5. Mô phỏng đông học cơ cấu khuỷu trục thanh truyền động cơ IFA trín Catia
5.5 Phđn tích q trình lắp râp
Một bản lắp râp hoăn chỉnh cần phải được kiểm tra câc mối liín kết, sự va chạm giữa câc chi tiết. Q trình lắp râp trong Assembly có thể có rất nhiều câc Compornent khâc nhau, giữa câc Compornent có thể có câc xung đột lẫn nhau ( xung đột ở đđy có thể hiểu lă hiện tượng câc vật thể chỉn lín nhau, có một phần thể tích giao nhau, hay khoảng câch giữa câc Compornent không được đảm bảo ). Rất khó để chúng ta nhận biết bằng mắt câc xung đột đó vì vậy Catia hổ trợ chúng ta công cụ Compute Clash dùng để phđn tích sự xung đột giữa câc Compornent trín toăn bộ bản vẽ.
Hình 5 - 1 Hộp thoại Compute Clash
Hộp thoại Cash Detection cho phĩp ta chọn hai đối tượng để phđn tích xung đột với nhau. Có hai câch phđn tích trong hộp thoại năy đó lă:
- Kiểu phđn tích Clash: Tìm sự giao nhau giữa câc đối tượng cần kiểm tra.
- Kiểu phđn tích Clearance: Phđn tích khoảng câch giữa câc đối tượng, nó cho phĩp kiểm tra khoảng câch nhập văo.
Như chúng ta biết, câc Compornent trong bản Assembly được liín kết với nhau bởi câc răng buộc Constraint. Với một bản Assembly có nhiều Compornent thì số lượng câc Constraint trong bản vẽ lă rất lớn. Cơng cụ Analyzing Constraint cho phĩp chúng ta phđn tích câc Constraint có trong bản vẽ, quản lý Constraint một câch tổng thể. ( hình 5.2)
Ngoăi hai ứng dụng cơ bản trín Catia cịn cho phĩp chúng ta phđn tích mối quan hệ phụ thuộc giữa câc đối tượng bằng cơng cụ Analyzing Dependences. Hay phđn tích bậc tự do của đối tượng bằng cơng cụ Analyzing Degress of Freedom. Nó cho phĩp phđn tích câc bậc tự do có trong bản vẽ khơng phđn tích toăn bộ bản vẽ.
Quâ trình lắp râp cơ cấu Khuỷu trục thanh truyền chỉ sữ dụng câc răng buộc đơn giản: răng buộc đồng trục, răng buộc tiếp xúc vă răng buộc khoảng câch song song nín ở đđy chúng ta sẽ đi văo kiểm tra va chạm của cơ cấu dựa văo công cụ Compute Clash.
- Kiểm tra lắp râp chi tiết Thanh truyền văo Trục khuỷu: khi động cơ lăm việc, lực khí thể vă lực quân tính thay đổi theo chu kỳ cả về trị số vă hướng. Do đó tải trọng tâc dụng lín trín thanh truyền lă tải trọng thay đổi vă có tính chất va đập. Trong những động cơ tốc độ cao, lực quân tính khâ lớn nín tính chất va đập rất mạnh vì thế khi thiết kế địi hỏi phải lựa chọn kích thước vă vật liệu chế tạo hợp lý.
Yíu cầu của mối lắp năy phải đảm bảo kín khít để giảm va đập vă bôi trơn tốt. Nếu quâ trình kiểm tra thấy mối lắp quâ lỏng hoặc quâ chặt chứng tỏ việc thiết kế chưa đảm bảo cần chỉnh lại kết cấu của đầu to thanh truyền hoặc điều chỉnh lại kích thước đường kính chốt khuỷu. Do trục khuỷu lă một chi tiết chịu tải trọng lớn vă thay đổi theo chu kì nín khi thiết kế người ta thường dùng mọi biện phâp tăng kích thước của đường kính chốt khuỷu để nđng cao độ cứng vững của trục khuỷu.
Quâ trình kiểm tra phât hiện mối lắp khơng đảm bảo chúng ta có thể chỉnh sữa ngay bằng câch kích đúp chuột văo chi tiết cần chỉnh sữa, lúc năy chi tiết cần chỉnh sữa sẽ được chuyển về môi trường Part Design. Lúc năy chúng ta chỉnh sữa lại kết cấu, kích thước của chi tiết như trong q trình vẽ bằng câc cơng cụ của trình Part Design. Sau khi điều chỉnh lại kích thước hợp lý, thơt khỏi mơi trường Part Design chúng ta sẽ trở lại môi trường lắp ghĩp vă lúc năy kiểm tra lại bằng công cụ Compute Clash nếu xuất hiện thông bâo Contact chứng tỏ mối ghĩp đê hoăn thiện, câc kích thước lắp đê đảm bảo độ chính xâc cần thiết.
Đối với chi tiết trục khuỷu vă thanh truyền IFA thiết kế, sau khi chỉnh sữa theo kích thước thật của bản vẽ chế tạo ta thực hiện việc kiểm tra mối lắp năy. Bật công cụ Compute Clash, chọn hai đối tượng lă Thanh truyền vă Trục khuỷu để kiểm tra ta được kết quả kiểm tra như hình 5-3.
Hình 5 - 3 Kết quả kiểm tra va chạm chi tiết Trục khuỷu vă Thanh truyền
Kết quả kiểm tra hiện thông bâo “Contac” chứng tỏ quâ trình lắp râp hoăn thiện với độ chính xâc cao, khơng có sự xung đột giữa hai chi tiết.
- Kiểm tra lắp râp chi tiết chốt Piston vă Thanh truyền: Trong động cơ IFA chốt Piston được lắp ghĩp tự do với thanh truyền nín yíu cầu của mối lắp năy tương tự như đối với mối lắp giữa thanh truyền vă trục khuỷu ở trín, đó lă mối lắp phải kín khít vă đảm bảo bơi trơn tốt. Khe hở giữa chốt với đầu nhỏ cần phải thiết kế tốt để trânh va đập. Sau khi kiểm tra mối lắp nếu có sự xung đột, tiến hănh chỉnh sữa kết cấu, kích thước của đầu nhỏ thanh truyền hoặc chốt Piston.
Bật công cụ Compute Clash, chọn hai đối tượng Thanh truyền vă chốt Piston để kiểm tra ta được kết quả kiểm tra như hình 5.4
Kết quả kiểm tra đưa ra thông bâo “No Interference” chứng tỏ q trình lắp râp hoăn thiện vă chính xâc khơng có sự xung đột xêy ra giữa hai chi tiết.
- Kiểm tra lắp râp chi tiết chốt Piston văo Piston: Chốt piston được lắp tự do lín bệ chốt piston nín cần phải thiết kế tốt để trânh va đập. Thơng thường để trânh va đập khi nóng mây, nhất lă đối với loại piston lăm bằng hợp kim nhẹ, người ta thường lắp có độ dơi với bệ chốt piston. Như thế khi mây nóng lín, bệ chốt piston giản nở, giữa chốt piston vă lỗ trín bệ chốt sẽ có khe hở thích hợp vă lúc năy chốt mới xoay tự do được. Nếu ở trạng thâi lắp ghĩp nguội đê có khe hở thì khi lăm việc khe hở sẽ tăng lín quâ lớn sẽ gđy ra gõ chốt piston. Độ dôi giữa chốt vă bệ chốt piston bằng hợp kim nhẹ thường văo khoảng 0.01 ÷ 0.02 mm.
Tương tự sử dụng công cụ Compute Clash, chọn hai đối tượng chốt Piston vă bệ chốt Piston để kiểm tra ta được kết quả kiểm tra như hình 5.5
Hình 5 - 5 Kết quả kiểm tra va chạm chi tiết chốt Piston vă Piston
Kết quả kiểm tra đưa ra thông bâo “No Interference” chứng tỏ quâ trình lắp râp hoăn thiện vă chính xâc khơng có sự xung đột xêy ra giữa hai chi tiết.
6. Kết luận
Qua phần trình băy mơ phỏng cơ cấu khuỷu trục thanh truyền ở trín ta nhận thấy tầm quan trọng của việc ứng dụng câc phần mềm trong thiết kế. Nó mang lại cho người thiết kế câch nhìn tổng quan vă khả năng thiết kế chính xâc câc chi tiết, bớt đi công đoạn thiết kế vă chạy thử trước khi sản xuất. Tiết kiệm thời gian vă công sức cho người thiết kế.
Trong đề tăi năy em đi sđu tìm hiểu kết cấu của nhóm khuỷu trục thanh truyền vă phần mềm Catia. Trong đó phần tìm hiểu kết cấu nhóm trục khuỷu em níu ra đặc điểm kết cấu của từng nhóm Piston, trục khuỷu, thanh truyền. Tính tôn động học cho cơ cấu khuỷu trục thanh truyền động cơ IFA. Về phần mềm Catia em đi sđu tìm hiểu tính năng của phần mềm vă câc ứng dụng của nó tạo điều kiện thiết kế vă mơ phỏng cho cơ cấu khuỷu trục thanh truyền động cơ IFA.
Thông qua đồ ân tốt nghiệp giúp em hiểu sđu hơn về tầm quan trọng của cơ cấu khuỷu trục thanh truyền, tính năng trợ giúp thiết kế của phần mềm Catia. Do thời gian hạn chế, nhiều phần chưa được trang bị trong thời gian học tập tại trường, nhất lă phần tìm hiểu về Catia để thiết kế mô phỏng cơ cấu. Em phải tự đọc tăi liệu để nghiín cứu câc chức năng vă thiết kế chi tiết trong Catia, do điều kiện trín trường chưa được học vă hiện tại câc trung tđm tin học tại Đă nẵng củng chưa có giâo viín giảng dạy về phần mềm năy. Tăi liệu tham khảo cịn hạn chế vă chưa cập nhật đủ thơng tin cần thiết nín đề tăi vẫn cịn hạn chế về mặt trình băy trong phương phâp mơ phỏng. Qua đó nhận thấy bản thđn em cần phải cố gắng học hỏi tìm tịi hơn nữa để đâp ứng u cầu của người cân bộ kỹ thuật trong thời đại “cơng nghệ ứng dụng” hiện nay.
Cũng qua q trình tìm tịi, q trình nghiín cứu để thực hiện đề tăi đê cho em tiếp thu thím một lượng kiến thức khơng nhỏ, nó giúp ích cho bản thđn người thực hiện đề tăi sau năy khi ra trường tự tin hơn.
Được sự giúp đỡ của giâo viín hướng dẫn vă sự cố gắng của bản thđn em đê hoăn thănh đề tăi đúng tiến độ vă đảm bảo câc u cầu mơ phỏng cơ cấu mây. Sau cùng em rất mong được sự góp ý vă chỉ bảo của quý thầy cô để em được hoăn thiện hơn về kiến thức cũng như đề tăi năy.