm hàn: Mỗi mặt hàn đớnh 5 điểm, mỗi điểm cỏch nhau 20 mm.
- Sơ đồ hàn:
Hỡnh 3-14: Sơ đồ hàn điểm tấm ngăn giứa
1-Tấm thõn thựng; 2-Điện cực hàn; 3-Đai ốc và bulụng; 4-Càng định vị; 5-Chốt bản lề; 6-Đế định vị; 7-Bulụng; 8-Dầm chữ U; 9-Tấm ngăn giữa
3.2.5. Nguyờn cụng 5: Hàn nỳt vào thõn thựng.
- Mỏy hàn: Mỏy hàn khớ CO2 Star 250; Model: MIS – 250
• Cụng suất: 7,6 KVA • Điện ỏp khụng tải: 21 - 39 V • Dũng hàn: 40 – 250 A - Chế độ hàn: • Đường kớnh dõy hàn: 0,8 mm • Dũng điện hàn: 80A • Điện ỏp hồ quang: 22V • Tốc độ hàn: 18 m/ph • Tiờu hao khớ: 7 l/ph - Sơ đồ hàn: Hỡnh3-15: Sơđồ hàn nỳt vào thõn thựng 1-Nỳt; 2-Khớ bảo vệ; 3-Tấm thõn thựng; 4-Que hàn. 3.2.6. Nguyờn cụng 6: Hàn tấm đầu thựng vào thõn thựng. Bước 1: Hàn đớnh tấm đầu vào tấm thõn. - Mỏy hàn: SLP 35A5 của Nhật Bản - Chế độ hàn: • Dũng điện hàn: Ih = 8,6 (kA) • Thời gian hàn: th = 0,16 s • Lực ộp: 2700 N • Kớch thước điện cực: Dd = 15 mm, dd = 5 mm
• Số điểm hàn. Mỗi mặt hàn đớnh 5 điểm, mỗi điểm cỏch nhau 20 mm. - Sơ đồ hàn: Hỡnh 3-16: Hàn đớnh tấm đầu thựng vào tấm thõn thựng 1-Tấm thõn; 2-Điện cực hàn; 3-Tấm đầu thựng; 4-Càng định vị; 5-Chốt bản lề; 6-Đế định vị, 7-Bulụng; 8-Dầm chữ U; 9-Bulụng và đai ốc. Bước 2: Hàn lăn - Mỏy hàn: Mỏy hàn lăn LBD-04 - Chế độ hàn:
• Dũng điện hàn: Ih = 10,6 (kA) • Thời gian hàn: th = 0,08 (s) • Lực ộp: 3500 (N) • Vận tốc hàn: Vh = 0,8 (m/ph) • Kớch thước điện cực: Bl = 12 mm, bl = 8 mm - Sơđồ hàn: Hỡnh 3-17: Hàn lăn tấm đầu thựng vào thõn thựng 1-Tấm thõn thựng; 2-Con lăn hàn; 3-Tấm đầu thựng; 4-Càng định vị;
5-Chốt bản lề; 6-Đếđịnh vị; 7-Bulụng; 8-Dầm chữ U; 9- Bulụng và đai ốc.
3.2.7. Nguyờn cụng 7: Kiểm tra cỏc mối hàn.
Kiểm tra cỏc mối hàn bằng cỏch quan sỏt để phỏt hiện cỏc khuyết tật như chảy loang, nẹm chõn, rỗ khớ, nứt bề mặt và cỏc khuyết tật hỡnh dỏng mặt ngoài của liờn kết hàn. Cỏc thao tỏc bao gồm:
- Làm sạch bề mặt liờn kờt hàn (bề mặt mối hàn và vựng kim loại cơ bản). - Quan sỏt kỹ bằng mắt thường hoặc kớnh lỳp.
- Kiểm tra kớch thước của liờn kết hàn theo kớch thước bản vẽ.
Ngoài ra ta cũn tiến hành kiểm tra mối hàn bằng thớ nghiệm thử kớn bằng ỏp lực khớ và kiểm tra bằng ỏp lực nước. Cỏc phương phỏp này được trỡnh bày trong chương IV của đồ ỏn này.
CHƯƠNG IV
NGHIấN CỨU THỬ NGHIỆM, KIỂM TRA THÙNG NHIấN LIỆU 4.1. Cỏc tiờu chuẩn tham khảo.
4..1.1. TCVN 5833 : 1994 về thựng thộp chứa chất lỏng.
4.1.2. TCVN 6954 : 2001 về thựng nhiờn liệu của mụ tụ, xe mỏy hai bỏnh hoặc ba bỏnh. ba bỏnh.
4.2. Đề xuất cỏc phương phỏp thử nghiệm, kiểm tra thựng nhiờn liệu.
4.2.1. Kiểm tra cỏc kớch thước, hỡnh dỏng, dung tớch, khối lượng, cấu tạo được thực hiện bằng phương phỏp kiểm tra mẫu thử với tỷ lệ 100%. thực hiện bằng phương phỏp kiểm tra mẫu thử với tỷ lệ 100%.
4.2.2. Thử kớn.
Cho khớ nộn cú ỏp suất 0,7 Mpa vào thựng. Thựng được nhấn chỡm trong nước hoặc dựng nước xà phũng.
Yờu cầu: Thựng khụng được cú bất kỳ sự rũ rỉ nào.
4.2.3. Thử rơi.
Đổ nước vào thựng khoảng 98% dung tớch danh nghĩa. Cho thựng rơi theo đường chộo thựng từ độ cao 1,2m xuống nền bờ tụng hoặc mặt phẳng nằm ngang cứng. Điểm va đập với nền tại lỗ rút hoặc cạnh thựng, ngay tại mối hàn vỏ.
Yờu cầu: Thựng khụng được cú hiện tượng rũ rỉ sau khi rơi.
4.2.4. Thử thủy lực.
Thựng được đổ đầy nước, đặt ngằm ngang sao cho đường hàn vỏ hướng lờn trờn, và ỏp suất thủy lực để thử là 0,21 MPa, trong 5 phỳt, và kiểm tra rũ rỉ nước. Yờu cầu: Thựng khụng cú hiện tượng rũ rỉ nước.
4.2.5. Thửđộ chịu va đập.
ethylen glycol hoặc bằng bất kỳ chất làm mỏt khỏc khụng ảnh hưởng đến vật liệu làm thựng, điểm nghiệm lạnh của nú thấp hơn 243 K ± 2 K. Nhiệt độ của cỏc chất ở trong thựng trong quỏ trỡnh thử phải là 253 K ± 5 K. Thựng được làm mỏt xuống nhiệt độ tương đương nhiệt độ mụi trường xung quanh. Cũng cú thể đổ vào thựng chất lỏng làm lạnh thớch hợp miễn là thựng được đểở nhiệt độ thử ớt nhất một giờ.
Một con lắc được dựng để thử nghiệm. Đầu va đập của con lắc phải cú dạng hỡnh chúp tam giỏc đều và cú bỏn kớnh cong 3,0 mm ở cỏc đỉnh và cỏc mộp. Với khối lượng 15 kg, năng lượng của con lắc cú thể khụng nhỏ hơn 30,0 J.
Cỏc điểm thử nghiệm trờn thựng phải là những điểm dễ hư hỏng do lắp thựng và do vị trớ của thựng trờn xe.
Yờu cầu: Thựng khụng cú hiện tượng rũ rỉ chất lỏng sau một tỏc động lờn một trong cỏc điểm thử nghiệm.
4.2.6. Thử tớnh chịu nhiờn liệu.
Sỏu mẫu thử cú độ dầy xấp xỉ nhau được lấy từ những mặt phẳng của thựng. Độ bền kộo và giới hạn đàn hồi được thiết lập ở 296 K ± 2 K với tốc độ dón dài là 50 mm/phỳt. Những giỏ trị này được so sỏnh với độ bền kộo và cỏc giỏ trị biến dạng đàn hồi ghi được thụng qua cỏc thử nghiệm tương tự bằng cỏch sử dụng thựng mà đó được chứa nhiờn liệu trong giai đoạn tiền trữ.
Yờu cầu: Sự khỏc nhau về độ bền kộo của cỏc mẫu thử khụng được lớn hơn 25%.
4.3. Mụ phỏng thớ nghiệm thử rơi thựng nhiờn liệu bằng phần mềm Ansys.
4.3.1. Giới thiệu phần mềm Ansys.
Phần mềm ANSYS do cụng ty phần mềm ANSYS (Hoa Kỳ) phỏt triển, là một gúi phần mềm hoàn chỉnh dựa trờn phõn tớch bằng phần tử hữu hạn (Finite Element Analysis, FEA) để mụ phỏng ứng xử của một hệ vật lý khi chịu tỏc động
của cỏc loại tải trọng khỏc nhau. Phần mềm ANSYS được sử dụng rộng rói trờn toàn thế giới để giải quyết cỏc bài toỏn thiết kế, mụ phỏng tối ưu kết cấu và cỏc quỏ trỡnh truyền nhiệt, dũng chảy, điện/tĩnh điện, điện từ,… và tương tỏc giữa cỏc mụi trường hay cỏc hệ vật lý. Chớnh vỡ thế nờn phần mềm ANSYS đó trở thành một cụng cụ mụ phỏng rất hữu hiệu trong cỏc lĩnh vực cụng nghiệp như: vũ trụ và hàng khụng, cụng nghiệp ụ tụ, y sinh, xõy dựng và cầu đường, điện tử và thiết bị, mỏy múc và thiết bị cụng nghiệp nặng, cỏc hệ vi cơ - điện tử, dụng cụ thể thao…
Do nhận thấy thế mạnh của phần mềm Ansys, em đó thực hiện mụ phỏng thớ nghiệm thựng nhiờn liệu rơi xuống nền cứng với dũng sản phẩm ANSYS/LS- DYNA. Mục đớch của việc mụ phỏng thớ nghiệm nhằm giảm mẫu thớ nghiệm thực tế, giảm chi phớ, tiết kiệm thời gian, tạo ra cỏc thiết kế cú chất lượng tốt hơn và tin cậy hơn.
4.3.2. Mụ phỏng thử rơi thựng nhiờn liệu.
Giả thuyết của bài toỏn: Trong thớ nghiệm này ta đó cú kớch thước của thựng nhiờn liệu, và tiến hành thử rơi thựng ở độ cao 1200 mm xuống nền cứng với vận tốc ban đầu v0 = 0 (mm/s) và gia tốc a = 9810 (mm/s). Trong thớ nghiệm, thựng chỉ chịu tỏc dụng của trọng lực.
Cỏc bước thực hiện:
Hỡnh 4.1: Mụ hỡnh hỡnh học của thựng nhiờn liệu và nền cứng
- Định nghĩa kiểu phần tử (Difine elements type) : Thin SHELL 163
- Định nghĩa vật liệu.( Material Models): Vật liệu nền cứng, vật liệu thựng: - Chia lưới:
Hỡnh 4-2: Sơđồ chia lưới theo cỏc hướng nhỡn
- Đặt tải:
+ Đặt vận tốc ban đầu (initial velocity) + Đặt gia tốc (apply acceleration)
Hỡnh 4-3: Sơđồđặt tải
- Giải (Solve).
- Khai thỏc kết quả (Review Result):
Hỡnh 4-4: Ứng suất khi va chạm
Hỡnh 4-4: Ứng suất sau khi va chạm
Sau khi thực hiện mụ phỏng thớ nghiệm thựng rơi xuống nền cứng bằng phần mềm Ansys LS/DYNA, kết quả thu được ứng suất tương đương tại cỏc thời điểm va chạm khỏc nhau. Ứng suất tương đương lớn nhất tại thời điểm va chạm là 17 478 N/cm2 = 174,78 N/mm2 < [σ ] = 785 (N/mm2). Trong quỏ trỡnh va chạm thựng bị búp mộo, độ biến dạng cao nhất là tại thời điểm bắt đầu va chạm, sau đú nú phục hồi về trạng thỏi ổn định ban đầu, thựng khụng bị thủng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Cụng nghệ tạo hỡnh kim loại tấm, Nguyễn Mậu Đằng, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật (2006).
[2] Sức bền vật liệu, tập II, Vũ Đỡnh Lai, Nhà xuất bản Giao thụng vận tải (2004).
[3] Sổ tay linh kiện, phụ tựng xe ụ tụ tải thụng dụng, Nguyễn Thanh Quang, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật (2008).
[4] Chi tiết mỏy, TS. Trương Tất Đớch, Nhà xuất bản Giao thụng vận tải (2001). [5] Giỏo trỡnh cụng nghệ hàn, TS. Nguyễn Thỳc Hà, Nhà xuất bản Giỏo dục (2006).
[6] Nguyờn lý động cơ đốt trong, PDS.TS. Nguyễn Duy Tiến, Nhà xuất bản Giao thụng vận tải (2007).
Báo cáo tóm tắt
đề tài nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ
" Nghiên cứu thiết kế và chế tạo cụm thùng nhiên liệu ô tô tải thông dụng có tải trọng đến 3 tấn "
M∙ số: 33.10.RD/HĐ-KHCN
Đơn vị chủ trì đề tài:
Công ty Cổ phần Cơ khí Cổ Loa - Bộ Công Th−ơng
Địa chỉ: Thị trấn Đông Anh, Hà Nội
P. Giám đốc
KS. Vũ Trí Thức
Chủ nhiệm đề tài
TS. Nguyễn Thanh Quang
1
I. DANH SÁCH CÁ NHÂN VÀ TỔ CHỨC PHỐI HỢP THỰC HIỆN ... 3
I.1 Danh sỏch cỏ nhõn thực hiện... 3
I.2 Danh sỏch cỏc tổ chức phối hợp thực hiện... 3
II. TểM TẮT NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI ... 4
II.1 Mục tiờu của đề tài: ... 4
II.2 Nội dung nghiờn cứu và kết quả cần đạt được... 5
II.3 Sản phẩm, yờu cầu kỹ thuật và chỉ tiờu chất lượng đối với sản phẩm.... 5
III. NỘI DUNG THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO CỤM THÙNG NHIấN LIỆU .... 6
III.1 Cấu tạo và bản vẽ của cụm thựng nhiờn liệu ... 6
III.2 Tớnh toỏn kiểm nghiệm bền thựng nhiờn liệu ... 7
III.3 Quy trỡnh cụng nghệ chế tạo cỏc chi tiết ... 7
III.3 Thử nghiệm và kiểm tra cụm thựng nhiờn liệu chế tạo ... 8
III.4 Một số hỡnh ảnh của cụm chi tiết chế tạo. ... 8
2
phụ tùng ngành công nhiệp ô tô. Bộ công th−ơng và các nhà máy đang cố
gắng đ−a các chi tiết của ô tô vào trong quá trình nghiên cứu và chế tạo thử
nghiệm trong n−ớc nhằm tăng khả năng thiết kế và chế tạo, dần dần làm chủ
các công nghệ sản xuất các sản phẩm phụ trợ ô tô trong n−ớc.
Với truyền thống và bề dày sản xuất các sản phẩm cơ khí công ty cổ
phần cơ khí Cổ Loa đã đ−ợc Bộ Công Th−ơng tin t−ởng giao cho nội địa hóa
các chi tiết phụ tùng ô tô. Tiếp nối những kinh nghiệm và khả năng đã có, năm
2010 công ty đ−ợc Bộ Công Th−ơng giao cho nhiệm vụ nghiên cứu thiết kế và
chế tạo cụn thùng nhiên liệu sử dụng trên những dòng xe tải có tải trọng đến 3
tấn. Trong quá trình thực hiện công ty đã hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ đ−ợc
giao bao gồm có: thiết kế các chi tiết và cụm tổng thành của thùng nhiên liệu bằng sử dụng các công cụ thiết kế mạnh, chế tạo thành công cụm chi tiết
thùng nhiên liệu và đã đ−a vào sử dụng.
Để thực hiện tốt nhiệm vụ đó công ty muốn bày tỏ lòng cảm ơn tới sự
giúp đỡ của vụ khoa học công nghệ – Bộ Công Th−ơng và sự kết hợp giữa đội
ngũ cán bộ kỹ thuật của công ty và các cán bộ nghiên cứu của các tr−ờng đại
3
STT Họ và tên Học hàm học vị Cơ quan công tác
1 Nguyễn Thanh Quang Tiến sỹ - cụng nghệ ụtụ Cty CP Cơ khớ Cổ Loa 2 Lờ Hồng Quõn Tiến sỹ - cụng nghệ ụtụ Trường ĐH Cụng
nghiệp Hà Nội
3 Đỗ Giao Tiến Thạc sỹ - cụng nghệ ụtụ Nhà Mỏy ụ tụ Cổ Loa 4 Đinh Mạnh Cường Thạc sỹ - cụng nghệ ụtụ Nhà Mỏy ụ tụ Cổ Loa 5 Lờ Quỳnh Mai Thạc sỹ - cụng nghệ ụtụ Nhà Mỏy ụ tụ Cổ Loa 6 Nguyễn Mạnh Trường Kỹ sư - cụng nghệ ụtụ Nhà Mỏy ụ tụ Cổ Loa 7 Hoàng Hải Hà Kỹ sư - chế tạo mỏy Cty CP Cơ khớ Cổ Loa 8 Lờ Đức Sự Kỹ sư - chế tạo mỏy Cty CP Cơ khớ Cổ Loa