Tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo và khảo sát dao động xe CAT777D

huyÓn cïng víi vá trôc sau. Nguyªn lý ho¹t ®éng ®­îc minh ho¹ trªn h×nh 1.6 Ty ®Èy Khoang trong Khoang ngoµi Bi ®iÒu khiÓn Lç tiÕt l­u Xylanh H×nh 1.6. côm treo sau ë hµnh tr×nh nÐn lç tiÕt l­u (5) vµ bi ®iÒu khiÓn (4) sÏ ®iÒu khiÓn tØ sè dßng ch¶y cña dÇu tõ khoang (2) tíi khoang (3). Khi cã mét kÝch ®éng ®Ëp vµo b¸nh xe sau, vá trôc sau sÏ di chuyÓn lªn trªn. Xylanh (6) sÏ ®i lªn xung quanh ti ®Èy (1). Sù ®i lªn cña xylanh (6) nÐn khÝ nitro trong khoang (2). Lóc nµy dÇu ch¶y tõ khoang (2) tíi khoang (3) th«ng qua lç tiÕt l­u (5) vµ bi kiÓm tra (4). Sù nÐn cña khÝ nitro trong khoang (2) ®ãng vai trß lµ phÇn tö ®µn håi. Do ®ã xylanh treo lµm tiªu hao mét l­îng t¶i träng ®Ëp vµo khung xe. ë hµnh tr×nh tr¶ th× chuyÓn ®éng cña xylanh ®æi chiÒu. Lóc nµy khèi l­îng cña b¸nh xe sau vµ khèi l­îng vá trôc sau, cïng víi ¸p suÊt cña khÝ nitro trong khoang (2) lµm cho xylanh (6) di chuyÓn xuèng d­íi ti ®Èy (1). Khi xylanh (6) di chuyÓn xuèng d­íi, l­îng dÇu trong khoang (3) gi¶m xuèng vµ dÇu ®­îc ®Æt ë tr¹ng th¸i ¸p suÊt. Khi ®ã dßng dÇu qua bi ®iÒu khiÓn (4) ®ãng l¹i. ¸p suÊt dÇu trong khoang (3) lµm cho bi ®iÒu khiÓn (4) ®ãng l¹i. cïng thêi gian nµy, dÇu chØ cã thÓ ch¶y tíi khoang (2) th«ng qua lç tiÕt l­u (5). Khi xylanh (6) di chuyÓn xuèng d­íi, lç tiÕt l­u thÊp h¬n ®ãng l¹i vµ l­u l­îng dÇu ch¶y vµo khoang (2) gi¶m xuèng. Lç tiÕt l­u cßn l¹i ®ãng chËm khi xylanh (6) tiÕp tôc ®i xuèng. L¹i mét lÇn n÷a l­îng dÇu ch¶y tíi khoang (2) gi¶m xuèng. Bëi sù gi¶m chËm l­îng dÇu ch¶y tíi khoang (2), mµ xylanh thuû lùc nµy gi¶m ®­îc tèc ®é ®i xuèng cña xylanh (6). ®iÒu nµy, lµm gi¶m ®­îc t¶i träng ®éng mµ nã t¹o ra khi xylanh(6) ch¹m tíi mÆt ®¸y cña ti ®Èy (1). 1.3. Yªu cÇu ®èi víi hÖ treo CAT777D §é vâng tÜnh ft ph¶i n»m trong giíi h¹n ®ñ ®¶m b¶o ®­îc c¸c tÇn sè dao ®éng riªng cña th©n xe vµ ®é vâng ®éng f® ph¶i ®¶m b¶o ®­îc vËn tèc chuyÓn ®éng cña «t« trªn ®­êng xÊu, n»m trong giíi h¹n cho phÐp. ë giíi h¹n nµy kh«ng cã sù va ®Ëp lªn mÆt ®¸y xylanh. §éng häc cña c¸c b¸nh xe dÉn h­íng vÉn ph¶i gi÷ ®óng khi nã chuyÓn ®éng trong mÆt ph¼ng th¼ng ®øng (nghÜa lµ kho¶ng c¸ch gi÷a hai vÕt b¸nh tr­íc kh«ng thay ®æi). DËp t¾t nhanh c¸c dao ®éng cña th©n xe, vá trôc sau vµ b¸nh xe. Gi¶m t¶i träng ®éng khi xe ch¹y trªn ®Þa h×nh kh«ng b»ng ph¼ng. 1.4. ®¸nh gi¸ t×nh h×nh sö dông hiÖn nay HiÖn nay CAT777D ®ang béc lé mét vÊn ®Ò rÊt ®¸ng ®­îc quan t©m vµ cÇn ph¶i cã nh÷ng xem xÐt ®¸nh gi¸ cña c¸c chuyªn gia. HÖ thèng treo, lèp háng rÊt nhanh. Trong khi ®ã gi¸ thµnh cña c¸c phô tïng thay thÕ nµy l¹i t­¬ng ®èi ®¾t ( tõ 16000-18000 $ mét trô treo), thêi gian chê thay thÕ mÊt nhiÒu, dÉn ®Õn chËm tiÕn ®é khai th¸c (mét xe n»m chê lèp cã thÓ mÊt hµng 2-3 th¸ng mµ vÉn ch­a cã lèp). CAT777D ®ang trong thêi gian khai th¸c thö nghiÖm ë ViÖt Nam nh­ng ®· cã tíi 2 chiÕc bÞ háng chê söa ch÷a trªn tæng sè 4 chiÕc. ViÖc söa ch÷a b¶o d­ìng lo¹i xe nµy ph¶i do chÝnh nh©n viªn h·ng nµy thùc hiÖn, khiÕn chi phÝ l¹i cµng t¨ng cao (mçi mét lÇn gäi nh©n viªn cña h·ng tíi kiÓm tra, chØ cÇn c¾m m¸y chÈn ®o¸n vµo chi ra háng chç nµo “ch­a cÇn söa” lµ ph¶i mÊt tõ 350-400$). V× thÕ cÇn ph¶i cã sù kh¶o s¸t ®¸nh gi¸ hÖ thèng treo, nh»m n©ng cao chÊt l­îng ®é bÒn cho c¸c chi tiÕt. HÖ thèng treo qua kh¶o s¸t, thÊy th­êng bÞ trãc rç bÒ mÆt thµnh xylanh treo vµ háng c¸c phít lµm kÝn g©y ra rØ dÇu vµ khÝ. 1.5. Môc tiªu cña ®Ò tµi §Ó cã thÓ phÇn nµo t×m ra c¸c nguyªn nh©n dÉn ®Õn h­ háng trong hÖ thèng treo xe CAT777D cho lªn môc tiªu cña ®Ò tµi lµ: Ph©n tÝch kÕt cÊu cña hÖ thèng treo TÝnh to¸n kiÓm nghiÖm hÖ thèng treo LËp m« h×nh kh¶o s¸t dao ®éng cña xe §¸nh gi¸ kiÓm nghiÖm kÕt cÊu cña hÖ treo, nh»m t×m ra c¸c vïng chi tiÕt kÐm bÒn, dÔ cã kh¶ n¨ng bÞ háng nhÊt. Tõ ®ã cã biÖn ph¸p can thiÖp vµo kÕt cÊu. §¸nh gi¸ dao ®éng cña hÖ treo CAT777D, nh»m t×m ®­îc ®é vâng tÜnh vµ ®é vâng ®éng thÝch hîp víi tÇn sè dao ®éng cña c¸c côm chi tiÕt trªn xe, h¹n chÕ t¶i träng ®éng t¸c dông vµo th©n xe. Ch­¬ng 2 Ph©n tÝch §Æc ®iÓm hÖ thèng treo vµ x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè cña nã Ch­¬ng 2. ph©n tÝch ®Æc ®iÓm hÖ thèng treo vµ x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè cña nã 2.1. Ph©n tÝch kÕt cÊu hÖ thèng treo xe cat777d A HÖ thèng treo xe CAT777D ®­îc bè trÝ nh­ h×nh 2.1 Nh×n tõ: A Nh×n tõ: B B H×nh 2.1. S¬ ®å bè trÝ chung cña hÖ treo cat777d §©y lµ lo¹i xe má cã träng l­îng lín. Do ®ã kh«ng thÓ dïng c¸c lo¹i treo th«ng th­êng nh­ lß xo, thanh xo¾n ®­îc v× lÝ do hÖ treo sÏ rÊt cång kÒnh, khã ®¶m b¶o ®­îc c¸c yªu cÇu cña hÖ treo, ®éng häc l¸i. ViÖc lùa chän treo thuû-khÝ cho xe lµ thÝch hîp. Lo¹i treo nµy cã kÕt cÊu t­¬ng ®èi gän mµ l¹i ®¸p øng ®­îc nh÷ng xe cã t¶i träng lín. Côm treo tr­íc cña xe ®­îc bè trÝ hai xylanh thuû lùc, bªn trong chøa dÇu vµ khÝ. KhÝ ®ãng vai trß lµ phÇn tö ®µn håi cßn dÇu l­u th«ng qua lç tiÕt l­u cã t¸c dông gi¶m chÊn. Th©n xylanh ®­îc b¾t th¼ng vµo khung, cßn ti ®Èy ®­îc b¾t vµo trôc tr­íc cña b¸nh xe. V× thÕ c¸ch bè trÝ nµy thuéc lo¹i b¸n ®éc lËp. Côm treo sau cña xe ®­îc bè trÝ phô thuéc bao gåm hai xylanh thuû lùc. Xylanh ®­îc b¾t vµo vá trôc sau b»ng khíp cÇu cßn ti ®Èy th× b¾t vµo khung xe còng b»ng c¸c khíp cÇu. Hai xylanh treo sau ®ì toµn bé phÇn sau cña xe. Tuy nhiªn lo¹i treo nµy cã hai nh­îc ®iÓm lín lµ khã lµm kÝn vµ ma s¸t lín, nªn cÇn yªu cÇu tÝnh c«ng nghÖ cao. §Æc biÖt khi phanh hoÆc th©n xe bÞ l¾c ngang, th× trô treo tr­íc th­êng ph¶i trÞu c¸c lùc c¾t ngang lµm cho xÐc m¨ng dÉn h­íng cä s¸t m¹nh vµo thµnh xylanh g©y ra hiÖn t­îng trãc rç bÒ mÆt. §©y còng chÝnh lµ nguyªn nh©n g©y lªn c¸c h­ háng cña lo¹i treo nµy. Khi xe chë ®Çy t¶i chÞu kÝch ®éng m¹nh tõ mÆt ®­êng lµm ¸p suÊt trong xylanh t¨ng cao ®ét ngét, c¸c van an toµn kh«ng kÞp ph¶n øng rÊt dÔ ph¸ háng c¸c phít lµm kÝn trong xylanh. 2.2. C¸c th«ng sè kü thuËt cña hÖ treo cat777d C¸c th«ng sè xe STT Th«ng sè Gi¸ trÞ §¬n vÞ 1 KÝch th­íc toµn bé m Dµi 10,3 m Réng 6,1 m Cao 5,18 m 2 ChiÒu dµi c¬ së 4,6 m 3 VÕt b¸nh tr­íc/sau 4,133 m 4 Khèi l­îng xe kh«ng t¶i 67297 kg Ph©n bè lªn phÇn tr­íc 41,75 % Ph©n bè lªn phÇn sau 58,25 % 5 Khèi l­îng toµn bé 163293 kg Ph©n bè lªn phÇn tr­íc 33 % Ph©n bè lªn phÇn sau 67 % 6 KL kh«ng treo tr­íc(mét bªn) 1835 kg KL kh«ng treo sau 8760 kg 7 VËn tèc tèi ®a 60,4 km/h C¸c th«ng sè treo tr­íc STT Th«ng sè Gi¸ trÞ §¬n vÞ 1 §­êng kÝnh trong xylanh 273,05+0,130,05 mm 2 §­êng kÝnh ngoµi piston 271,780,13 mm 3 §­êng kÝnh ngoµi ti ®Èy 228,520,05 mm 4 ThÓ tÝch khÝ nitrogen (n¹p) 13 dm3 5 ¸p suÊt n¹p 1520 kpa 6 §­êng kÝnh lç tiÕt l­u trªn 4 mm 7 §­êng kÝnh lç tiÕt l­u d­íi 6 mm 8 Kho¶ng c¸ch hai t©m lç 34 mm 9 §­êng kÝnh bi ®iÒu khiÓn 14 mm 10 Kho¶ng c¸ch hai t©m trô treo tr­íc 3000 mm C¸c th«ng sè treo sau STT Th«ng sè Gi¸ trÞ §¬n vÞ 1 §­êng kÝnh trong xylanh 266,7+0,130,05 mm 2 §­êng kÝnh ngoµi piston 266,060,13 mm 3 §­êng kÝnh ngoµi ti ®Èy 228,520,05 mm 4 §­êng kÝnh trong ti ®Èy 194,520,13 mm 5 ThÓ tÝch khÝ nitrogen (n¹p) 6,7 dm3 6 ¸p suÊt n¹p 3500 kpa 7 §­êng kÝnh lç tiÕt l­u 6 mm 8 §­êng kÝnh bi ®iÒu khiÓn 15 mm 9 Kho¶ng c¸ch hai t©m trô treo sau 1415 mm C¸c th«ng sè kh¸c STT Th«ng sè Gi¸ trÞ §¬n vÞ 1 Thanh ch»ng ngang mm Dµi 854 mm Réng 80 mm Cao 84 mm 2 Lo¹i lèp 27 R 49 ¸p suÊt lèp 550 kpa BÒ réng lèp tr­íc 680 mm BÒ réng lèp sau 1540 mm §­êng kÝnh lèp 2700 mm 3 §é vâng tÜnh lèp tr­íc 49 mm §é vâng tÜnh lèp sau 50 mm Ch­¬ng 3 tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm hÖ treo xe cat777d Ch­¬ng 3. tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm hÖ treo xe cat777d 3.1. x©y dùng ®Æc tÝnh ®µn håi cña hÖ treo 3.1.1 Côm treo tr­íc 3.1.1.1. C¸c sè liÖu tham kh¶o (tµi liÖu cña h·ng V-trac) Khèi l­îng ®­îc treo khi ®Çy t¶i: 154000 (kg) Ph©n bæ t¶i träng ra cÇu tr­íc: 33 (%) §­êng kÝnh èng xylanh: 0,27305 (m) ` ThÓ tÝch khÝ nitrogen n¹p vµo: 0,013 (m3) ë ¸p suÊt n¹p: 1520000 (N/m2) 3.1.1.2. ThiÕt lËp ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh treo §Ó x¸c ®Þnh ®Æc tÝnh cña treo, ta ¸p dông ph­¬ng tr×nh vander waals cho mét khèi khÝ thùc bÊt kú: Ph­¬ng tr×nh: (3.1) Trong ®ã: pf: lµ ¸p suÊt khÝ (N/m2) vf: lµ thÓ tÝch khÝ (m3) Tf: lµ nhiÖt ®é khÝ (0K) : lµ khèi l­îng cña mét kmol khÝ (kg) mf: lµ khèi l­îng cña khèi khÝ (kg) R: lµ h»ng sè chÊt khÝ, R=8310(J/kmol.®«) [6] a, b: lµ h»ng sè vander waals, phô thuéc vµo lo¹i khÝ. Víi khÝ nitrogen: a=136000 (Jm3/kmol2) [6] b=0,04 (m3/kmol). [6] NÕu ta gäi: v0f (m3): lµ thÓ tÝch khÝ n¹p vµo xylanh treo tr­íc f (m): lµ biÕn d¹ng tÜnh cña hÖ treo tr­íc theo t¶i träng A: lµ diÖn tÝch hiÖu dông cña piston, (3.2) Víi dfout: lµ ®­êng kÝnh ngoµi cña ty ®Èy : lµ tû sè g÷a khèi l­îng thùc cña chÊt khÝ cã trong xylanh treo tr­íc vµ khèi l­îng cña mét kmol khÝ ®ã. Khi ®ã ë t¶i träng bÊt kú thÓ tÝch khÝ nitrogen chiÕm chç lµ: vf = vf0- Aff Thay vf vµo (2.1) ta ®­îc ph­¬ng tr×nh: (3.3) Ph­¬ng tr×nh (2.3) lµ ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh treo tr­íc cña xe CAT777D, ph­¬ng tr×nh thÓ hiÖn quan hÖ gi÷a ¸p suÊt vµ biÕn d¹ng cña trô treo tr­íc. h×nh.3.1. ®Æc tÝnh treo tr­íc MÆt kh¸c nÕu gäi Cf, Ff lµ ®é cøng cña treo tr­íc vµ diÖn tÝch ®­êng kÝnh trong xylanh, (3.4) Víi: din; lµ ®­êng kÝnh ®­êng kÝnh trong xylanh Ta cã: pf.Ff=Cff (3.5) Thay (3.3) vµo (3.5) ta ®­îc: (3.6) Ph­¬ng tr×nh (3.6) thÓ hiÖn quan hÖ gi÷a ®é cøng vµ biÕn d¹ng cña xylanh treo tr­íc. h×nh.3.2. ®å thÞ quan hÖ ®é cøng vµ biÕn d¹ng treo tr­íc 3.1.2. Xylanh treo treo sau. 3.1.2.1. C¸c sè liÖu tham kh¶o (tµi liÖu cña h·ng V-trac) Khèi l­îng ®­îc treo khi ®Çy t¶i: 154000 (kg) Ph©n bæ t¶i träng ra cÇu tr­íc: 67 (%) §­êng kÝnh èng cylinder: 0,19452 (m) ` ThÓ tÝch khÝ nitrogen n¹p vµo: 0,0076 (m3) ë ¸p suÊt n¹p: 3500000 (N/m2) 3.1.2.2. ThiÕt lËp ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh treo sau §Ó x¸c ®Þnh ®Æc tÝnh cña treo sau, t­¬ng tù nh­ c¸ch x¸c ®Þnh ®Æc tÝnh treo tr­íc. Ta ¸p dông ph­¬ng tr×nh vander waals cho mét khèi khÝ thùc bÊt kú ( khèi khÝ nitrogen n¹p vµo trng xylanh treo sau): Ph­¬ng tr×nh: (3.7) Trong ®ã: pr: lµ ¸p suÊt khÝ (N/m2) vr: lµ thÓ tÝch khÝ (m3) Tr: lµ nhiÖt ®é khÝ trong xylanh treo sau(0K) : lµ khèi l­îng cña mét kmol khÝ (kg) mr: lµ khèi l­îng cña khèi khÝ trong xylanh treo sau(kg) R: lµ h»ng sè chÊt khÝ, R=8310(J/kmol.®«) [6] a, b: lµ h»ng sè vander waals, phô thuéc vµo lo¹i khÝ. Víi khÝ nitrogen: a=136000 (Jm3/kmol2) [6] b=0,04 (m3/kmol). [6] NÕu ta gäi: vr0 (m3): lµ thÓ tÝch khÝ n¹p vµo xylanh treo sau f (m): lµ biÕn d¹ng tÜnh cña hÖ treo sau theo t¶i träng Ar: lµ diÖn tÝch hiÖu dông cña piston, (3.8) Víi: drout; lµ ®­êng kÝnh ngoµi cña ty ®Èy : lµ tû sè g÷a khèi l­îng thùc cña chÊt khÝ cã trong xylanh treo vµ khèi l­îng cña mét kmol khÝ ®ã. Khi ®ã ë t¶i träng bÊt kú thÓ tÝch khÝ nitrogen chiÕm chç lµ: vr =vr0-Arf Thay vr vµo (3.7) ta ®­îc ph­¬ng tr×nh: (3.9) Ph­¬ng tr×nh (3.9) lµ ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh treo sau cña xe CAT777D, ph­¬ng tr×nh thÓ hiÖn quan hÖ gi÷a ¸p suÊt vµ biÕn d¹ng cña trô treo sau. h×nh.3.3. ®Æc tÝnh treo sau MÆt kh¸c nÕu gäi Cr, Fr lµ ®é cøng cña treo sau vµ diÖn tÝch ®­êng kÝnh trong xylanh, (3.10) Víi: drin; lµ ®­êng kÝnh ®­êng kÝnh trong xylanh. Ta cã: pr Fr = Crf (3.11) Thay (3.9) vµo (3.11) ta ®­îc: (3.12) Ph­¬ng tr×nh (3.12) thÓ hiÖn quan hÖ gi÷a ®é cøng vµ biÕn d¹ng cña xylanh treo sau. h×nh.3.4. ®å thÞ quan hÖ ®é cøng vµ biÕn d¹ng treo sau 3.2. X©y dùng ®Æc tÝnh gi¶m chÊn 3.2.1. X©y dùng ®Æc tÝnh gi¶m chÊn qua lç tiÕt l­u Dùa vµo ph­¬ng tr×nh Bernoulli, ta cã c«ng thøc x¸c ®Þnh l­u l­îng: (3.13) NÕu tÝnh ®Õn tæn hao th× (3.13) chë thµnh: (*) Trong ®ã: Q: lµ l­u l­îng dßng chÊt láng qua c¸c lç tiÕt l­u (m3/s) B: lµ diÖn tÝch mÆt c¾t ngang lç tiÕt l­u : lµ ¸p suÊt dßng chÊt láng : lµ hÖ sè tiªu tèn, =0,4 : lµ träng l­îng riªng cña dÇu, =9000 (N/m3) g: lµ gia tèc träng tr­êng, g=9,81 (m/s2) MÆt kh¸c dùa vµo ph­¬ng tr×nh liªn tôc ta cã: Q=Av (**) Trong ®ã: A: lµ diÖn tÝch hiÖu dông cña piston, v: lµ vËn tèc piston KÕt hîp (*) vµ (**) ta cã c«ng thøc tÝnh lùc c¶n qua lç tiÕt l­u nh­ sau: (2.14) 3.2.2. X©y dùng ®Æc tÝnh gi¶m chÊn cã c¶n ma s¸t nhít Do cã khe hë gi÷a thµnh xylanh vµ piston. Piston chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi trong èng xylanh nªn sinh ra øng suÊt tr­ît. Theo biÓu thøc Newton: (a) víi : lµ øng suÊt tr­ît : lµ ®é nhít ®éng häc cña dÇu : lµ tèc ®é dßng dÇu qua khe hë : lµ gia sè bÒ dµy khe hÑp, (3.15) dx, dp theo thø tù lµ ®­êng kÝnh trong èng xylanh vµ ®­êng kÝnh ngoµi piston. Dßng dÇu qua khe hë gi÷a piston vµ xylanh cã thÓ coi lµ dßng ch¶y tÇng qua hai v¸ch song song cã tiÕt diÖn h×nh ch÷ nhËt (,) ¸p dông ph­¬ng tr×nh Navier-Stokes d¹ng tæng qu¸t: (3.16) Trong ®ã: lµ to¸n tö Laplace lµ to¸n tö Hamilton lµ gia tèc chuyÓn ®éng cña dßng dÇu lµ ®é nhít ®éng häc lµ ®é nhít tÜnh cña dÇu lµ khèi l­îng riªng cña dÇu lµ c¸c ngo¹i lùc Gi¶ thuyÕt vËn tèc dßng ch¶y lµ ®Òu vµ kh«ng cã ngo¹i lùc t¸c dông. Khi ®ã ta cã: , , , vµ ph­¬ng tr×nh (3.16) trë thµnh: (3.17) Hay ta cã thÓ viÕt: (3.18) (3.19) Víi ®iÒu kiÖn biªn: (y=0, c=0) vµ (y=h, c=v) thay vµo (3.19) ta ®­îc: khi ®ã: (3.20) Thay (3.20) vµo (a) ta ®­îc: (3.21) Th«ng th­êng y lÊy gi¸ trÞ trung b×nh lµ: (3.22) VËy lùc c¶n nhít gi÷a khe hë thµnh piston vµ xylanh, do cã trªnh lÖch tèc ®é lµ: , trong ®ã: S lµ diÖn tÝch bao ngoµi ®Çu piston. , víi: dout; lµ ®­êng kÝnh ngoµi piston e; lµ chiÒu dµi ®Çu piston. (3.23) KÕt hîp (2.14) vµ (2.23) ta ®­îc lùc c¶n gi¶m chÊn nh­ sau: (3.24) C¸c th«ng sè cho gi¶m chÊn tr­íc STT Th«ng sè Gi¸ trÞ §¬n vÞ 1 Af 0,041 m2 2 4,0841e-5 m2 3 dfout 271,780,13 mm 4 dfin 273,05+0,130,05 mm 5 h 0,635 mm Ph­¬ng tr×nh: H×nh 3.5. ®å thÞ ®Æc tÝnh gi¶m chÊn tr­íc C¸c th«ng sè cho gi¶m chÊn sau STT Th«ng sè Gi¸ trÞ §¬n vÞ 1 Ar 0,041 m2 2 4,0841e-5 m2 3 drout 266,060,13 mm 4 drin 266,7+0,130,05 mm 5 h 0,635 mm Ph­¬ng tr×nh: H×nh 3.6. ®å thÞ ®Æc tÝnh gi¶m chÊn sau 3.3.tÝnh bÒn mét sè chi tiÕt quan träng trong hÖ treo 3.3.1. KiÓm bÒn khíp cÇu trong xylanh treo sau Khíp cÇu trong xylanh treo sau cã vai trß liªn kÕt hÖ thèng treo sau víi th©n xe; trô treo sau víi trôc sau cña xe. TruyÒn ph¶n lùc tõ b¸nh xe vµo hÖ thèng treo, sau ®ã truyÒn lªn th©n xe. Nªn khíp cÇu lu«n lµm viÖc ë chÕ ®é t¶i träng ®éng vµ chÞu nhiÒu va ®Ëp. Do ®ã khi tÝnh bÒn khíp cÇu nµy cÇn ph¶i kiÓm bÒn theo hai khÝa c¹nh sau: KiÓm nghiÖm ®é bÒn theo øng suÊt chÌn dËp t¹i vÞ trÝ lµm viÖc. KiÓm tra ®é bÒn c¾t t¹i vÞ trÝ cã tiÕt diÖn nguy hiÓm. H×nh 3.7. KHíP CÇU vµ TREO SAU Víi ®iÒu kiÖn lµm viÖc chÞu t¶i träng ®éng vµ va ®Ëp m¹nh. VËt liÖu chÕ t¹o khíp cÇu lµ thÐp 40XH, ®­îc nhiÖt luyÖn b»ng dßng ®iÖn cao tÇn, ®Ó ®¹t c¬ t×nh lµ: (3.25) H×nh 3.7. KHíP CÇU vµ c¸c kÝch th­íc a) KiÓm bÒn theo øng suÊt chÌn dËp Lùc t¸c dông lªn khíp cÇu còng chÝnh lµ lùc ®éng lín nhÊt trong trô treo, trong qu¸ tr×nh xe ho¹t ®éng ë hµnh tr×nh nÐn; MÆt kh¸c: (3.26) Trong ®ã: S; lµ diÖn tÝch tiÕp xóc gi÷a mÆt cÇu vµ ®Öm r«tuyn. Nh­ vËy khíp cÇu tho¶ m·n ®iÒu kiÖn chÌn dËp, khi chÞu t¶i träng ®éng lín nhÊt. b) KiÓm bÒn theo øng suÊt c¾t KiÓm tra ®é bÒn c¾t cña khíp cÇu t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm nhÊt. øng suÊt c¾t ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: (3.27) Trong ®ã: Sc; lµ tiÕt diÖn cña cÇu t¹i vÞ trÝ nguy hiÓm nhÊt VËy khíp cÇu tho¶ m·n ®iÒu kiÖn c¾t t¹i tiÕt diÖn nguy hiÓm. 3.3.2. TÝnh nhiÖt cho xylanh treo a) Xylanh treo tr­íc C¸c th«ng sè: §­êng kÝnh ngoµi xylanh: D=348 (mm) §­êng kÝnh trong xylanh: d=273 (mm) §­êng kÝnh ngoµi ti ®Èy: dt=228,5 (mm) §­êng kÝnh lç tiÕt l­u trªn (mét lç) dvt=4 (mm) §­êng kÝnh lç tiÕt l­u d­íi (mét lç) dvd=6 (mm) ChiÒu dµi èng (phÇn tiÕp xóc dÇu): l=300 (mm) C«ng suÊt do gi¶m chÊn tiªu thô lµ: (3.28) Trong ®ã c¸c th«ng sè ®· biÕt ë ch­¬ng 2. VËn tèc dÞch chuyÓn ®Çu piston vf lÊy gi¸ trÞ trung b×nh lµ: vf=0,3 (m/s). C«ng do gi¶m chÊn tiªu thô trong thêi gian mét giê lµ: (3.29) C«ng cho phÐp: (3.30) Trong ®ã: : lµ hÖ sè truyÒn nhiÖt; (N/m.®é) tmax=1200: lµ nhiÖt ®é cùc ®¹i cho phÐp ë vá ngoµi xylanh tmt=200: lµ nhiÖt ®é m«i tr­êng t: lµ thêi gian ho¹t ®éng F: lµ diÖn tÝch cña vá ngoµi gi¶m chÊn; VËy gi¶m chÊn ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn lµ: L<[L] VËy èng xylanh treo tr­íc ®¶m b¶o tho¸t nhiÖt tèt b) Xylanh treo sau C¸c th«ng sè: §­êng kÝnh ngoµi xylanh: D=318 (mm) §­êng kÝnh trong xylanh: d=267 (mm) §­êng kÝnh ngoµi ti ®Èy: dt=228,5 (mm) §­êng kÝnh lç tiÕt l­u (mét lç) dvd=6 (mm) ChiÒu dµi èng (phÇn tiÕp xóc dÇu): l=198 (mm) T­¬ng tù nh­ phÇn tÝnh cho treo tr­íc ta cã: Trong ®ã: vr; lµ vËn tèc ®Çu piston, còng lÊy gi¸ trÞ trung b×nh lµ vr =0,3 (m/s). Thay sè vµo ta ®­îc: V©y èng xylanh treo sau còng ®¶m b¶o tho¸t nhiÖt tèt. 3.3.3. TÝnh bÒn cho thµnh xylanh ë ®©y do thùc tÕ kÕt cÊu trô treo sau chÞu ¸p suÊt lín h¬n trô treo tr­íc, nh­ng l¹i cã bÒ dµy thµnh xylanh máng h¬n tru treo tr­íc, trong khi vËt liÖu chÕ t¹o xylanh lµ nh­ nhau. Do ®ã ta chØ cÇn kiÓm bÒn cho trô treo sau, nÕu tho¶ m·n th× trô treo tr­íc còng ®¶m b¶o yªu cÇu. BÒ dµy thµnh xylanh ®­îc t×nh theo thuyÕt bÒn èng máng trÞu ¸p lùc ph©n bè ®Òu tõ bªn trong, víi pmax cã thÓ sinh ra trong xylanh treo sau. Theo tµi liÖu [7] tÝnh to¸n ®é bÒn cña èng máng chÞu ¸p lùc ph©n bè ®Òu tõ bªn trong nh­ sau: Theo ph­¬ng tr×nh Laplaxo ta cã: (3.31) Trong ®ã: : lµ øng suÊt t­¬ng ®­¬ng cña xylanh : lµ øng suÊt ph¸p a: lµ hÖ sè; a=0,035 h: lµ chiÒu dµy thµnh xylanh; pmax: ¸p suÊt lín nhÊt cã thÓ sinh ra trong xylanh treo: Víi: F- lµ diÖn tÝch mÆt c¾t ngang xylanh; : lµ lùc ®éng lín nhÊt cã thÓ sinh ra trong trô treo. : lµ øng suÊt cho phÐp: Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc (3.31) ta cã: VËy thµnh xylanh treo sau ®ñ bÒn. Do ®ã xylanh treo tr­íc còng ®¶m b¶o yªu cÇu. Ch­¬ng 4 lËp m« h×nh tÝnh to¸n dao ®éng xe cat777d Ch­¬ng 4. lËp m« h×nh tÝnh to¸n dao ®éng xe cat777d 4.1. ®Æt vÊn ®Ò Khoa häc c«ng nghÖ ngµy cµng ph¸t triÓn, nh÷ng øng dông cña khoa häc c«ng nghÖ vµo «t« ngµy cµng nhiÒu. ¤t« ngµy cµng ch¹y nhanh h¬n, c¸c xe t¶i ngµy cµng cã khèi l­îng lín h¬n. Nh÷ng yÕu tè ph¸t triÓn ®ét biÕn ®ã ®· ®­a ®Õn nh÷ng ¸p lùc míi cho x· héi nh­ tai n¹n giao th«ng, møc ®é ph¸ huû ®­êng x¸ ngµy cµng nghiªm träng. Nghiªn cøu hoµn thiÖn c¸c kÕt cÊu cña «t« nh»m n©ng cao an toµn chuyÓn ®éng vµ gi¶m ¶nh h­ëng xÊu cña dao ®éng víi m«i tr­êng lµ mét nhu cÇu cÊp thiÕt. CAT777D lµ lo¹i xe má, ®­îc ®­a vµo thö nghiÖm ë ViÖt Nam tõ th¸ng 8/2004. Xe cã kÝch th­íc vµ khèi l­îng t­¬ng ®èi lín (t¶i träng toµn bé 163293 kg), l¹i th­êng xuyªn ph¶i lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn vïng má, nªn c¸c chi tiÕt trong hÖ treo, lèp th­êng xuyªn ph¶i lµm viÖc nÆng nhäc. Thùc tÕ cho thÊy, ¶nh h­ëng cña dao ®éng tíi tuæi bÒn cña hÖ treo-lèp lµ rÊt lín. C¸c trô treo vµ lèp háng rÊt nhanh so víi c¸c côm chi tiÕt kh¸c. Møc ®é ph¸ ®­êng còng rÊt ghª gím. Do ®ã viÖc nghiªn cøu, ®¸nh gi¸ ¶nh h­ëng cña dao ®éng tíi ®é bÒn cña c¸c chi tiÕt vµ møc ®é ph¸ ®­êng cña xe lµ rÊt cÇn thiÕt vµ cÊp b¸ch, v× nã kh«ng chØ mang ý nghÜa khoa häc mµ cßn mang ý nghÜa kinh tÕ thiÕt thùc cho x· héi. H×nh 4.1. ¶nh xe ®ang lµm viÖc 4.2. ph©n tÝch chän chØ tiªu ®¸nh gi¸ dao ®éng 4.2.1. Ph©n tÝch mèi quan hÖ dao ®éng ®Ó chän hµm môc tiªu H×nh 4.2. mèi quan hÖ dao ®éng Tõ mèi quan hÖ dao ®éng §¦êNG – xe – ng­êi vµ tÝnh n¨ng lµm viÖc cô thÓ cña dßng xe má ta cã nhËn xÐt sau: §èi víi xe má cÇn ph¶i quan t©m tíi c¸c chØ tiªu sau: §é ªm dÞu cho ng­êi l¸i Kh«ng gian h¹n chÕ §é bÒn chi tiÕt An toµn ®éng lùc häc Møc ®é ¶nh h­ëng tíi cÇu ®­êng Trong n¨m chØ tiªu trªn, chØ tiªu “§é bÒn chi tiÕt” vµ “An toµn ®éng lùc häc” lµ hai chØ tiªu quan träng nhÊt. V× nã liªn quan trùc tiÕp tíi tuæi thä cña xe. C¸c chØ tiªu kh¸c còng quan träng nh­ng cã thÓ gi¶i quyÕt b»ng ph­¬ng ph¸p kh¸c. (§é ªm dÞu cho ng­êi l¸i cã thÓ dïng gi¶i ph¸p treo ghÕ hoÆc treo cabin) 4.2.2. C¸c chØ tiªu so s¸nh a) ChØ tiªu vÒ ®é ªm dÞu §©y lµ ph­¬ng tiÖn chuyªn dông chë ®Êt, than nªn chØ cÇn quan t©m tíi ®é ªm dÞu cho l¸i xe mµ kh«ng cÇn quan t©m tíi ®é ªm dÞu hµng ho¸. Trong ®Ò tµi lÊy ng­ìng lµ c­êng ®é KB theo ISO-2631 ®Ó kh¶o s¸t: KB =20 giíi h¹n ªm dÞu. KB =50 giíi h¹n ®iÒu khiÓn tèt. KB =125 giíi h¹n g©y bÖnh lý. C­êng ®é dao ®éng KB lµ mét hµm cña gia tèc, nh­ vËy ®Ó x¸c ®inh KB ®èi víi xe t¶i ph¶i x¸c ®Þnh gia tèc t¹i Cabine, trong tÝnh to¸n sau nµy lµ , ®©y chÝnh lµ gia tèc t¹i t©m khèi l­îng ®­îc treo ghÕ. b) ChØ tiªu vÒ an toµn chuyÓn ®éng ë hµnh tr×nh tr¶ cña hÖ thèng treo, b¸nh xe co xu h­íng ®i lªn, do ®ã ¸p lùc cña b¸nh xe xuèng ®­êng sÏ gi¶m vµ b¸nh xe cã thÓ t¸ch khái mÆt ®­êng. ViÖc gi¶m t¶i träng lªn ®­êng lµ mét qu¸ tr×nh phøc t¹p, phô thuéc kÕt cÊu hÖ treo, phô thuéc vµo tÇn sè vµ biªn ®é mÊp m« cña ®­êng. §Ó kh¶o s¸t vÊn ®Ò nµy ta sö dông hÖ sè t¶i träng ®éng cùc tiÓu , ®­îc ®Þnh nghÜa nh­ sau: Theo Mitschke [31]: =+0,5 lµ giíi h¹n c¶nh b¸o, t¹i ®©y ph¶n lùc tõ ®­êng lªn b¸nh xe ®· gi¶m ®i mét nöa, b¸o hiÖu hÖ thèng ®­êng ®· xuèng cÊp, cÇn cã kÕ ho¹ch söa ch÷a. =0 lµ giíi h¹n can thiÖp, t¹i ®©y t¶i träng tõ ®­êng t¸c ®éng lªn b¸nh xe ®· gi¶m hoµn toµn, b¸nh xe t¸ch khái mÆt ®­êng kh«ng cßn kh¼ n¨ng chuyÒn lùc. Do vËy c¸c nhµ qu¶n lý ®­êng cÇn ph¶i can thiÖp nhanh. c) ChØ tiªu vÒ hÖ sè ¸p lùc ®­êng (w) d) ChØ tiªu vÒ t¶i träng ®éng cho ®é bÒn chi tiÕt §Ó kh¶o s¸t vÊn ®Ò nµy ta sö dông hÖ sè t¶i träng ®éng cùc ®¹i 4.3. x©y dùng m« h×nh treo vµ m« h×nh lèp 4.3.1. M« h×nh trô treo Tõ kÕt cÊu cô thÓ cña trô treo, cho phÐp ta x©y dùng ®­îc m« h×nh t­¬ng ®­¬ng nh­ sau: H×nh 4.3. m« h×nh treo a) Lùc ®µn håi cña hÖ treo (4.1) Fc Víi: Hµnh tr×nh tr¶ Hµnh tr×nh nÐn H×nh 4.4. §Æc tÝnh ®µn håi b) Lùc c¶n cña gi¶m chÊn (4.2) c) Lùc c¶n ma s¸t nhít (4.3) Trong ®ã: 4.3.2. M« h×nh lèp vµ hiÖn t­îng t¸ch b¸nh T­¬ng tù nh­ hÖ thèng treo, lèp còng lµ mét phÇn tö ®µn håi, còng cã thÓ ®­îc miªu t¶ nh­ mét hÖ thèng treo, h×nh 4.5. Trong m« h×nh lèp, ta thÊy lùc FZ lµ lùc t­¬ng t¸c b¸nh xe vµ ®­êng, cã thÓ gäi lµ lùc khíp ®Æc biÖt. x lµ chuyÓn vÞ lªn xuèng cña cÇu, h lµ chiÒu cao mÊp m« ®­êng, CL lµ ®é cøng h­íng kÝnh cña lèp. Trong h×nh 4.6 ta cã s¬ ®å lùc, trong ®ã FC lµ lùc c¾t (néi lùc), cßn gäi lµ lùc ®µn håi. H×nh 4.5. m« h×nh lèp cat777d H×nh 4.6. ®Æc tÝnh h­íng kÝnh cña lèp Ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc phÝa b¸nh xe lµ: Ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc phÝa nÒn ®­êng: FZ = FC + CLft Trong ®ã: FC = C(h-x): lùc ®µn håi G = CLft: t¶i träng tÜnh FZ: ph¶n lùc b¸nh xe xuèng ®­êng FZ,dyn = FC: t¶i träng ®éng Khi dao ®éng, b¸nh xe chuyÓn ®éng lªn xuèng bëi hai qu¸ tr×nh nÐn vµ tr¶: Qu¸ tr×nh nÐn cã hai giai ®o¹n: Giai ®o¹n c©n b»ng tÜnh: -ft £ (h-x) £ 0 -mg £ FC £ 0 Giai ®o¹n c©n b»ng ®éng: (h-x) ³ 0 FC ³ 0 Qu¸ tr×nh tr¶, b¾t ®Çu khi b¸nh xe t¸ch khái mÆt ®­êng: (h-x) £ - ft FC = 0 T¹i thêi ®iÓm (h-x) = - ft x¶y ra mét qu¸ tr×nh gäi lµ "va ch¹m" hay t¸ch b¸nh. §©y lµ thêi ®iÓm gi¸n ®o¹n, lµm cho hÖ ph­¬ng tr×nh phi tuyÕn m¹nh. Do ®ã, lùc h­íng kÝnh cña lèp sÏ lµ: (4.4) 4.4. X©y dùng m« h×nh dao ®éng cho xe CAT777D H×nh 4.7. m« h×nh dao ®éng xe cat777d 4.4.1. §Þnh nghÜa hÖ to¹ ®é a) HÖ to¹ ®é cè ®Þnh: Chän ®iÓm chiÕu cña träng t©m phÇn khèi l­îng ®­îc treo (ë tr¹ng th¸i tÜnh) xuèng mÆt ®­êng lµm hÖ to¹ ®é cè ®Þnh (O; X; Y; Z). b) HÖ to¹ ®é suy réng: ChuyÓn ®éng cña c¸c vËt trong c¬ hÖ ®­îc x¸c ®Þnh bëi c¸c to¹ ®é suy réng sau: ; ; ; ; . 4.4.2. C¸c quan hÖ h×nh häc PhÇn khèi l­îng ®­îc treo ta cÇn x¸c ®Þnh to¹ ®é c¸c ®iÓm z1, z2, z3, z4. Do ®ã ta cã quan hÖ h×nh häc sau: (4.5) (4.6) (4.7) (4.8) PhÇn kh«ng treo, ta cÇn x¸c ®inh to¹ ®é c¸c ®iÓm , , , . Do ®ã ta cã quan hÖ h×nh häc sau: , (4.9) (4.10) (4.11) 4.4.3. ThiÕt lËp hÖ ph­¬ng tr×nh vi ph©n m« t¶ m« h×nh dao ®éng M« h×nh cÇn thiÕt lËp lµ mét c¬ hÖ gåm 5 vËt: phÇn khèi l­îng ®­îc treo ghÕ (mg), phÇn khèi l­îng ®­îc treo (M), phÇn khèi l­îng kh«ng treo tr­íc bªn tr¸i (m), phÇn khèi l­îng kh«ng treo tr­íc bªn ph¶i (m) vµ phÇn kh«ng treo sau (mA). Ta sö dông ph­¬ng ph¸p t¸ch cÊu tróc hÖ nhiÒu vËt vµ ph­¬ng ph¸p Newton – Euler ®Ó thµnh lËp hÖ ph­¬ng tr×nh vi ph©n dao ®éng cho c¬ hÖ. ViÖc lËp ph­¬ng tr×nh cho hÖ con võa t¸ch lµ ®¬n gi¶n. Khi ®· cã hÖ con ta cã thÓ tæ hîp cÊu tróc ®Ó cã hÖ tæng hîp, nhê ph­¬ng ph¸p t¸ch vËt vµ øng dông nguyªn lý ®èi ngÉu. Ph­¬ng ph¸p t¸ch vËt vµ nguyªn lý ®èi ngÉu cã c¸c b­íc sau: 1. T¸ch vËt t¹i c¸c ®iÓm liªn kÕt. T¹i c¸c ®iÓm c¾t ®Æt c¸c lùc ®èi ngÉu. Theo nguyªn lý ®èi ngÉu, c¸c lùc ®èi ngÉu cã trÞ sè ng­ nhau, cïng ph­¬ng vµ h­íng t¸c ®éng ng­îc nhau. 2. T¹i c¸c khèi t©m cña vËt võa t¸ch, ta chän lµm hÖ to¹ ®é con. NÕu biÕt c¸c ngo¹i lùc (lùc ®èi ngÉu coi nh­ ngo¹i lùc cña hÖ con), ta cã thÓ dùa vµo ®iÒu kiÖn ®Ó thµnh lËp ph­¬ng tr×nh theo Newton-Euler. 3. Liªn kÕt c¸c hÖ con víi nhau. a) HÖ ph­¬ng tr×nh dao ®éng th©n xe vµ ghÕ H×nh 4.8. PhÇn khèi l­îng ®­îc treo vµ ghÕ Ph­¬ng tr×nh: (1*) (2*) (3*) (4*) b) HÖ ph­¬ng tr×nh dao ®éng phÇn kh«ng treo tr­íc H×nh 4.9. PhÇn khèi l­îng kh«ng treo tr­íc Ph­¬ng tr×nh: (5*) (6*) c) HÖ ph­¬ng tr×nh dao ®éng phÇn kh«ng treo sau H×nh 4.10. PhÇn khèi l­îng kh«ng treo sau Ph­¬ng tr×nh: (7*) (8*) d) C¸c lùc c¾t trong hÖ thèng treo C¸c néi lùc trong hÖ thèng treo ®­îc x¸c ®Þnh theo c¸c c«ng thøc (4.1), (4.2), (4.3). Néi lùc t¹i c¸c ®iÓm c¾t 1, 2, 3, 4 theo thø tù ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: (9*) (10*) (11*) (12*) e) C¸c lùc ®µn håi h­íng kÝnh cña lèp C¸c lùc ®µn håi h­íng kÝnh cña lèp vµ hiÖn t­îng t¸ch b¸nh cña lèp ®­îc x¸c dÞnh theo c«ng thøc (4.4), cô thÓ nh­ sau: (13*) (14*) (15*) (16*) 4.5. ch­¬ng tr×nh m« pháng dao ®éng xe CAT777d Trªn c¬ së hÖ ph­¬ng tr×nh vi ph©n to¸n häc, mµ ta võa x©y dùng ®­îc tõ m« h×nh dao ®éng xe CAT777D. Ta øng dông c¸c th­ viÖn tiÖn Ých trong simulink cña matlab. §Ó m« pháng dao ®éng cña xe CAT777D. HÖ dao ®éng xe CAT777D, bao gåm 8 ph­¬ng tr×nh vi ph©n vµ 8 ph­¬ng tr×nh lùc. Mçi ph­¬ng tr×nh ®­îc x©y dùng thµnh mét m« ®un. ViÖc ph©n chia vµ m« t¶ hÖ thèng theo c¸c m« ®un cho phÐp thuËn tiÖn trong viÖc lÊy c¸c tÝn hiÖu vµo, ra; cã thÓ dÔ dµng can thiÖp vµo c¸c th«ng sè, tuú theo tõng môc ®Ých nghiªn cøu. H×nh 4.11. m« ®un tæng thÓ Trong m« ®un tæng thÓ: Khèi Machine Frame m« t¶ c¸c ph­¬ng tr×nh (1*), (2*) vµ (3*) Khèi Seat m« t¶ ph­¬ng tr×nh (4*) Khèi Front Suspension m« t¶ c¸c ph­¬ng tr×nh (9*) vµ (10*) Khèi Rear Suspension m« t¶ c¸c ph­¬ng tr×nh (11*) vµ (12*) Khèi Front Wheel m« t¶ c¸c ph­¬ng tr×nh (5*) vµ (6*) Khèi Rear Wheel m« t¶ c¸c ph­¬ng tr×nh (7*) vµ (8*) Khèi Front Tyre m« t¶ c¸c ph­¬ng tr×nh (13*) vµ (14*) Khèi Rear Tyre m« t¶ c¸c ph­¬ng tr×nh (15*) vµ (16*) Khèi Front Road m« t¶ c¸c kÝch ®éng mÆt ®­êng lªn lèp tr­íc Khèi Rear Road m« t¶ c¸c kÝch ®éng mÆt ®­êng lªn lèp sau. Sau ®©y lµ m« ®un cô thÓ tõng khèi a) Khèi “Machine Frame” m« t¶ dao ®éng th©n xe (h×nh 4.8) H×nh 4.12. m« ®un khèi “Machine Frame” Khèi “Machine Frame” lÊy tÝn hiÖu vµo lµ c¸c lùc tõ hÖ thèng treo tr­íc vµ sau, c¸c tÝn hiÖu nµy ®­îc ®­a ®Õn c¸c c¸c khèi chøc n¨ng con. Khèi “Machine Frame” bao gåm c¶c 3 ph­¬ng tr×nh (1*), (2*) vµ (3*). C¸c khèi chøc n¨ng con lµ khèi “z”, “fx” vµ “fy”. H×nh 4.13. khèi chøc n¨ng “z” H×nh 4.14. khèi chøc n¨ng “fx” H×nh 4.15. khèi chøc n¨ng “fy” b) Khèi “Front Suspension” vµ “Rear Suspension” m« t¶ hÖ thèng treo Khèi m« t¶ hÖ thèng treo H×nh 4.16. khèi “Front Suspension” & “Rear Suspension” c) Khèi “Front Wheel” vµ “Rear Wheel” 4 ph­¬ng tr×nh (5*, 6*, 7*, 8*) Khèi m« t¶ phÇn kh«ng treo H×nh 4.17. khèi “Front Wheel” & “Rear Wheel” d) Khèi “Front Tyre” vµ “Rear Tyre” m« t¶ c¸c ph­¬ng tr×nh (13*, 14*, 15*, 16*) Khèi m« t¶ lùc h­íng kÝnh lèp H×nh 4.18. khèi “Front Tyre” & “Rear Tyre” 4.6. kÕt qu¶ m« pháng cña m« h×nh z (m) t(s) H×nh 4.19. chuyÓn vÞ th©n xe (m) t(s) H×nh 4.20. chuyÓn vÞ ghÕ (m/s2) t(s) t(s) H×nh 4.21. gia tèc th©n xe (m/s2) t(s) H×nh 4.22. gia tèc ghÕ (rad) H×nh 4.23. chuyÓn vÞ l¾c däc th©n xe t(s) (rad) t(s) H×nh 4.24. chuyÓn vÞ l¾c ngang th©n xe (m) t(s) H×nh 4.25. chuyÓn vÞ b¸nh xe tr­íc bªn tr¸i (m) t(s) H×nh 4.26. chuyÓn vÞ b¸nh xe tr­íc bªn ph¶i (m) t(s) H×nh 4.27. chuyÓn vÞ cÇu sau (rad) t(s) H×nh 4.28. chuyÓn vÞ l¾c ngang cÇu sau Ff1 (N) t(s) H×nh 4.29. néi lùc trong treo tr­íc bªn tr¸i Ff2 (N) t(s) H×nh 4.30. néi lùc trong treo tr­íc bªn ph¶i Fr4 (N) t(s) H×nh 4.31. néi lùc trong treo sau bªn tr¸i Fr3 (N) H×nh 4.32. néi lùc trong treo sau bªn ph¶i t(s) FL1 (N) H×nh 4.33. ph¶n lùc lèp tr­íc bªn tr¸i t(s) FL2 (N) t(s) H×nh 4.34. ph¶n lùc lèp tr­íc bªn ph¶i FL4 (N) t(s) H×nh 4.35. ph¶n lùc lèp sau bªn tr¸i FL3 (N) H×nh 4.36. ph¶n lùc lèp sau bªn ph¶i t(s) NhËn xÐt §å thÞ thu ®­îc trªn h×nh 4.19,.. , h×nh 4.36 lµ c¸c hµm phô thuéc vµo thêi gian. C¸c ®å thÞ 4.19 tíi 4.24 cho biÕt møc ®é chuyÓn vÞ t­¬ng ®èi cña phÇn khèi l­îng ®­îc treo, khi chÞu kÝch ®éng cña mÆt ®­êng. Thùc nghiÖm cho thÊy khi gãc l¾c th©n xe v­ît qu¸ 80 th× xe b¾t ®Çu mÊt æn ®Þnh. C¸c ®å thÞ tõ h×nh 4.29 tíi h×nh 4.32, cho thÊy néi lùc trong hÖ thèng treo ph¶n øng nh­ thÕ nµo, khi cã kÝch ®éng tõ mÆt ®­êng. Tõ ®å thÞ ta cã ®­îc lùc ®éng lín nhÊt sinh ra trong trô treo, ®©y lµ c¬ së ®Ó kiÓm bÒn c¸c chi tiÕt trong hÖ thèng treo. C¸c ®å thÞ h×nh 4.33 tíi h×nh 4.36 cho thÊy ¸p suÊt lèp t¸c ®éng lªn mÆt ®­êng. KÕt qu¶ nµy sÏ trî gióp c¸c kü s­ cÇu ®­êng, thiÕt kÕ ®­êng phï hîp víi t¶i träng cña xe h¬n. Ch­¬ng 5 thiÕt kÕ quy tr×nh c«ng nghÖ gia c«ng mét chi tiÕt ®iÓn h×nh Ch­¬ng 5. thiÕt kÕ quy tr×nh c«ng nghÖ gia c«ng mét chi tiÕt ®iÓn h×nh 5.1. Môc ®Ých, yªu cÇu cña piston Piston lµ mét chi tiÕt quan träng trong gi¶m chÊn, nã lµm nhiÖm vô ng¨n c¸ch gi÷a ng¨n trªn vµ ng¨n d­íi ®ång thêi lµm nhiÖm vô tiÕt l­u dßng chÊt láng, ®Æc biÖt piston trong treo thuû-khÝ cßn ®ãng vai trß chÝnh lµ bé phËn dÉn h­íng. Piston trong treo thuû-khÝ lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn ¸p suÊt, nhiÖt ®é cao vµ ®é mµi mßn lín. V× vËy, vËt liÖu chÕ t¹o piston ph¶i cã tÝnh chÞu nhiÖt, chÞu va ®Ëp vµ chÞu ¨n mßn cao. Piston thuéc hä chi tiÕt d¹ng hép. Chi tiÕt cã nh÷ng bÒ mÆt chÝnh nh­ mÆt ®¸y, mÆt lç. §é chÝnh x¸c cña nh÷ng mÆt nµy yªu cÇu kh¸ cao. Ngoµi nh÷ng mÆt chÝnh trªn chi tiÕt cßn cã nh÷ng mÆt phô cã ®é chÝnh x¸c kh«ng cao. Khi gia c«ng piston ph¶i ®¶m b¶o yªu cÇu sau: Ph¶i ®¶m b¶o ®é song song gi÷a thµnh piston vµ ®­êng trôc t©m cña nã. Ph¶i ®¶m b¶o ®é vu«ng gãc gi÷a mÆt ®¸y vµ mÆt bªn cña piston. ë ®©y piston ®ãng vai trß lµ bé phËn h­íng, nªn cÇn ph¶i ®¶m b¶o ®é cøng bÒ mÆt cao, chÞu mµi mßn tèt. 5.2. VËt liÖu lµm piston Piston lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn chÞu t¸c ®éng cña t¶i träng va ®Ëp lín, chÞu øng suÊt ®èi xøng, hai chiÒu nªn rÊt dÔ bÞ háng mái. Trong khi sö dông, ®ßi hái piston ph¶i lµm viÖc l©u dµi, liªn tôc, trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é lín, ¸p suÊt cao, mµi mßn lín. Nh­ vËy, ta dïng vËt liÖu thÐp hîp kim 45XHMF ®Ó chÕ t¹o piston. 5.3. Nh÷ng yªu cÇu kÜ thuËt c¬ b¶n gia c«ng piston §é kh«ng ph¼ng vµ ®é kh«ng song song cña c¸c bÒ mÆt chÝnh trong kho¶ng 0,05 ¸ 1(mm), Ra = 2,5 ¸ 1,25. C¸c lç cã CCX 6 ¸ 8, Ra = 2,5 ¸ 0,63. Dung sai ®é kh«ng ®ång t©m cña c¸c lç b»ng dung sai ®­êng kÝnh lç nhá nhÊt. §é kh«ng vu«ng gãc gi÷a mÆt ®Çu vµ t©m lç trong kho¶ng 0,01 ¸ 0,05 trªn 100mm b¸n kÝnh. Sau khi gia c«ng, piston cÇn ph¶i ®­îc nhiÖt luyÖn 'ho¸ bÒn bÒ mÆt'. §¶m b¶o kh«ng cã hiÖn t­îng r¹n nøt trªn toµn bé bÒ mÆt. Kh«ng x¶y ra hiÖn t­îng tËp trung øng suÊt ë c¸c gãc l­în. 5.4. Ph©n tÝch tÝnh c«ng nghÖ trong kÕt cÊu cña chi tiÕt Trªn chi tiÕt cã nhiÒu bÒ mÆt ph¶i gia c«ng trong ®ã cã nhiÒu bÒ mÆt ®ßi hái ®é chÝnh x¸c CCX 6¸8, trªn chi tiÕt còng cã nhiÒu lç ph¶i gia c«ng. Chi tiÕt cã ®ñ ®é cøng v÷ng ®¶m b¶o khi gia c«ng kh«ng bÞ biÕn d¹ng. C¸c bÒ mÆt cÇn gia c«ng kh«ng cã vÊu låi thuËn lîi cho viÖc tho¸t dao. C¸c lç cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n, kh«ng cã r·nh, bÒ mÆt lç kh«ng ®øt qu·ng. C¸c lç ®Òu lµ lç th«ng suèt vµ ng¾n, ®Òu cã ®­êng t©m song song hoÆc vu«ng gãc víi mÆt ®Çu. Kh«ng cã lç xiªn thuËn lîi cho viÖc gia c«ng. Khi gia c«ng chi tiÕt ta t¹o chuÈn thèng nhÊt ®Ó thuËn lîi cho viÖc g¸ ®Æt, kh«ng cã sai sè do chän chuÈn do ®ã t¨ng ®­îc ®é chÝnh x¸c gia c«ng. Tuy nhiªn kÕt cÊu cã nh÷ng nh­îc ®iÓm sau: Khi gia c«ng khã ®¶m b¶o ®é ®ång t©m cña c¸c lç. Chi tiÕt cã chiÒu dµy nhá nªn viÖc g¸ ®Æt rÊt phøc t¹p. Khi ®óc chi tiÕt, trong qu¸ tr×nh ®óc tr¸nh ®Ó rç khÝ, ph«i ®óc ph¶i ®¶m b¶o yªu cÇu kü thuËt vµ ph¶i ®Ó l¹i l­îng d­ cho gia c«ng c¬. 5.5. Quy tr×nh c«ng nghÖ khi gia c«ng piston V× cÊu t¹o cña chi tiÕt cã d¹ng hép cã nhiÒu lç vËy ®Ó ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn kÕt cÊu, lµm viÖc còng nh­ thuËn tiÖn cho viÖc gia c«ng c¬ víi vËt liÖu lµ 45XHMF nªn ta chän ph­¬ng ph¸p ®óc ph«i. V× s¶n xuÊt lo¹t nhá nªn ta dïng ph­¬ng ph¸p ®óc trong khu«n c¸t, lµm khu«n b»ng m¸y. Sau khi ®óc cÇn lµm s¹ch vµ c¾t ba via. 5.5.1. X¸c ®Þnh ®­êng lèi c«ng nghÖ Sau khi ph©n tÝch kÕt cÊu cña chi tiÕt, d¹ng s¶n xuÊt lµ lo¹t nhá vµ trong ®iÒu kiÖn s¶n xuÊt ë n­íc ta hiÖn nay, ta chän ph­¬ng ¸n ph©n t¸n nguyªn c«ng, sö dông nhiÒu ®å g¸ chuyªn dïng ®Ó gia c«ng trªn c¸c m¸y v¹n n¨ng th«ng dông. 5.5.2. TÝnh to¸n vµ lËp quy tr×nh c«ng nghÖ gia c«ng chi tiÕt Nguyªn c«ng t¹o ph«i: ChÕ t¹o ph«i b»ng ph­¬ng ph¸p ®óc. H×nh 5.1. ph«I chi tiÕt piston §óc trong khu«n c¸t, lµm khu«n b»ng m¸y. Nguyªn c«ng ñ vµ lµm s¹ch ph«i. Sau khi ®óc, ph«i ph¶i ®­îc ñ ®Ó khö øng suÊt d­, sau ®ã ph«i ph¶i ®­îc lµm s¹ch tr­íc khi gia c«ng c¬. Ta cã thÓ cã c¸c nguyªn c«ng chñ yÕu ®Ó gia c«ng sau: Nguyªn c«ng 1: TiÖn kháa mÆt ®¸y piston vµ tiÖn mÆt trong piston. Nguyªn c«ng 2: TiÖn kho¶ mÆt ®Çu piston. Nguyªn c«ng 3: Khoan, doa lç f87,3. Nguyªn c«ng 4: TiÖn r·nh xÐc m¨ng. Nguyªn c«ng 5: Khoan doa lç b¾t bul«n. Nguyªn c«ng 6: KiÓm tra. 5.6. X¸c ®Þnh l­îng d­ vµ chÕ ®é c¾t cho nguyªn c«ng 5.6.1. Nguyªn c«ng 1. TiÖn kháa mÆt ®¸y piston vµ tiÖn mÆt trong piston H×nh 5.2. nguyªn c«ng1 §Þnh vÞ vµ kÑp chÆt: Chi tiÕt ®­îc ®Þnh vÞ trªn m©m cÆp ba chÊu (tù ®Þnh t©m) cña m¸y tiÖn. Chi tiÕt ®­îc h¹n chÕ 5 bËc tù do, mÆt ph¼ng ®Çu cña piston h¹n chÕ 3 bËc tù do, mÆt trô ngoµi cña piston h¹n chÕ 2 bËc tù do. Khi gia c«ng trªn m¸y tiÖn ta chØ cÇn h¹n chÕ 5 bËc tù do lµ ®ñ. C¸c chÊu cã t¸c dông kÑp chÆt chi tiÕt. ChuÈn th« lµ mÆt ph¼ng ®¸y cña piston. VÞ trÝ cña dao ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c÷ xo dao, nguyªn c«ng ®­îc thùc hiÖn trªn m¸y tiÖn b»ng dao kho¶ mÆt ®Çu, dao kho¶ mÆt lç. X¸c ®Þnh l­îng d­ gia c«ng: TiÖn kho¶ mÆt ®Çu: ®é nh¸m bÒ mÆt lµ Ra = 2,5 mm, CCX 6 (B¶ng1.100_ STGCC). Nguyªn c«ng nµy ®­îc chia lµm 2 b­íc: TiÖn th« vµ tiÖn tinh. Theo B¶ng1.65-STGCC: TiÖn th« víi l­îng d­ lµ Z =1,8(mm). TiÖn tinh víi l­îng d­ lµ Z = 0, 13(mm). TiÖn mÆt lç: Theo B¶ng1.65-STGCC: TiÖn mÆt lç víi l­îng d­ x¸c ®Þnh nh­ tiÖn kho¶ mÆt ®Çu. Dông cô c¾t vµ m¸y c¾t Chän m¸y: (B5.4_STGCC) Chän m¸y T161: M¸y tiÖn v¹n n¨ng cña ViÖt Nam C«ng suÊt truyÒn ®éng cña trôc chÝnh: N=4,5 (kw) HiÖu suÊt m¸y: h=0,75 Chän dao: (B4.2_STGCC): Chän dao kho¶ mÆt ®Çu j=45o g¾n hîp kim cøng (BK8) ph¶i kÝ hiÖu: 2100_014 cã B=25(mm); H=15(mm); l=200(mm). Chän dao kho¶ mÆt lç g¾n hîp kim cøng (BK8) kÝ hiÖu: 21524-001 cã chiÒu réng B=12(mm); chiÒu cao H=20(mm); chiÒu dµi l=125(mm). ChÕ ®é gia c«ng: Kho¶ mÆt ®Çu: TiÖn th«: ChiÒu s©u c¾t: t=1,8(mm) b»ng c¶ l­îng d­ gia c«ng th« L­îng ch¹y dao (B2.63_STGCC): S=0,8(mm) VËn tèc c¾t (B2.65_STGCC): Vb=90(m/p). HÖ sè hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.69): k1 =1 HÖ sè hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.72): k2 =1 HÖ sè hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.73): k3 = 0,85 V=Vb.ki .k2 .k3=90.0,85=76,5(m/p). Tèc ®é trôc chÝnh: Chän l¹i tèc ®é quay trôc chÝnh theo m¸y: n=525(v/p) TÝnh l¹i vËn tèc c¾t: TiÖn tinh: ChiÒu s©u c¾t: t=0,13(mm) b»ng c¶ l­îng d­ gia c«ng tinh L­îng ch¹y dao (B2.63_STGCC): S=0,8(mm) VËn tèc c¾t (B2.65_STGCC): Vb=100(m/p) HÖ sè hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.69): k1=1 HÖ sè hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.72): k2=1 HÖ sè hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.73): k3=0,85 ÞV=Vb.ki .k2 .k3=100.0,85=90(m/p) Tèc ®é trôc chÝnh: Chän l¹i tèc ®é quay trôc chÝnh theo m¸y: n=625(v/p) TÝnh l¹i vËn tèc c¾t: TiÖn mÆt lç: ChiÒu s©u c¾t: t=2(mm) b»ng c¶ l­îng d­ gia c«ng L­îng ch¹y dao (B2.63_STGCC): S=0,8(mm) VËn tèc c¾t (B2.65_STGCC): Vb=90(m/p) HÖ sè hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.69): k1=1 HÖ sè hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.72): k2=1 HÖ sè hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.73): k3=0,85 V=Vb.ki .k2 .k3=90.0,85=76,5(m/p) Tèc ®é trôc chÝnh: Chän l¹i tèc ®é quay trôc chÝnh theo m¸y: n=1200(v/p) TÝnh l¹i vËn tèc c¾t: 5.6.2. Nguyªn c«ng 2. TiÖn kho¶ mÆt ®Çu piston H×nh 5.3. nguyªn c«ng2 §Þnh vÞ vµ kÑp chÆt: Chi tiÕt ®­îc ®Þnh vÞ trªn m©m cÆp ba chÊu (tù ®Þnh t©m) cña m¸y tiÖn. Chi tiÕt ®­îc h¹n chÕ 5 bËc tù do, mÆt ph¼ng ®¸y cña piston lµ chuÈn tinh h¹n chÕ 3 bËc tù do, mÆt trô ngoµi cña piston h¹n chÕ 2 bËc tù do. Chi tiÕt ®­îc h¹n chÕ 5 bËc tù do. C¸c chÊu cã t¸c dông kÑp chÆt chi tiÕt. VÞ trÝ cña dao ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c÷ xo dao, nguyªn c«ng ®­îc thùc hiÖn trªn m¸y tiÖn b»ng dao kho¶ mÆt ®Çu. X¸c ®Þnh l­îng d­ gia c«ng: TiÖn kho¶ mÆt ®Çu: §é nh¸m bÒ mÆt lµ Ra = 2,5 mm, CCX 6 (B¶ng1.100_ STGCC). Nguyªn c«ng nµy ®­îc chia lµm 2 b­íc: TiÖn th« vµ tiÖn tinh Theo B¶ng1.65-STGCC: TiÖn th« víi l­îng d­ lµ Z =1,8(mm) TiÖn tinh víi l­îng d­ lµ Z = 0, 13(mm) Dông cô c¾t vµ m¸y c¾t: Chän m¸y: (B5.4_STGCC) Chän m¸y T161: M¸y tiÖn v¹n n¨ng cña ViÖt Nam C«ng suÊt truyÒn ®éng cña trôc chÝnh: N=4,5(kw) HiÖu suÊt m¸y: h=0,75 Chän dao: (B4.2_STGCC): Chän dao kho¶ mÆt ®Çu j=45o g¾n hîp kim cøng (BK8) ph¶i kÝ hiÖu: 2100_014. Cã chiÒu réng B=25(mm); chiÒu cao H=15(mm); chiÒu dµi l=200(mm) ChÕ ®é c¾t: TiÖn kho¶ mÆt ®Çu: TiÖn th«: ChiÒu s©u c¾t: t=1,8(mm) b»ng c¶ l­îng d­ gia c«ng th« L­îng ch¹y dao (B2.63_STGCC): S=0,8(mm) VËn tèc c¾t (B2.65_STGCC): Vb=90(m/p) HÖ sè hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.69): k1=1 HÖ sè hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.72): k2=1 HÖ sè hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.73): k3=0,85 V=Vb.ki .k2 .k3=90.0,85=76,5(m/p) Tèc ®é trôc chÝnh: Chän l¹i tèc ®é quay trôc chÝnh theo m¸y: n=525(v/p) TÝnh l¹i vËn tèc c¾t: TiÖn tinh: ChiÒu s©u c¾t: t=0,13(mm) b»ng c¶ l­îng d­ gia c«ng tinh L­îng ch¹y dao (B2.63_STGCC): S=0,8(mm) VËn tèc c¾t (B2.65_STGCC): Vb=100(m/p) HÖ sè hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.69): k1=1 HÖ sè hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.72): k2=1 HÖ sè hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.73): k3=0,85 V=Vb.ki .k2 .k3=100.0,85=90(m/p) Tèc ®é trôc chÝnh: Chän l¹i tèc ®é quay trôc chÝnh theo m¸y: n=625(v/p) TÝnh l¹i vËn tèc c¾t: 4.6.3. Nguyªn c«ng3. Khoan, doa lç f87,3 H×nh 5.4. nguyªn c«ng3 §Þnh vÞ vµ kÑp chÆt: MÆt ®Çu cña piston lµm chuÈn chÝnh, chi tiÕt ®­îc ®Þnh vÞ trªn phiÕn tú h¹n chÕ 3 bËc tù do, khèi V ng¾n h¹n chÕ 2 bËc tù do. V× t©m lç trïng víi t©m chi tiÕt nªn khi gia c«ng chØ cÇn h¹n chÕ 5 bËc tù do lµ ®ñ. Chi tiÕt ®­îc kÑp chÆt nhê bµn kÑp. Nguyªn c«ng ®­îc thùc hiÖn trªn m¸y khoan cÇn. Khi khoan dïng b¹c dÉn h­íng l¾p trªn 1 phiÕn dÉn vµ phiÕn dÉn nµy l¾p víi th©n ®å g¸. X¸c ®Þnh l­îng d­. Theo B¶ng 1.64 STGCC, nguyªn c«ng nµy gåm 2 b­íc: Khoan: Doa: víi l­îng d­ theo ®­êng kÝnh khi doa lµ Z= 0,3 (mm). Nh­ vËy mòi khoan cã kÝch th­íc: D=87,3 + 0,3 = 87,6 (mm) Dông cô c¾t vµ m¸y c¾t Chän m¸y: (B¶ng5.22_STGCC): Chän m¸y khoan cÇn 2H125 cña liªn bang Nga §­êng kÝnh lín nhÊt khoan ®­îc:25 (mm) C«ng xuÊt ®éng c¬ chÝnh: N =2,8 (kW) HiÖu suÊt m¸y: h=0,8 Chän dao: Chän mòi khoan (B¶ng4.51_STGCC): Chän mòi khoan ruét gµ hîp kim cøng ®«i c«n cã th«ng sè: D=87,6(mm); L=370(mm); lo=188(mm); j=300; VËt liÖu mòi khoan thÐp giã P18 Chän mòi doa: Sè r¨ng dao doa: z=1,5. +4»9(r¨ng) C¸c th«ng sè cña dao: D=14(mm); L=170(mm); l0=88(mm); a=60¸120; g=0; j=3¸50 VËt liÖu lµm dao: BK8 TÝnh to¸n chÕ ®é c¾t : Khoan: Chän chiÒu s©u c¾t: t=13,6/2=6,8(mm) L­îng ch¹y dao S (theo B¶ng2.101_STGCC): S=0,3(mm/v) VËn tèc c¾t (B2.65_STGCC): Vb=17(m/p) HÖ s« hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.69): k1=1,2 HÖ s« hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.72): k2=1 HÖ s« hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.73): k3=0,85 V=Vb.ki .k2 .k3=17.1,2.0,85=16,23(m/p) Tèc ®é trôc chÝnh: Chän l¹i tèc ®é quay trôc chÝnh theo m¸y: n=325(v/p) TÝnh l¹i vËn tèc c¾t: Doa: Chän chiÒu s©u c¾t: t=0,4/2=0,2(mm) L­îng ch¹y dao S (theo B¶ng2.101_STGCC): S=1,1(mm/v) VËn tèc c¾t (B2.65_STGCC): Vb=112(m/p). HÖ s« hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.69): k1=1,2 HÖ s« hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.72): k2=1 HÖ s« hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.73): k3=1 V=Vb.ki .k2 .k3=12.1,2=14,4(m/p) Tèc ®é trôc chÝnh: Chän l¹i tèc ®é quay trôc chÝnh theo m¸y: n=325(v/p) TÝnh l¹i vËn tèc c¾t: 5.6.4. Nguyªn c«ng 4. TiÖn trßn ngoµi, tiÖn r·nh xÐcm¨ng H×nh 5.5. nguyªn c«ng4 §Þnh vÞ vµ kÑp chÆt: Chi tiÕt ®­îc ®Þnh vÞ trªn m©m cÆp ba chÊu (tù ®Þnh t©m) cña m¸y tiÖn. Chi tiÕt ®­îc h¹n chÕ 5 bËc tù do, mÆt ph¼ng ®¸y cña piston h¹n chÕ 3 bËc tù do, mÆt trô ng¾n f87,3 h¹n chÕ 2 bËc tù do. Khi gia c«ng trªn m¸y tiÖn ta chØ cÇn h¹n chÕ 5 bËc tù do lµ ®ñ. Ta sö dông ®å g¸ chuyªn dïng khi tiÖn ®Ó ®Þnh vÞ vµ kÑp chÆt chi tiÕt .ChuÈn gia c«ng trïng víi chuÈn chÝnh. VÞ trÝ cña dao ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c÷ xo dao, nguyªn c«ng ®­îc thùc hiÖn trªn m¸y tiÖn b»ng dao tiÖn l¸ng, dao c¾t r·nh g¾n hîp kim cøng. X¸c ®Þnh l­îng d­ gia c«ng: TiÖn l¸ng: §é nh¸m bÒ mÆt lµ Ra = 2,5 mm,CCX 6(B¶ng1.100_ STGCC) Nguyªn c«ng nµy ®­îc chia lµm 2 b­íc: TiÖn th« vµ tiÖn tinh Theo B¶ng1.65-STGCC: TiÖn th« víi l­îng d­ lµ Z =1,8(mm) TiÖn tinh víi l­îng d­ lµ Z = 0, 13(mm) Dông cô c¾t vµ m¸y c¾t Chän m¸y:(B5.4_STGCC) Chän m¸y T161:M¸y tiÖn v¹n n¨ng cña ViÖt Nam C«ng suÊt truyÒn ®éng cña trôc chÝnh: N=4,5(kw) HiÖu suÊt m¸y: h=0,75 Chän dao: (B4.17_STGCC): Chän dao tiÖn l¸ng g¾n hîp kim cøng (BK8) ph¶i kÝ hiÖu: 21041-001 cã B=16(mm); H=25(mm); l=200(mm) ChÕ ®é gia c«ng: L¸ng mÆt ®Çu: TiÖn th«: ChiÒu s©u c¾t: t=1,8(mm) b»ng c¶ l­îng d­ gia c«ng th« L­îng ch¹y dao (B2.63_STGCC): S=0,8(mm) VËn tèc c¾t (B2.65_STGCC): Vb=90(m/p) HÖ sè hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.69): k1=1 HÖ sè hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.72): k2=1 HÖ sè hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.73): k3=0,85 V=Vb.ki .k2 .k3=90.0,85=76,5(m/p) Tèc ®é trôc chÝnh: Chän l¹i tèc ®é quay trôc chÝnh theo m¸y: n=525(v/p) TÝnh l¹i vËn tèc c¾t: TiÖn tinh: ChiÒu s©u c¾t: t=0,13(mm) b»ng c¶ l­îng d­ gia c«ng tinh. L­îng ch¹y dao (B2.63_STGCC): S=0,8(mm) VËn tèc c¾t (B2.65_STGCC): Vb=100(m/p). HÖ sè hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.69): k1=1 HÖ sè hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.72): k2=1 HÖ sè hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.73): k3=0,85 V=Vb.ki .k2 .k3=100.0,85=90(m/p) Tèc ®é trôc chÝnh: Chän l¹i tèc ®é quay trôc chÝnh theo m¸y: n=625(v/p) TÝnh l¹i vËn tèc c¾t: 5.6.5. Nguyªn c«ng 5. Khoan, doa c¸c lç b¾t bulon f8 H×nh 5.6. nguyªn c«ng5 §Þnh vÞ vµ kÑp chÆt: MÆt ®Çu cña piston lµm chuÈn, chi tiÕt ®­îc ®Þnh vÞ trªn phiÕn tú h¹n chÕ 3 bËc tù do, khèi V ng¾n h¹n chÕ 2 bËc tù do. NÕu thùc hiÖn viÖc gia c«ng tõng lç mét, do t©m lç gia c«ng kh«ng trïng víi ®­êng t©m cña chi tiÕt nªn chi tiÕt ph¶i ®­îc h¹n chÕ 6 bËc tù do, nh­ vËy ta ph¶i t¹o thªm mét chuÈn phô. NÕu ta thùc hiÖn viÖc gia c«ng tÊt c¶ c¸c lç b¾t bulon cïng mét lóc trªn m¸y khoan cÇn nhiÒu dao th× chi tiÕt chØ cÇn h¹n chÕ 5 bËc tù do lµ ®ñ. Em chän ph­¬ng ¸n gia c«ng c¸c lç cïng mét lóc trªn m¸y khoan cÇn nhiÒu dao, nh­ vËy chi tiÕt chØ cÇn h¹n chÕ 5 bËc tù do. Chi tiÕt ®­îc kÑp chÆt nhê bµn kÑp. Nguyªn c«ng ®­îc thùc hiÖn trªn m¸y khoan cÇn nhiÒu dao. Khi khoan dïng b¹c dÉn h­íng l¾p trªn 1 phiÕn dÉn vµ phiÕn dÉn nµy l¾p víi th©n ®å g¸. X¸c ®Þnh l­îng d­. Theo B¶ng 1.64 STGCC, nguyªn c«ng nµy gåm 2 b­íc: Khoan: Doa: víi l­îng d­ theo ®­êng kÝnh khi doa lµ Z= 0,2 (mm) Nh­ vËy mòi khoan cã kÝch th­íc: D=8 + 0,2 = 8,2(mm) Dông cô c¾t vµ m¸y c¾ :t Chän m¸y(B¶ng5.22_STGCC): Chän m¸y khoan cÇn nhiÒu dao 2H120 cña liªn bang Nga §­êng kÝnh lín nhÊt khoan ®­îc:15 (mm) C«ng xuÊt ®éng c¬ chÝnh: N =1,8 (kW) HiÖu suÊt m¸y: h=0,8 Chän dao: Chän mòi khoan (B¶ng4.51_STGCC): Chän mòi khoan ruét gµ hîp kim cøng ®«i c«n cã th«ng sè:D=8,2(mm); L=125(mm); lo=60(mm); j=300; VËt liÖu mòi khoan thÐp giã P18 Chän mòi doa: Sè r¨ng dao doa: z=1,5. +4»6(r¨ng) C¸c th«ng sè cña dao: D=14(mm); L=70(mm); l0=50(mm); a=60¸120; g=0; j= 3¸50. VËt liÖu lµm dao: BK8 TÝnh to¸n chÕ ®é c¾t : Khoan: Chän chiÒu s©u c¾t: t= 8,2/2 = 4,1(mm) L­îng ch¹y dao S (theo B¶ng2.101_STGCC): S=0,3(mm/v) VËn tèc c¾t (B2.65_STGCC): Vb=7(m/p) HÖ s« hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.69): k1=1,2 HÖ s« hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.72): k2=1 HÖ s« hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.73): k3=0,85 V=Vb.ki .k2 .k3=7.1,2.0,85=7,14(m/p) Tèc ®é trôc chÝnh: Chän l¹i tèc ®é quay trôc chÝnh theo m¸y: n=925(v/p) TÝnh l¹i vËn tèc c¾t: Doa: Chän chiÒu s©u c¾t:t= 0,2/2 = 0,1(mm) L­îng ch¹y dao S (theo B¶ng2.101_STGCC): S=1,1(mm/v) VËn tèc c¾t (B2.65_STGCC): Vb=7,2(m/p) HÖ s« hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.69): k1=1,2 HÖ s« hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.72): k2=1 HÖ s« hiÖu chØnh vËn tèc c¾t (B2.73): k3=1 V=Vb.ki .k2 .k3=7,2.1,2=8,64(m/p). Tèc ®é trôc chÝnh: Chän l¹i tèc ®é quay trôc chÝnh theo m¸y: n=1025(v/p) TÝnh l¹i vËn tèc c¾t: 5.6.6. Nguyªn c«ng 6. KiÓm tra H×nh 5.7. nguyªn c«ng6 KiÓm tra ®é vu«ng gãc gi÷a mÆt ph¼ng ®Ønh piston vµ trôc t©m lç f87,3. Cã hai ph­¬ng ph¸p ®Ó kiÓm tra ®ã lµ ph­¬ng ph¸p ®o trùc tiÕp vµ ph­¬ng ph¸p ®o gi¸n tiÕp. Do kÕt cÊu cña chi tiÕt nªn rÊt khã kiÓm tra b»ng ph­¬ng ph¸p trùc tiÕp, v× vËy ta sö dông ph­¬ng ph¸p ®o gi¸n tiÕp. §Æt mÆt ph¼ng ®Ønh piston vµ ®Ønh kim ®ång hå lªn mÆt bµn M¸p (bµn ®o chuÈn). ChØnh kim ®ång hå vÒ vÞ trÝ trung gian (®iÓm 0). LÊy trôc lç lµm trôc t©m, quay ®ång hå mét vßng. Kim ®ång hå sÏ chØ ®é kh«ng vu«ng gãc t­¬ng ®èi gi÷a trôc lç vµ mÆt ph¼ng ®Çu piston. Th«ng sè kiÓm tra: §é kh«ng vu«ng gãc gi÷a mÆt ®Çu vµ t©m lç trong kho¶ng 0,01 ¸ 0,05 trªn 100mm b¸n kÝnh. Ngoµi ra ta cã thÓ kiÓm tra ®é trßn cña mÆt trô ngoµi piston b»ng c¸ch g¸ chi tiÕt lªn m¸y tiÖn. §Æt kim ®ång hå vµo vÞ trÝ cao nhÊt cña mÆt ngoµi piston, sau ®ã chØnh kim ®ång hå vÒ vÞ trÝ trung gian (vÞ trÝ 0). X¸c ®Þnh ®é lÖch cña kim t¹i mét sè vÞ trÝ nhÊt ®Þnh (®¸nh dÊu) ta sÏ nhËn ®­îc ®é mÐo t­¬ng ®èi cña mÆt ngoµi piston. KÕt luËn TÝnh to¸n kh¶o s¸t dao ®éng «t« lµ mét lÜnh vùc rÊt quan träng trong thiÕt kÕ ban ®Çu còng nh­ trong qu¸ tr×nh khai th¸c vµ sö dông xe. Nã gãp phÇn ®¶m b¶o an toµn chuyÓn ®éng, n©ng cao tÝnh tiÖn nghi vµ t¨ng tuæi bÒn cho c¸c chi tiÕt trong hÖ thèng treo-l¸i nhÊt lµ ®èi víi c¸c «t« cã t¶i träng lín vµ ho¹t ®éng trong ®Þa h×nh phøc t¹p th× vÊn ®Ò nµy ph¶i ®­îc quan t©m nhiÒu h¬n. CAT777D lµ lo¹i xe má cã t¶i träng rÊt lín míi ®­îc ®­a vµo khai th¸c vµ sö dông ë ViÖt Nam, song ®· cã nh÷ng h­ háng trong hÖ thèng treo; lèp. C¸c chuyªn gia hiÖn nay còng ®ang tim hiÓu, ®¸nh gi¸ nh»m n©ng cao chÊt l­îng sö dông xe. ViÖc lùa chän ®Ò tµi “TÝnh to¸n kiÓm nghiÖm hÖ thèng treo vµ kh¶o s¸t dao ®éng xe CAT777D” lµ mét phÇn trong c«ng viÖc nµy. Trong khu«n khæ ®å ¸n tèt nghiÖp ®Ò tµi cña em ®· thu ®­îc nh÷ng kÕt qu¶ sau: §· t×m hiÓu nguyªn lý ho¹t ®éng cña hÖ treo thuû-khÝ dïng trªn xe; ph©n tÝch tÝnh to¸n c¸c ®Æc tÝnh phi tuyÕn trong hÖ thèng treo thuû-khÝ (®Æc tÝnh treo, ®Æc tÝnh gi¶m chÊn, ®Æc tÝnh c¶n ma s¸t nhít); kiÓm bÒn cho mét sè chi tiÕt trong hÖ thèng treo nµy vµ ®­a ra ph­¬ng ph¸p c«ng nghÖ gia c«ng chi tiÕt pitston trong xylanh treo. X©y dùng thµnh c«ng m« h×nh dao ®éng cña xe CAT777D b»ng ph­¬ng ph¸p t¸ch cÊu tróc hÖ nhiÒu vËt vµ m« pháng theo m« ®un b»ng phÇn mÒm Matlab Simulink. Trong m« h×nh cã chøa c¸c yÕu tè phi tuyÕn m¹nh, trong ®ã cã va ®Ëp vµ hiÖn t­îng vËt lý phøc t¹p. Ch­¬ng tr×nh m« pháng ch¹y æn ®Þnh. Trong m« h×nh ®· m« t¶ ®Æc tÝnh treo; ®Æc tÝnh gi¶m chÊn; ®Æc tÝnh c¶n ma s¸t nhít vµ hiÖn t­îng t¸ch b¸nh mµ c¸c yÕu tè nµy ®Òu mang tÝnh phi tuyÕn rÊt m¹nh. Tuy nhiªn trong ®Ò tµi cßn cã nhiÒu h¹n chÕ sau: Lèp lµ mét vËt ®µn håi gièng nh­ hÖ thèng treo. Trong m« h×nh ch­a quan t©m ®Õn cËn trªn cña ®Æc tÝnh lèp mµ chØ coi lèp nh­ lµ mét lß xo cã ®é cøng CL. Ch­a m« pháng ®­îc c¸c lùc ngang cña lèp. Lèp cã b¸n kÝnh lín mµ gi¶ thiÕt lèp tiÕp xóc ®iÓm lªn kh«ng thÓ ®¸nh gi¸ mét c¸ch s¸t thùc ®Æc tÝnh cña lèp ®­îc. H­íng nghiªn cøu tiÕp theo cña ®Ò tµi lµ ph¸t triÓn m« h×nh ®­a vµo m« h×nh lèp s¸t thùc h¬n; ph©n tÝch ®¸nh gi¸ ¶nh h­ëng cña lùc c¾t ngang khi phanh, tíi ®é bÒn c¸c chi tiÕt trong hÖ thèng treo nµy; ¶nh h­ëng cña gãc l¾c ngang th©n xe; ¶nh h­ëng cña chÊt l­îng mÆt ®­êng tíi ®é bÒn c¸c chi tiÕt vµ møc ®é ph¸ ®­êng cña xe. §Ò tµi ®­îc thùc hiÖn t¹i bé m«n ¤t« d­íi sù h­íng dÉn cña thÇy gi¸o Vâ V¨n H­êng cïng toµn thÓ c¸c thÇy trong bé m«n «t«, b« m«n Kü ThuËt Tµu Thuû ®· tËn t×nh h­íng dÉn em trong suèt qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n nµy. MÆc dï ®· cã nhiÒu cè g¾ng nh­ng do kh¶ n¨ng còng nh­ khinh nghiÖm thùc tiÔn cßn h¹n chÕ. KÝnh mong c¸c thÇy ®ãng gãp ý kiÕn ®Ó em tiÕp tôc ph¸t triÓn ®Ò tµi cña m×nh. tµi liÖu tham kh¶o NguyÔn V¨n Ch­ëng, Ph©n tÝch hÖ thèng treo ¤t« con vµ ph­¬ng ph¸p thiÕt kÕ, LuËn ¸n Ths khoa häc kü thuËt, Hµ Néi 1996. TrÞnh Minh Hoµng, Kh¶o s¸t dao ®äng xe t¶i hai cÇu d­íi kÝch ®éng ngÉu nhiªn mÆt ®­êng, LuËn v¨n Ths khoa häc kü thuËt, Hµ Néi 2002. TrÇn V¨n NghÜa, Tin häc øng dông trong thiÕt kÕ c¬ khÝ, NXB Gi¸o dôc, Hµ Néi 2004 NguyÔn Phïng Quang, Matlab vµ Simulink, NXB Khoa häc kü thuËt, Hµ Néi 2005. NguyÔn H÷u CÈn – Phan §×nh Kiªn, ThiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n « t« m¸y kÐo, Hµ Néi 1987. L­¬ng Duyªn B×nh, Bµi tËp vËt lý ®¹i c­¬ng tËp 1 (c¬-nhiÖt), NXBGD, Hµ Néi 2001. NguyÔn V¨n V­îng, Bïi Träng Lùu, Bµi tËp søc bÒn vËt liÖu, Hµ Néi 2004. Vâ V¨n H­êng, Nghiªn cøu hoµn thiÖn m« h×nh kh¶o s¸t dao ®éng «t« t¶i nhiÒu cÇu, LuËn ¸n tiÕn sÜ kü thuËt, Hµ Néi 2004. Hoµng B¸ Ch­, Thuû khÝ ®éng lùc øng dông, NXB Khoa häc kü thuËt, Hµ Néi 2003. An HiÖp – TrÇn VÜnh H­ng. Dung sai vµ ®o l­êng c¬ khÝ, Hµ Néi 1999. NguyÔn V¨n Khang, Dao ®éng kü thuËt, NXB Khoa häc kü thuËt, Hµ Néi 1998. Matlab For Engineering Application, Arial Brial, Moshe Breiner; Addition – Wesley Publishing Company; 1995. TrÇn V¨n §Þch, Sæ tay c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y, Tr­êng §HBK Hµ Néi, 2000.