Chế tạo phương tiện thu gom rác và cải tạo bề mặt bãi biển

Chế tạo phương tiện thu gom rác và cải tạo bề mặt bãi biển Chế tạo phương tiện thu gom rác và cải tạo bề mặt bãi biển Chế tạo phương tiện thu gom rác và cải tạo bề mặt bãi biển luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỀ TÀI:

CHẾ TẠO PHƯƠNG TIỆN THU GOM RÁC VÀ

CẢI TẠO BỀ MẶT BÃI BIỂN

(VN- SEAGULL 0119)(Tính chọn nguồn động lực cho cơ cấu di chuyển và kiểm nghiệm bền khung

cơ cấu di chuyển - Chế tạo cơ cấu di chuyển, băng gạt rác và sàng rung)

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC HUYNH

Số thẻ sinh viên: 103150126

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS DƯƠNG VIỆT DŨNG

ThS DƯƠNG ĐÌNH NGHĨA Giảng viên phản biện: ThS NGUYỄN QUANG TRUNG

Đà Nẵng, 12/2019

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỀ TÀI:

CHẾ TẠO PHƯƠNG TIỆN THU GOM RÁC VÀ

CẢI TẠO BỀ MẶT BÃI BIỂN

(VN- SEAGULL 0119)(Tính chọn nguồn động lực cho cơ cấu di chuyển và kiểm nghiệm bền khung

cơ cấu di chuyển - Chế tạo cơ cấu di chuyển, băng gạt rác và sàng rung)

Đà Nẵng, 12/2019

TÓM TẮT

Tên đề tài: Chế tạo phương tiện thu gom rác và cải tạo bề mặt bãi biển Seagull 0119)

(VN-Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Huynh Mã thẻ SV: 103150126

Nguyễn Quý Phi Mã thẻ SV: 103150142 Lớp: 15C4B

Hiện nay, tình trạng rác thải trên các bãi biển Đà Nẵng nói riêng và cả nước nói chung là đáng báo động Mặc dù vậy các giải pháp thu gom rác, làm sạch bãi biển hiện nay vẫn còn nhiều bất cập Hầu như phương án thu gom rác hiện nay sử dụng bằng phương pháp thủ công là chính Thấy rõ được những hạn chế đó nhóm đã tìm hiểu, phân tích đặc điểm cụ thể của rác thải tại các bãi biển du lịch tại thành phố Đà Nẵng, từ đó lên phương án thiết kế, chế tạo phương tiện thu gom rác và cải tạo bề mặt bãi biển Trên

cơ sở sử dụng nguồn động cơ đốt trong cở nhỏ dư thừa trong tương lai kết hợp với động

cơ điện sử dụng nguồn năng lượng được sạc từ tấm pin năng lượng mặt trời Nhằm hướng đến một phương tiện Hybrid có khả năng tối ưu hóa hiệu suất làm việc và giảm thiểu ô nhiễm môi trường Sản phẩm chế tạo của phương tiện thu gom rác và cải tạo bề mặt bãi biển hiện nay, qua lần thử nghiệm đầu tiên đã đảm bảo được cơ bản nhu cầu thực tế của việc thu gom rác và cải tạo bãi biển Theo kế hoạch đề ra sắp tới phương tiện thu gom rác và cải tạo bề mặt bãi biển này sẽ được nâng cấp, hoàn thiện và áp dụng vào thực tế

Với đề tài “Chế tạo phương tiện thu gom rác và cải tạo bề mặt bãi biển

(VN-Seagull 0119)” nội dung toàn bộ đề tài xoay quanh về quy trình chế tạo phương tiện

Tất cả nội dung của đồ án, toàn bộ bao gồm có 5 chương với nội dung của mỗi chương khác nhau nhưng giữa chúng có sự liên kết chặt chẽ và bổ sung cho nhau để tạo thành một bản tổng thể hoàn chỉnh Dưới đây là phần tóm tắt nội dung của từng chương

và được trình bày theo trình tự như sau:

- Chương 1: Giới thiệu về bản thiết kế phương tiện thu gom và cải tạo bề mặt bãi biển năm 2018

- Chương 2: Hoàn thiện bản thiết kế phương tiện thu gom rác và cải tạo bãi biển năm 2018

- Chương 3: Chế tạo sản phẩm nghiên cứu

- Chương 4: Thử nghiệm sản phẩm

- Chương 5: Kết luận và hướng phát triển đề tài

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Chế tạo phương tiện thu gom rác và cải tạo bề mặt bãi biển (VN-Seagull 0119)

2 Đề tài thuộc diện: ☒ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện

3 Các số liệu và dữ liệu ban đầu:

Dựa vào kết quả bản thiết kế sơ bộ phương tiện thu gom rác và cải tạo bề mặt bãi biển năm 2018

Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

• Tổng quan về đề tài nghiên cứu và bản thiết kế sơ bộ

• Tính chọn động cơ điện cơ cấu băng gạt rác và bộ chuyển năng lượng cho động cơ điện và kiểm nghiệm bền, chuyển vị khung cơ cấu di chuyển

• Chế tạo cơ cấu di chuyển, cơ cấu băng gạt rác và san phẳng mặt cát

• Kết luận và định hướng phát triển của đề tài

4 Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):

5 Bản vẽ chi tiết trục chủ động cơ cấu di chuyển 1

PGS.TS Dương Việt Dũng ThS Dương Đình Nghĩa

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời kì kinh tế hội nhập hiện nay, nền kinh tế Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ, cùng với nền khoa học, kỹ thuật ngày càng tiến bộ Trong đó, ngành Cơ khí động lực đóng vai trò lớn trong định hướng phát triển của đất nước

Được sự cho phép của khoa Cơ khí Giao Thông, trong tập đồ án tốt nghiệp này

em được nhận đề tài “Chế tạo phương tiện thu gom rác và cải tạo bề mặt bãi biển

(VN-Seagull 0119)” Nội dung của đề tài này giúp em hệ thống hóa được những kiến thức

đã học trên ghế nhà trường, nâng cao tìm hiểu các loại xe chuyên dụng khác nhau, từ đây có thể đi sâu nghiên cứu về xe chuyên dụng

Trong đồ án này nêu lên quy trình sản xuất phương tiện và những thử nghiệm bước đầu để tạo tiền đề sau này tiếp tục cải tiến từ đó sản phẩm ngày càng hoàn thiện hơn nhằm giải quyết những bất cập trong việc thu gom rác tại các bãi biển du lịch trên địa bàn thành phố Đà Nẵng hiện nay

Được sự hướng dẫn rất tận tình của PGS.TS Dương Việt Dũng, ThS Dương

Đình Nghĩa và KS Lê Công Tín (trưởng bộ phận mô phỏng Nhà máy Tải Thaco)

Cùng với sự nỗ lực của bản thân, em đã hoàn thành nhiệm vụ của đề tài này Vì thời gian và kiến thức có hạn nên trong tập đồ án này không thể tránh khỏi những sai sót nhất định Vì vậy em mong quý thầy, cô trong bộ môn đóng góp ý kiến để đề tài của chúng

em được hoàn thiện hơn

Qua đây, em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy, cô giáo trong khoa Cơ khí Giao thông đã truyền đạt hướng dẫn cho em rất nhiều kiến thức quý báu trong quá trình học tập ở trường và thời gian làm Đồ án Tốt Nghiệp

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong đồ án này là trung thực và chưa hề sử dụng để bảo vệ một học vị nào Các số liệu sử dụng trong đồ án có nguồn gốc rõ ràng và công bố theo quy định

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Ngọc Huynh

MỤC LỤC

Tóm tắt

Lời nói đầu vi

Lời cam đoan ii

Mục lục iii

Danh mục hình ảnh vi

Danh mục bảng biểu ix

Danh sách các ký hiệu, chữ viết tắt x

Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ BẢN THIẾT KẾ PHƯƠNG TIỆN THU GOM VÀ CẢI TẠO BỀ MẶT BÃI BIỂN NĂM 2018 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Tổng quan về bản thiết kế sơ bộ 4

1.2.1 Tổng thể thiết kế 4

1.2.2.1 Bản thiết kế 2D phương tiện 4

1.2.2.2 Bản thiết kế 3D phương tiện 6

1.2.2 Phương án bố trí nguồn động lực Hybrid song song trên phương tiện 6

1.2.2.1 Cơ sở hình thành nguồn động lực Hybrid song song 6

1.2.3 Phân tích đặc điểm chung của phương tiện 11

1.2.3.1 Cơ cấu di chuyển 11

1.2.3.2 Cơ cấu thu gom 13

1.2.3.3 Cơ cấu băng gạt rác 13

1.2.3.4 Cơ cấu sàng rung 14

1.2.3.5 Cơ cấu san phẳng mặt cát 14

1.2.3.6 Cabin 15

1.2.3.7 Thùng chứa rác 15

Chương 2: HOÀN THIỆN BẢN THIẾT KẾ PHƯƠNG TIỆN THU GOM RÁC VÀ CẢI TẠO BÃI BIỂN NĂM 2018 16

2.1 Tính chọn động cơ điện cho cơ cấu băng gạt 16

2.2 Bộ chuyển đổi năng lượng cho động cơ điện 18

2.2.1 Máy phát điện 18

2.2.2 Tấm Pin năng lượng mặt trời 19

2.2.3 Bộ chuyển đổi năng lượng mặt trời MPPT 19

2.3 Kiểm nghiệm bản thiết kế trên phần mềm Hyperworks 20

2.3.1 Phần mềm Hyperworks 20

2.3.1.1 Giới thiệu chung về phầm mềm Hyperworks 20

2.3.1.2 Các Module của HyperWorks 20

2.3.2 Kiểm nghiệm bền và chuyển vị khung cơ cấu di chuyển 23

2.3.2.1 Tải trọng phân bố trên khung 23

2.3.2.2 Kiểm nghiệm bền 25

2.3.2.3 Kiểm nghiệm chuyển vị 25

Chương 3: CHẾ TẠO SẢN PHẨM 26

3.1 Cơ sở chế tạo công nghệ hàn 26

3.1.1 Định nghĩa và đặc điểm quá trình hàn 26

3.1.1.1 Định nghĩa quá trình hàn 26

3.1.1.2 Đặc điểm quá trình hàn 28

3.1.2 Ký hiệu mối hàn 29

3.1.3 Tiêu chuẩn chọn thông số dòng điện hàn, điện áp hàn, tốc độ hàn, đường kính que hàn 30

3.1.3.1 Dòng điện hàn 30

3.1.4 Tiêu chuẩn quốc gia về mối hàn 34

3.1.5 Bố trí mối hàn 36

3.1.6 Yêu cầu kỹ thuật khi hàn 38

3.2 Quy trình công nghệ chế tạo 41

3.2.1 Cơ cấu di chuyển 41

3.2.1.1 Gia công các bộ phận của cơ cấu di chuyển 41

3.2.1.2 Lắp ráp các bộ phận của cơ cấu di chuyển 49

3.2.2 Cơ cấu băng gạt rác 51

3.2.2.1 Gia công các bộ phận của cơ cấu thu gom 51

3.2.2.2 Lắp ráp các bộ phận của cơ cấu băng gạt rác 57

3.2.3 Cơ cấu sàng rung 59

3.3 Quy trình công nghệ lắp ráp hoàn thiện phương tiện 61

3.4 Sơ đồ Gantt phân chia công việc 64

Chương 4: THỬ NGHIỆM SẢN PHẨM 70

4.1 Cơ sở thử nghiệm 70

4.1.1 Định nghĩa 70

4.1.2 Ý nghĩa việc thử nghiệm 70

4.1.3 Quy trình thử nghiệm 70

4.2 Quy trình thử nghiệm sản phẩm 71

4.2.1 Mục tiêu thử nghiệm 71

4.2.2 Địa điểm thử nghiệm 71

4.2.2.1 Vị trí địa lý 71

4.2.2.2 Đặc điểm 72

4.2.2.3 Những thuận lợi khi thử nghiệm trên Bãi biển Nam Ô 72

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 73

5.1 Kết luận 73

5.2 Định hướng phát triển của đề tài 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

DANH MỤC HÌNH ẢNH

HÌNH 1.1 Vị trí địa lý thành phố Đà Nẵng 1

HÌNH 1.2 Bãi biển Mỹ Khê 2

HÌNH 1.3 Hình ảnh rác thải trên bãi biển Đà Nẵng 2

HÌNH 1.4 Hình ảnh công nhân Môi trường đô thị Đà Nẵng thu gom rác 3

HÌNH 1.5 Hình ảnh công nhân Môi trường đô thị Đà vận chuyển rác 3

HÌNH 1.6 Bản vẽ 2D tổng thể phương tiện 4

HÌNH 1.7 Sơ đồ tổng thể nguyên lý làm việc của phương tiện 5

HÌNH 1.8 Bản vẽ 3D tổng thể phương tiện trên phần mềm Catia V5R21 6

HÌNH 1.9 Sơ đồ nguồn động lực Hybrid song song 7

HÌNH 1.10 Cấu hình hệ thống hai trục 8

HÌNH 1.11 Hệ thống động lực hybrid song song kết hợp mô men một trục truyền động trước 9

HÌNH 1.12 Hệ thống động lực hybrid song song kết hợp mô men trục riêng rẽ 9

HÌNH 1.13 Sơ đồ bố trí nguồn động lực 10

HÌNH 1.14 Sơ đồ tổng thể phương tiện thu gom rác và cải tạo bề mặt bãi biển 11

HÌNH 1.15 Sơ đồ dẫn động cơ cấu di chuyển và kết cấu của cơ cấu căng đai 12

HÌNH 1.16 Cơ cấu thu gom 13

HÌNH 1.17 Cơ cấu băng gạt rác 13

HÌNH 1.18 Cơ cấu sàng rung 14

HÌNH 1.19 Cơ cấu san phẳng mặt cát 14

HÌNH 1.20 Cabin 15

HÌNH 1.21 Thùng rác 240l 15

HÌNH 2.1 Cơ cấu băng gạt rác 18

HÌNH 2.2 Máy phát điện ô tô 18

HÌNH 2.3 Tấm pin năng lượng mặt trời poly 19

HÌNH 2.4 Bộ điều khiển sạc MPPT 12/24/36/48 V 20

HÌNH 2.5 Giới thiệu về HyperMesh 21

HÌNH 2.6 Tổng quan về HyperView 21

HÌNH 2.7 Giới thiệu về MotionView 22

HÌNH 2.8 Tổng quan về HyperGraph 22

HÌNH 2.9 Tổng quan về Optistruct 23

HÌNH 2.10 Sơ đồ tải trọng phân bố lên khung cơ cấu di chuyển 23

HÌNH 2.11 Ứng suất tập trung trên khung cơ cấu di chuyển 25

HÌNH 2.12 Chuyển vị các điểm trên cơ cấu khung di chuyển 25

HÌNH 3.1Hàn hồ quang điện cực nóng chảy 27

HÌNH 3.2 Hàn tự động SAW 27

HÌNH 3.3 Hàn MIG 27

HÌNH 3.4 Hàn TIG 28

HÌNH 3.5 Hàn điện xỉ ESW 28

HÌNH 3.6 Hình dạng mối hàn và ảnh hưởng của cường độ dòng hàn 31

HÌNH 3.7 Hình dạng mối hàn và ảnh hưởng của mật độ dòng điện hàn 32

HÌNH 3.8 Quan hệ giữa điện áp hàn và hình dạng mối hàn 33

HÌNH 3.9 Hình dạng mối hàn và ảnh hưởng của tốc độ hàn 33

HÌNH 3.10 Minh họa các kiểu bố trí mối hàn 36

HÌNH 3.11 Bản vẽ kết cấu khung cơ cấu di chuyển 41

HÌNH 3.12 Lưu đồ sản xuất khung cơ cấu di chuyển 42

HÌNH 3.13Bản vẽ kết cấu xích di chuyển 44

HÌNH 3.14 Bản vẽ kết cấu xích di chuyển 44

HÌNH 3.15 Lưu đồ sản xuất xích di chuyển 45

HÌNH 3.16 Bản vẽ các chi tiết khác trong cơ cấu di chuyển 47

HÌNH 3.17 Lưu đồ sản xuất các chi tiết khác trong cơ cấu di chuyển 48

HÌNH 3.18 Lắp ráp các cụm chi tiết trong cơ cấu di chuyển 49

HÌNH 3.19 Lưu đồ sản xuất lắp ráp cơ cấu di chuyển 50

HÌNH 3.20 Bản vẽ kết cấu khung cơ cấu băng gạt 51

HÌNH 3.21 Lưu đồ sản xuất khung cơ cấu băng gạt 52

HÌNH 3.22 Bản vẽ kết cấu trục và bánh răng 53

HÌNH 3.23 Lưu đồ sản xuất trục và bánh răng 54

HÌNH 3.24 Bản vẽ kết cấu chổi quét 55

HÌNH 3.25 Lưu đồ sản xuất chổi quét 56

HÌNH 3.26 Bản vẽ lắp các cụm chi tiết băng gạt 57

HÌNH 3.27 Lưu đồ sản xuất lắp ráp cơ cấu băng gạt 58

HÌNH 3.28 Bản vẽ kết cấu khung cơ cấu sàng rung 59

HÌNH 3.29 Lưu đồ sản xuất cơ cấu sàng rung 60

HÌNH 3.30 Bản vẽ lắp tổng thể phương tiện 61

HÌNH 3.31 Lưu đồ sản xuất lắp ráp hoàn thiện phương tiện 62

HÌNH 4.1 Vị trí địa lý Bãi biển Nam Ô 71

HÌNH 4.2 Các loại rác trên Bãi biển Nam Ô 72

HÌNH 5.1 Hình ảnh nhóm đạt giải Nhì tại cuộc thi Sinh viên NCKH cấp thành phố 74

HÌNH 5.2 Bài viết về đề tài của nhóm trên tờ báo Dantri 74

DANH MỤC BẢNG BIỂU

BẢNG 2.1 Thông số đầu vào 16

BẢNG 2.2 Hệ số ma sát và độ dài điều chỉnh băng tải 17

BẢNG 2.3 Thông số kỹ thuật 19

BẢNG 2.4 Tải trọng phân bố 24

BẢNG 3.1 Kí hiệu mối hàn dùng trong kỹ thuật 29

BẢNG 3.2 Hệ số độ bền của mối hàn hồ quang điện, hàn hơi 39

BẢNG 3.3 Góc uốn cho phép nhỏ nhất khi uốn thử mối hàn 40

BẢNG 3.4 Trị số độ dai va đập của kim loại mối hàn 40

BẢNG 4.1 Diện tích Bãi biển Nam Ô 72

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

KÝ HIỆU:

CHỮ VIẾT TẮT:

Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ BẢN THIẾT KẾ PHƯƠNG TIỆN THU

GOM VÀ CẢI TẠO BỀ MẶT BÃI BIỂN NĂM 2018

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Thành phố Đà Nẵng gồm vùng đất liền và vùng quần đảo trên biển Đông Vùng

đất liền nằm ở 15055' đến 16014' vĩ độ Bắc, 107018' đến 108020' kinh độ Đông, Bắc giáp tỉnh Thừa Thiên - Huế, Tây và Nam giáp tỉnh Quảng Nam, Đông giáp Biển Đông Vùng biển gồm quần đảo Hoàng Sa nằm ở 15045’ đến 17015’ vĩ độ Bắc, 1110 đến 1130 kinh

độ Đông, cách đảo Lý Sơn (thuộc tỉnh Quảng Ngãi, Việt Nam) khoảng 120 hải lý về phía Nam

Hình 1.1 Vị trí địa lý thành phố Đà Nẵng

Đà nẵng được xem là trung tâm kinh tế của miền trung, cùng với tài nguyên thiên nhiên phong phú đặc biệt là các bãi biển đẹp Bãi biển Mỹ Khê đã được tạp chí kinh tế hàng đầu Mỹ Forbes bình chọn là một trong sáu bãi biển đẹp nhất hành tinh Ngoài ra,

Đà Nẵng còn nhiều bãi biển đẹp khác như bãi biển Non Nước, bãi biển Tiên Sa, bãi biển Nam Ô,… Nơi đây thường tổ chức các hoạt động vui chơi giải trí trên các bãi biển

Hình 1.2 Bãi biển Mỹ Khê Nhưng bên cạnh đó, việc thu gom rác trên các bãi biển hiện nay còn nhiều bất cập Theo thống kê của URENCO Đà Nẵng, lượng rác thải thu gom ở khu vực biển tăng dần qua các năm Hiện nay, lượng rác biển thu gom trung bình 4.000 [tấn/năm], chiếm 1,5% trong tổng lượng rác thải đô thị thu gom toàn thành phố, chưa tính mùa mưa bão hoặc sau các cơn mưa lớn, nước từ thượng nguồn theo các sông đổ về mang theo rác tấp vào dọc bờ biển thành phố

Hình 1.3 Hình ảnh rác thải trên bãi biển Đà Nẵng

Một trong những nguyên nhân ứ đọng không thể giải quyết kịp rác thải là do khối lượng rác thải là quá tải so với lực lượng nhân công có thể giải quyết, cùng với đó là phương pháp thu gom rác còn quá thô sơ làm giảm đáng kể hiệu quả thu gom rác thải

Hình 1.4 Hình ảnh công nhân Môi trường đô thị Đà Nẵng thu gom rác

Hình 1.5 Hình ảnh công nhân Môi trường đô thị Đà Nẵng vận chuyển rác

Nhằm mục đích có thể tăng khả năng thu gom rác, giảm sức lao động và chi phí thuê công nhân vệ sinh cũng như giảm tối đa mức độ ô nhiễm môi trường biển do rác thải gây nên Chúng em đã tiến hành khảo sát các loại rác thải thường có mặt trên các bãi biển Đà Nẵng, nhằm từ đó xây dựng được hệ thống thu gom rác một cách tối ưu và tận dụng nguồn động cơ đốt trong cỡ nhỏ kết hợp với nguồn năng lượng mặt trời để vận hành phương tiện nhằm góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường

1.2 Tổng quan về bản thiết kế sơ bộ

Bản thiết kế phương tiện thu gom rác và cải tạo bề mặt bãi biển năm 2018 đã dừng lại ở việc tính toán nguồn động lực cho cơ cấu di chuyển và cơ cấu thu gom, xây dựng bản thiết kế sơ bộ trên phần mềm Autocad và Catia V5R21 Sau đây là phần tổng quan

về bản thiết kế đã công bố trước đó

1.2.1 Tổng thể thiết kế

1.2.2.1 Bản thiết kế 2D phương tiện

Hình 1.6 Bản vẽ 2D tổng thể phương tiện Thiết kế xe thu gom rác và cải tạo bề mặt bãi biển hoạt động bằng các cơ cấu chuyển động cơ khí sử dụng nguồn động lực từ động cơ đốt trong một xi lanh và động

cơ điện Động cơ đốt trong truyền chuyển động qua bộ giảm tốc đến cơ cấu di chuyển thông qua hệ thống đai và xích Động cơ điện sử dụng nguồn năng lượng từ ắc quy (được nạp từ máy phát và tấm pin năng lượng mặt trời) truyền chuyển động đến cơ cấu thu gom, băng gạt rác và sàng rung

Sau đây là nguyên lý làm việc của phương tiện:

Hình 1.7 Sơ đồ tổng thể nguyên lý làm việc của phương tiện

1- Mặt cát làm việc; 2- Cơ cấu thu gom; 3- sàng rung; 4- Cơ cấu băng gạt rác; 5- Cửa luân chuyển rác từ cơ cấu làm việc vào cơ cấu băng gạt; 6- Thùng chứa rác

Nguyên lý làm việc:

Rác trên mặt cát (1) được cơ cấu thu gom (2) cào lên nhờ các răng cào Rác được đưa từ mặt cát lên sàng rung (3) tại đây rác được loại bỏ hoàn toàn cát và đi vào cửa luân chuyển rác (5) Sau đó, rác được đi vào cơ cấu băng gạt, ở đây nhờ các thanh gạt của cơ cấu băng gạt (4) mà rác được đưa lên miệng băng gạt và rơi vào thùng rác (6) Chu trình thu gom rác cứ lặp đi lặp lại cho đến khi phương tiện thu gom rác ngưng hoạt động

Về ưu, nhược điểm của loại hình thu gom này:

- Ưu điểm:

+ Quá trình làm việc và hoạt động ổn định, điều khiển linh hoạt dễ dàng + Giảm sức lao động công nhân, năng suất cao

+ Chi phí chế tạo thấp

+ Với loại hình thiết kế này, xe là chuỗi kết hợp giữa các cơ cấu theo nguyên

lý cào cát để đưa rác vào sàng rung và cơ cấu băng gạt theo nguyên lý gạt rác dồn vào thùng chứa Với đặc điểm đó thì xe có thể thu gom được hầu hết tất cả loại rác trên các bãi cát khô lẫn trên bãi cát ướt

+ Hiệu suất thu gom vào khoảng 80÷90%

- Nhược điểm:

+ Yêu cầu về độ chính xác khi gia công cơ khí cao

1.2.2.2 Bản thiết kế 3D phương tiện

Hình 1.8 Bản vẽ 3D tổng thể phương tiện trên phần mềm Catia V5R21

1- Cơ cấu thu gom; 2- Cơ cấu sàng rung; 3- Cơ cấu băng gạt rác; 4- Tấm pin năng lượng mặt trời; 5- Cabin; 6- Thùng chứa rác; 6- Cơ cấu di chuyển

1.2.2 Phương án bố trí nguồn động lực Hybrid song song trên phương tiện

1.2.2.1 Cơ sở hình thành nguồn động lực Hybrid song song

Việt Nam là một trong những nước đang phát triển ở Đông Nam Á có mức độ

gia tăng nhu cầu sử dụng điện khá cao, đồng thời tỷ trọng năng lượng hóa thạch sử dụng

trong phát điện vẫn còn khá lớn Bên cạnh nguy cơ thiếu hụt nguồn năng lượng hóa

thạch do trữ lượng đang dần cạn kiệt thì việc sử dụng năng lượng hóa thạch đang gây ô

nhiễm, ảnh hưởng lớn đến môi trường cũng là một thực trạng mà Việt Nam phải đối

mặt Trong khi đó, Việt Nam được biết đến là một nước có tiềm năng khá lớn về năng

lượng tái tạo (NLTT) nhưng hiện tại mới chỉ khai thác và sử dụng một tỷ lệ rất nhỏ Cho

đến nay số các dự án có tầm cỡ và quy mô ở nước ta rất ít, tỷ trọng công suất lắp đặt các

nhà máy điện từ NLTT trong tổng công suất đặt của cả hệ thống còn rất khiêm tốn

Đẩy mạnh sử dụng NLTT đang là xu thế của các nước trên thế giới, bởi vai trò

quan trọng và tính ưu việt của chúng, đặc biệt trong bối cảnh công nghệ sản xuất điện

từ NLTT đang phát triển rất nhanh, dần đảm bảo khả năng cạnh tranh với các nguồn

năng lượng truyền thống Chính vì vậy, việc gia tăng tỷ lệ điện năng sản xuất từ NLTT

là một đòi hỏi tất yếu cho sự phát triển của hệ thống điện, cần được đưa vào cụ thể hơn

trong quy hoạch nguồn điện Việt Nam

Tiềm năng năng lượng mặt trời có thể khai thác được căn cứ vào bức xạ mặt trời

Việt Nam là khu vực có bức xạ mặt trời hàng năm tương đối lớn và ổn định, đặc biệt là

các khu vực Cao nguyên Miền Trung, duyên hải miền Trung và Miền Nam, Đồng bằng

sông Cửu Long Việt nam được xem là một quốc gia có tiềm năng rất lớn về năng lượng mặt trời, đặc biệt ở các vùng miền trung và miền nam của đất nước, với cường độ bức

xạ mặt trời trung bình khoảng 5 [kWh/m2] Trong khi đó cường độ bức xạ mặt trời lại thấp hơn ở các vùng phía Bắc, ước tính khoảng 4 [kWh/m2] do điều kiện thời tiết với trời nhiều mây và mưa phùn vào mùa đông và mùa xuân (Tô Quốc Trụ, 2010) Ở Việt nam, bức xạ mặt trời trung bình 150 [kcal/m2] chiếm khoảng 2.000 – 5.000 [giờ] trên năm, với ước tính tiềm năng lý thuyết khoảng 43,9 tỷ TOE (Tô Quốc Trụ, 2010; Trịnh Quang Dũng, 2010)

Với những nhu cầu sử dụng rộng rãi và tiềm năng phát triển của năng lượng mặt trời như vậy.Nhưng bên cạnh đó, để áp dụng lên phương tiện thu gom rác đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu cho bộ tích trữ năng lượng cũng như các hệ thống khác rất lớn, dẫn đến tổng chi phí cấu thành sản phẩm sẽ lớn theo Điều này, không phù hợp với điều kiện hiện tại trên các máy móc của đất nước ta

Để cân nhắc giữa việc bảo vệ môi trường và chi phí đầu tư cho phương tiện, nhóm nghiên cứu đã quyết định chọn công nghệ Hybrid song song để áp dụng vào hệ thống động lực cho phương tiện Nhằm mục đích có thể sử dụng nguồn năng lượng tái tạo (năng lượng mặt trời) và sử dụng động cơ xăng một cách hợp lý ở mức tối thiểu nhất có thể

Đối với loại hệ thống Hybrid song song, cả hai nguồn động lực (điện và xăng) đều được kết nối trực tiếp vào bánh xe và có thể truyền động lực một cách độc lập hoặc đồng thời Nói một cách đơn giản là bánh xe có thể được xoay một cách riêng biệt bằng động cơ điện hoặc động cơ xăng hoặc cả hai Động cơ điện có hai chức năng chính: Chức năng thứ nhất là chuyển hóa điện năng được cung cấp từ pin điện thành cơ năng, chức năng thứ hai là chuyển hóa ngược lại từ cơ năng thành điện năng để nạp lại cho pin Hầu hết các hãng sản xuất Ô tô Hybrid hiện nay đều thiết kế theo cách này vì có thể tận dụng cả hai nguồn năng lượng một cách hiệu quả nhất

Hình 1.9 Sơ đồ nguồn động lực Hybrid song song

1- Ắc quy; 2- Bộ chuyển đổi; 3- Động cơ điện; 4- Thùng nhiên liệu; 5- Động cơ xăng

Sơ đồ này có ưu điểm là: Công suất của ôtô sẽ mạnh hơn do sử dụng cả hai nguồn năng lượng, không cần dùng máy phát riêng do động cơ điện có tính năng giao hoán, lưỡng dụng sẽ làm nhiệm vụ nạp điện cho ắc quy trong các chế độ hoạt động bình thường, ít tổn thất cho các cơ cấu truyền động trung gian Động cơ điện được sử dụng ở đây là loại đặc biệt có tính năng lưỡng dụng, nó có thể khởi động động cơ đốt trong và dùng như một máy phát điện để nạp điện cho ắc quy, cung cấp năng lượng trong trường hợp xe cần gia tốc hoặc lên dốc

Nhược điềm của sơ đồ này là: Hệ thống khá phức tạp, hiệu quả giảm ở tốc độ thấp, ICE không thể tách rời khỏi bánh xe nên pin không thể sạc ở trạng thái dừng

Có rất nhiều cấu hình của hệ thống phối hợp mô men ô tô hybrid Chúng được phân thành 2 dạng: hai trục và một trục Trong mỗi loại, cơ cấu truyền lực có thể đặt ở các vị trí khác nhau và được thiết kế với các bánh răng khác nhau dựa vào đặc tính kéo của ô tô Một thiết kế tối ưu phụ thuộc chủ yếu vào các yêu cầu lực kéo, kích cỡ và đặc tính động cơ nhiệt, kích cỡ và đặc tính động cơ điện,…

Hình 1.10 giới thiệu hệ thống hai trục, trong đó hai cơ cấu truyền động được sử dụng: cơ cấu truyền động thứ nhất đặt giữa động cơ nhiệt và cơ cấu phối hợp mô men,

cơ cấu truyền động thứ hai đặt giữa động cơ điện và bộ phối hợp mô men Cả hai cơ cấu truyền động có thể là truyền động một cấp hoặc truyền động nhiều cấp

Hình 1.10 Cấu hình hệ thống hai trục

Cấu trúc đơn giản và gọn nhẹ của bộ phối hợp mô men ô tô hybrid song song là cấu hình một trục trong đó rotor của động cơ điện đồng thời làm chức năng cơ cấu phối hợp mô men Một bộ truyền động có thể được đặt ở phía sau động cơ điện được kết nối với động cơ nhiệt thông qua một ly hợp đặt giữa động cơ nhiệt và động cơ điện Các cấu hình trước được gọi là “tiền truyền động” (động cơ điện đặt ở đầu hệ thống truyền động)

và cấu hình sau được gọi là “hậu truyền động” (động cơ điện đặt sau hệ thống truyền động)

Hình 1.11 Hệ thống động lực hybrid song song kết hợp mô men một trục truyền động

trước

Một cơ cấu kết hợp mô men khác của ô tô hybrid song song là cấu trục trục tách rời, trong đó một trục được dẫn động bởi động cơ nhiệt và trục còn lại được dẫn động bởi động cơ điện Lực kéo từ hai động cơ được tổng hợp lại thông qua khung gầm xe và mặt đường

Hình 1.12 Hệ thống động lực hybrid song song kết hợp mô men trục riêng rẽ

1.2.2.2 Bố trí nguồn động lực Hybrid song song trên phương tiện

a Sơ đồ bố trí

Hình 1.13 Sơ đồ bố trí nguồn động lực

1- Cơ cấu sàng rung; 2- Tấm pin năng lượng mặt trời; 3- Bộ sạc; 4- Bộ chuyển đổi năng lượng; 5- Ắc quy; 6- Máy phát điện; 7- Động cơ đốt trong cho di chuyển và vận hành máy phát điện; 8- Bánh xích di cơ cấu di chuyển; 9- Băng gạt rác; 10- Động cơ điện cho băng gạt rác; 11-Động cơ điện cho cơ cấu thu gom; 12- Động cơ điện cho cơ

cấu sàng rung; 13- Cơ cấu thu gom

b Nguyên lý hoạt động của nguồn động lực

Động cơ đốt trong (7) sẽ đóng vai trò là nguồn cung cấp mô men để phương tiện di chuyển và quay máy phát điện (6) để sạc ắc quy (5) Ngoài máy phát điện (4) cung cấp điện cho ắc quy thì còn có các tấm pin mặt trời (2) sẽ cung cấp điện cho ắc quy (5) thông qua bộ sạc (3) Tại ắc quy (5) điện sẽ được chạy tới bộ chuyển đổi sạc (4) và

đến các động cơ điện (8), (9), (10) để thực hiện nhiệm vụ của chúng

1.2.3 Phân tích đặc điểm chung của phương tiện

1.2.3.1 Cơ cấu di chuyển

a Cấu tạo

Xe di chuyển nhờ cặp bánh xích được dẫn động từ 1 động cơ đốt trong cỡ nhỏ 11,4 [Kw] (động cơ xe máy) và được điều khiển nhờ vào hai cần điều khiển trên cabin, việc điều khiển này sẽ được nêu rõ hơn ở bên dưới Hệ thống phanh được bố trí ở các cặp bánh xích độc lập, cụ thể bánh trước là phanh tang trống (điều khiển bằng dầu thủy lực), bánh sau là phanh đĩa (điều khiển bằng thủy lực)

Thông số kỹ thuật của cơ cấu di chuyển:

Hình 1.14 Sơ đồ tổng thể phương tiện thu gom rác và cải tạo bề mặt bãi biển

1- Bánh xích; 2- Khung cơ cấu di chuyển

b Sơ đồ bố trí dẫn động

Hình 1.15 Sơ đồ dẫn động cơ cấu di chuyển và kết cấu của cơ cấu căng đai

1-Trục trung gian; 2- Pully trục trung gian; 3- Hộp số lùi; 4- Động cơ; 5- Trục trung

gian; 6- Cặp bánh răng côn; 7- Đai dẫn động; 8- Pully trục chủ động

c Nguyên lý hoạt động

❖ Các chế độ hoạt động của xe

• Khi xe đi tới:

Trường hợp xe đi thẳng : Mô men phát động từ động cơ truyền đến hộp số để tăng mô men và đến cặp bánh răng côn (6) để chuyển hướng chuyển động của trục, tại đây cơ cấu căng đai đóng nhờ các lò xo sẽ truyền moomen sang trục trung gian (1 )và (5), sau đó truyền qua bộ truyền xích và đến bánh xe răng chủ động để kéo xích, Khi đó tốc độ (2) xích bằng nhau nên nó sẽ đi thẳng

Trường hợp khi xe vào cua hoặc quay vòng : Khi muốn quay vòng bên nào thì người điều khiển sẽ kéo cần điều khiển bên đó để ngắt mô men trên bộ truyền đai (làm chùn lò xo căng đai) đồng thời sẽ có cơ cấu phanh được điều khiển tích hợp với cần điều khiển để phanh bên cần quay vòng lại, khi đó một bên được truyền mô men vẫn chạy còn bên còn lại sẽ đứng yên và xe sẽ cua được cũng như sẽ quay vòng được

• Khi xe đi lùi:

Người điều khiển cần gạt cần số lùi để đảo chiều đầu ra hộp số, còn muốn đi thẳng hay quay vòng thì tương tự như đi tới

Lưu ý: Nếu muốn tăng mô men cho xe để lên dốc hay vượt chướng ngại vật, người dùng chỉ cần gạt cần số di chuyển để xe hoạt động ở cấp số thấp

1.2.3.2 Cơ cấu thu gom

Cơ cấu thu gom bao gồm các răng cào (3) được lắp trên 2 dải xích có tai gá (4) Hai dải xích này được dẫn động nhờ trục chủ động (1) gắn trên khung đỡ (2) Cơ cấu thu gom sử dụng 13 răng cào

Răng cào được chế tạo từ các thanh inox đường kính 6mm, đảm bảo không bị han gỉ trong quá trình làm việc trong môi trường muối biển Trên đầu mỗi răng được gắn thanh một thanh inox để đảm bảo cơ cấu làm việc mà không bị mắc rác

Hình 1.16 Cơ cấu thu gom

1- Xích có tai gá; 2- Khung đỡ; 3- Răng cào; 4- Trục chủ động

1.2.3.3 Cơ cấu băng gạt rác

Băng gạt được cấu tạo từ các thanh gạt bằng cao su và chổi quét bằng nhựa, gắn trên hai dải xích có tai gá Rác được vận chuyển từ cơ cấu thu gom lên thùng rác nhờ chuyển động đi lên của các thanh gạt

Hình 1.17 Cơ cấu băng gạt rác

1- Khung băng gạt; 2- Chổi quét; 3- Xích có tai gá

1.2.3.4 Cơ cấu sàng rung

Cơ cấu sàng rung bao gồm hai tấm sàn (1), tấm phía trước được đặt nghiêng một góc 40o so với mặt cát khi đó các răng cào của cơ cấu thu gom sẽ cào cát lẫn rác lên, tấm phía sau được đặt nghiêng một góc để khi cơ cấu sàng rung làm việc thì rác được dồn về cửa luân chuyển rác (2)

Hình 1.18 Cơ cấu sàng rung

1- Sàng rung; 2-Cửa luân chuyển rác; 3- Ống dẫn hướng

1.2.3.5 Cơ cấu san phẳng mặt cát

Cơ cấu san phẳng mặt cát có nhiệm vụ san phẳng bề mặt cát sau khi phương tiện trong quá trình làm việc đi qua Cơ cấu bao gồm: ba thanh điều chỉnh (1) để điều chỉnh chiều sâu làm việc của cơ cấu, tấm cao su (3) được cố định trên khung (2) có hình dạng chữ “V” để cát có xu hướng chảy về 2 bên cần lấp đầy cát do vệt bánh xích để lại

Hình 1.19 Cơ cấu san phẳng mặt cát

1- Thanh điều chỉnh; 2- Khung cơ cấu; 3- Tấm su

Hình 1.21 Thùng rác 240l

Chương 2: HOÀN THIỆN BẢN THIẾT KẾ PHƯƠNG TIỆN THU GOM

RÁC VÀ CẢI TẠO BÃI BIỂN NĂM 2018

Để sản phẩm đi đến giai đoạn gia công chế tạo thì yêu cầu bản thiết kế phải đảm bảo rằng: các kết cấu cũng như khả năng làm việc phải đáng tin cậy.Vì vậy, vấn đề lúc này chúng ta cần phải hoàn thiện bản thiết kế này thông qua các việc như: tính toán nguồn động lực cho cơ cấu băng gạt, sàng rung và kiểm nghiệm kết quả tính toán, thiết

kế trên các phần mềm hỗ trợ

2.1 Tính chọn động cơ điện cho cơ cấu băng gạt

2.1.1 Thông số đầu vào

Bảng 2 1Thông số đầu vào

3 Chiều dài băng gạt theo phương ngang l 2 [m] Thể tích rác được xới Vr 0.00015 [m3]

4

Năng suất thu gom của băng gạt theo [kg/h] Qk 2160 [kg/h] Khối lượng riêng của rác  300 [kg/m3]

2.1.2 Tính chọn công suất động cơ điện cho băng gạt rác

Công suất làm quay trục con lăn kéo băng tải được tính theo công thức sau:

P = P1 + P2 + P3 [KW] (2.1)

Trong đó:

- P1 là công suất cần thiết kéo băng tải không tải chuyển động theo phương ngang

- P2 là công suất cần thiết kéo băng tải có chất tải chuyển động theo phương ngang

- P3 là công suất kéo băng tải có tải chuyển động theo phương đứng (nếu băng tải có độ dốc đi lên; nếu băng tải vận chuyển vật phẩm đi xuống, P3 mang giá trị âm)

Các thành phần công suất được tính toán như sau

Trong các công thức này, các đại lượng tính toán bao gồm:

- F là hệ số ma sát của các ổ lăn đỡ con lăn

- W: Khối lượng các bộ phận chuyển động của băng tải, không tính khối lượng vật phẩm được vận chuyển [kg]

- Wm: Khối lượng vật phẩm phân bố trên một đơn vị dài của băng tải [kg/m]

- V : Vận tốc băng tải [m/phút]

- H : Chiều cao nâng [m]

- l : Chiều dài băng tải theo phương ngang [m]

- lo : Chiều dài băng tải theo phương ngang được điều chỉnh [m]

Bảng 2 2 Hệ số ma sát và độ dài điều chỉnh băng tải

0.03 49

a) Các băng tải tạm thời hoặc băng tải di động b) Các băng tải làm việc trong môi trường rất lạnh (đến -40°C); thường xuyên khởi động – dừng;

0.022 66 Các băng tải cố định, được căn chỉnh và bảo dưỡng theo quy chuẩn 0.012 156 Sử dụng khi cần tính công suất phanh khi tải vật phẩm đi xuống

(downhill)

Chọn hệ số ma sát f=0.022 và lo=66 [m]

Thay dữ kiện đầu vào ta được kết quả sau:

Công suất yêu cầu động cơ điện cho băng gạt là:

P=p1+p2+p3=0,44+0,0073+0,0484=0,4957 [KW]

(2.2) (2.3)

(2.4)

Vậy ta chọn động cơ điện có công suất là 0,6 [KW] để vận hành cơ cấu băng gạt rác Và dưới đây là thông số kỹ thuật của cơ cấu băng gạt rác

Hình 2 1 Cơ cấu băng gạt rác

1- Khung băng gạt; 2- Chổi quét; 3- Xích có tai gá

2.2 Bộ chuyển đổi năng lượng cho động cơ điện

2.2.1 Máy phát điện

Máy phát điện là máy biến đổi cơ năng thành điện năng sản sinh ra điện để cung cấp cho các thiết bị dùng điện trên ôtô, khi ôtô đã thực hiện xong quá trình khởi động, nạp điện cho ắc quy khi trục khuỷu động cơ làm việc ở số vòng quay trung bình và lớn

Các máy phát điện bao gồm 3 bộ phận: phát điện, chỉnh lưu và hiệu chỉnh điện

áp Tiết chế vi mạch nhỏ gọn được lắp liền trên máy phát, ngoài chức năng điều áp nó còn báo một số hư hỏng bằng cách điều khiển đèn báo nạp

Hình 2.2 Máy phát điện ô tô

Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật

Thông số kỹ thuật của máy phát

Tên máy phát Bosch 0124555032 Alternator

Loại máy phát Máy phát cho ôtô

Cường độ dòng điện đầu ra 110 [Ah]

2.2.2 Tấm Pin năng lượng mặt trời

Ánh sáng mặt trời được xem là nguồn năng lượng tự nhiên và khá quen thuộc Thông qua tấm pin mà nguồn năng lượng tự nhiên này được chuyển hóa thành điện năng

để phục vụ cho đời sống của con người Làm giảm phần nào gánh nặng cho lưới điện của quốc gia luôn trong tình hình quá tải, giúp khắc phục tình trạng thiếu điện cho nhu cầu sản xuất và sinh hoạt, không bị gián đoạn trong quá trình sử dụng Một ưu điểm nổi bật của tấm pin chính là tạo ra từ nguồn năng lượng sạch, thân thiện với môi trường, góp phần rất lớn trong việc bảo vệ môi trường

Hình 2.3 Tấm pin năng lượng mặt trời poly

1- Tấm pin năng lượng mặt trời; 2- Cabin; 3- Cơ cấu thu gom

Thiết bị sử dụng tấm pin poly hiệu suất cao kết hợp với máy phát để sạc cho bốn

ắc quy và cung cấp điện năng cho các thiết bị khác như đèn, quạt,…

2.2.3 Bộ chuyển đổi năng lượng mặt trời MPPT

Thiết bị sử dụng bộ sạc năng lượng mặt trời MPPT 20A-12/24/36/48VDC (auto) sử dụng công nghệ maximum power point tracking, tích hợp bộ vi điều khiển DSP với hiệu suất cao, phù hợp với nhiều loại ắc quy axit chì niêm phong, ắc quy viễn thông và ắc quy Lithium

Hình 2.4 Bộ điều khiển sạc MPPT 12/24/36/48 V

2.3 Kiểm nghiệm bản thiết kế trên phần mềm Hyperworks

2.3.1 Phần mềm Hyperworks

2.3.1.1 Giới thiệu chung về phầm mềm Hyperworks

HyperWorks là một trong những phần mềm CAE nổi tiếng và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực với khả năng phân tích chính xác dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn Phần mềm phục vụ cho việc tính toán, mô phỏng, tối ưu hóa chi tiết, kết cấu nhằm giảm chi phí, giảm thời gian đưa sản phẩm ra thị trường, tăng độ tin cậy của sản phẩm

HyperWorks được xây dựng trên một nền tảng tối ưu hóa thiết kế, quản lý dữ liệu hiệu quả và tự động hóa các quá trình HyperWorks là một giải pháp mô phỏng cho doanh nghiệp phục vục thăm dò thiết kế và ra quyết định nhanh chóng Là một giải pháp CAE toàn diện nhất trong ngành công nghiệp, HyperWorks cung cấp một bộ tích hợp chặt chẽ của các công cụ hàng đầu để mô hình hóa, phân tích, tối ưu hóa, trực quan, báo cáo và quản lý dữ liệu hiệu quả Cam kết chắc chắn một triết lý hệ thống mở, HyperWorks tiếp tục dẫn đầu ngành công nghiệp với khả năng tương tác rộng với các giải pháp CAD và CAE thương mại khác HyperWorks 17.0 là phiên bản mới của bộ phần mềm CAE của Altair

2.3.1.2 Các Module của HyperWorks

a Hyper Mesh

HyperMesh là một bộ tiền và hậu xử lý các phần tử hữu hạn với hiệu suất cao, cho phép các kỹ sư phân tích các điều kiện thiết kế trong môi trường trực quan và tương tác cao Giao diện người dùng HyperMesh rất dễ học, hỗ trợ về mặt hình học CAD và các mô hình phần tử hữu hạn hiện có, cung cấp khả năng tương tác và hiệu quả mạnh

mẽ Các công cụ tự động hóa tiên tiến trong HyperMesh cho phép người dùng tối ưu hóa các mắt lưới từ một bộ tiêu chí chất lượng, thay đổi các lưới hiện có thông qua hình thái và tạo ra các bề mặt giữa từ các mô hình có độ dày khác nhau

Hình 2.5 Giới thiệu về HyperMesh

để tăng cường trực quan hóa kết quả HyperView cũng lưu kết quả hoạt hình 3 chiều ở định dạng H3D nhỏ gọn của Altair để bạn có thể hình dung và chia sẻ kết quả CAE trong môi trường web 3 chiều bằng HyperView Player

Hình 2.6 Tổng quan về HyperView Tạo ra báo cáo kết quả phân tích một cách trực quan, dựa trên kết quả phân tích phần tử hữu hạn và mô phỏng đa vật thể

c MotionView

MotionView là một giải pháp tích hợp để phân tích và tối ưu hóa hoạt động của

hệ thống đa chi tiết (multi-body) Thông qua quan hệ đối tác khách hàng rộng rãi, MotionSolve được xác nhận hoàn toàn về chất lượng, sức mạnh và tốc độ Dựa trên phương pháp số cao cấp và các công thức khả năng mở rộng MotionSolve cung cấp các khả năng mạnh mẽ như: mô hình hóa, phân tích, hiển thị và khả năng tối ưu hóa cho các

mô phỏng đa ngành bao gồm động học và động lực học, tĩnh & bán tĩnh, nghiên cứu tuyến tính và độ rung động, ứng suất và độ bền, tải trọng trích xuất,…

Hình 2 7 Giới thiệu về MotionView

d HyperGraph

HyperGraph 2D là một công cụ xuất và phân tích dữ liệu mạnh mẽ với giao diện cho nhiều định dạng tệp phổ biến Công cụ toán học tinh vi của nó có khả năng xử lý ngay cả các biểu thức toán học phức tạp nhất HyperGraph 2D kết hợp các tính năng này với khả năng trình bày và khả năng tùy biến chất lượng cao để tạo ra một hệ thống phân tích dữ liệu hoàn chỉnh cho bất kỳ tổ chức nào

Hình 2 8 Tổng quan về HyperGraph

e Optistruct

Tối ưu hóa bằng phân tích kết cấu OptiStruct là một ngành công nghiệp đã được chứng minh, Solver phân tích kết cấu hiện đại cho các bài toán tuyến tính và phi tuyến tính theo tải trọng tĩnh và động Đây là giải pháp hàng đầu thị trường cho việc thiết kế

và tối ưu hóa kết cấu Dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn và công nghệ đa chi tiết động học, và thông qua phân tích tiên tiến và các thuật toán tối ưu hóa, OptiStruct giúp các nhà thiết kế và các kỹ sư nhanh chóng phát triển sáng tạo, thiết kế các kết cấu có trọng lượng nhẹ và hiệu quả

Hình 2 9 Tổng quan về Optistruct

2.3.2 Kiểm nghiệm bền và chuyển vị khung cơ cấu di chuyển

2.3.2.1 Tải trọng phân bố trên khung

Khung cơ cấu di chuyển chịu hoàn toàn tải trọng nên nó chịu các tải trọng như là khối lượng của hệ thống lái, khối lượng các ắc quy, động cơ, khối lượng sàn xe, khối lượng ghế, khối lượng của người ngồi trên xe, cabin,… các lực tác dụng lên khung là không đều và việc xác định các điểm đặt lực tập trung cũng tương đối khó khăn nên nhóm đã chia nhỏ khung ra thành các mặt và đặt lực phân bố vào đó

Hình 2 10 Sơ đồ tải trọng phân bố lên khung cơ cấu di chuyển

Trong đó:

+ G1:Phản lực tác động lên các bánh xe di chuyển

+ G2:Trọng lượng do cơ cấu thu gom và băng gạt rác tác động lên khung

+ G3: Trọng lượng taplo điều khiển

+ G4: Trọng lượng cơ cấu điều khiển di chuyển

+ G5: Trọng lượng người điều khiển và ghế ngồi

+ G6: Trọng lượng cơ cấu dẫn động

+ G7: Trọng lượng động cơ đốt trong

+ G8: Trọng lượng thùng nhiên liệu và hệ thống làm mát

+ G9: Trọng lượng bộ dự trữ điện (ắc quy)

+ G10: Trọng lượng 2 thùng chứa rác và bàn đỡ thùng rác

Các giá trị tính toán cụ thể trong trường hợp toàn tải được cho trong bảng :

Bảng 2 4 Tải trọng phân bố Stt Lực Trọng lượng phân bố [N] Hướng tác dụng Ghi chú

1 G1 1135 Dưới lên trên 4 bánh lớn và 4 bánh

con

5 G5 800 Trên xuống dưới 1 người

9 G9 500 Trên xuống dưới 4 bình ắc quy