Đề tài Thiết kế cải tiến hệ thống treo xe zill-130

Bé giáo dục và đào tạo cộng hoà xã hộ chủ nghĩa việt nam Trường đhbk hà nội độc lập - tù do - hạnh phóc NHIỆM VÔ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ và tên : Nguyễn Thành Tuyên Nghành : Cơ khí - ô tô Khoa : Cơ khí Đề tài thiết kế : Thiết kế cải tiến hệ thống treo xe zill-130 Các số liệu ban đầu : Tham khảo xe zill-130 3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán . Tổng quan về hệ thống treo. Kiểm nghiệm hệ thống treo xe zill-130 Phương án cải tiến . Thiết kế cải tiến hệ thống treo xe zill-130. Thiết kế quy trình công nghệ gia công một chi tiết. 4. Các bản vẽ (ghi rõ các bản vẽ và kích thước các bản vẽ) : Bản vẽ bố trí chung ……………………………………………………. 2. Bản vẽ hệ thông treo cũ………………………………………………… 3. Bản vẽ hệ thống treo cải tiến…………………………………………… Bản vẽ sơ đồ ứng suất tác dụng lên tứng lá nhíp……………………… Bản vẽ giảm chấn……………………………………………………… 6. Bản vẽ chi tiết diển hình………………………………………………… 7. Bản vẽ quy trình công nghệ gia công một chi tiết……………………… 6. Cán bộ hướng dẫn : Họ và tên cán bộ hướng dẫn: Lưu Văn Tuấn 7. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế ………………………………………….. 8. Ngày hoàn thành nhiệm vụ…………………………………………….. Ngày…..tháng…..năm 2003 CHỦ NHIỆM KHOA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐIỂM CÁN BỘ HƯỚNG DẪN - Quá trình thiết kế ………… (Ký và ghi rõ họ tên) - Điểm duyệt……………….. - Bản vẽ thiết kế……………. Ngày….. Tháng …..Năm 2003 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG SINH VIÊN Đà HOÀN THÀNH (Ký và ghi rõ họ tên) và nép toàn bộ bản vẽ cho khoa Ngày….. Tháng …..Năm 2003 Nguyễn Thành Tuyên LỜI NÓI ĐẦU Ô tô là một phương tiện vận tải vô cùng quan trọng. Nó có mặt ở tất cả các quốc gia trên thế giới. Nó đóng góp trong nhiều lĩnh vực như:Kinh tế, Giao thông ,xây dựng,và quốc phòng...Với nhiều chủng loại khác nhau. Hiện nay nền kinh tế Việt nam đang trên đà phát triển thì nhu cầu sử dụng ô tô cũng như việc lắp ráp ô tô ở nước ta ngày càng nhiều về chủng loại, mẫu mã, chất lượng.Nhưng với như cầu xã hội ngày nay và trong tương lai thì chỉ tiêu an toàn ,tiện nghi đóng vai trò quan trọng hơn cả. Bên cạnh đó , việc nâng cao năng suất vận chuyển cũng được quan tâm nhiều hơn . ở trên Thế giới thì việc nghiên cứu giao động nhằm tìm ra các biện pháp nâng cao tuổi thọ, độ êm dịu chuyển động và năng suất vận chuyển đã được tiến hành từ lâu và đã thu được nhiều kết quả. Ngày nay ở nước ta, vấn đề này đã được quan tâm nhiều hơn, vì đa phần xe sử dụng ở nước ta là xe nước ngoài, và do nền sản xuất ô tô trong nước chưa được phát triển vì vậy việc cải tiến xe nhằm nâng cao các chỉ tiêu trên cho phù hợp với điều kiện kinh tế, địa lí Việt Nam là công việc rất quan trọng. Xe ZIL-130 là chiếc xe vận tải dùng để phục vụ vận tải hàng hoá trong quốc phòng cả thời chiến, thời bình và nền kinh tế quốc gia hệ thống treo do sử dụng lâu năm do nên mòn háng và gẫy do nhu cầu mà không phải nhập của nước ngoài và cải thiện năng suất vận chuyển. Do đó, em được giao nhiệm vụ: tính toán cải tiến hệ thống treo xe ZIL-130, với mục đích tăng tảI cho xe ZIL từ 5tấn lên 7 tấn. Với kiến thức đã học 5 năm trong nhà trường, được sự giúp đỡ của thầy giáo Lưu Văn Tuấn cùng các thầy giáo, em mạnh dạn tính toán để cải tiến hệ thống treo trước và treo sau của xe ZIL-130, phải đủ tiêu chuẩn nhà sản xuất qui định về độ êm dịu và tính chất động lực học, dao động.Để góp phần vào nền công nghiệp sản xuất ô tô nước nhà. Hoàn thành được đồ án náy là sự tìm tòi học hỏi. Mặc dù đã có sự cố gắng của bản thân song không khỏi tránh được những thiếu sót, kính mong được sự giúp đỡ của thầy cô và các bạn đồng nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội ngày Phần 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG TREO I. Giới thiệu chung về hệ thống treo Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi khung vỏ ô tô với bánh xe , có tác dụng làm êm dịu quá trình chuyển động , đảm bảo đúng động học bánh xe (bánh xe dao động trong mặt phẳng thẳng đứng) và truyền lực giữa khung vỏ với bánh xe . Khi xe chuyển động có êm dịu hay không phụ thuộc chủ yếu vào chất lượng hệ thống treo. Khi xe chuyển động trên đường không bằng phẳng sẽ phát sinh dao động do đường không bằng phẳng gây ra . Những dao động này ảnh hưởng xấu tới tuổi thọ của xe , làm hư háng hàng hoá nếu có trên xe và ảnh hưởng lớn tới hành khách trên xe . Theo số liệu thống kê cho thấy khi mét xe ô tô chạy trên đường xấu , ghồ ghề mà so sánh với một ô tô cùng loại chạy trên đường tốt thì vận tốc trung bình của xe chạy trên đường xấu sẽ giảm đi 40 – 50 % , do đó năng suất vận chuyển giảm đi 35 – 40 % và giá thành vận chuyển tăng lên khoảng 50 - 60 % . Còn nếu con người nếu phải chịu lâu trong tình trạng rung xóc nhiều sẽ gây ra mệt mái , khó chịu và gây ra các phản ứng khác . Các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của dao động của ô tô tới cơ thể con người đều đi đến kết luận : Nếu con người phải chịu lâu trong môi trường dao động nhiều sẽ mắc các chứng bệnh về thần kinh và não . Chính vì vậy mà độ êm dịu của xe là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá tính tiện nghi của ô tô . Tính êm dịu của ô tô phụ thuộc vào kết cấu ô tô và trước hết phụ thuộc vào hệ thống treo , chất lượng mặt đường và sau đó là đến kỹ thuật của người lái . Nếu xét đến phạm vi chế tạo ô tô thì hệ thống treo mang tính chất quyết định đến tính êm dịu chuyển động ô tô . II. Các phần tử của hệ thống treo : Ta đã biết hệ thống treo có các công dụng như đã trình bày ở trên . Để đảm bảo các công dụng đó thì thông thường hệ thống treo bao gồm 3 bộ phận chính : + Bé phận hướng + Bé phận đàn hồi + Bé phận giảm chấn 1- Bé phận hướng : Bé phận hướng có tác dụng đảm bảo động học bánh xe tức đảm bảo cho bánh xe chỉ daođộng trong mặt phẳng thẳng đứng . Bé phận hướng còn làm nhiệm vụ truyền kực dọc , ngang , mô men giữa khung và vỏ bánh xe . 2- Bộ phận đàn hồi : Bộ phận đàn hồi là bộ phận nối đàn hồi khung vỏ với bánh xe và tiếp nhận lực thẳng đứng tác dụng từ khung vỏ xuống bánh xe và ngược lại . Bé phận đàn hồi có cấu tạo chủ yếu là một chi tiết đàn hồi bằng kim loại (nhíp , lò xo xoắn , thanh xoắn) hoặc bằng khí (trong trường hợp hệ thống treo khí hoặc thuỷ khí). Phần tử đàn hồi bằng kim loại gồm các loại như nhíp , lò xo và thanh xoắn .ưu điểm của loại này là kết cấu đơn giản , chắc chắn , giá thành rẻ do chi phí chế tạo cũng như bảo dưỡng thấp . Tuy nhiên nó có một số nhược điểm như tuổi thọ thấp , ma sát lớn , đường đặc tính làm việc là tuyến tính bậc nhất . Phần tử đàn hồi loại khí gồm một số loại như : phần tử loại khí bọc bằng cao su , sợi , loại bọc bằng màng và loại bọc bằng ống . Ưu điểm của loại này là có thể thay đổi được độ cứng của hệ thống treo tuỳ theo tải trọng (bằng cách thay đổi áp suất khí trong phần tử đàn hồi), giảm được độ cứng cuả thống treo làm tăng độ êm dịu chuyển động của ô tô ,có đường đặc tính là phi tuyến tính . Phần tử đàn hồi thuỷ khí , đây là sự kết hợp của cơ cấu điều khiển thuỷ lực và cơ cấu chấp hành là phần tử thuỷ khí . Nhược điểm chung của 2 loại phần tử đàn hồi loại khí và thuỷ khí là việc chế tạo cũng như lắp ráp cần độ chính xác cao , phức tạp do đó chi phí chế tạo cũng như giá thành là rất cao . Phần tử đàn hồi bằng cao su : gồm các loại cao su chịu nén và cao su chịu xoắn . Ưu điểm của loại này có độ bền cao , không cấn bôi trơn bảo dưỡng . Cao su có thể thu năng lượng trên một đơn vị thể tích cao gấp 2-10 lần thép , trọng lượng của cao su bé và có đường đặc tính phi tuyến tính . Nhược điểm của loại này là suất hiện biến dạng dư dưới tác dụng của tải trọng kéo dài và nhất là tải trọng thay đổi , thay đổi tính chất đàn hồi khi nhiệt độ thay đổi mà đặc biệt độ cứng của cao su tăng lên khi nhiệt độ hạ thấp xuống và cần thiết phải đặt bộ phận dẫn hướng và giảm chấn . 3.Bé phận giảm chấn: Bộ phận giảm chấn có tác dụng dập tắt nhanh chóng các dao động bằng cách biến năng lượng dao động thành nhiệt năng toả ra bên ngoài. Về mặt tác dụng có thể có nhiều loại giảm chấn, có loại tác dụng một chiều, có loại tác dụng hai chiều. Loại giảm chấn tác dụng hai chiều có thể có loại tác dụng hai chiều đối xứng hoặc tác dụng hai chiều không đối xứng. Về kết cấu trên ô tô thường sử dụng loại giảm chấn ống hay loại giảm chấn đòn. Giảm chấn cùng phối hợp với bộ phận đàn hồi khi làm việc tạo nên độ êm dịu cho ô tô khi chuyển động. Ví dụ khi bánh xe đi qua một mô đất cao sẽ tạo nên một chấn động từ mặt đường qua bánh xe và hệ thống treo tác dụng lên thân xe. Giai đoạn đầu bánh xe đi gần vào khung xe, năng lượng của chấn động một phần được tiêu tán qua giảm chấn, một phần được bộ phận đàn hồi tiếp nhận và tích luỹ dưới dạng thế năng của chi tiết đàn hồi(lò xo), chỉ có một phần được truyền lên xe. Giai đoạn “nén” này lực cản của giảm chấn nhỏ để giảm một phần năng lượng truyền qua giảm chấn lên khung xe. Giai đoạn tiếp theo là giai đoạn năng lượng được tích luỹ dưới dạng thế năng của bộ phận đàn hồi được giải phóng-Bánh xe đi ra xa khung xe. Năng lượng được giải phóng này chủ yếu được hấp thụ và tiêu tán thông qua giảm chấn, đối với giảm chấn đây là hành trình “trả” và lực cản trả lớn hơn lực cản nén rất nhiều. Đây là loại giảm chấn hai chiều không đối xứng. III. Yêu cầu thiết kế hệ thống treo. -.Yêu cầu về độ êm dịu. Với xe tải Tần số dao động f = 1,5-2 (Hz) Hoặc w = (1,5-2)2 rad/s Đảm bảo động học bánh xe Đảm bả truyền lực từ bánh xe lên khung vỏ và ngược lại IV. Giới thiệu hệ thống treo phụ thuộc lắp trên xe ZILL-130 và yêu cầu khi thiết kế hệ thống treo. Để cấu thành một hệ thống treo hoàn chỉnh cần phải có đầy đủ các phần nói trên với chức năng cụ thể của từng phần tử. Vì vậy xuất phát từ những phần tử đó ta có thể có rất nhiều loại hệ thống treo khác nhau. Nhưng trong thực tế đối với xe ZILL-130 là loại xe tải thì yêu cầu chủ yếu là độ bền và độ cứng, yêu cầu về độ êm dịu không cao, về mặt chế tạo và giá thành phải rẻ. Do vậy hệ thống treo xe ZILL-130 thường được chế tạo là hệ thống treo phụ thuộc. Hệ thống treo phụ thuộc lắp trên xe ZILL-130 là hai bộ lá nhíp dạng bán elip. Tính chất dịch chuyển của cầu xe đối với vỏ, phụ thuộc vào thông số của nhíp nghĩa là nhíp không những là bộ phận đàn hồi mà nó còn đảm nhận nhiệm vụ của bộ phận hướng dẫn và một phần nhiệm vụ của bộ phận giảm chấn. Tổng số khớp của cả nhíp là 6 khớp (mỗi bên 3 khớp). Kiểu hệ thống treo này được sử dụng rộng rãi trên xe tải bởi ưu điểm của nó là kết cấu đơn giản, giá thành rẻ, dễ chế tạo. Phần 2 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA XE ZILL-130 STT Thông sè Giá trị đơn vị 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Khối lượng bản thân Phân lên cầu trước Phân lên cầu sau Khối lượng toàn bộ Phân lên cầu trước Phân lên cầu sau Tải trọng Bán kính quay vòng Theo vết bánh xe ngoài phía trước Theokích thước ngoài của xe Koảng sáng mặt đường Dưới trục trước Dưới trụ sau Vận tốc cực đại Công suất cực đại Mômem xoắn cự đại Động cơ xăng 4 kỳ với 8xylanh (bố trí hình chữ V). Xupap treo Khối lượng cầu trước Khối lượng cầu sau 4300 2120 2180 9525 2575 6950 5000 8 8,6 340 270 90 150 41 260 500 kg kg kg kg kg kg N m m mm mm km/h mãlực (n=3200v/p) KGm (n=20000v/p) kg kg STT Thông sè Giá trị đơn vị 11 12 Kích thước toàn bộ xe Dài Rộng Cao Chiều dài cơ sở 6675 2500 2400 3800 mm mm mm mm CÁC THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA NHÍP TRƯỚC STT L(cm) LK(cm) bK(cm) hK(cm) Vật liệu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1514 1456 1254 1114 968 828 708 578 448 316 200 69,7 66,8 56,7 49,7 42,4 35,4 29,4 22,9 16,4 9,8 4,0 0,85 0,93 0,93 0,93 0,93 0,93 0,93 0,93 0,93 0,93 0,93 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 CÁC THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA NHÍP SAU PHÔ STT L(cm) LK(cm) bK(cm) hK(cm) Vật liệu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 115,0 106,0 92,0 80,0 68,0 56,0 44,0 32,0 20,0 50,0 45,5 38,5 32,5 26,5 21,5 14,5 8,5 2,5 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 CÁC THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA NHÍP SAU CHÍNH STT L(cm) LK(cm) bK(cm) hK(cm) Vật liệu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1600 151,4 141,2 130,8 118,6 107,2 97,5 87,9 77,9 79,9 59,1 51,5 43,5 35,5 26,5 18,5 72,5 68,2 63,4 57,9 51,8 46,1 41,25 36,45 31,45 27,45 22,05 18,25 14,25 10,25 5,75 1,75 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 9,0 9,3 9,3 9,3 9,3 9,3 9,3 9,3 9,3 9,3 9,3 9,3 9,3 9,3 9,3 9,3 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 Rhép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 Thép 60C2 Phần 3 LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN NHÍP 3.1 Lý thuyết tính toán ứng suất trong các lá nhíp. Phương pháp tính toán các lá nhíp thông thường đó là tính theo ứng suất trong các lá nhíp theo phương pháp tải trọng tập trung, phương pháp này được xây dựng trên giả thiết: Ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n c¸c l¸ nhÝp th«ng th­êng ®ã lµ tÝnh theo øng suÊt trong c¸c l¸ nhÝp theo ph­¬ng ph¸p t¶i träng tËp trung, ph­¬ng ph¸p nµy ®­îc x©y dùng trªn gi¶ thiÕt: Chỉ khảo sát nửa nhíp (1/4 elíp), một đầu ngàm, một đầu chịu lực. Các lá nhíp khi làm việc chỉ tiếp xúc với nhau tại các đầu mót. Độ biến dạng của 2 lá nhíp kề nhau tại các vị trí tiếp xúc là như nhau còn các vị trí khác biến dạng như tự do. Sơ đồ lực Ứng suất trong các lá nhíp có thể xác định được khi ta xác định trị số của các phản lực đặt tại các đầu mót X1, X2,… Xn-1, Xn trong hệ siêu tĩnh. Để xây dựng được hệ phương trình siêu tĩnh ta sử dụng công thức tính độ võng của các lá nhíp theo hai trường hợp sau: Trường hợp 1 Khi lá nhíp một đầu bị ngàm còn đầu kia chịu lực tác dụng. Ta có sơ đồ tính toán: Độ võng tĩnh tại đầu A: Độ võng tĩnh tại tiết diện x-x: Trong đó E: môđun đàn hồi của vật liệu làm nhíp E= 2,0.105 MN/m. J : mômen quán tính của nhíp. P: lực tác dụng lên một đầu nhíp. l : chiều dài của nửa nhíp. Trường hợp 2 Khi lực tác dụng đặt cách ngàm một đoạn là x. Ta có sơ đồ tính toán như hình vẽ: Độ võng tĩnh tại đầu A: Từ 1,2 ta có thể xác định được độ võng tại tiết diện x-x của lá nhíp thứ nhất dưới tác dụng của các lực P= X1 và X2 là: Độ võng tại đầu của lá nhíp thứ 2 dưới tác dụng của các lực X2, X3 là: Theo giả thiết thì biến dạng tại tiết diện x-x của lá nhíp thứ nhất bằng độ biến dạng của lá nhíp thứ 2 từ đó ta có fx=fA. Qua một số phép biến đổi toán học ta có dạng tổng quát: Ta có tại điểm B biến dạng của lá thứ nhất và lá thứ hai là như nhau, tương tự tại điểm S biến dạng của lá thứ k-1 và lá thứ k bằng nhau. Bằng cách lập các biểu thức biến dạng tại các điểm trên và cho chúng bằng nhau từng đôi một ta sẽ đi đến 1 hệ n-1 phương trình với n-1 Èn là các giá trị X2…. Xn. Hệ phương trình đó có dạng như sau: A2.Z + B2.X2 + C2.X3 = 0 A2.X2 + B3.X3 + C3.X4 = 0 ………………………… An.Xn-1 + Bn.Xn = 0 Trong đó Ak= Bk= - Ck= lk: chiều dài tính toán: từ quang nhíp đến đầu mót lá nhíp (hình vẽ). Jk: mômen quán tính của lá nhíp thứ k. Jk= b: chiều rộng lá nhíp. hk: chiều dầy của lá nhíp thứ k. Thông thường 1 bộ nhíp có m lá nhíp cái có chiều dài và chiều dầy giống nhau thường m=1¸3, khi đó để tránh nhầm lẫn ta coi m lá đó là lá thứ nhất với J1 được xác định: (khi đó k = 2 ứng với lá thứ m+1, k = 3 ứng với lá m+2 …). Giải hệ phương trình trên ta được các giá trị X2…. Xn. Khi đã có các giá trị X2…. Xn ta vẽ được biểu đồ mômen như sau: Ứng suất của nhíp được xác định theo công thức: su = Trong đó Wu: là mômen chống uốn của nhíp tại tiết diện tính toán. Mômen chống uốn này phụ thuộc vào tiết diện của nhíp, thông thường tiết diện của nhíp hình chữ nhật nên nó được xác định theo công thức Sau khi lắp ghép trong các lá nhíp sẽ xuất hiện ứng suất sơ bộ được gọi là ứng suất siết. Nó được xác định theo công thức: Trong đó E : môdun đàn hồi của vật liệu làm nhíp . hk : chiều dầy của lá nhíp thứ k. R0: Bán kính cong của lá nhíp sau khi đã lắp ghép. Rk: Bán kính cong của lá nhíp thứ k ở trạng thái tự do. Thông thường thì ứng suất siết trong các lá nhíp là rất nhỏ so với ứng suất uốn cho nên ta có thể bỏ qua việc tính toán ứng suất siết trong các lá nhíp. 3.2 Lý thuyết tính toán dao động của hệ thống treo. Theo lý thuyết ôtô thì tần số dao động của hệ thống treo được tính theo công thức: Trong đó n : là tần số dao động của ôtô đơn vị là. lần /phót. ft : là độ võng tĩnh của nhíp. cm. Vấn đề đặt ra ở đây là xác định độ võng tĩnh ft của nhíp. Để đơn giản ta áp dụng tính toán cho n lá nhíp, các lá có tiết diện hình chữ nhật và có tính chống uốn đều. Độ võng của nhíp tại đầu nhíp dưới tác dụng của tải trọng P chính bằng năng lượng sinh ra trong khi nhíp bị uốn. Xét mét thanh như hình vẽ, nó chịu lực tác dụng P và biến dạng một đoạn là ft, do đó ta có thế năng Biến dạng đàn hồi U: U = P.ft ft = Nếu thanh có tiết diện thay đổi thì công thức tính f được xác định theo vi phân ft = Xét một nhíp có cấu tạo như hình vẽ, nhíp có n lá Với l1, l2, … ln : chiều dài của lá nhíp J1, J2, … : Mômen quánd tính theo trục X của tiết diện lá nhíp Dưới tác dụng của lực P thế năng biến dạng của nhíp sẽ là : Trong đó E : Môđun đàn hồi của vật liệu làm nhíp. Jx : Mômen quán tính của nhíp tại tiết diện x. Mà ta có Mx = P.( l1- x ). Nên ft được tính Chia tích phân thành tổng các tích phân trên từng đoạn I, II, III .…ta được: Trong đó I1 = J1, I2 = J1+ J2, …. l1- l2 = a2, l1- l3 = a3…. Yk= , Yn+1= 0 J1, J2…Jk…Jn : mômen quán tính của tiết diện lá nhíp Do đó ta xác định được ft Trường hợp nhíp không đối xứng: Trường hợp nhíp đối xứng: Vậy khi đã có các số liệu của nhíp ta có thể tính được độ cứng C của nó. 3.3 Lùa chọn các chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu. Hệ thống treo thiết kế phải đảm bảo cho xe đạt độ êm dịu theo các chỉ tiêu đã đề ra. Hiện nay có nhiều loại chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu chuyển động như tần số dao động, gia tốc dao động, vận tốc dao động … Trong khuôn khổ đồ án này ta chỉ lùa chọn một chỉ tiêu đánh giá độ êm dịu đó là chỉ tiêu tần số giao động. Chỉ tiêu này được lùa chọn như sau: Xe chở khách f = 1 ¸ 1,5 lần/s (tức Hz) hoặc n = 60 ¸ 90 lần/phút. hoặc w = (1 ¸ 1,5).2p rad/s. Trên ôtô người ta đưa ra khái niệm độ võng tĩnh ft. Độ võng tĩnh là biến dạng của hệ thống treo khi chịu tải trọng tĩnh. Độ võng tĩnh được xác định như sau: Trong đó G : là trọng lượng của phần được treo tác dụng lên hệ thống treo (N). Ct : là độ cứng của hệ thống treo. (N/cm). Mặt khác ta có mối quan hệ giữa tần số giao động góc và độ cứng của hệ thống treo theo công thức: w : tần số dao động góc. M : khối lượng của phần được treo. kg. Từ đó ta có : Ct = M.w2 Nếu ta chọn trước w thì độ cứng Ct chỉ còn phụ thuộc vào khối lượng phần được treo. Kết hợp các công thức trên ta có Mà M = G/g g : gia tốc trọng trường. g = 10 m/s2. Thay vào trên ta có m. Nếu tính ft theo cm thì ta có ft = cm. PHẦN : 4 TÍNH TOÁN KIỂM NHÍP I. XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG PHẦN TREO PHÂN BỐ LÊN CÁC CẦU: M1, M2 Khối lượng phần treo phân bố ở cầu trước (Kg) ta có: M = Sp - Mkt Sp : Trọng tải toàn bộ xe Mkt : khối lượng phần không được treo Mkt = Mktt + Mkts = gc + n.gbx Mktt , Mkts: Khối lượng phần không được treo ở cầu trước và cầu sau gc : Khối lượng cầu xe gbx: Khối lượng bánh xe n : Sè bánh xe mỗi cầu Mktt = 260 + 2.98 = 456 (kg) Khối lượng phần không treo được treo ở cầu sau là: Mkts = 500 + 4.98 = 892 (kg) Tải trọng đặt lên nhíp trước là (một bên nhíp) Ptt= = = 4826 (KG) Pts= = = 3750 (KG) II.TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ TREO TRƯỚCTRƯỚC I. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM NHÍP TRƯỚC 1- kiểm nghiệm độ êm dịu của nhíp Kiểm vnghiệm độ êm dịu của nhíp trước . Thông số để kiểm nghiệm độ êm dịu là tần số êm dao động của nhíp là tần số dao động trên một phót. Theo công thức : n = w : Tần số dao động riêng 1/s w = C : Độ cứng của cả nhíp M : Tải trọng tác dụng lên nhíp Công thức tính độ cứng của nhíp . E : Môđun đàn hồi của vật liệu . E = 2.105 MN/m2 = 2.107 N/cm2 α : Hệ số điều chỉnh giữa lý thuyết và thực tế ak+1 = Lk- Lk+1 Yk = 1/Ik Yk+1 = 0 I1 = J1 ; I2 = J1 + J2 ; In = J1+ J2 + …Jn J1,J2,…Jn : Mômen quán tính của tiết diện lá nhíp Jk = b.hk3 b: Chiều rộng lá nhíp h: Chiều dày lá nhíp Lk = Lk: Chiều dày từng lá nhíp Lo: Chiều dày quang treo lá nhíp. Lo = 120 mm Lập bảng tính toán : Stt Lk (cm) ak+1 (cm) Jk(cm4) Ik Yk Yk-Yk+1 ak+1(Yk-Yk+1) 1 69,7 0 0,333 0,333 3,0 0 0 2 66,8 2,9 0,436 0,769 1,3 1,7 41,461 3 56,7 13,0 0,436 1,205 0,829 0,471 1034,787 4 49,7 20,7 0,436 1,641 0,609 0,222 1951,343 5 42,4 27,3 0,436 2,077 0,481 0,128 2604,341 6 35,4 33,9 0,436 2,513 0,398 0,083 3233,50 7 29,4 40,3 0,436 2,949 0,339 0,059 3861,598 8 22,9 46,8 0,436 3,385 0,295 0,044 4510,142 9 16,4 53,9 0,436 3,821 0,262 0,033 5167,497 10 9,8 59,9 0,436 4,257 0,234 0,028 6017,812 11 4,0 65,7 0,436 4,693 0,213 0,021 5955,462 69,7 0,201 68060,382 99834,02 Thay số vào công thức: Ta có C = 102169 (N/m) Tính độ võng của nhíp trước . Ta có tần số dao động của nhíp. Từ công thức : Qua tính toán khi tăng tải lên thì hệ thống treo trước của zill-130 thoả mãn điều kiện êm dịu khi làm việc.Với xe tải n thuộc khoảng (85-120 lần phót) 2. Tính bền nhíp : Dùa vào phương pháp tải trọng tập trung để tính bền nhíp, giả sử có sơ đồ nhíp như sau. + Sè lá nhíp là 11 lá. + Tảitrọng tác dụng lên một đầu nhíp (Khi đầy tải) Pt = 1326 (KG) + Mô men quán tính của cá lá nhíp. hk: Chiều dày các lá nhíp h1 = 0.85 (cm) h2 = h3 = ….h16 = 0.93 (cm) + Xác định hệ sốAk , Bk , Ck . Ak = (3.-1) Bk = – (1+) Ck = ()3(3) Ta có (n-1) hệ phương trình : A2.P + B2.X2 + C2.X3 = O A3.X2 + B3.X3 + C3.X4 =O ………………………… An.Xn-1 + Bn.Xn + Cn.Xn+1 = O Giải hệ với X1 = P = M/2 = 1326/2 = 663 (kg) Ta sẽ được X2, X3, …Xn Các kết quả hệ số Ak, Bk, Ck lập trong bảng sau: STT Lk(cm) Jk(cm4) Ak Bk Ck 1 69,7 0,333 0 0 0 2 66,8 0,436 1,4 -2,31 0,778 3 56,7 0,436 1,267 -2 0,816 4 49,7 0,436 1,211 -2 0,781 5 42,4 0,436 1,258 -2 0,755 6 35,4 0,436 1,297 -2 0,748 7 29,4 0,436 1,306 -2 0,674 8 22,9 0,436 1,426 -2 0,586 9 16,4 0,436 1,595 -2 0,429 10 9,82 0,436 2,01 -2 0,216 11 4,0 0,436 3,175 -2 Từ bảng trên ta có hệ phương trình: 1,4P – 2,31X2 + 0,778X3 = 0 1,267X2 – 2X3 + 0,816X4 = 0 1,211X3 – 2X4 + 0,781X5 = 0 1,258X4 – 2X5 + 0,755X6 = 0 1,297X5 – 2X6 + 0,748X7 = 0 1,306X6 – 2X7 + 0,674X8 = 0 1,426X7 – 2X8 + 0,586X9 = 0 1,595X8 – 2X9 + 0,429X10 = 0 2,01X9 – 2X10 + 0,216X11 = 0 3,175X10– 2X11 = 0 Sau khi giải hệ phương trình trên ta có X1= 663 (KG) X7= 659 (KG) X2= 615 (KG) X8= 686,8 (KG) X2= 615 (KG) X9= 739,7 (KG) X2= 615 (KG) X10= 897,29 (KG) X3= 637,48 (KG) X11= 1421,5 (KG) X4= 605,6 (KG) X5= 627,4 (KG) X6= 625,5 (KG) Từ kết qủa tính toán ta có bảng giá trị lực tác dụng lên tong lá nhíp : STT Xk (KG) Yk(KG) 1 663 663 2 615 615 3 637,4 637,4 4 605,6 605,6 5 627,4 627,4 6 652,5 652,5 7 659 659 8 686,8 686,8 9 739,7 739,7 10 897,3 897,3 11 1412,5 1412,5 Khi có các giá trị Xk ta xác định được các giá trị mô men tại A và B của từng lá nhíp như sau. B A ứng suất của nhíp được xác định s = MUAK / wAK Mu : Mô men uốn nhíp Wuc: Mômen chống uốn của nhíp W1 = W2 = W3=…..= W16 = Ta có bảng kết quả tính STT Lk w Xk ak MUAK sAK MUBK sBK 1 69,7 0,783 663 2,9 5129,1 6553 2301,7 2940,7 2 66,8 0,937 615 10, 1 4941,4 5273,6 6211,5 6383,9 3 56,7 0,937 637,4 7,0 6042,26 6448,5 4713,8 5030,7 4 49,7 0,937 605,6 7,3 3496,56 3731,64 4420,8 4718,1 5 42,4 0,937 627,4 6,6 3242,26 3460,56 4140,8 4419,3 6 35,6 0,937 652,5 6,4 3984,91 4252,82 4176,2 4456,8 7 29,4 0,937 659 6,5 3646,86 3892,08 4283,5 4571,5 8 22,9 0,937 686,8 6,5 3596,64 3838,46 4459,1 4758,8 9 16,4 0,937 739,7 6,6 3337,64 3562,01 4882,1 5210,26 10 9,8 0,937 897,3 5,8 2743,44 2927,89 5204,3 5554,19 11 4,0 0,937 1412,5 3143,44 3354,79 ứng suất cho phép [st] = 6000 (kg/cm2) So sánh với ứng suất của các lá nhíp ta thấy các lá nhíp 1,2,3 không đủ bền. Khi tăng thêm tải từ 5 tấn lên 7 tấn mà vẫn sử dụng hệ thống treo trước như ban đầu ta thấy không đảm bảo bền khi làm việc, vì vậy ta cần cải tiến về phần nhíp nhằm tăng độ cứng cho nhíp. 3- Tính bền tai nhíp : Tại nhíp chịu áp lực thẳng đứng Z và lực dọc p (lực kéo) hoặc (lực phanh) Lực p gây uốn và kéo tai nhíp P = Pkmax = Ppmax = j.Zbx Trong đó : j : Hệ số bám của bánh xe với đường . Lấy j = 0,7 Zbx : Phản lực của đường tác dụng lên bánh xe . Zbx = Gbx = 1554 KG ® P = j.Zbx = 1554.0,7 = 1087,8kG = 10878 (N). ứng suất uốn ở tai nhíp . su = Với : Mu = Wu = ® su = ứng suất nén : sn = = Vậy ứng suất tổng hợp tai nhíp phải chịu là : sth = su + sn = p[ + ] Trong đó : d: Đường kính của tai nhíp d = 30 mm = 3,0 (cm) b: chiều dầy lá nhíp. b = 65 mm = 6,5 (cm) h: Chiều rộng lá nhíp h = 8,5 mm = 0,85 (m) ® sth = 17878[] So sánh với ứng suât cho phép [sth] = 350 MN/m2 ta thấy tai nhíp đủ bền 4- Tính bền chốt nhíp : Chốt nhíp khi làm việc nó thường chịu chèn dập và chịu cắt . Tuy nhiên khi làm việc thường chốt nhíp hay bị háng do chèn dập . Tính ứng suất chèn dập ta có : scd = = (N/cm2) Với : Zbx : Phản lực của đường tác dụng lên bánh xe . Zbx = Gbx = 15540 (N) d: Đường kính của tai nhíp d = 30 mm = 3 (cm) b: chiều dầy lá nhíp. b = 65 mm = 6,5 (cm) ® scd = 398,461(N/cm2) < [scd] = 400 (N/m2) Vậy chốt nhíp đảm bảo bền . 4. Kiểm nghiệm giảm chấn 4.1, Những thông số ban đầu của giảm chấn xe zill-130 . Trên xe zill-130 có lắp 2 giảm chấn ở cầu trước là loại giảm chấn ống có tác dụng hai chiều. những thông số ban đầu của giảm chấn như sau : - G1 = 3060 kG ( G1: Trọng lượng của xe phân ra cầu trước) - G2 = 8240 kG ( G2: Trọng lượng của xe phân ra cầu sau) - gc + gbx = 260 + 2.98 = 456 kG (gc, gbx : trọng lượng cầu , trọng lượng bánh xe) - G0 = 4300 kG (Trọng lượng bản thân) - Hành trình làm việc : Hg = 225 mm - Đường kính ngoài của vỏ giảm chấn : Dv = 70 mm - Góc độ của giảm chấn : a = 250 - Đường kính thanh đẩy : dt = 20 mm - Đường kính piton : dp = 40 mm - Đường kính ngoài xilanh : Dxl = 45 mm 4.2 Kiểm nghiệm giảm chấn cũ khi tăng tải . Trọng lượng phân bố lên cầu trước : G1 = 3108 kG Phân ra một phía : Gt1 = = = 1554 kG 1. Kích thước giảm chấn . Đường kính piton : dp = 40 mm Góc độ của giảm chấn : a = 250 Van nén : 6 lỗ Mỗi lỗ : dn = 3 mm Van trả : 6 lỗ Mỗi lỗ : dt =2 mm Ta có : Q = Fv.mu. ® p = (*) Trong đó : Q là lưu lượng chất lỏng trong giảm chấn Q = Fp .Vg Fp : Diện tích piton: Fp= Fp = 12,53.10-4 m2 Vg : Với giảm chấn lấy = 0,3 m/s Do đó : Q = Fp .Vg = 12,56 . 0,3 = 3,768.10-4 m3/s P : áp suất chất lỏng trong giảm chấn . g : Là trọng lượng riêng của chất láng . g = 8600 N/m3 m : là hệ số tổn thất . m = 0,6 -0,8 chọn m = 0,6 Fv : Tổng diện tích các lỗ van Tổng diện tích các lỗ van trả Fvt = 18,84 mm2 = 18,84 . 10-6 m2 Tổng diện tích các lỗ van nén : Fvt = 42,39 mm2 = 42,39 . 10-6 m2 g: Gia tốc rơi tự do g = 9,81 Thay sốvào(*) ta có : Khi nén : Pt= = Khi trả : Pn= = Lực cản nén : Pgn = pn . Fp = 9,89.12,56 = 124,22 N Lực cản trả : Pgt = pt . Fp = 48,7.104.12,56.10-4 = 611,7N Hệ số cản nén : Hệ số cản trả ; Hệ số giảm chấn : Do hệ thống treo đặt ngiêng một góc là: a = 450 Ta có hệ số cản của hệ thống treo do giảm chấn gây ra là Kt Kt = Kg.cos2a Kt = 1226,985.0,82 = 1006,128 (Ns/m) 2. Tính hệ sè y dập tắt chấn động y : Ta có : y = Trong đó : Kt = 1006,128 (Ns/m) Ct : là độ cứng của hệ thống treo Ct = 130 kG/cm = 13.104 (N/m) M : Khối lượng phân bố lên một hệ thống treo trước . M = 1554 (kg) Thay số vào : y = Như vậy khi tăng tải y xuống thấp do đó có tác dụng giảm chấn bị giảm đi . III. KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG TREO SAU Tải trọng đặt lên nhíp sau là. PTS = 3750 (kg). Đây là tải trọng đặt lên cả nhíp chinh và nhíp phụ. Llực tác dụng lên một đầu nhíp Z = = =1875 (kg) 1- kiểm nghiệm độ êm dịu của nhíp. Để kiểm nghiệm độ êm dịu là tần số êm dao động của nhíp tức là tần số dao động trên mét phót. Theo công thức : Ta có tần số dao động của nhíp. C : Độ cứng của cả nhíp M : Tải trọng tác dụng lên nhíp Công thức tính độ cứng của nhíp như sau . C = E : Môđun đàn hồi của vật liệu . E = 2.105 MN/m2 = 2.107 N/cm2 α : Hệ số điều chỉnh giữa lý thuyết và thực tế α = 0,85 ak+1 = Lk- Lk+1 Yk = 1/Ik Yk+1 = 0 I1 = J1 ; I2 = J1 + J2 ; In = J1+ J2 + …Jn J1,J2,…Jn : Mômen quán tính của tiết diện lá nhíp Jk = b.hk3 b: Chiều rộng lá nhíp h: Chiều dày lá nhíp Lk = Lk: Chiều dày tổng lá nhíp Lo: Chiều dày quang treo lá nhíp. Lo =150 mm. Lập bảng tính toán nhíp phụ: STT Lk(cm) ak+1(cm) Jk(cm4) Ik Yk Yk - Yk+1 ak+1(Yk-Yk+1) 1 50,0 0 0,32 0,32 3,125 0 0 2 45,5 4,5 0,32 0,64 1,526 1,563 142,428 3 38,5 11,5 0,32 0,96 1,042 0,520 790,855 4 32,5 17,5 0,32 1,28 0,781 0,261 1398,797 5 26,5 23,5 0,32 1,6 0,625 0,156 2024,549 6 21,5 28,5 0,32 1,92 0,621 0,104 2407,509 7 14,5 35,5 0,32 2,24 0,446 0,075 3355,416 8 8,5 41,5 0,32 2,56 0,391 0,055 3931,036 9 2,5 47,5 0,32 2,88 0,347 0,044 4715,563 50 0,347 443375,12 62141,152 Tính độ cứng nhíp phụ theo công thức: α : Hệ số điều chỉnh giữa lý thuyết và thực tế : α = 0,85 Thay số vào ta có: Bảng tính toán nhíp chính : STT Lk(cm) ak+1(cm) Jk(cm4) Ik Yk Yk - Yk+1 ak+1(Yk-Yk+1) 1 72,5 0 0,456 0.456 2,193 0 0 2 68,2 4,3 0,535 0,991 1,009 1,184 94,136 3 63,1 9,4 0,535 1,526 0,655 0,354 294,027 4 57,9 14,6 0,535 2,061 0,485 0,17 529,063 5 51,8 20,7 0,535 2,596 0,385 0,1 886,974 6 46,1 26,4 0,535 3,131 0,319 0,066 1214,383 7 41,25 31,25 0,535 3,666 0,273 0,046 1403,809 8 36,45 36,05 0,535 4,201 0,238 0,035 1639,773 9 31,45 41,05 0,535 4,736 0,211 0,027 1867,683 10 27,45 45,05 0,535 5,271 0,189 0,022 2011,439 11 22,05 50,45 0,535 5,806 0,172 0,017 2182,893 12 18,25 54,25 0,535 6,341 0,158 0,014 2235,256 13 14,25 58,25 0,535 6,876 0,145 0,012 2374,751 14 10,25 62,25 0,535 7,411 0,135 0,01 2412,226 15 5,75 66,75 0,535 7,946 0,126 0,009 2676,679 16 1,85 70,75 0,535 8,481 0,118 0,008 2833,148 72,5 0,118 44967,219 69773,349 Tính độ cứng nhíp chính theo công thức: α : Hệ số điều chỉnh giữa lý thuyết và thực tế : α = 0,85 Thay số vào ta có: Sau khi tính được độ cứng của nhíp chính và nhíp phụ ta có độ cứng của cả hệ thống là: Ct = C1 + C2 C1 :Độ cứng của nhíp phụ. C2 :Độ cứng của nhíp chính. Ta có Ct = 164,145 + 146,189 = 310,335 (KG/cm) Ct = 310335 (N/m) Sau khi tính được độ cứng của nhíp ta tính được tần số dao động của nhíp. Tính độ võng của nhíp chính và nhíp phô . Ta có tần số dao động của nhíp. Từ công thức Kết luận: Qua phần kiểm nghiệm trên ta thây hệ thông treo sau xe zill-130 thoả mãn điều kiện êm dịu trong khi làm việc (khi đã tăng tải). Tần sốdao động cuae xe cho phép, với xe tải với n thuộc [85-120] (l/phút) . 2. tính độ võng tĩnh của nhíp chính và nhíp phụ. a, Phân trọng lượng được treo đặt lên từng nhíp. Với sự phân bố này phảI đảm bảo sao cho khi đầy tải thì nhíp chính vẫn đủ bền. Không có công thức tính trực tiếp giá trị này. Do đó phải dùng phương pháp thử, nghĩa là giả thiết một trọng lượng nào đóđặt lên nhíp chính, tính bền cho nhíp chính, nếu không đủ bền thì phải giảm đi nếu thừa bền thì tăng lên.Trọng lượng này có thể tính từ việc chọn số phần % tải trọng của xe tại thời điểm nhíp phụ bắt đầu làm việc. Gọi a là % tảI trọng của xe tại thời điểm nhíp phụ bắt đầu làm việc(có thể chọn a = (30-50)% hoặc hơn nữa) Khi đó trọng lượng tác dụng lên hệ thốngtreo khi nhíp phụ bắt đầu làm việc Gc, = G0 + G0: Là trọng lượng không tải tác dụng lên hệ thống treo G : Là trọng lượng do tảI của xe tác dụng lên hệ thống treo(khi đầy tải) Gc,:Do nhíp chính chịu, ngoài ra khi đầy tải nhíp chính và nhíp phụ cùng chịu thêm tải trọng: Gf = Gt - Gc Biến dạng của nhíp phụ fp = Chó ý: Khi trị số a càng lớn thì xe càng “êm” Khi non tảI nhưng nhíp dễ bị quá tải, và ngược lạI, nếu a nhỏ quá thì ưu đi6ểm của nhíp hai tầng sẽ bị giảm đi. Trong trường hợp của em hệ thống treo chịu thêm tải trọng khi tăng tải vì vậy em sẽ chọn trị số a nhỏ xuống để nhằm đảm bảo bền cho nhíp chính. Chọn a = 30% Vậy từ công thức Gc, = G0 + Gc, = G0 + 0.3G Trong đó G0 : Là trọng lượng không tải tác dụng lên hệ thống treo G0 : Được tính như sau Từ công thức G0 = Pts= = = 644 (kg) Z0 :Tải trọng phân ra cầu saủ chế độ không tải z0 = 2180 (kg) Mkt: Khối lượng phần không đưởc treo ở cầu sau. Mkt = gc + gbc gc : Khối lượng của cầu xe: gc = 500 (kg) gbc:Khối lượng của bánh xe; gbc = 98 (kg) Mkt= 500 + 4.98 = 892 (kg) Y G0 == 644 (KG) Thay vào ta có: Gc = 644 + 0,3.3750 = 1769 (KG) Y Gp = Gt – Gc = 3750 – 1769 = 1981 (KG) Đây là trọng lượng mà nhíp chính và nhíp phụ cùng chịu. Vậy ta có biến dạng của nhíp phụ. fp = Ct : Độ cứng của nhíp chính và nhíp phụ. YTrọng lượng phần được treo tác dụng lên nhíp phụ khi xe đầy tải. Gp = 6,383.164,145 = 1048 (KG) Trọng lượng phần được treo tác dụng lên nhíp chính là: Gc = Gt – Gp = 3570 – 1048 = 2702 (KG) 3. tính bền nhíp sau: Dùa vào phương pháp tải trọng tập trung để tính bền nhíp, giả sử có sơ đồ nhíp như sau. + Mô men quán tính của cá lá nhíp. b: Chiều rộng các lá nhíp hk: Chiều dày các lá nhíp) + Xác định hệ sốAk , Bk , Ck . Ak = (3.-1) Bk = – (1+) Ck = ()3(3) Ta có (n-1) hệ phương trình : A2.P + B2.X2 + C2.X3 = O A3.X2 + B3.X3 + C3.X4 =O ………………………… An.Xn-1 + Bn.Xn + Cn.Xn+1 = O Giải hệ trên Ta sẽ được X2, X3, …Xn Các kết quả hệ số Ak, Bk, Ck lập trong bảng sau: a, tinh toán với nhíp phụ Nhíp phụ xe zill-130 gồm 9 lá Bảng sau đây là chiều dài các lá nhíp và chiều dài làm việc của từng lá (Li). Li = Trong đóL0 : Là chiều dài phần kẹp bulông chữ U (phần quang nhíp) L0 = 150 (cm) Bảng kích thước các lá nhíp STT h (cm) b (cm) L (cm) Lk (cm) 1 0,8 7,5 115,0 50,0 2 0,8 7,5 106,0 45,5 3 0,8 7,5 92,0 38,5 4 0,8 7,5 80,0 32,5 5 0,8 7,5 68,0 26,5 6 0,8 7,5 56,0 21,5 7 0,8 7,5 44,0 14,5 8 0,8 7,5 32,0 8,5 9 0,8 7,5 20,0 2,5 Ta có: Jk = J1 = J9 = = 0,32 (cm4) Ta có bảng kết quả tính Ak; Bk; Ck STT Lk Jk Ak Bk Ck 1 50 0,32 0 0 0 2 45,5 0,32 1,148 -2 0,771 3 38,5 0,32 1,273 -2 0,768 4 32,5 0,32 1,277 -2 0,726 5 26,5 0,32 1,339 -2 0,72 6 21,5 0,32 1,349 -2 0,528 7 14,5 0,32 1,329 -2 0,414 8 8,5 0,32 2,058 -2 0,117 9 2,5 0,32 4,6 -2 Từ bảng trên ta có hệ phương trình : 1,148P – 2X2 + 0,771X3 = O 1,273X2 – 2X3 + 0,768X4 = O 1,277X3 – 2X4 + 0,726X5 = O 1,339X4 – 2X5 + 0,721X6 = O 1,349X5 – 2X6 + 0,528X7 = O 1,329X6 – 2X7 + 0,414X8 = O 2,058X7 – 2X8 + 0,117X9 = O 4,6X8 – 2X9 = O Sau khi giải hệ phương trình trên ta có P = 524 (KG) X6= 435,984 (KG) X2 = 497,8 (KG) X7= 384,102 (KG) X3 = 511,241 (KG) X8= 457,081 (KG) X4 = 506,639 (KG) X9= 1051,286 (KG) X5 = 496,001 (KG) Từ kết qủa tính toán ta có bảng giá trị lực tác dụng lên từng lá nhíp : STT Xk(KG) Xk(KG) 1 524 524 2 497,8 497,8 3 511,241 511,241 4 506,639 506,639 5 496,001 496,001 6 435,984 435,984 7 384,102 384,102 8 457,081 457,081 9 1051,286 1051,286 Khi có các giá trị Xk ta xác định được các giá trị mô men tại A và B của từng lá nhíp như sau. B A ứng suất của nhíp được xác định s = MUAK / wAK Mu : Mô men uốn nhíp Wuc: Mômen chống uốn của nhíp W1 = W2=…..= W9 = Lập bảng tính ứng suất cho nhíp phụ: STT LK WK XK MUAK sAK aK MUBK sBK 1 50 0,8 524 3550,1 4437,625 4,5 2358 2947,5 2 45,5 0, 8 497,8 2967,122 3708,902 7,0 3484,6 4355,75 3 38,5 0,8 511,241 3217,741 4021,264 6,0 3067,284 3834,105 4 32,5 0,8 506,639 3321,714 4152,176 6,0 3030,834 3799,793 5 26,5 0,8 496,001 3770,371 4712,963 5,0 2480,055 3100,069 6 21,5 0,8 435,984 3804,177 4755,221 7,0 3051,888 3814,86 7 14,5 0,8 384,102 1684,291 2105,363 6,0 2304,612 2880,765 8 8,5 0,8 457,081 1256,974 1571,,217 6,0 2742,486 3428,108 9 2,5 0,8 1051,286 2628,215 3285,209 0 0 0 ứng suất cho phép [st] = 6000 (KG/cm2) So sánh các giá trị ứng suất của các lá nhíp trên với [st] ta thấy lá nhíp đảm bảo bền. b. Tính toán với nhíp chính. Dùa vào phương pháp tải trọng tập trung để tính bền nhíp, giả sử có sơ đồ nhíp như sau. + Sè lá nhíp là 16 lá. + Tảitrọng tác dụng lên một đầu nhíp (Khi đầy tải) Pt = 1351 (KG) + Mô men quán tính của cá lá nhíp. hk: Chiều dày các lá nhíp h1 = 0.90 (cm) h2 = h3 = ….h16 = 0.95 (cm) + Xác định hệ sốAk , Bk , Ck . Ak = (3.-1) Bk = – (1+) Ck = ()3(3) Ta có (n-1) hệ phương trình : A2.P + B2.X2 + C2.X3 = O A3.X2 + B3.X3 + C3.X4 =O ………………………… An.Xn-1 + Bn.Xn + Cn.Xn+1 = O Giải hệ với X1 = P = M/2 = 1351(KG) Ta sẽ được X2, X3, …Xn Các kết quả hệ số Ak, Bk, Ck lập trong bảng sau: Ta có bảng tính sau: STT Lk Jk Ak Bk Ck 1 72,5 0,456 O 0 2 68,2 0,535 1,284 -2151 0,888 3 63,1 0,535 1,121 -2 0,877 4 57,9 0,535 1,135 -2 0,842 5 51,8 0,535 1,177 -2 0,835 6 46,1 0,535 1,185 -2 0,843 7 41,25 0,535 1,176 -2 0,827 8 36,45 0,535 1,198 -2 0,854 9 31,45 0,535 1,238 -2 0,811 10 27,45 0,535 1,219 -2 0,709 11 22,05 0,535 1,367 -2 0,741 12 18,25 0,535 1,312 -2 0,676 13 14,25 0,535 1,421 -2 0,566 14 10,25 0,535 1,638 -2 0,401 15 5,75 0,535 2,109 -2 0,147 16 1,85 0,535 4,416 -2 Từ bảng kết quả trên ta có hệ phương trình: 1,284P – 2,151X2 + 0,888X3 = O 1,121X2 – 2X3 + 0,877X4 = O 1,155X3 – 2X4 + 0,843X5 = O 1,177X4 – 2X5 + 0,835X6 = O 1,185X5 – 2X6 + 0,843X7 = O 1,176X6 – 2X7 + 0,827X8 = O 1,198X7 – 2X8 + 0,854X9 = O 1,138X8 – 2X9 + 0,811X10 = O 1,219X9 – 2X10 + 0,709X11 = O 1,367X10 – 2X11 + 0,744X12 = O 1,312X11 – 2X12 + 0,676X13 = O 1,421X12 – 2X13 + 0,566X14 = O 1,638X13 – 2X14 + 0,401X15 = O 2,109X14 – 2X15 + 0,147X16 = O 4,416X15 – 2X16 = O Sau khi giải hệ phương trình trên ta có: X1= 1352 (KG) X9 = 6281399, (KG) X2= 1373,967 (KG) X10= 1392,629 (KG) X3= 1375,34 (KG) X11= 1520,751 (KG) X4= 1380,842 (KG) X12= 1529,876 (KG) X5= 1425,029 (KG) X13= 1574,234 (KG) X6= 1425,029 (KG) X14= 1715,924 (KG) X7= 1473,719 (KG) X15= 2160,349 (KG) X8= 1481,088 (KG) X16= 4761,409 (KG) Từ kết quả tính toán ta có bảng giá trị lực tác dụng lên tong lá nhíp: STT XK YK 1 1352 1352 2 1373,967 1373,967 3 1375,34 1375,34 4 1380,842 1380,842 5 1425,029 1425,029 6 1425,029 1425,029 7 1473,719 1473,719 8 1481,088 1481,088 9 6281399, 6281399, 10 1392,629 1392,629 11 1520,751 1520,751 12 1529,876 1529,876 13 1574,234 1574,234 14 1715,924 1715,924 15 2160,349 2160,349 16 4761,409 4761,409 ứng suất của nhíp được xác định s = MUAK / wAK Mu : Mô men uốn nhíp Wuc: Mômen chống uốn của nhíp W1 = W2 = W3=…..= W16 = Bảng tính ứng suất cho nhíp chính: STT LK WK XK MUAK dUAK aK MUBK dUBK 1 72,5 1,013 1352 4242,951 3761,48 4,3 5809,299 5734,748 2 68,2 1,128 1373,967 6920,595 6135,279 5,1 7007,232 6212,085 3 63,1 1,128 1375,34 6833,202 6057,804 5,2 7151,773 6340,224 4 57,9 1,128 1380,842 6134,249 5438,164 6,1 8423,138 7467,321 5 51,8 1,128 1425,029 6283,229 5570,238 5,7 8122,667 7200,946 6 46,1 1,128 1425,029 6742,364 5977,273 4,85 7104,911 6298,679 7 41,25 1,128 1473,719 6805,261 6033,024 4,8 7073,854 6271,147 8 36,45 1,128 1481,088 9967,357 8836,309 5,0 7405,441 6565,108 9 31,45 1,128 6281399, 5790,634 5133,541 4,0 5598,511 4963,221 10 27,45 1,128 1392,629 4695,107 4162,328 5,4 7520,201 6668,451 11 22,05 1,128 1520,751 5612,322 4975,463 3,8 5778,857 5123,100 12 18,25 1,128 1529,876 5437,274 4864,605 4,0 6119,505 5425,093 13 14,25 1,128 1574,234 5273,723 4675,286 4,25 6690,532 5931,322 14 10,25 1,128 1715,924 4737,233 4199,675 4,25 7292,679 6465,1413 15 5,75 1,128 2160,349 3613,399 3203,369 3,9 8425,361 7469,292 16 1,85 1,128 4761,409 8808,607 7809,048 0 0 0 ứng suất cho phép [dt] = 6000 (kg/cm2) So sánh các giá trị ứng suất của các lá nhíp trên với [dt] ta thấy các lá nhíp 2,3,4,5,6,7,8,10,15,16 không đảm bảo bền. Khi tăng thêm tải cho xe zill-130 từ 5tấn lên 7 tấn mà vẫn sử dụng hệ thống treo sau như ban đầu qua tính toán kiểm nghiệm ta thấyhệ thống treo sau không đảm bảo bền khi làm việc.Vì vậy cần cải tiến hệ thống treo sau cho đảm bảo bền khi tăng thêm tải 4- Tính bền tai nhíp : Tại nhíp chịu áp lực thẳng đứng Z và lực dọc p (lực kéo) hoặc (lực phanh) Lực p gây uốn và kéo tai nhíp P = Pkmax = Ppmax = j.Zbx Trong đó : j : Hệ số bám của bánh xe với đường . Lấy j = 0,7 Zbx : Phản lực của đường tác dụng lên bánh xe . Zbx = Gbx = 2554 KG ® P = j.Zbx = 674,25*0,7 = 471,975 kG = 4719,75 N. ứng suất uốn ở tai nhíp . su = Với : Mu = Wu = ® su = ứng suất nén : sn = = Vậy ứng suất tổng hợp tai nhíp phải chịu là : sth = su + sn = p[ + ] Trong đó : d = 30 mm = 0,03 m b = 65 mm = 0,065 m h = 8 mm = 0,008 m ® sth = 4719,75[ +] ® sth = 138415382 N/m2. 10-6 MN/m2 = 138 MN/m2< [sth] = 350 MN/m2 Vậy tai nhíp đảm bảo bền . 4- Tính bền chốt nhíp : Chốt nhíp khi làm việc nó thường chịu chèn dập và chịu cắt . Tuy nhiên khi làm việc thường chốt nhíp hay bị háng do chèn dập . Tính ứng suất chèn dập ta có : scd = = = 1,2 MN/m2 Với : Zbx = 4719,75 kG d = 30 mm = 0,03 m b = 65 mm = 0,065 m ® scd = 1,2 MN/m2 < [scd] = 3 MN/m2 Vậy chốt nhíp đảm bảo bền . PHẦN : 5 TÍNH TOÁN CẢI TIẾN HỆ THỐNG TREO XE ZIL-130 I. CÁC PHƯƠNG ÁN CẢ TIẾNHỆ THỐNG TREO. Sau khi tăng tải từ 5 tấn lên 7 tấn, qua tính toán kiểm nhgiệm hệ thống treo xe ZIL-130 em thấy nếu vẫn dùng cả hệ thống treo trước và treo sau thì không đảm bảo bền cho các lá nhíp. Mặt khác với hệ thống treo trước thì tác dụng của giảm chấn cũng giảm xuống. Để đảm bảo độ êm dịu và độ bềncần thiết thì hệ thống treo lắp trên xe phải đảm bảo có tần số dao động riêng (n), độ võng tĩnh(f) vàứng suất của nhíp (s) có giá trị hợp lý. Với mục đích đặt ra là hệ thống treo làm việc bình thường khi tăng tải từ 5 tấn lên 7 tấn. Do đó em cần phải cải tiến hệ thống treo cho phù hợp với những yêu cầu này. Qua tìm hiêu, nghiên cứu và phân tính em có một số phương án cải tiến như sau. 1.Phương án 1. 1.1 Né dung cải tiến Trên xe ZIL-130 vẫn sử dụng hệ thống treo cũ nhưng thay đổi vật liệu làm nhíp để tăng độ bền lên 1.2, Ưu điểm Với hệ công nghệ ngày nay ta sẽ tạo ra một hệ thông treo mới dảm bảo dược những yêu cầu trên, hệ thống treo sẽ làm việc lâu dài hơn 1.3, Nhước điểm. Không phù hợp với mục đích cải tiến bởi sẽ không đảm bảo tính kinh tế và không lợi dụng được công nghệ chế tạo ban đầu 2, Phương án 2. 2.1, Nội dung cải tiến Thay đổi chiêu dài và chiều rộng của các lá nhíp 2.2, Ưu điểm. - Có thể tận dụng dược công nghệ chế tạo ban đầu - Hệ thông treo có thể sẽ gọn hơn 2.3, Nhược diểm - Khi thay đổi chiêu dài và rộng của nhíp sẽ không phù hợp với kích thước ban đầu của xe cơ sở khi thay đổi chiều rộng của nhíp thì phải làm lại toàn bộ nhíp không đảm bảo về tính kinh tế 3. Phương án 3 3.1 Nội dung cải tiến. Tăng số lượng số lá nhíp lên băng cách độn thêm lá nhíp vào 3.2 Ưu điểm - Có thể tận dụng dược công nghệ chế tạo ban đầu, với các lá nhíp ban đầu ta có thể cắt ngắn và độn thêm vào các vị trí ở dưới - Công việc cải tiến đơn giản hơn nên đạt hiệu quả về kinh tế cao hơn 3.3 Nhược điểm. Hệ thông treo sẽ cồng kềnh không gọn nhẹ Sau khi xem xét, so sánh ưu điểm, nhược điểm của các phương án trên em thấy phương án 4 có nhiều ưu điểm hơn cả. Một mặt vẫn đảm bảo được độ bền khi làm việc và các yêu câu về êm dịu đặt ra. Mặt khác công việc cải tiến khá đơn giản phù hợp với các xí nghiếp sửa chữa ô tô hiện có ở Việt Nam. Do vậy em lùa chọn phương án 3 đẻ cải tiến hệ thống treo xe Zil-130 II. TÍNH TOÁN CẢI TIẾN HỆ THỐNG TREO TRƯỚC 1- kiểm nghiệm độ êm dịu của nhíp Ta tăng thêm một lá nhíp ở vị trí số một, như vậy sẽ có hai lá nhíp cái ở vị trí số một có chiều dày h = 0,85 cm , chiều rộng b = 6,5 cm Và Để tính độ cứng của nhíp áp dụng công thức sau: C = E : Môđun đàn hồi của vật liệu . E = 2.106 (kg/cm2) α : Hệ số điều chỉnh giữa lý thuyết và thực tế ak+1 = Lk- Lk+1 Yk = 1/Ik Yk+1 = 0 I1 = J1 ; I2 = J1 + J2 ; In = J1+ J2 + …Jn J1,J2,…Jn : Mômen quán tính của tiết diện lá nhíp Jk = b.hk3 b: Chiều rộng lá nhíp h: Chiều dày lá nhíp Lk = Lk: Chiều dày từng lá nhíp Lo: Chiều dày quang treo lá nhíp. Lo = 120 mm. Bảng tính toán nhíp trước, khi đã độn thêm một lá nhíp STT Lk (cm) ak+1 (cm) Jk(cm4) Ik Yk Yk-Yk+1 ak+1(Yk-Yk+1) 1 69,7 0 0,666 0,666 1,502 0 0 2 66,8 2,9 0,436 1,102 0,907 0,595 14,511 3 56,7 13,0 0,436 1,538 0,650 0,257 564,628 4 49,7 20,7 0,436 1,974 0,507 0,143 1268,373 5 42,4 27,3 0,436 2,41 0,416 0,091 1870,87 6 35,4 33,9 0,436 2,846 0,354 0,062 2415,409 7 29,4 40,3 0,436 3,283 0,311 0,043 2814,385 8 22,9 46,8 0,436 3,719 0,278 0,033 3528,607 9 16,4 53,9 0,436 4,164 0,25 0,028 4384,542 10 9,8 59,9 0,436 4,68 0,207 0,026 4522,795 11 4,0 65,7 0,436 5,226 0,19 0,017 69,7 0,19 62355,68 87128,54 Tính độ cứng của nhíp theo công thức: Thay số vào ta có: Tính độ võng của nhíp trước . Ta có tần số dao động của nhíp. Từ công thức : Qua tính toán khi tăng tải lên thì hệ thống treo trước của zill-130 thoả mãn điều kiện êm dịu khi làm việc.Với xe tải n thuộc khoảng (85-120 lần phót) 2. Tính bền nhíp : Dùa vào phương pháp tải trọng tập trung để tính bền nhíp, giả sử có sơ đồ nhíp như sau. + Sè lá nhíp là 11 lá. + Tảitrọng tác dụng lên một đầu nhíp (Khi đầy tải) Pt = 1326 (KG) + Mô men quán tính của cá lá nhíp. hk: Chiều dày các lá nhíp h1 = 0.85 (cm) h2 = h3 = ….h16 = 0.93 (cm) + Xác định hệ sốAk , Bk , Ck . Ak = (3.-1) Bk = – (1+) Ck = ()3(3) Ta có (n-1) hệ phương trình : A2.P + B2.X2 + C2.X3 = O A3.X2 + B3.X3 + C3.X4 =O ………………………… An.Xn-1 + Bn.Xn + Cn.Xn+1 = O Giải hệ với X1 = P = M/2 = 1326/2 = 663 (kg) Ta sẽ được X2, X3, …Xn Các kết quả hệ số Ak, Bk, Ck lập trong bảng sau: STT Lk(cm) Jk(cm4) Ak Bk Ck 1 69,7 0,666 0 0 0 2 66,8 0,436 0,697 -1,654 0,776 3 56,7 0,436 1,267 -2 0,816 4 49,7 0,436 1,211 -2 0,781 5 42,4 0,436 1,258 -2 0,755 6 35,4 0,436 1,297 -2 0,748 7 29,4 0,436 1,306 -2 0,674 8 22,9 0,436 1,426 -2 0,586 9 16,4 0,436 1,595 -2 0,429 10 9,82 0,436 2,01 -2 0,216 11 4,0 0,436 3,175 -2 Từ bảng trên ta có hệ phương trình : 0,697P – 1,654X2 + 0,776X3 = O 1,267X2 – 2X3 + 0,816X4 = O 1,211X3 – 2X4 + 0,781X5 = O 1,258X4 – 2X5 + 0,755X6 = O 1,297X5 – 2X6 + 0,748X7 = O 1,306X6 – 2X7 + 0,671X8 = O 1,426X7 – 2X8 + 0,586X9 = O 1,595X8 – 2X9 + 0,129X10 = O 2,01X9 – 2X10 + 0,216X11 = O 3,175X10– 2X11 = O Sau khi giải hệ phương trình trên ta có X1= 663 (KG) X7= 580,344(KG) X2= 542,383 (KG) X8= 604,834 (KG) X3= 561,367 (KG) X9= 651,406 (KG) X4= 533,299 (KG) X10= 790,156 (KG) X5= 552,498 (KG) X11= 1253,977 (KG) X6= 574,598 (KG) Từ kết qủa tính toán ta có bảng giá trị lực tác dụng lên từng lá nhíp STT Xk Xk 1 663 663 2 552,383 552,383 3 561,367 561,367 4 533,299 533,299 5 552,498 552,498 6 574,598 574,598 7 580,344 580,344 8 604,834 604,834 9 651,406 651,406 10 790,156 790,156 11 1253,98 1253,98 Khi có các giá trị Xk ta xác định được các giá trị mô men tại A và B của từng lá nhíp như sau. B A ứng suất của nhíp được xác định s = MUAK / wAK Mu : Mô men uốn nhíp Wuc: Mômen chống uốn của nhíp W1 = W2 = W3=…..= W16 = Ta có bảng kết quả tính ; STT Lk w Xk ak MUAK dAK MUBK dBK 1 69,7 1,566 663 2,9 9311,916 5946,306 1922,721 2051,974 2 66,8 0,937 552,383 10, 1 5410,539 4697,626 5579,068 5954,162 3 56,7 0,937 561,367 7,0 5324,549 5682,549 3229,569 4193,777 4 49,7 0,937 533,299 7,3 3079,045 3286,067 3893,083 4154,838 5 42,4 0,937 552,498 6,6 2855,307 3047,28 3448,487 3600,349 6 35,6 0,937 574,598 6,4 3508,495 3744,392 3677,427 3924,682 7 29,4 0,937 580,344 6,5 3211,415 3427,377 3772,236 4025,866 8 22,9 0,937 604,834 6,5 3167,640 3380,619 3931,421 4195,753 9 16,4 0,937 651,406 6,6 2939,53 3137,171 4299,28 4588,345 10 9,8 0,937 790,156 5,8 2727,621 2911,015 4582,905 4891,04 11 4,0 0,937 1253,98 5015,908 5353,156 ứng suất cho phép [dt] = 6000 (kg/cm2) So sánh các giá trị ứng suất của các lá nhíp trên với [dt] ta they lá nhíp đảm bảo bền. 3.cải tiến giảm chấn trước Tronglý thuyết dao động, hệ số dập tắt dao độmg gọi là hệ số KEHR. Khiy 1 Hệ không dao động. Giá trị y càng lớn thì khả năng dập tắ dao động càng cao nhưng hệ thống treo càng cứng.Theo một số tác giả thì góa trị của y = (0,15 - 0,3) chọn y = 0,25 Tính hệ số cản của hệ thống treo do giảm chấn gây ra Từ công thức y = Þ Kt = y. = (Ns/m) Hệ số cản của giảm chấn là: 3.1. Tính hệ số cản trả và cản nén : Chọn Kgt = 2,5. Kgn Ta có : = 3069,74 (Ns/m) = 3069,74 (Ns/m) 3.5Kgn = 2 kg = 2. 3069,74 (Ns/m) Kgn = 1754,139 (Ns/m) Kgt = 2,5.1754,139 = 4385,374 (Ns/m) 3.2. Tính tổng diện tích lỗ van trả : Ta có : Fvt = Q : là lưu lượng chất lỏng trong giảm chấn đã tính ở trên Q = 3,768.10-4 m3/s Pt : áp suất chất lỏng ở hành trình trả Pt = = (N/m2 ) Thay số vào ta có : Fvt = 12,85 (mm2) 3.3 Tính tổng diện tích lỗ van nén : Ta có : Fvt = Q : là lưu lượng chất lỏng trong giảm chấn đã tính ở trên Q = 3,768.10-4 m3/s Pt : áp suất chất lỏng ở hành trình nén Pn = = (N/m2) Thay số vào ta có : Fvn = 21,31 (mm2) 3.4 Chọn phương án cải tiến giảm chấn Với Tổng diện tích lỗ van trả Fvt = 12,85 (mm2) Tổng diện tich lỗ van nén Fvn = 21,31 (mm2) Ta có 2 phương án cải tiến sau đây 3.4.1phương án 1 Vẫn sử dụng giảm chấn cũ nhưng đem bịt đi 2 lỗ trong 6 lỗ của van trả và van nén. Bởi vì tổng diện tích lỗ van trả và tổng diện tich lỗ van nén của giảm chấn cần cải tiến tương đương với tổng diện tích lỗ van trả và tổng diện tich lỗ van nén của giảm chấn cũ Đối với phương án này chỉ áp dụng với những cơ sở sản xuất có vốn đâu tư Ýt vì nó đơn giản và không tốn về kinh phí Trong quá trình làm việc sẽ không đảm hiêu quả cao, do phân phôi áp suất không đều,dễ gây cong thanh đẩy piston 3.4.2 phương án 2 Vẫn sử dụnggiảm chấn cũ nhưng làm lại van trả và van nén bằng cách là khoan 6 lỗ mới với tiết diện nhỏ đi Đối với phương án này đảm bảo giảm chấn làm việc tốt hơn. Nhưng công việc cải tiên sẽ phức tạp hơn giá thanh cao hơn Trong đồ án này em chọn phương án 2 3.5Tiến hành cải tiến 3.5.1 Tính đương kinh lỗ vản trả Chọn số lỗvan trả : n = 6 Ta có : Fvn = = 12,85 (mm2) đường kính lỗ van trả : dt = 3.5.2 Tính kích thước lỗ van nén : Chọn số lỗvan trả : n = 6 Ta có : Fvn = = 21,31 (mm2) đường kính lỗ van trả : dn = 3.6Kiểm nghiệm nhiệt giảm chấn : 3.6.1. Tính nhiệt lớn nhất của giảm chấn : Ta có nguyên lý làm việc của giảm chấn thuỷ lực là. Chất lỏng được dồn từ buồng chứa này sang buồng chứa khác thông qua van tiết lưu có tiết diện rất bé nên chất lỏng chịu sức cản chuyển động, năng lượng được chất lỏng hấp thụ và đươc chuyển thành nhiệt năng truyền ra bên ngoài môi trường. Nnếu nhiệt độ của chất lỏng quá lớn sẽ làm cho tính chất cơ, lý ,hoá của chất lỏng cũng như tính chaats của các phớt làm kín bị thay đổi đẫn tới giảm chấn làm việc không ổn định.Vì vậy ta cần kiểm nghiệm nhiệt của giảm chấn. Theo công thức : .Kgc .vgc .t = a.s(Tmax - Tm)t Tmax = + Tm Trong đó: Kg: Hệ số cản trung bình của giảm chấn Kg = 3069,743 (Ns/m) v: Vận tốc của piston giảm chấn: (v = 0,2- 0,3 m/s) Lấy v = 0,3 m/s Tm: Nhiệt độ môi trường :lấy Tm = 300C T : Thời gian: Lấy t = 1 giê S : Diệ tích xung quanh của giảm chấn. S = pD(D/2 + l) = 3,14.45(45/2 + 370) S = 55460,15 mm2 = 0,055m2 a : Hệ số truyền nhiệt a = (50ữ70).1,16 kcal/m2độ Lấy a = 60.1,16 = 69,5 W/m2độ Tmax = 97,2760 < [Tmax] = 120o vậy Tmax = 66,138 giảm chấn đảm bảo nhiệt độ cho phép. 3.6.2. Kiểmnghiệm giảm chấn theo áp suất dầu: Áp suất suất dầu trong giảm chấn phải đảm bảo luôn nằm trong giới hạn[6-8]N/mm2 thì khi đó mới đảm bảogiảm chấn làm việc an toàn cũng như dầu tránh khỏi bị biến chất Áp suất dầu trong giảm chấn được tính như sau: Trong hành trình trả Áp suất dầu cực đại trong giảm chấn là Trong đó Fp: Diện tích tiết diện của giảm chấn Ftd: Diện tích tiế diện ngang của thanh đẩy Pt: Lực cản lớn nhất của giảm chấn trong hành trình trả Pt = Kgt .v = 4385,347.0,3 = 526,242 (N) Thay số vào ta có. Trong hành trình nén Áp suất dầu cực đại trong giảm chấn là Pt: Lực cản lớn nhất của giảm chấn trong hành trình nén Pt = Kgt .v = 1754,139.0,3 = 1315,604 (N) Từ kết quả tính toán như trên ta thấy áp suất trong hành trình trả cũng như hành trình nén của giảm chấn đều thoả mãnđiều kiện làm việc cho phép về áp suất. III. TÍNH TOÁN CẢI TIẾN HỆ THỐNG TREO SAU Em chọn tăng thêm hai lá nhíp ở vị trí số 1 và vị trí giữa lá số 5 và số 6 đồng thời thay đổi chiều dài của các lá nhíp số 4,5,6,7 với các lá nhíp này ta có thể tăng thêm chiều dài bằng cách cắt các lá nhíp 1,2,3 đi 1- kiểm nghiệm độ êm dịu của nhíp. Để kiểm nghiệm độ êm dịu là tần số êm dao động của nhíp tức là tần số dao động trên một phót. Theo công thức : Ta có tần số dao động của nhíp. C : Độ cứng của cả nhíp M : Tải trọng tác dụng lên nhíp Công thức tính độ cứng của nhíp như sau . C = E : Môđun đàn hồi của vật liệu . E = 2.105 MN/m2 = 2.107 N/cm2 α : Hệ số điều chỉnh giữa lý thuyết và thực tế α = 0,85 ta có ak+1 = Lk- Lk+1 Yk = 1/Ik Yk+1 = 0 I1 = J1 ; I2 = J1 + J2 ; In = J1+ J2 + …Jn J1,J2,…Jn : Mômen quán tính của tiết diện lá nhíp Jk = b.hk3 b: Chiều rộng lá nhíp h: Chiều dày lá nhíp Lk = Lk: Chiều dày tổng lá nhíp Lo: Chiều dày quang treo lá nhíp. Lo =150 mm. Bảng tính toán nhíp sau chính STT Lk(cm) ak+1(cm) Jk(cm4) Ik Yk Yk - Yk+1 ak+1(Yk-Yk+1) 1 72.5 0 0,911 0,456 2,193 0 0 2 68,2 4,3 0,535 0,991 1,009 1,184 94,136 3 63,1 9,4 0,535 1,526 0,655 0,354 294,027 4 58,6 13,9 0,535 2,061 0,485 0,17 456,555 5 53,2 19,5 0,535 2,596 0,385 0,1 741,788 6 48,2 24,3 0,535 3,131 0,319 0,066 947,028 7 44,2 28,3 0,535 3,666 0,273 0,046 1042,598 8 40,7 31,8 0,535 4,201 0,238 0,035 1125,510 9 36,45 36,05 0,535 4,736 0,212 0,027 1246,969 10 31,45 41,05 0,535 5,272 0,189 0,022 1521,816 11 27,45 45,05 0,535 5,806 0,182 0,017 1554,295 12 22,05 50,45 0,535 6,341 0,158 0,014 1797,677 13 18,25 54,25 0,535 6,876 0,145 0,012 1915,934 14 14,25 58,25 0,535 7,411 0,135 0,01 1976,459 15 10 62,5 0,535 7,946 0,126 0,009 2197,266 16 5,75 66,75 0,535 8,481 0,118 0,008 2379,270 17 1,85 70,65 0,535 9,016 0,111 0,007 2469,207 72,5 0,111 4299,672 65877,905 Tính độ cứng nhíp chính theo công thức: α : Hệ số điều chỉnh giữa lý thuyết và thực tế : α = 0,85 Thay số vào ta có: Sau khi tính được độ cứng của nhíp chính và nhíp phụ ta có độ cứng của cả hệ thống là: Ct = C1 + C2 C1 :Độ cứng của nhíp phụ. C2 :Độ cứng của nhíp chính. Ta có Ct = 164,145 + 154,82 = 318,977 (kg/cm) Sau khi tính được độ cứng của nhíp ta tính được tần số dao động của nhíp. Tính độ võng của nhíp chính và nhíp phô . Ta có tần số dao động của nhíp. Từ công thức Kết luận: Qua phần kiểm nghiệm trên ta thây hệ thông treo sau xe zill-130 thoả mãn điều kiện êm dịu trong khi làm việc (khi đã tăng tải). Tần sốdao động cuae xe cho phép, với xe tải với n thuộc [85-120] (l/phút) . 2. tính độ võng tĩnh của nhíp chính và nhíp phụ. a, Phân trọng lượng được treo đặt lên từng nhíp. Với sự phân bố này phải đảm bảo sao cho khi đầy tải thì nhíp chính vẫn đủ bền. Không có công thức tính trực tiếp giá trị này. Do đó phải dùng phương pháp thử, nghĩa là giả thiết một trọng lượng nào đóđặt lên nhíp chính, tính bền cho nhíp chính, nếu không đủ bền thì phải giảm đi nếu thừa bền thì tăng lên.Trọng lượng này có thể tính từ việc chọn số phần % tải trọng của xe tại thời điểm nhíp phụ bắt đầu làm việc. Gọi a là % tảI trọng của xe tại thời điểm nhíp phụ bắt đầu làm việc(có thể chọn a = (30I50)% hoặc hơn nữa) Khi đó trọng lượng tác dụng lên hệ thông treo khi nhíp phụ bắt đầu làm việc Gc, = G0 + G0: Là trọng lượng không tải tác dụng lên hệ thống treo G : Là trọng lượng do tảI của xe tác dụng lên hệ thống treo(khi đầy tải) Gc,:Do nhíp chính chịu, ngoài ra khi đầy tải nhíp chính và nhíp phụ cùng chịu thêm tải trọng: Gf = Gt - Gc Biến dạng của nhíp phụ fp = Chó ý: Khi trị số a càng lớn thì xe càng “êm” Khi non tải nhưng nhíp dễ bị quá tải, và ngược lại, nếu a nhỏ quá thì ưu điểm của nhíp hai tầng sẽ bị giảm đi. Như đã tính toán ở trên ta thấy khi chọn a = 30% Thì nhíp phụ vẫn còn thừa bền mà nhíp chính đã quá bền vì vậy ta chọ trị số a giảm xuống để nhíp phụ chịu thêm tải và giảm tải cho nhíp chính. Khigiảm trị số a xuống thì khi xe chạy không tải sẽ không được (êm). Do đó khi xe đã cải tiến để tăng tải thì khuyến cáo không nên chạy không tải và chỉ chảytong trường hợp cả đi và về đèu có tải Do vậy ta chọn a = 27% Vậy từ công thức Gc, = G0 + Gc, = G0 + 0.27G Trong đó G0 : Là trọng lượng không tải tác dụng lên hệ thống treo G0 : Được tính như sau Từ công thức G0 = Pts= = = 644 (kg) Z0 :Tải trọng phân ra cầu saủ chế độ không tảI z0 = 2180 (kg) Mkt: Khối lượng phần không đưởcteo ở cầu sau. Mkt = gc + gbc gc : Khối lượng của cầu xe: gc = 500 (kg) gbc:Khối lượng của bánh xe; gbc = 98 (kg) Mkt= 500 + 4x98 = 892 (kg) Y G0 == 644 (kg) Thay vào ta có: Gc = 644 + 0,27.370 = 1657 (kg) Y Gp = Gt – Gc = 3750 – 1657 = 2093 (KG) Đây là trọng lượng mà nhíp chính và nhíp phụ cùng chịu. Vậy ta có biến dạng của nhíp phụ. fp = Ct : Độ cứng của nhíp chính và nhíp phụ. fp = = 6,588 YTrọng lượng phần được treo tác dụng lên nhíp phụ khi xe đầy tải. Gp = 6,588.164,145 = 1088 (KG) Trọng lượng phần được treo tác dụng lên nhíp chính là: Gc = Gt – Gp = 3570 – 1088 = 2662 (KG) 3. tính bền nhíp sau: Dùa vào phương pháp tải trọng tập trung để tính bền nhíp, giả sử có sơ đồ nhíp như sau. + Mô men quán tính của cá lá nhíp. b: Chiều rộng các lá nhíp hk: Chiều dày các lá nhíp) + Xác định hệ sốAk , Bk , Ck . Ak = (3.-1) Bk = – (1+) Ck = ()3(3) Ta có (n-1) hệ phương trình : A2.P + B2.X2 + C2.X3 = O A3.X2 + B3.X3 + C3.X4 =O ………………………… An.Xn-1 + Bn.Xn + Cn.Xn+1 = O Giải hệ trên Ta sẽ được X2, X3, …Xn a, tinh toán với nhíp phụ Nhíp phô xe zill-130 gồm 9 lá Bảng sau đây là chiều dài các lá nhíp và chiều dài làm việc của từng lá (Li). Li = Trong đóL0 : Là chiều dài phần kẹp bulông chữ U (phần quang nhíp) L0 = 150 (cm) Bảng kích thước các lá nhíp STT h (cm) b (cm) L (cm) Lk (cm) 1 0,8 7,5 115,0 50,0 2 0,8 7,5 106,0 45,5 3 0,8 7,5 92,0 38,5 4 0,8 7,5 80,0 32,5 5 0,8 7,5 68,0 26,5 6 0,8 7,5 56,0 21,5 7 0,8 7,5 44,0 14,5 8 0,8 7,5 32,0 8,5 9 0,8 7,5 20,0 2,5 Ta có: Jk = J1 = J9 = = 0,32 (cm4) Ta có bảng kết quả tính Ak; Bk; Ck STT Lk Jk Ak Bk Ck 1 50 0,32 0 0 0 2 45,5 0,32 1,148 -2 0,771 3 38,5 0,32 1,273 -2 0,768 4 32,5 0,32 1,277 -2 0,726 5 26,5 0,32 1,339 -2 0,72 6 21,5 0,32 1,349 -2 0,528 7 14,5 0,32 1,329 -2 0,414 8 8,5 0,32 2,058 -2 0,117 9 2,5 0,32 4,6 -2 Từ bảng trên ta có hệ phương trình : 1,148P – 2X2 + 0,771X3 = O 1,273X2 – 2X3 + 0,768X4 = O 1,277X3 – 2X4 + 0,726X5 = O 1,339X4 – 2X5 + 0,721X6 = O 1,349X5 – 2X6 + 0,528X7 = O 1,329X6 – 2X7 + 0,414X8 = O 2,058X7 – 2X8 + 0,117X9 = O 4,6X8 – 2X9 = O Sau khi giải hệ phương trình trên ta có P = 544 (KG) X6= 452,625 (KG) X2 = 516,8 (KG) X7= 398,763 (KG) X3 = 530.754 (KG) X8= 474,528 (KG) X4 = 525,977(KG) X9= 1091,413 (KG) X5 = 514,931 (KG STT Xk(KG) Xk(KG) 1 544 544 2 516,8 516,8 3 530,754 530,754 4 525,977 525,977 5 514,931 514,931 6 452,625 452,625 7 398,763 398,763 8 474,528 474528 9 1091,413 1091,413 Khi có các giá trị Xk ta xác định được các giá trị mô men tại A và B của từng lá nhíp như sau. B A ứng suất của nhíp được xác định s = MUAK / wAK Mu : Mô men uốn nhíp Wuc: Mômen chống uốn của nhíp W1 = W2=…..= W9 = Lập bảng tính ứng suất cho nhíp phụ: STT LK WK XK MUAK dUAK aK MUBK dUBK 1 50 0,8 544 3625,6 4607 4,5 2448,00 3060,000 2 45,5 0, 8 516,8 3080,371 3850,464 7,0 3617,601 4522,000 3 38,5 0,8 530,754 3339,777 4174,721 6,0 3184,584 3980,730 4 32,5 0,8 525,977 3448,581 4310,726 6,0 3155,862 3944,828 5 26,5 0,8 514,931 3919,234 4892,793 5,0 2574,655 3218,319 6 21,5 0,8 452,625 3949,374 4936,718 7,0 3168,375 3960,469 7 14,5 0,8 398,763 1748,576 2185,719 6,0 2392,578 2990,723 8 8,5 0,8 474,528 1304,956 1631,194 6,0 2847,168 3558,961 9 2,5 0,8 1091,413 2728,533 3410,666 0 0 0 ứng suất cho phép [dt] = 6000 (kg/cm2) So sánh các giá trị ứng suất của các lá nhíp trên với [dt] ta thấy lá nhíp đảm bảo bền. b. Tính toán với nhíp chính. Dùa vào phương pháp tải trọng tập trung để tính bền nhíp, giả sử có sơ đồ nhíp như sau. + Sè lá nhíp là 16 lá. + Tảitrọng tác dụng lên một đầu nhíp (Khi đầy tải) Pt = 1331 (KG) + Mô men quán tính của cá lá nhíp. hk: Chiều dày các lá nhíp h1 = 0.90 (cm) h2 = h3 = ….h16 = 0.95 (cm) + Xác định hệ sốAk , Bk , Ck . Ak = (3.-1) Bk = – (1+) Ck = ()3(3) Ta có (n-1) hệ phương trình : A2.P + B2.X2 + C2.X3 = O A3.X2 + B3.X3 + C3.X4 =O ………………………… An.Xn-1 + Bn.Xn + Cn.Xn+1 = O Giải hệ với X1 = P = M/2 = 1351(KG) Ta sẽ được X2, X3, …Xn Các kết quả hệ số Ak, Bk, Ck lập Bảng kích thước: STT h (mm) B (mm) L (mm) Li (mm) 1 9,0 75 1600 725 2 9,5 75 1514 682 3 9,5 75 1412 631 4 9,5 75 1322 586 5 9,5 75 1210 530 6 9,5 75 1114 482 7 9,5 75 1034 442 8 9,5 75 964 407 9 9,5 75 879 364,5 10 9,5 75 779 314,5 11 9,5 75 699 274,5 12 9,5 75 591 220,5 13 9,5 75 515 182,5 14 9,5 75 435 142,5 15 9,5 75 350 100 16 9,5 75 265 57,5 17 9,5 75 187 18,5 Ta xác dịnh hệ số A,B,C Ak = (3.-1) Bk = – (1+) Ck = ()3(3) Ta có bảng tính sau: STT Lk Jk Ak Bk Ck 1 72.5 0,911 0 0 0 2 68,2 0,535 0,642 -1,557 0,888 3 63,1 0,535 1,121 -2 0,893 4 58,6 0,535 1,115 -2 0,857 5 53,2 0,535 1,158 -2 0,864 6 48,2 0,535 1,149 -2 0,876 7 44,2 0,535 1,136 -2 0,882 8 40,7 0,535 1,129 -2 0,844 9 36,45 0,535 1,175 -2 0,745 10 31,45 0,535 1,159 -2 0,811 11 27,45 0,535 1,219 -2 0,709 12 22,05 0,535 1,367 -2 0,744 13 18,25 0,535 1,312 -2 0,0676 14 14,25 0,535 1,421 -2 0,566 15 10 0,535 16,38 -2 0,401 16 5,75 0,535 2,109 -2 0,1470 17 1,85 0,535 4,416 -2 0 Từ bảng kết quả trên ta có hệ phương trình: 0,642P – 1,557X2 + 0,888X3 = 0 1,121X2 – 2X3 + 0,893X4 = 0 1,115X3 – 2X4 + 0,857X5 = 0 1,158X4 – 2X5 + 0,864X6 = 0 1,149X5 – 2X6 + 0,876X7 = 0 1,136X6 – 2X7 + 0,882X8 = 0 1,129X7 – 2X8 + 0,844X9 = 0 1,175X8 – 2X9 + 0,745X10 = 0 1,159X9 – 2X10 + 0,811X11 = 0 1,219X10 – 2X11 + 0,709X12 = 0 1,367X11 – 2X12 + 0,744X13 = 0 1,312X12 – 2X13 + 0,676X14 = 0 1,421X13 – 2X14 + 0,566X15 = 0 1,638X14 – 2X15 + 0,401X16 = 0 2,109X15 – 2X16 + 0,147X17 = 0 4,416X16 – 2X17 = 0 Sau khi giải hệ phương trình trên ta có: X1= 1331 (KG) X2= 1273.767 (KG) X10= 1077,319 (KG) X3= 1270.219 (KG) X11= 1071,932 (KG) X4= 1253.022 (KG) X12= 1170,549 (KG) X5= 1263.046 (KG) X13= 1175,276 (KG) X6= 1255.768 (KG) X14= 1209,359 (KG) X7= 1217.804 (KG) X15= 1324,248 (KG) X8= 1156.914 (KG) X16= 1660,228 (KG) X9 = 1110,638 (KG) X17 = 3655,822 (KG Từ kết quả tính toán ta có bảng giá trị lực tác dụng lên tong lá nhíp: STT Xk Yk 1 1331 1331 2 1273,767 1273,767 3 1270,219 1270,219 4 1253,022 1253,022 5 1263,046 1263,046 6 1255,468 1255,468 7 1217,804 1217,804 8 1156,914 1156,914 9 1110,638 1110,638 10 1077,319 1077,319 11 1071,932 1071,932 12 1170,549 1170,549 13 1175,276 1175,276 14 1209,359 1209,359 15 1324,248 1324,248 16 1660,228 1660,228 17 3655,822 3655,822 ứng suất của nhíp được xác định s = MUAK / wAK Mu : Mô men uốn nhíp Wuc: Mômen chống uốn của nhíp W1 = W2 = W3=…..= W16 = Bảng tính ứng suất cho nhíp chính: STT LK WK XK MUAK dUAK aK MUBK dUBK 1 72.5 2,205 1331 9629,591 4753,872 4,3 5723,3 2826,321 2 68,2 1,128 1273,767 6720,091 5957,527 5,1 6496,212 5759,053 3 63,1 1,128 1270,219 6723,729 5960,753 4,5 5715,986 5067,363 4 58,6 1,128 1253,022 6233,042 5525,746 5,4 6766,318 5998,509 5 53,2 1,128 1263,046 6680,503 5922,432 5,0 6315,23 5598,608 6 48,2 1,128 1255,468 6686,609 5927,845 4,0 5021,872 4452,014 7 44,2 1,128 1217,804 6740,545 5975,661 4,2 5114,777 4534,376 8 40,7 1,128 1156,914 6603,657 5854.305 4,25 5784,571 5128,165 9 36,45 1,128 1110,638 6601,073 5852.015 5,0 5553,192 4923,041 10 31,45 1,128 1077,319 4457,138 3951364 4,0 4309,275 3820,279 11 27,45 1,128 1071,932 3613,912 3203,822 5,4 5788,434 5131,591 12 22,05 1,128 1170,549 4361,828 3866,867 3,8 4448,089 3943,341 13 18,25 1,128 1175,276 4215,421 3737,076 4,0 4701,105 4167,646 14 14,25 1,128 1209,359 3990,886 3538,019 4,25 5139,776 4556,538 15 10 1,128 1324,248 3696,169 3276,746 4,25 5628,054 4989,409 16 5,75 1,128 1660,228 5890,489 5222,065 3,9 6474,889 5740,151 17 1,85 1,128 3655,822 6763,271 5995,807 0 0 0 ứng suất cho phép [dt] = 6000 (kg/cm2) So sánh các giá trị ứng suất của các lá nhíp trên với [dt] ta thấy lá nhíp đảm bảo bền. II. yêu cầu kĩ thuật sau khi bảo dưỡng Đối với nhíp ô tô : Các bộ nhíp phải chịu tải trọng tốt trong mọi điều kiện đường xá . Các lá nhíp không bị xô lệch . Sù trượt ngang của các lá nhíp không lớn hơn 3 mm . Độ cong và độ cứng của 2 lá nhíp trên cùng một cầu xe phải tương đương . Độ dầy của hai bộ nhíp trên cùng một cầu không được chênh lệch nhau quá 2 mm . Nếu chênh lệch nhau quá lớn cho phép đổi xen kẽ các lá nhíp giữa 2 bộ để đảm bảo độ dầy tương đương nhau . Đối với bộ giảm chấn : Sau khi bảo dưỡng giảm chấn phải hoạt động tốt , làm việc nhạy , bảo đảm tính êm dịu của ô tô khi chuyển động . Giảm chấn phải được định vị chắc chắn , các gối đàn hồi linh hoạt không bị treo cứng hoặc bong tuột , không quá nóng không chảy dầu trong quá trình ô tô vận hành . III. những hư háng thông thường của hệ thống treo Nhíp xe : Do làm việc lâu ngày các lá nhíp bị giảm tính đàn hồi , các chốt và bạc các chốt nhíp bị mòn , nhíp bị gãy do quá tải … Những hư háng đó gây lên hiện tượng lệch cầu và mất ổn định khi ô tô vận hành . Nhíp giảm đàn hồi còn giảm sức chở của ô tô hoặc làm cho lốp mài vào thùng ô tô gây mòn lốp . Với bộ phận giảm chấn : Các bu lông bắt giữ có thể bị nới lỏng vòng chắn đầu khớp nối , van , lò xo …có thể bị mong gây hiện tượng dò , chảy dầu, hiệu quả giảm chấn giảm . Bé giảm chấn quá nóng là do các van (van nén van trả) bị kẹt hoặc bị tắc cũng có thể do thiếu dầu hoặc dầu bẩn , dầu biến chất . Cần kiểm tra bổ xung hoặc thay thế dầu mới . Các hư háng trên tuỳ theo mức độ điều chỉnh thay thế .