Xác định trọng lượng và phân bố trọng lượng- 123docz.net

Chương 3. TÍNH TOÁN KIỂM TRA Ô TÔ SAU THIẾT KẾ

3.1. XÁC ĐỊNH CÁC THÀNH PHẦN TRỌNG LƯỢNG VÀ TỌA ĐỘ TRỌNG TÂM CỦA Ô TÔ THIẾT KẾ

3.1.1. Xác định trọng lượng và phân bố trọng lượng

3.1.1.1. Xác định các thành phần trọng lượng của xe thiết kế Các thành phần trọng lượng của ô tô thiết kế như trên hình 3 – 1.

Hình 3 – 1 Xe trộn bê tông sau khi thiết kế

1- Bồn trộn bê tông, 2- Thùng nước, 3- Chắn bảo hiểm bên sườn xe - Trọng lượng sat xi HINO FM1JNUA:

Gsx = 6665 [kG]

- Trọng lượng phần khung xe cắt bỏ:

Gcb = 50 [kG]

- Trọng lượng bồn trộn:

Gbt = 2960 [kG]

- Trọng lượng kíp lái: 3 người Gkl = 3.65 = 195 [kG]

- Trọng lượng nước trong bình chứa:

Gn = 600 [kG]

- Trọng lượng rào chắn bảo hiểm bên sườn xe:

Grc = 80 [kG]

- Trọng lượng các chi tiết phụ:

Gph = 40 [kG]

- Trọng lượng của ô tô sau thiết kế khi không tải:

G = Gsx – Gcb + Gbt + Grc + Gph

G = 6665 –50 + 2960 + 80 + 40 = 9695 [kG]

- Tải trọng cho phép của ô tô sau thiết kế:

Q = ρbt. Vcc

= 2200.6 = 13200 (kG)

Trong đó: ρbt - Trọng lượng riêng của bê tông, ρbt = 2200 [kG/m3] Vcc - Thể tích chiếm chỗ của bê tông, Vcc = 6 (m3) - Trọng lượng toàn bộ của ô tô sau thiết kế:

G0 = G + Q + Gn + Gkl = 9695 + 13200 + 600 + 195 = 23690 [kG]

Giá trị các thành phần trọng lượng được cho trong bảng 3 – 1.

Bảng 3 – 1 Các thành phần trọng lượng của ô tô sau thiết kế

STT Thành phần trọng lượng Ký hiệu Đơn vị Gía trị

1 Trọng lượng xe cơ sở đã cắt bớt khung Gcs kG 6615 2 Trọng lượng cụm bồn bê tông, bê tông chở

bên trong và nước

GBT kG 16760

3 Trọng lượng rào chắn cạnh và trọng lượng khác

GCH kG 120

4 Trọng lượng kíp lái Gkl kG 195

5 Trọng lượng ô tô thiết kế không tải G kG 9695

6 Trọng lượng ô tô thiết kế khi đầy tải G0 kG 23690 3.1.1.2. Tính phân bố trọng lượng lên các trục

Sơ đồ phân bố trọng lượng bản thân của ô tô thiết kế được biểu diễn trên hình 3 – 2.

Hình 3 – 2 Sơ đồ phân bố trọng lượng bản thân ô tô thiết kế - Xác định tọa độ trọng tâm ô tô sat xi theo chiều dọc xe

Lấy momen đối với điểm O1:

MO1= 0

<=> Gsx.a2 - G2.L=0

=> a2 = 2

G . L (3.1) Trong đó:

G2 – Trọng lượng tác dụng lên cầu sau, G2 = 3800 [kG]

Gsx – Trọng lượng ô tô sát xi, Gsx = 6665 [kG]

L – Khoảng cách từ O1 đến tâm cầu sau, 4130 1300 4780 L  2  [mm]

Thay vào công thức (3.1) ta tính được

3800.4780 2725

a 6665  [mm]

- Xác định vị trí lắp đặt cụm bồn trộn bê tông trên ô tô:

Để đảm bảo sự phân bố trọng lượng của ô tô sau khi thiết kế không thay đổi so với ô tô nguyên thủy, vị trí lắp đặt cụm bồn trộn bê tông trên khung ô tô được xác định theo điều kiện trọng lượng toàn bộ của ô tô phân ra các trục không vượt quá trọng lượng cho phép trên trục của ô tô nguyên thủy.

Gọi x là khoảng cách từ trọng tâm bồn trộn đến tâm cầu sau

Điều kiện để đảm bảo phân bố trọng lượng toàn bộ của xe thiết kế không vượt quá giá trị cho phép của xe sat xi:

' ''

1 1 1

. BT

Z Z x G Z G

  L �  (3.2)

' ''

2 2 2

(L x G). BT

Z Z Z

   � (3.3) Trong đó:

1, 2

Z Z – Trọng lượng toàn bộ của ô tô phân lên trục trước và sau xe thiết kế.

' '

1, 2

Z Z – Trọng lượng của xe sat xi phân lên trục trước và sau.

Với Z1' 2865[kG]

2 3800

Z  [kG]

'' '' 1, 2

Z Z – Trọng lượng toàn bộ của xe lên trục trước và sau ô tô cơ sở.

Với Z1'' 6000[kG]

2 18000 Z  [kG]

L – Chiều dài cơ sở của xe, với 4130 1300 4780 L  2  [mm]

GBT– Trọng lượng cụm bồn, bê tông bên trong và nước, GBT=16760[kG]

Gkl – Trọng lượng kíp lái, Gkl = 195 [kG]

Thay các số liệu và giải hệ phương trình (3.2) và (3.3) ta tính được 730� �x 838

Chọn x = 730 mm

Để đảm bảo ô tô thiết kế không bị quá tải trên các trục, cụm bồn chở bê tông phải được lắp đặt ở vị trí đảm bảo trọng tâm cách tâm trục cân bằng của ô tô 1 đoạn x = 730 mm về phía trước.

a) Phân bố trọng lượng của ô tô khi không tải

Trên cơ sở trọng lượng và tọa độ theo chiều dọc của các thành phần trọng lượng nói trên, ta có sơ đồ tính toán phân bố trọng lượng khi chưa có tải như hình

3 – 2.

Phương trình cân bằng mô men đối với điểm đi qua tâm cầu trước O1:

MO1= 0

 Gsx. a2 + Gbt.a3 + (Grc+ Gph).a1 - Gcb.a4 - G2.L = 0 (3.4) Trong đó:

Gsx –Trọng lượng sat xi xe,Gsx=6665 [kG]

Gbt – Trọng lượng của bồn bê tông, Gbt = 2960 [kG]

Grc –Trọng lượng của rào chắn cạnh, Grc = 80 [kG]

Gph –Trọng lượng các chi tiết phụ, Gph = 40 [kG]

Gcb – Trọng lượng phần khung xe cắt bỏ, Gcb = 50 [KG]

G2 –Trọng lượng tác dụng lên cầu sau.

a1 – Khoảng cách từ trọng tâm rào chắn cạnh đến tâm O1, a1 = 1950 [mm]

a2 – Khoảng cách từ trọng tâm sat xi xe đến tâm O1, a2 = 2725 [mm]

a3 – Khoảng cách từ trọng tâm bồn trộn bê tông đến tâm O1, a3 = 4050 [mm]

a4 – Khoảng cách từ trọng tâm phần khung xe cắt bỏ đến tâm O1, a4 = 6628 [mm]

L – Chiều dài cơ sở của xe sau khi thiết kế, L = 4780 [mm]

Từ phương trình (3.4) ta suy ra: trọng lượng bản thân ô tô thiết kế phân bố lên cầu sau là:

G2 = .2725 ( ).2150 .4050 .6628 4780

sx rc ph bt cb

G  G G G G

= 6292,2 [kG]

Trọng lượng bản thân xe thiết kế phân bố lên cầu trước là:

G1 = G - G2 = 9695 – 6292,2 = 3402,8 [kG]

b) Phân bố trọng lượng của ô tô khi đầy tải

Sơ đồ phân bố trọng lượng ô tô thiết kế khi đầy tải được thể hiện như hình 3 – 3.

Hình 3 – 3 Sơ đồ phân bố trọng lượng của ô tô thiết kế khi đầy tải Phương trình cân bằng mômen đối với điểm đi qua tâm cầu trước:

MO1= 0

 Gsx. a2 + (Gbt+ Q).a3 + (Grc+ Gph).a1 - Gcb.a4 - G02.L + Gn.a5 = 0 (3.5) Trong đó:

Gsx – Trọng lượng sat xi ô tô,Gsx=6665 [kG]

Gbt – Trọng lượng của bồn bê tông, Gbon = 2960 [kG]

Q – Trọng lượng của bê tông, Q = 13200 [kG]

Grc – Trọng lượng của rào chắn cạnh, Grc = 80 [kG]

Gph – Trọng lượng các chi tiết phụ, Gph = 40 [kG]

Gcb – Trọng lượng phần khung xe cắt bỏ, Gcb = 50 [KG]

G02 – Trọng lượng bản thân ô tô thiết kế phân bố lên cầu sau.

Gn – Trọng lượng của nước, Gn = 600 [kG]

a1 – Khoảng cách từ trọng tâm rào chắn cạnh đến tâm O1, a1 = 2150 [mm]

a2 – Khoảng cách từ trọng tâm sát xi ô tô đến tâm O1, a2 = 2725 [mm]

a3 – Khoảng cách từ trọng tâm bồn trộn bê tông đến tâm O1, a3 = 4050 [mm]

a4 – Khoảng cách từ trọng tâm phần khung xe cắt bỏ đến tâm O1, a4 = 6628 [mm]

a5 – Khoảng cách từ trọng tâm bồn nước đến tâm O1, a5 = 1745 [mm]

L – Chiều dài cơ sở của xe sau khi thiết kế, L = 4780 [mm]

Từ phương trình (3.5) ta suy ra: trọng lượng phân bố lên cầu sau của ô tô thiết kế khi đầy tải là:

G02 = .1745 .2725 ( ).2150 ( ).4050 .6628 4780

n sx rc ph bt cb

G G  G G  G Q G

= 17696 (kG)

Trọng lượng phân bố lên cầu trước của ô tô thiết kế khi đầy tải là:

G01 = G0- G02 = 23690 – 17696 = 5994 [kG]

Sau khi tính toán được trọng lượng và phân bố trọng lượng lên các cầu của ô tô thiết kế ( cả hai trường hợp: không tải và đầy tải) được xác định trên cơ sở trọng lượng của xe sát xi, phần khung xe cắt bỏ, tự trọng của bồn trộn bê tông, trọng lượng rào chắn, các chi tiết phụ,.. nước trong bình chứa, trọng lượng kíp lái và tải trọng cùng với tọa độ của tất cả các thành phần trọng lượng đó trên chiều dài khung xe. Các thành phần trọng lượng nói trên được thể hiện trong bảng 3 – 2

Bảng 3 – 2 Giá trị và tọa độ của các trọng lượng thành phần

STT Thành phần trọng lượng Ký

hiệu

Tọa độ (mm)

Giá trị (kG) 1 Trọng lượng xe sat xi HINO FM1JNUA Gsx 2725 6665 2 Trọng lượng phần khung xe cắt bỏ Gcb 6628 50

3 Trọng lượng thùng trộn bê tông Gbt 4050 2960

4 Trọng lượng rào chắn cạnh Grc 2150 80

5 Trọng lượng các chi tiết phụ, chi tiết ghép nối, chắn bùn và các chi tiết phụ

Gph 2150 40

6 Trọng lượng nước trong bình chứa Gn 1745 600

7 Tải trọng bê tông Q 4050 13200

8 Trọng lượng kíp lái Gkl 0 195