Trục ly hợp được chế tạo bằng thép 40X, có ứng suất cho phép : [σth] = 50 ÷ 70 N/mm2; [τc] = 30 N/mm2; [σcd] = 25 N/mm2
Từ biểu đồ mômen, ta thấy rằng các vị trí trên trục ly hợp có tiết diện nguy hiểm cần được kiểm tra :
Tiết diện (1) lắp ổ lăn trên trục (kiểm tra theo bền uốn).
Tiết diện (2) lắp moayơ đĩa bị động (kiểm tra độ chèn dập then). - Tính bền trục ly hợp theo độ bền uốn và xoắn tại vị trí (1) :
Ta có : σth = 3 2 x 2 u d 0,1 M M ⋅ + ≤ [σ] (kG/cm2) Trong đó : Mu - mômen uốn tác dụng lên trục ly hợp.
Mu = + 2 2 y1 z1 M M = 2 2 280417 +750544 = 801218 (Nmm)
Mx - mômen xoắn tác dụng lên trục ly hợp. Mx = 650000 Nmm
d - đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm. d = 55 mm
σth = + × 2 2 u x 3 M M 0,1 d = 2 2 3 801218 650000 0,1 55 + × = 69 N/mm2 ⇒ Vậy σth = 69N/mm2< [σ] = 70 N/mm2
Vậy trục ly hợp đảm bảo độ bền uốn và xoắn tại vị trí (1). - Tính bền trục ly hợp tại vị trí có then hoa :
Các thông số cơ bản của then hoa được chọn theo xe tham khảo. + Đường kính đỉnh của then hoa: da = 42 mm
+ Đường kính chân của then hoa: df = 30 mm + Đường kính vòng chia của then hoa: d = 34 mm + Bề rộng của then hoa: B = 6 mm
+ Chiều cao của then hoa: h = 6 mm + Số lượng của then hoa: z = 10 + Chiều dài của moayơ: l = 40 mm
Đường kính trung bình của then hoa: dtb = 2 d da + f
= 36 mm Tính ứng suất chèn dập của then hoa :
σcd = tb emax d l h z 0,75 M 2 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = 2 650000 0,75 10 0,6 4 3,6 × × × × × = 20 N/mm2 < [σcd] ⇒ Vậy σcd = 20 N/mm2 < [σcd] = 25 N/mm2
Vậy then hoa của trục ly hợp đảm bảo độ bền chèn dập.
8.TÍNH TOÁN HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG CỦA LY HỢP
Ở chương 2 ta đã chọn Phương án 3 : Dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cường hóa khí nén làm phương án dẫn động điều khiển ly hợp. Với ưu điểm hệ thống dẫn động làm việc tin cậy, khi cường hóa khí nén hỏng thì hệ thống dẫn động cơ khí vẫn có thể điều khiển ly hợp được. Vì có trợ lực khí nén nên lực bàn đạp nhẹ, điều khiển dễ dàng. Mặt khác xe là xe tải lớn, hệ thống phanh cũng là phanh khí nén nên trên xe có sẵn nguồn khí nén.
Nguyên tắc chung của dẫn động có trợ lực là:
- Bình thường lực người lái sinh ra chủ yếu là để điều khiển nguồn năng lượng phụ (chân không hoặc khí nén) sinh ra lực để mở ly hợp, do vậy lực người lái không lớn. Tuy nhiên lực này cũng không nhỏ quá vì nếu nhỏ quá, người lái sẽ mất cảm giác điều khiển và điều khiển không chính xác.
- Khi bộ phận trợ lực hỏng, người lái vẫn có thể điều khiển được ly hợp nhưng lực điều khiển sẽ lớn. Trong trường hợp này người lái vẫn có thể đem xe đến nơi sửa chữa mà không cần đến các phương tiện cứu hộ.
Hình 3.18a Sơ đồ hệ thống dẫn động ly hợp bằng cơ khí có cường hóa khí nén 1. Bàn đạp ly hợp; 2. Trục của bàn đạp ly hợp3 ; 5. Đòn dẫn động;
4. Thanh kéo dọc; 6. Thanh kéo trung gian ; 7. Lò xo hồi vị;
8. Tay đòn trên ;
9. Giá đỡ trên khung xe; 10. Trục của tay đòn ; 11.Tayđòn dưới
12. Thanh kéo ; 13. Van phân phối; 14. Tay
đòn ; 15. Trục càng ép ly hợp
16. Đường dẫn khí nén ra ; 17. Xilanh công tác; 18.
20 ; 24. Nắp van phân phối ; 21. Thân van phân phối; 22.
Van lá ; 23. Ty đẩy (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
25. Đai ốc điều chỉnh ; 26. Bulông hình chữ U; 27. Đường dẫn khí nén vào.
- Theo sơ đồ cấu tạo hình 3.18.a : Tay đòn 14 lắp với trục càng ép ly hợp 15 ở phía
bên trái. Tay đòn 14 được nối với tay đòn dưới 11 bằng thanh kéo 12. Tay đòn dưới 11 và tay đòn trên 8 lắp với trục 10 được bắt trong giá đỡ 9 trên khung xe ở bên trái. Thông qua các thanh kéo dọc 4, trung gian 6, các tay đòn 3 và 5, tay đòn trên 8 được liên kết với bàn đạp ly hợp 1. Lò xo 7 để hồi vị bàn đạp.
Cơ cấu trợ lực bằng khí nén gồm : van phân phối và xilanh công tác. Van phân phối được đấu nối tiếp trong phần dẫn động cơ khí và nằm trên thanh kéo 12. Van phân phối (hình 3.18.b) gồm : thân van 21, các nắp van 20 và 24. Nắp 20 nối với thanh kéo trước 12. Ty đẩy 23 rỗng dịch chuyển trong thân 21 và nắp 24. Ty đẩy 23 liên kết với càng 26 của thanh kéo 12, trên đó có đai ốc điều chỉnh 25 với ốc hãm. Van lá 22 thường xuyên được lò xo ép vào đế của lỗ van. Lỗ "A" được nối với hệ thống khí nén bằng ống dẫn 27, làm cho khoang C luôn có áp suất khí nén. Lỗ "Á" được nối bằng ống dẫn 16 với phần trên piston của xilanh công tác. Còn lỗ "B" trong ty đẩy 23 nối với khí trời. Xilanh công tác 17 được bắt trên vỏ cácte ly hợp. Đoạn cuối thanh đẩy 18 được nối kiểu khớp xoay với đầu tay đòn trên 19 của trục càng ép.
Nguyên lý hoạt động :
Khi người lái tác dụng một lực lên bàn đạp ly hợp 1, qua trục 2 làm đòn dẫn động 3 kéo thanh kéo dọc 4 lên, đòn dẫn động 5 quay và thông qua thanh kéo trung gian 6 làm các tay đòn 8, 11 (tay đòn 8 và tay đòn 11 nối với nhau qua trục 10) kéo thanh kéo 12 cùng với thân van 21 dịch chuyển sang phải, đến khi nắp van phân phối 24 tỳ vào đai ốc 25, ty đẩy 23 dịch chuyển sang trái, khi thắng được sức cản của lò xo hồi vị thì ty đẩy sẽ chạm vào mặt van lá 22. Nếu tiếp tục đạp lực đẩy sẽ thắng được sức cản của lò xo hồi vị và áp lực khí nén bên trong khoang C làm van lá 22 dịch chuyển sang trái để mở cửa van, lỗ "A" thông với lỗ "Á", lúc đó khí nén từ khoang C sang khoang D và qua lỗ "Á" dẫn tới cụm sinh lực để thực hiện mở ly hợp và lỗ "B" được bịt kín. Lực từ bàn đạp được truyền tới tay đòn 14 qua trục càng ép ly hợp 15
25 có khe hở từ 3,5 ÷ 3,7 mm. Cùng lúc đó, dưới tác dụng của lò xo hồi vị của van 22 và đẩy van này đóng kín cửa van. Khí nén từ xilanh lực 17 qua ống dẫn khí 16 vào khoang D qua lỗ "B" thông với khí trời. Lúc này ly hợp ở trạng thái đóng hoàn toàn.
Khi người lái đạp bàn đạp ở một vị trí nào đó thì van lá 22 đang mở cho nên khí nén vẫn tiếp tục vào khoang D và cung cấp năng lượng cho cụm sinh lực làm việc, đòn kéo dọc nối với xilanh tiếp tục dịch chuyển sang trái để tiến hành mở ly hợp. Tuy nhiên do bàn đạp ở vị trí cố định thì ty đẩy ở vị trí cố định, nhờ có sự dịch chuyển một cách nhanh chóng của đòn kéo dọc tức là sự dịch chuyển của xilanh van sang trái mà cửa van sẽ được đóng lại cắt dòng khí nén sang khoang D. Lúc này, sự dịch chuyển của piston sinh lực dừng lại.
8.1. Tính cụm sinh lực
Tính toán cụm sinh lực chủ yếu là xác định kích thước cơ bản của bộ phận chấp hành. Trong quá trình tính toán thiết kế phải đảm bảo các yêu cầu :
- Giảm được lực bàn đạp và cải thiện cường độ lao động cho người lái. - Hệ thống dẫn động có cường hóa phải đảm bảo tính chép hình.
- Kết cấu đơn giản, tháo lắp và bảo dưỡng dễ dàng.
Kết cấu của xilanh công tác :
1 2 3 4
10
Hình 3.20. Kết cấu cụm sinh lực
1. Bulông hình chữ U; 2.Thanh đẩy; 3.Cao su chắn bụi ;
4.Ty đẩy; 5.Khớp nối cầu; 6. Phớt làm kín; 7. Giá bắt trên sát xi ;
8. Piston sinh lực; 9. Xilanh sinh lực ; 10. Cửa vào khí nén
Nguyên lý làm việc :Khi dòng khí nén từ van phân phối qua ống 16 đi qua cửa 10 vào
khoang sau của cụm sinh lực tạo nên áp lực đẩy piston 8 dịch chuyển sang trái thông qua thanh đẩy 2 và bulông hình chữ U (1) có tác dụng đẩy vào đầu đòn dẫn động làm ly hợp được mở.
Để tránh cưỡng bức trong quá trình làm việc thì thanh 5 có khớp cầu và ty đẩy 4 được lồng vào khớp cầu 5. Khi hệ thống cường hóa không làm việc thì ty đẩy 4 có thể trượt trong rãnh của khớp cầu 5. Ty đẩy 4 được nối với thanh đẩy 2 của bộ phận dẫn động và có liên hệ động học với càng mở ly hợp. Cho nên khi cường hóa hỏng thì ly hợp vẫn làm việc bình thường.