Luận văn thạc sĩ tính toán thiết kế xe ép rác trên cơ sở xe isuzu npr85k

Mà khả năng đóng mới loại xe này trên các sat xi được nhập khẩu về Việt Nam có thể thực hiện được Với mục đích cải thiện về trang thiết bị, máy móc, nâng cao hiệu suất thu gom rác, giả

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

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XE ÉP RÁC TRÊN CƠ SỞ XE ISUZU NPR85K

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN HOÀNG LONG

Đà Nẵng – Năm 2018

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay vấn đề gia tăng dân số, tốc độ đô thị hoá nhanh tại các thành phố, đặc biệt hơn nữa, đất nước ta đang trên đà phát triển theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa Cùng với sự phát triển đó thì những nhu cầu cần thiết chủ yếu trong đời sống như: điện, nước, giao thông, vệ sinh công cộng, cảnh quan sinh thái …, cũng đòi hỏi sự phát triển không ngừng và đi kèm với nó là lượng rác thải lớn, ô nhiễm môi trường

Việc kiểm soát ô nhiễm môi trường và mỹ quan đô thị là một trong những vấn đề được sự quan tâm của toàn xã hội Trong đó, việc thu gom vận chuyển và xử lý rác thải sinh hoạt là một trong những vấn đề được quan tâm hàng đầu Nhu cầu của các công ty môi trường đối với các loại xe vận chuyển là rất lớn Trong khi các loại xe chuyên dùng cuốn ép rác vẫn phải nhập khẩu nguyên chiếc với giá thành rất cao Mà khả năng đóng mới loại xe này trên các sat xi được nhập khẩu về Việt Nam có thể thực hiện được Với mục đích cải thiện về trang thiết bị, máy móc, nâng cao hiệu suất thu gom rác, giảm bớt sức lao động cho người công nhân bằng cách cơ giới hoá một phần phương thức vận chuyển rác tới nơi xử lí rác thải, đồng thời cũng nhằm giải quyết tốt vấn đề giảm bớt ô nhiễm môi trường

Qua những lý do trên em quyết định chọn đề tài “Tính toán, thiết kế xe cuốn ép rác trên cơ sở sat xi ISUZU NPR85K” nhằm thiết kế ra một loại xe cuốn ép rác mang thương hiệu Việt vẫn có đầy đủ các chức năng, công dụng như một chiếc xe nhập khẩu nhưng với giá thành hợp lý, phù hợp với đô thị lớn đường xá phức tạp ở nước ta

Được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo TS Nguyễn Văn Đông, cùng với sự cố gắng của bản thân bằng cách vận dụng những kiến thức đã học và tìm hiểu thêm ngoài thực

tế em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế, điều kiện tiếp xúc với thực tế còn ít nên khi làm đồ án này chắc chắn sẽ không tránh khỏi sai sót Em mong được các thầy cô và các bạn tận tình chỉ bảo thêm

Đà Nẵng, ngày 17 tháng 05 năm 2018

Sinh viên thực hiện Nguyễn Hoàng Long

Lê Hữu Ngọc Thạch

Chương 1 TỔNG QUAN

1.1 GIỚI THIỆU VỀ ÔTÔ CHUYÊN DÙNG

Ôtô chuyên dùng là sự kết hợp giữa các thiết bị chuyên dùng, thùng chuyên dùng với ôtô cơ sở Công thức thành lập ô tô chuyên dùng là:

Ôtô chuyên dùng = ôtô cơ sở + thiết bị chuyên dùng + thùng chuyên dùng

Các thiết bị chuyên dùng trên ôtô là những thiết bị đặc biệt, tạo được những thao tác riêng biệt cho ôtô chuyên dùng đó Ví dụ: thiết bị nâng hạ thùng của xe ben, thiết bị lấy rác, ép rác, thải rác của xe chở rác, thiết bị làm lạnh trên xe đông lạnh, thiết bị bơm hút trên xe hút hầm cầu…

Các thiết bị này có thể sử dụng các kiểu điều khiển cơ học, thủy lực, khí nén, điện hoặc hỗn hợp các kiểu trên Hiện nay, kiểu điều khiển thủy lực được sử dụng rộng rãi

do nhiều ưu điểm của nó:

• Thiết bị nhỏ gọn, công suất lớn

• Bảo vệ tải trọng quá tải có thể thực hiện thông qua van xả

• Có thể điều chỉnh công suất dễ dàng, chính xác thông qua điều chỉnh áp suất của van điều khiển

• Thế giới: sản xuất công nghiệp, có thiết kế ngay từ đầu

• Việt nam: 1 số liên doanh có chế tạo xe chuyên dùng nhưng giá thành cao

• Phương pháp phổ biến hiện nay là cải tạo từ các loại xe thông thường thành các xe chuyên dùng Phương pháp này có các ưu điểm chính sau:

- Gía thành hạ

- Có kích thước phù hợp với nhu cầu, điều kiện hoạt động cụ thể của từng loại hàng hóa chuyên chở

- Thùng xe đóng chắc hơn, thành cao nên chở được nhiều hàng hóa so với xe nguyên thủy nhập về

- Tiết kiệm được ngoại tệ, tạo việc làm cho lực lượng công nhân kỹ thuật trong nước

Trên cơ sở phối hợp 3 cụm trên, ta sẽ có bố trí chung của xe chuyên dùng thỏa mãn các điều kiện tiêu chuẩn kỹ thuật - kinh tế - xã hội

Trọng lượng xe sau cải tạo: Ga= Gcs+ Gtbcd+ Gtcd

Gcs : Trọng lượng xe cơ sở

Gtbcd: Trọng lượng thiết bị chuyên dùng

Gtcd : Trọng lượng thùng chuyên dùng

Những yêu cầu xe sau cải tạo:

• Xe sau cải tạo phải có trọng lượng tương đương so với xe nền

• Các thông số, yêu cầu kỹ thuật thỏa mãn quy định, tiêu chuẩn của Việt Nam

• Phải đảm bảo tính an toàn khi sử dụng

Vai trò ô tô chuyên dùng:

• Mở rộng công năng vận tải: có thể chở các loại hàng hóa đặt biệt như chất lỏng (xe bồn), chất ô nhiểm nhờ thùng kín (xe ép rác, xe hút hầm cầu), có khả năng tự bốc dở hàng hóa, giảm được chi phí, thời gian bốc xếp (xe tải cẩu…)

• Nâng cao chất lượng hàng hóa chuyên chở hửu ích: Tăng lượng hàng hóa/m2 sàn xe nhờ kết cấu chuyên dùng (xe chở gia súc nhiều tầng, xe chở ô tô), nhờ cơ cấu đặc biệt (xe ép rác…)

• Đảm bảo an toàn cho hàng hóa chuyên chở, giảm tỷ lệ hư hỏng do vận chuyển gây nên: xe đông lạnh, xe vận chuyển hoa quả

• Giảm bao bì khi vận chuyển do đó giảm chi phí vận chuyển và công lao động: xe ben, xe bồn…

• Thực hiện các chức năng đặc biệt không thể thiếu cho an ninh-quốc phòng, giao thông công chánh: Xe chữa cháy, xe thang, xe cứu thương…

Phân loại: Có 2 cách phân loại

+ Theo mục đích sử dụng

• Xe chuyên dùng trong ngành thương nghiệp: Xe chở gia súc, chở bia, chở xe máy…

• Xe chuyên dung trong nghành vệ sinh môi trường đô thị: Xe ép rác, tưới đường…

• Xe chuyên dùng trong nghành xây dựng: Xe ủi, xe xúc, xe lu…

• Xe chuyên dùng trong nghành nông thủy sản: Xe đông lạnh, xe chở trái cây, xe bồn…

• Xe chuyên dùng trong nghành y tế: Xe cứu thương…

• Xe chuyên dùng trong nghành sân bay, hải cảng: Xe nạp nhiên liệu, xe cẩu…

• Xe chuyên dùng trong nghành lâm nghiệp: Xe kéo gổ…

• Xe chuyên dùng trong nghành mỏ địa chất: Xe cần trục, xe ben…

• Xe chuyên dùng trong nghành an ninh-quốc phòng: Xe chữa cháy…

+ Theo kết cấu

• Xe tự đổ (xe ben)

• Xe tự xếp dở hàng (xe tải cẩu…)

• Xe thùng kín có bảo ôn (xe đông lạnh) hay không có bảo ôn (xe rác….)

• Xe bồn (xe chở xăng dầu, sữa, chữa cháy, tưới đường…)

• Xe có kết cấu chuyên biệt khác (xe thang, xe bơm bê tông…)

1.2 NHU CẦU SỬ DỤNG ÔTÔ CHỞ RÁC

1.2.1 Thực trạng tình hình rác thải trong nước

Cùng với sự phát triển kinh tế, sự gia tăng dân số cộng với sự lãng phí tài nguyên trong thói quen sinh hoạt của con người, rác thải ngày càng gia tăng, thành phần ngày càng phức tạp và tiềm ẩn nhiều nguy cơ độc hại với môi trường và con người

Số liệu thống kê hiện nay thì tổng lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh trên toàn quốc, ước tính khoảng 12,8 triệu tấn/năm, trong đó khu vực đô thị (từ loại 4 trở lên)

là 6,9 triệu tấn/năm Tổng lượng chất thải rắn sinh hoạt ở đô thị đến năm 2015 vào khoảng 14 triệu tấn/năm, dự báo đến năm 2020 khoảng vào 22 triệu tấn/năm Đồng nghĩa, với việc gia tăng lượng chất thải hằng ngày, việc thu gom, vận chuyển, xử lý rác thải đòi hỏi phải có đội ngũ và thiết bị chuyên dùng cho nó

Ở nước ta hiện nay, công tác thu gom chủ yếu từ công nhân quét rác và thu gom rác trực tiếp từ các hộ gia đình, trên các con đường nhỏ mà xe ép rác không thể vào được Rác được đưa tới các thùng rác ven đường để cho xe ép rác thu gom về địa điểm

xử lý rác thải hay là các bãi rác

Còn việc thu gom rác tại các khu chung cư cao tầng, chợ, bệnh viện, khu công nghiệp rác được bỏ trực tiếp vào các thùng chứa rác lớn, sau đó cho xe chuyên dụng tới chở đi Việc thu gom và vận chuyển rác là loại xe chuyên dùng thu gom, ép rác từ các điểm tập trung rác và vận chuyển đến bãi chứa rác trung chuyển hoặc bãi xử lý rác, sao cho lượng rác vận chuyển là lớn nhất và đảm bảo vệ sinh trong suốt quá trình thu gom

và vận chuyển

1.2.2 Tầm quan trọng của công việc thu gom và vận chuyển rác thải

Hiện nay với sự phát triển kinh tế mạnh mẽ, cuộc sống con người được nâng cao đồng thời lượng rác thải sinh hoạt, công nghiệp, xây dựng và y tế ngày càng tăng Do vậy công tác thu gom rác cực kỳ quan trọng đối với đời sống của con người chúng ta,

nó trực tiếp làm giảm ô nhiễm môi trường đô thị, làm đẹp cảnh quan đô thị Qua đó nó trực tiếp đánh giá chất lượng cuộc sống ở đô thị đó, thành phố đó, khu vực cũng như trên toàn quốc Vì vậy công việc thu gom và xử lý rác thải đang được đặt lên quan tâm hàng đầu

1.3 YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI Ô TÔ CUỐN ÉP RÁC

1.3.1 Yêu cầu ô tô cuốn ép rác

- Có kết cấu phù hợp để không gây ô nhiễm môi trường khi thu gom và vận chuyển rác:

Xe phải có thùng kín và không rò rỉ nước thải

- Có kết cấu bảo đảm hệ số sử dụng tải trọng có ích của ô tô cơ sở là lớn nhất

- Có kết cấu bảo đảm dễ dàng nạp rác vào xe và xả hết rác ra ngoài một cách nhanh chóng tại trạm trung chuyển hoặc bãi xử lý rác thải Phải có các cơ cấu nâng hạ thùng,

cơ cấu sang tải

- Phải có tính thẩm mỹ, giá thành hạ, tuổi thọ cao, ít công chăm sóc bảo dưỡng của công nhân

1.3.2 Phân loại ô tô cuốn ép rác

- Theo tải trọng chuyên chở, có ba loại chủ yếu sau:

- Theo phương pháp thu gom rác chia làm hai loại chính

+ Loại xe thu gom, vận chuyển rác không ép

Dạng xe ben: thường dùng vận chuyển rác từ nơi trung chuyển (nhờ xe xúc đưa rác lên xe) đến bãi xử lý rác

Dạng thùng chứa: Ô tô được trang bị cơ cấu kiểu tay đòn dùng nâng, hạ thùng chứa (container) Thùng chứa được đặt tại vị trí cố định, khi thùng đẩy ô tô nâng thùng

xe lên, chuyển đến bãi rác xử lý

Các bước nâng hạ thùng:

- Di chuyển đuôi xe cách container khoảng 2 [m]

- Hộp số ở vị trí trung gian, tốc độ động cơ khoảng 1000 [v/p]

- Mở cơ cấu khóa thủy lực

- Hạ chân chống xuống

- Dịch chuyển tịnh tiến tay cần về sau

- Quay nguyên cơ cấu đến khi móc ngang với chiều cao thanh gài trên container + Loại xe thu gom, vận chuyển rác có ép

- Phân loại theo cách thu gom rác vào thùng

• Xe cuốn ép rác theo hình thức rác được thu gom từ trên cao vào thùng chứa như hình

1-1

Hình 1-1 Xe cuốn ép rác theo hình thức thu gom rác từ trên cao xuống

1- Cơ cấu kẹp thùng rác; 2- Nắp thùng; 3- Xy lanh nâng cơ cấu kẹp;

4- Hệ thống kung nâng; 5- Cơ cấu gá đặt vào xắc si; 6- Xy lanh đẩy khung trượt;

• Xe cuốn ép rác có cơ cấu thu gom rác từ phía sau như hình 1-2

Hình 1-2 Xe cuốn ép rác theo hình thức thu gom rác từ phía sau

1- Hộp van phân phối; 2- Xi lanh bàn đẩy; 3- Thùng rác;

4- Xi lanh nâng thùng rác; 5- Bảng chắn di động; 6- Xi lanh bảng cuốn; 7-Bảng cuốn; 8- Xuồng rác; 9- Cơ cấu nâng gắp; 10- Thùng rác; 11- Xi lanh ép; 12- Thùng dầu; 13- Bơm dầu thủy lực; 14-Trục nối;

15- Bộ trích ly công suất;

- Phân loại theo hình dạng thùng chứa

• Xe cuốn ép rác có thùng chứa là hình trụ tròn như hình 1-3

Hình 1-3 Xe cuốn ép rác có thùng chứa hình trụ tròn

1- Thùng chứa rác chính; 2- Thùng chứa phụ; 3- Cơ cấu nâng; 4-Xi lanh nâng

3

4

• Xe cuốn ép rác có thùng chứa là hình trụ vát như hình 1-4

Hình 1-4 Xe cuốn ép rác có thùng chứa hình trụ vát 1- Hộp van phân phối; 2- Xi lanh bàn đẩy; 3- Thùng rác; 4- Xi lanh nâng thùng rác; 5- Bảng chắn di động; 6- Xi lanh bảng cuốn; 7- Bảng cuốn; 8- Xuồng rác; 9- Cơ cấu nâng gắp; 10- Thùng rác; 11- Xi lanh ép; 12- Thùng dầu;

13- Bơm dầu thủy lực; 14- Trục nối; 15- Bộ trích ly công suất

- Phân loại theo cách xả rác:

• Xe cuốn ép rác xả rác dùng xilanh tầng như hình 1-5

Hình 1-5 Cơ cấu xả rác dùng xilanh tầng

1- Xy lanh tầng; 2- Thùng phụ; 3- Xy lanh nâng thùng phụ

2

1

3

• Xe cuốn ép rác xả rác dùng phương án lật thùng chứa rác như hình 1-6

Hình 1-6 Xả rác dùng phương án lật thùng

1- Thùng phụ; 2- Xi lanh nâng thùng; 3-Thùng chứa rác chính; 4- Xi lanh lật;

1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Vì phương pháp cải tạo có nhiều ưu điểm vượt trội như kể trên nên ở đây ta lựa chọn phương pháp thiết kế cải tạo xe ép rác trên xe cơ sở ISUZU NPR85K mà cụ thể:

Tính toán lắp đặt thùng chứa rác và các thiết bị thủy lực phục vụ nâng rác, cuốn,

ép rác và xả rác

Tính toán kiểm nghiệm lại một số hệ thống: hệ thống dẫn động

Kiểm tra tính ổn định dọc, ngang sau cải tạo

Chương 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN THÔNG SỐ CỦA ÔTÔ

2.1 LỰA CHỌN Ô TÔ CƠ SỞ

Xe cở sở được chọn để làm xe thiết kế cần phải đảm bảo các yêu cầu của xe thiết

kế như kích thước của xe thiết kế Khả năng chịu tải tối đa của xe cơ sở, xong phải đảm bảo tải trọng của xe thiết kế phân bố lên các trục theo quy định của Bộ Giao Thông Vận Tải Bên cạnh đó phải đảm bảo được tính kính tế trong quá trình sử dụng

Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại ô tô sát xi ca bin được nhập khẩu từ Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc đem về thị trường Việt Nam lắp ráp Theo mục tiêu nghiên cứu chú ý đến một số loại ô tô sau (bảng 2-1):

Bảng 2-1: Thông số kỹ thuật chủ yếu của một số loại ô tô

Kích thước bao (mm)

(dài x rộng x cao) 6675x1995x2240 6750x2060x2300 6.030x1.995x2.200

Khối lượng bản thân

Tất cả các loại ô tô cơ sở trên đều có thể lựa chọn để thiết kế, nhưng hiện nay trên thị trường dòng xe ISUZU NPR85K (3,5 tấn) rất được khách hàng ưa chuộng bởi những tính năng nổi bật: mạnh mẽ, bền bỉ, tiết kiệm nhiên liệu, tải trọng cao và đặc biệt chi phí sửa chữa bảo dưởng rất thấp, thiết kế buồng lái ưu tiên người điều khiển Với những ưu điểm trên ta chọn ô tô cơ sở để thiết kế đó là ô tô ISUZU NPR85K

Hệ thống treo cầu trước dạng nhíp lá có giảm chấn thủy lực, cầu sau là nhíp chính

và nhíp phụ gồm các lá nhíp dạng bán elip

Tính năng an toàn của dòng gồm cửa kính trước và cửa sổ điện 2 bên rộng, các gương chiếu hậu lớn phía ngoài làm tăng tầm quan sát của người lái

Loại xe Thông số

Hình 2-1 Chassis ô tô cơ sở ISUZU NPR85K

2.2 PHÂN TÍCH LOẠI HÀNG, TỈ TRỌNG HÀNG

Quá trình phát sinh chất thải luôn đi đôi với quá trình sản xuất và sinh hoạt của

con người, chất thải bao gồm các loại:

• Chất thải sinh hoạt: Phát sinh từ hộ gia đình, các khu tập thể, chất thải đường phố, chợ, các trung tâm thương mại, văn phòng, trường học…

• Chất thải xây dựng: Phát sinh từ công trình xây dựng, cơ sở hạ tầng…

• Chất thải y tế: Phát sinh từ bệnh viện, cơ sở khám chữa bệnh…

• Chất thải điện tử: phát sinh từ hoạt động con người, các đồ điện tử hỏng…

Vậy xe ép rác vận chuyển rất nhiều loại rác thải như: Thực phẩm, giấy cacton, nhựa, vải, cao su, da, rác vườn, gổ thủy tinh, lon thiếc, nhôm, các loại kim loại, bụi tro, rác rưởi, lá cây, cỏ, rác vườn…

Khối lượng riêng của các chất sẻ khác nhau tùy theo vị trí địa lý, mùa năm, thời gian lưu trữ…Do đó khi chọn khối lượng riêng cần phải xem xét cả nhửng yếu tố để giảm bớt sai số kéo theo cho các phép tính toán Khối lượng riêng của rác sinh hoạt ở các đô thị theo các xe ép rác đường giao thông từ 178 kg/m3 đến 415 kg/m3 và giá trị đặc trưng thường vào khoảng 297 kg/m3

Chương 3: THIẾT KẾ SƠ BỘ

3.1 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ BỐ TRÍ CHUNG

3.1.1 Các phương án thiết kế cơ cấu thu gom trên xe cuốn ép rác

Phương án 1 : Phương án thu gom thùng rác bên hông

Hình 3-1: Xe cuốn ép rác theo hình thức thu gom rác từ bên hông

1- Cơ cấu kẹp thùng rác; 2- Nắp thùng; 3- Xy lanh nâng cơ cấu kẹp;

4- Hệ thống khung nâng; 5- Cơ cấu gá đặt vào sát xi; 6- Xy lanh đẩy khung trượt Với phương án này thì hệ thống chuyên dùng hoạt động như sau: trước hết rác được đưa vào thùng chứa theo phương ngang thùng xe và từ trên cao đổ xuống, sau đó san gạt và ép rác

Ưu điểm :

+ Cơ cấu kẹp thùng rác kẹp chặt xe gom rác

+ Sử dụng tấm ép rác làm tấm xả tăng tính linh hoạt của kết cấu

+ Việc điều khiển phức tạp nhiều thao tác

+ Đưa rác vào thùng tốn nhiều thời gian

Phương án 2 : Phương án thu gom thùng rác phía trước xe chuyên dụng

Hình 3-2 Phương án thu gom thùng rác phía trước xe chuyên dụng

1- Xi lanh nâng đẩy cụm càng gắp; 2- Thùng chứa rác; 3- Cụm càng gắp;

4- Xi lanh càng gắp; 5- Thùng rác

Với phương án này thì cơ cấu thu gom làm việc như sau: Người tài xế lái xe thu gom tới trước thùng rác, sau đó điều khiển cánh tay kẹp lấy thùng rác phía trước nhấc lên và đổ vào thùng chứa

Ưu điểm :

+ Không cần nhiều công nhân để vận chuyển thùng rác tới cơ cấu kẹp

+ Tiết kiệm sức lao động của con người

Nhược điểm :

+ Chế tạo phức tạp tay nâng, thùng ép rác

+ Dễ rơi vãi và có khả năng gây mất an toàn cho người tài xế

+ Giá thành rất cao, đòi hỏi người vận hành có kỹ thuật cao

Phương án 3 : Phương án thu gom thùng rác phía sau xe chuyên dụng

Hình 3-3 Cơ cấu thu gom dùng xilanh nâng và lật thùng rác 1- Thùng rác; 2- Xi lanh nâng thùng phụ; 3- Thùng phụ; 4 Cơ cấu nâng rác;

5- Răng lược; 6- Thùng rác; 7- Xi lanh nâng

Ưu điểm :

+ Nâng được nhiều loại thùng rác khác nhau

+ Kết cấu đơn giản, dể điều khiển, hiệu quả cao

+ Giá thành rẽ Độ tin cậy cơ cấu cao, thời gian sử dụng dài

+ Không yêu cầu thùng cuốn ép rác phải nằm thấp

+ Thùng rác được kẹp chặt nên rác trong thùng được đổ vào thùng phụ sạch sẽ

Nhược điểm :

+Tự trong của cơ cấu lớn Do đó phải dung loại xi lanh lực lớn

Lựa chọn phương án : Qua phân tích với những ưu nhược điểm trên ta chọn

phương án chế tạo cơ cấu thu gom là loại gồm 1 cơ cấu nâng và 1 cơ cấu lật

3.1.2 Các phương án thiết kế bố trí hệ thống cuốn ép

Phương án 1 : Phương án ép rác dùng bàn lật

Hình 3-4 Phương án ép rác dùng bàn lật 1- Thùng rác; 2- Xi lanh nâng thùng rác; 3- Thùng phụ 4- Xi lanh bàn lật; 5- Bàn lật;

6- Xi lanh ép; 7- Máng chứa rác

Ưu điểm:

+ Kết cấu làm việc chính xác hiệu quả cao

7

Nhược điểm:

+ Kết cấu phức tạp, cồng kềnh

+ Việc ép rác vào thùng chứa bằng bàn lật nhờ 4 xi lanh thủy lực với thao tác điều khiển phức tạp

Phương án 2 : Phương án ép rác dung bàn quay, bàn cào

Hình 3-5 Quá trình ép rác bàn quay, bàn cào 1- Thùng rác; 2- Xi lanh nâng thùng phụ; 3- Thùng phụ; 4- Xi lanh cuốn;

5- Xi lanh ép; 6- Bàn cào; 7- Cơ cấu nâng; 8- Xi lanh nâng; 9- Bàn quay

Ưu điểm : + Kết cấu vững chắc , hoạt động ít hư hỏng

Nhược điểm :

+ Kết cấu phức tạp, việc điều khiển nhiều thao tác

+ Thời gian ép rác vào thùng tốn nhiều thời gian

+ Lượng rác ép không lớn

+ Giá thành đắt

Phương án 3 : Phương án ép rác dùng tấm ép di động

Hình 3-6 Quá trình ép rác dùng tấm ép di động 1- Thùng rác; 2- Xi lanh nâng thùng phụ; 3- Tấm ép di động; 4- Xi lanh cuốn; 5- Lưỡi cuốn; 6- Thùng phụ; 7- Cơ cấu nâng rác; 8- Thùng chứa rác;

9- Xi lanh nâng; 10- Xi lanh ép

Ưu điểm :

+ Kết cấu bền vững, đảm bảo

+ Điều khiển đơn giản, ít thao tác

+ Làm việc ổn định độ tin cậy cao

+ Nạp rác liên tục, thời gian ép rác vào thùng nhỏ

Nhược điểm :

+ Tự trong của cơ cấu lớn Do đó phải dùng loại xi lanh lực lớn

Lựa chọn phương án : Từ những ưu điểm và nhược điểm của từng loại cơ cấu ép rác ta quyết định lựa chọn cơ cấu ép rác sử dụng bàn trượt

3.1.3 Các phương án thiết kế cơ cấu xả rác

Phương án 1 : Cơ cấu xả rác dùng phương án lật thùng chính

Hình 3-7 Xả rác dùng phương án lật thùng chính

1- Thùng phụ; 2- Xi lanh nâng thùng phụ; 3- Thùng chứa rác chính; 4- Xi lanh lật

Ưu điểm :

+ Kết cấu thùng chính gọn gàng, tận dụng tối đa được thể tích chứa rác

+ Tính toán lựa chọn xi lanh đơn giản

+ Do lực tác dụng trực tiếp giữa xilanh lực vào thùng xe không thông qua cơ cấu trung gian nào nên độ tin cầy cao

+ Dễ bố trí lắp đặt thích hợp cho việc nâng thùng

+ Thời gian làm viêc ngắn

Nhược điểm :

+ Phải cải tạo lại khung xe để bố trí cơ cấu nâng hạ thùng

+ Kém bền vững khi chịu lực theo phương ngang

+ Phải cải tạo lại khung xe để bố trí cơ cấu nâng hạ thùng

+ Khó khăn trong việc bố trí hệ thống thủy lực của xe

Phương án 2 : Cơ cấu xả sử dụng xi lanh ống lồng

Hình 3-8 Cơ cấu xả sử dụng xi lanh ống lồng 1- Xi lanh xả rác; 2- Thùng chứa rác; 3- Xi lanh nâng thùng phụ; 4- Thùng phụ

Ưu điểm :

+ Kết cấu đơn giản, gọn gàng dễ dàng cho việc chế tạo

+ Tính toán lựa chọn xi lanh đơn giản đòi hỏi độ chính xác không cao

+ Diện tích chiếm chỗ của cơ cấu xả so với thùng không đáng kể => dễ bố trí lắp đặt, tận dụng tối đa thể tích chứa rác

+ Hệ thống thủy lực đơn giản

Lựa chọn phương án: Từ những ưu điểm và nhược điểm của từng loại cơ cấu xả

ta quyết định lựa chọn cơ cấu xả sử dụng xi lanh ống lồng

3.1.4 Chọn phương án thiết kế bố trí chung cho xe ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

Qua việc lựa chọn phương án thiết kế các cơ cấu ở trên ta quyết định chọn phương

án xe cuốn ép rác có bố trí chung như sau:

+ Thùng chứa rác kín

+ Thùng phụ tách rời Khi xả rác thùng phụ được nâng lên nhờ cặp xilanh thủy lực + Cơ cấu cuốn ép sử dụng tấm ép di động

+ Cơ cấu thu gom gồm có cơ cấu nâng thùng gom và cơ cấu lật thùng gom

+ Cơ cấu xả đẩy rác ra ngoài sử dụng xilanh ống lồng

Ta lựa chọn xe cuốn ép rác trên cơ sở sat xi ISUZU NPR85K kết cấu tương tự như

phương án xe lựa chọn, nó có những ưu điểm sau:

- Chở rác kiểu thùng kín hệ thu gom rác thấp, không gây bụi và rơi vãi làm ô nhiễm môi trương trong quá trình thu gom rác và vận chuyển rác rất phù hợp với các thành phố lớn đông dân cư

- Xe chở rác ISUZU NPR85K có khối lượng vận chuyển lớn hơn so với xe chở rác thùng hở vì có hệ thống ép tận dụng hết khả năng chứa của thùng rác

- Ôtô có thể thu gom rác từ xe đẩy, hoặc đổ trực tiếp vào khoang nạp phù hợp với khả năng công nghệ thu gom rác

- Giá thành xe ép và chở rác hạ so với ôtô cùng chủng loại nhập từ nước ngoài,

nó mang lại lợi nhuận kinh tế cao

Phương án thiết kế tổng thể xe cuốn ép rác trên cơ sở ISUZU NPR85K

Hình 3-9 Tổng thể xe cuốn ép rác thiết kế 1- Hộp van phân phối; 2- Xi lanh bàn đẩy; 3- Thùng rác; 4- Xi lanh nâng thùng rác; 5- Bảng chắn di động; 6- Xi lanh bảng cuốn; 7- Bảng cuốn; 8- Xuồng rác;

9- Cơ cấu nâng gắp; 10- Thùng rác; 11- Xi lanh ép; 12- Thùng dầu;

13- Bơm dầu thủy lực; 14- Trục nối; 15- Bộ trích ly công suất

3.2 XÂY DỰNG THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA ÔTÔ THIẾT KẾ

Ô tô thiết kế là ô tô chở rác thiết kế trên ô tô cơ sở ISUZU NPR85K có công thức bánh xe 4x2, có các thông số như sau:

Bảng 3-1: Các thông số kỹ thuật cơ bản của ô tô thiết kế

Dung tích xilanh (cm3) 2999 Công suất lớn nhất (kw)/ tốc độ

Trước: Lá nhíp dạng e líp cùng giảm chấn thủy lực

Phanh đỗ Phanh cơ khí, dạng tang

trống tác dụng lên trục ra của hộp số

Hệ thống nhiên liệu

Hệ thống nhiên liệu

Tiêu hao nhiên liệu 13 lít/ 100 km (Sử dụng

tại Việt Nam X 20%); tại tốc độ 60 km/h

Hệ thống tăng áp Tuabin tăng áp và két làm

mát khí nạp

Hệ thống điện Điện áp định mức (V) 24

Chương 4 : THIẾT KẾ KỸ THUẬT

4.1 THIẾT KẾ THÙNG HÀNG

4.1.1 Thiết kế thùng chính

4.1.1.1 Xác định các thông số của thùng chính

a Các yêu cầu đối với thùng chứa rác kín

Thùng chứa rác kín phải thỏa mản một số yêu cầu sau:

+ Đảm bảo có dung tích hợp lý để có thể chở được một lượng rác nhất định mà cụ thể phải tận dụng được tối đa sức chở của xe cở sở

+ Phải đảm bảo các quy định về kích thước lưu thông trên đường

Chiều rộng không quá: 2,5 [m]

Chiều cao không quá: 4 [m]

b Sơ bộ xác định kích thước thùng chứa rác

Căn cứ bảng thông số kĩ thuật của sat xi ISUZU NPR85K:

+ Trọng lượng khi đầy tải là: 7000 [kG]

+ Trọng lượng khi không tải là: 2345 [kG]

Tham khảo một số mẫu xe cuốn ép rác hiện có ta thấy trọng lượng toàn bộ kết cấu thép thùng chứa, người lái, hệ thống thủy lực cho loại xe cuốn ép rác khoảng: 1900 [kG]

+ Như vậy ta cần đóng thùng chở được lượng rác đã nén ép là:

Q = 7000 – 2345 - 1900 = 2755 [kG]

+ Theo số liệu thống kê của công ty Môi trường đô thị Đà Nẵng, trọng lượng riêng của rác thải sinh hoạt là q = 0,3 ÷ 0,5 [Tấn/m3] (trọng lượng riêng của rác khi chưa ép), ta chọn q= 0,3 [tấn/m3] để tính toán

+ Do vậy thể tích thùng chứa rác thải được xác định:



q

Q

V = [m3] (4.1) Trong đó:

V -Thể tích thùng chứa rác, [m3]

Q- Trọng lượng rác chuyên chở, [kG]

q - Trọng lượng riêng rác thải, [kg/m3] q= 0,3 [tấn/m3]=300 [kG/m3]

 - Hệ số nén ép, tham khảo một số xe cuốn ép rác có trên thị trường ta chọn hệ số nén của xe  =2

Thế các đại lượng vào công thức (4.1) ta được:

2755 300.2

Q V

q

= = = 4,592 [m3]

Bản thân thùng chứa rác còn dành một thể tích nhất định để bố trí cơ cấu đẩy xả rác, do đó ở đây ta lấy thể tích thùng chứa rác tăng lên để bù vào khoảng trống do cơ cấu xả chiếm chỗ, nên ta chọn V=5 [m3]

Hình 4-1 Hình dáng hình học của thùng chính Thực tế thùng chứa rác kín có mặt cắt dọc dạng hình thang như hình (4-1) có các thông số cơ bảng sau:

+ B : Chiều rộng trong lòng thùng, [mm], chọn B=2070 [mm]

+ h : Chiều cao trong lòng thùng, [mm]

+ L1: Chiều dài đáy lớn, [mm], chọn L1=2600 [mm]

+ L2: Chiều dài đáy nhỏ, [mm]

Công thức xác định thể tích thùng chứa là:

B h L L

2 )

Theo kinh nghiệm tham khảo một số xe mẫu thực tế ta thấy rằng góc nghiêng 

nằm trong khoảng từ 600 ÷750 ta chọn α = 600 để tính toán thiết kế thùng chứa rác cho

60

Thay các giá trị V, L, B,  vào biểu thức (4.5) ta được:

Giải phương trình cho ta hai giá trị h = 1,095 [m] hoặc h = 7,91 [m]

Ta chọn giá trị h = 7,88[m] và loại giá trị h = 1,095 [m] để thỏa mãn điều kiện khi

xe lưu thông trên đường thì h ≤ 4 [m]

Trong quá trình thiết kế tính toán ta chọn chiều cao thùng h=1,1[m]=1100[mm] Thay h tìm được vào công thức [4.3] ta được:

110060

+ Chiều cao trong lòng thùng: h = 1100 [mm]

+ Chiều dài đáy lớn: L1 = 2600 [mm]

+ Chiều dài nhỏ lớn: L2 =1965 [mm]

+ Dung tích thùng: V = 5 [m3]

4.1.1.2 Kết cấu thùng chính

Thùng chính dùng để chứa toàn bộ lượng rác, do vậy trong thùng chính có bố trí

cơ cấu xả để xả rác ra ngoài

a Kết cấu sàn thùng

Kết cấu thùng chứa bao gồm hai phần:

- Phần kết cấu khung bao tạo hình dáng thể tích thùng và bao kín khối lượng rác trong thùng

- Phần kết cấu sàn thùng có nhiêm vụ đỡ toàn bộ kết cấu khung bao và khối lượng rác trong thùng

Kết cấu sàn thùng được biểu diễn như hình 2-2

1 2 3

Hình 4-2 Kết cấu thép sàn thùng

1 Dầm dọc ; 2 Dầm ngang ; 3 Tôn lót sàn thùng

Dầm dọc 1 là thép dập chữ u có nhiệm vụ chịu tải trọng toàn bộ thùng và trọng lượng rác chứa trong thùng Dầm dọc được đặt trực tiếp lên sát si xe cơ sở , do đó ta lựa chọn khoảng cách giữa hai dầm dọc bằng với khoảng cách giữa hai thanh dọc của sát xi

xe cơ sở Ta lựa chọn thép chế tạo dầm dọc có mặt cắt chữ u được dập từ thép tấm có chiều dày δ = 4,5 [mm], chiều cao h = 120 [mm], bề rộng b = 52 [mm]

Hình 4-3 Tiết diện mặt cắt ngang của các dầm dọc Dầm ngang 2 gồm 6 thanh thép dập chữ u được hàn cứng với dầm dọc và có nhiệm vụ tăng cứng cho sàn thùng Ta lựa chọn thép chế tạo dầm dọc có mặt cắt chữ u được dập từ thép tấm có chiều dày δ = 4,5 [mm], chiều cao h = 80 [mm], bề rộng b

b Lưỡi xả rác

Hình 4-5 Kết cấu lưỡi xã rác

1- Thanh đứng; 2- Thanh ngang; 3- Tấm lưỡi xả; 4- Thanh ngang;

5- bắt liên kết xilanh vào lưỡi xả; 6- rãnh trượt Yêu cầu đối với lưỡi xả rác

+ Đẩy hết được lượng rác ra ngoài

+ Không bị bó kẹt trên ray trượt

+ Chịu được tải trọng lượng rác đè lên

+ Kết cấu đơn giản, dễ thay thế sữa chữa

Nhiệm vụ lưỡi xả rác

Lưỡi xả rác cùng với xilanh tầng có nhiệm vụ đẩy rác ra ngoài khi lượng rác đã được ép đầy thùng xe

c Kết cấu thành thùng

Gồm hai mảng thành bên trái và thành bên phải được thiết kế giống nhau.Có chức năng chứa rác trên xe, làm máng dẫn khi ô tô xả rác để hàng không lọt vào gầm xe Thành bên được gia công định hình từ tôn đen dày 4mm, cuộn mép trên và dưới,

sử dụng các phương pháp hàn tấm mỏng bịt đầu thành dưới tạo khung và các gân tăng cứng

Các thanh đứng giữa thành đặt dọc theo thành thùng gồm 4 thanh đặt cách đều nhau 520 mm được chế tạo từ tôn đen dầy 4mm được dập định hình

Hai thanh đứng đầu thành được chế tạo từ thép tôn dầy 4mm Các thanh này được hàn với nhau bằng phương pháp hàn chồng có khí CO2 bảo vệ Các kết cấu chi tiết được thiết kế và biểu diễn trên các bản vẽ

Hình 4-6 Thành bên, nóc thùng

1- Đầu thùng; 2-Tôn thành thùng; 3-Xương dọc trên, dưới thành thùng;

4- Xương cuối thùng; 5-Tôn nóc thùng; 6 Xương nóc thùng;7 Tôn sàn thùng

8- khung chặn bàn xả; 9-Thanh gia cứng thành bên

F : diện tích mặt cắt ngang dầm dọc, [m2]

l : tổng chiều dài hai dầm dọc, [m], ta có l= 2.2,6=5,2 [m]

Từ tiết diện mặt cắt ngang:

Hình 4-7 Tiết diện mặt cắt ngang của các dầm dọc

Ta xác định diện tích mặt cắt ngang dầm dọc

+γ : Trọng lượng riêng của thép, [kG/m3], γ=7850 [kG/m3]

+V : thể tích của thép dầm ngang, [m3]

V được xác định: V=Fn.ln [m3] (4.10)

Với:

Fn: diện tích mặt cắt ngang dầm dọc, [m2]

Ln: tổng chiều dài dầm ngang [m], ta có tổng chiều dài dầm ngang

Hình 4-8 Tiết diện mặt cắt ngang của các dầm ngang

Diện tích mặt cắt ngang dầm ngang được xác định:

Trọng lượng tôn sàn thùng, thành thùng,nóc thùng và tôn lưỡi xã

Trọng lượng tôn sàn thùng được xác định:

` Gs=Vs.γ= Fs.δ.γ [kG] (4.12) Trong đó:

+ δ : Chiều dày tôn, [mm], chọn δ= 5 [mm]

+ γ : trọng lượng riêng của thép, [kG/m3] , γ=7850 [kG/m3]

+ Fs: diện tích tôn lát sàn thùng, [m2], được xác định:

+ δ : Chiều dày tôn, [mm], δ= 4 [mm]

+ γ : trọng lượng riêng của thép, [kG/m3], γ=7850 [kG/m3]

+ Fv: diện tích tôn lát sàn thùng, [m2], được xác định:

Trong đó:

+ h : Chiều cao lòng thùng , [mm], ta có h= 1120[mm]

+ L2: chiều dài đáy nhỏ thùng chứa, [mm], có L1= 1965 [mm]

+ L1: chiều dài đáy lớn thùng chứa, [mm], có L2 = 2600 [mm]

Thay vào biểu thức (4.14), ta có được diện tích tôn lát thùng:

Gnc = Vn.γ = Fn.δ.γ (4.15) Trong đó:

+ δ : Chiều dày tôn, [m], δ= 0,004[m]

+ γ : trọng lượng riêng của thép, [kG/m3] , γ=7850 [kG/m3]

+ Fn: diện tích tôn nóc thùng, [m2] , được xác định:

+ δ : Chiều dày tôn, [m], chọn δ= 0,004 [m]

+ γ : trọng lượng riêng của thép,[ kG/m3] , γ=7850 [kG/m3]

+ Fl: diện tích tôn lưỡi xả, [ m2], được xác định

Gkhung= Vkhung.γ= Fkhung.Lkhung.γ [kG] (4.17) Trong đó :

+ Gthùng : Trọng lượng khung tăng cứng, [KG]

+ γ : Trọng lượng riêng của thép, [kG/cm3], γ= 7850 [kG/m3] + V: thể tích, [m3], được xác định

V= Fkhung.Lkhung [m3] (4.18)

Với :

Fkhung : Diện tích mặt cắt ngang khung, [m2]

Lkhung : Tổng chiều dài khung xương, [m].

Chiều dài khung xương được xác định:

Hình 4-9 Mặt cắt khung xương thùng chứa Diện tích mặt cắt thép thành thùng:

Fkhung= b.h – (b- 2.δ).(h – δ) (4.20) = 0,08.0,04 – ( 0.08 –0,004).(0,04 – 2.0,004)

= 0,768.10-3 [m2]

Thay số vao (4.17) ta có:

Gkhung= Fkhung Lkhung γ = 0,768 10-3.21,87.7850=131,85 [kG]

Trọng lượng khung xương lưỡi xã được xác định:

Trong đó :

+ Gkxl [kG] : Trọng lượng khung xương lưỡi xã,

+ γ [kG/m3]: Trọng lượng riêng của thép, γ=7850 [kG/m3]

+ V [ m3] : thể tích khung xương lưỡi xã , được xác định:

Với :

Fl [m2]: diện tích mặt cắt ngang lưỡi xã,

ll [m] : tổng chiều dài khung xương, ll = 14,5[m]

4

20

Hình 4-10 Tiết diện mặt cắt ngang của lưỡi xã

Ta xác định được diện tích mặt cắt ngang lưỡi xã:

4.1.1.4 Tính toán kiểm tra bền thùng chính khi chứa rác

a Kiểm tra bền dầm ngang

Để đơn giản trong tính toán có các giả thiết sau:

Coi các dầm ngang thép chịu toàn bộ lực tác dụng, còn các thanh nẹp sàn là kết cấu gia cường Giả thiết này có thể chấp nhận được vì kết quả tính toán thiên về hướng

an toàn

Các lực tác dụng phân bố đều lên 06 cặp dầm ngang và không tính cho dầm ngang đặt gối đỡ Giả thiết này có thể chấp nhận được vì khi chuyển bài toán siêu tĩnh không gian về bài toán phẳng đã bỏ qua nhiều liên kết gia cường

Khi ôtô chuyển động, dầm ngang chịu tác dụng của các tải trọng sau:

-Trọng lượng bản thân thùng chính

-Tải trọng động khi phanh gấp hoặc khi quay vòng

Dầm ngang chịu tải lớn nhất khi ôtô chở đủ tải và phanh đột ngột Vì vậy khi tính bền dầm ngang sàn chỉ cần tính cho trường hợp này

100

46

4.5

Khi phanh gấp các dầm chịu tác dụng của lực quán tính tác dụng trong mặt phẳng nằm ngang và trọng lượng của thành thùng, sàn và tải trọng tác dụng trong mặt phẳng thẳng đứng

Tính bền dầm dọc và các gối đỡ vì đây là các vị trí chịu tải trọng và tải trọng va đập lớn, có ứng suất tập trung

Bảng 4-1 Thông số tính toán bền dầm ngang

Khối lượng rác chuyên chở theo thiết kế Qr kg 2755

- Khối lượng tác dụng theo phương thẳng đứng:

Khối lượng tập trung tại đầu đầm ngang sinh ra do trọng lượng thành bên của thùng chính:

Qtb = Gtb/2.n = 379,35/(2.6) = 31,61 [kg] (4.24)

Khối lượng phân bố do trọng lượng sàn và khối lượng rác sinh ra:

Qx = (Qs +Qr )/(l.n) = (457,08+2755)/(6.200) = 2,677 [kg/cm] (4.25)

n: số cặp dầm ngang; n = 6

l: là chiều dài toàn bộ dầm ngang; l=200 [cm]

Tải trọng tác dụng theo phương nằm ngang:

Lực quán tính tập trung tại đầu các dầm ngang sinh ra do trọng lượng thành bên:

Sử dụng phần mềm RDM thể hiện momen tác dụng lên dầm ngang theo phương thẳng đứng

Hình 4-11.biểu đồ momen tác dụng lên dầm ngang theo phương đứng

Trong đó ta tính được với thép hình chữ U như hình bên có:

1 / W ) (M /W ) (M + (4.28)

/8,52) (3764 50,6)

Hình 4-14 Tiết diện mặt cắt ngang của dầm dọc

Đối với dầm dọc ta lựa chọn chiều rộng của dầm bằng chiều rộng với sát xi xe cơ

sở để thuận tiện cho việc lắp ráp sau này, chiều cao dầm h phải đảm bảo mặt dưới của đáy thùng cách mặt trên của lốp xe một khoảng an toàn

Tải trọng tác dụng lên dầm do rác thải chứa trong thùng và trọng lượng kết cấu thùng chứa Coi tải trọng này phân bố đều trên dầm dọc:

n l

Q Q

Sử dụng phần mềm RDM thể hiện momen tác dụng lên dầm dọc

Hình 4-15 Biểu đồ mo men lực tác dụng lên dầm dọc

Mô men lớn nhất: Mxmax = 0,1816 [kN.m]

Theo [3] ta có ứng suất pháp lớn nhất sinh ra trên dầm được xác định:

+ Mxmax: Mo men lớn nhất trên dầm dọc

+ Wx: Momen chống uốn của thép, ta chọn thép CT3 có mặt cắt như ở trên, theo[3]

tra bảng ta được Wx=50,6[cm3]

Thế các giá trị vào (2.30) ta được:

6,50

16,18

=

 = 0,368 [kN/cm2

]

Vậy  < [ ] =16 [kN/cm2] Nên dầm dọc đủ bền

4.1.1.5 Tính toán kiểm tra bền thùng chính khi lắp đặt lên khung sát xi

a Phương pháp liên kết thùng với sat xi

Liên kết thùng hàng và sát xi có thể dùng mặt bích để liên kết hoặc dùng bu lông quang kết hợp mặt bích chống xô dọc tạo độ cứng cần thiết, nhằm ngăn chặn dịch chuyển của thùng

Hai phương pháp trên phương pháp dùng bu lông quang có nhiều ưu điểm hơn Công nghệ đơn giản hơn và không làm thay đổi kết cấu của thùng cũng như sát xi xe cơ

sở Tạo ra độ linh động cần thiết, làm giảm tập trung ứng suất xuống khung xe

Giữa dầm dọc của thùng sát xi xe cơ sở có miếng cao su dày 10 mm để làm giảm

va đập xuống khung và tăng lực ma sát

b Tính toán bulông để chống thùng trượt dọc

Khi tính toán bu lông lắp bích chống xô, ta giả thiết bỏ qua sự dịch chuyển ngang của khung, ta chỉ tính cho trường hợp gây ra dịch chuyển dọc lớn nhất là lúc ô tô phanh đột ngột trên đường xuống dốc Bu lông trong trường hợp này chịu tác dụng lực ngang, với mối lắp bu lông có khe hở nên phải siết bu lông để tạo nên lực ép Fbl ép các bích vào dầm dọc, do đó sinh ra lực ma sát giữ không cho các tấm ghép bị trượt khi chịu tác dụng ngoại lực

Khi phanh đột ngột toàn bộ trọng lượng phần phía trên dầm dọc có thể bị trượt tương đối dầm dọc do lực quán tính khi phanh Pj và Gd

+µ: Hệ số mát sát giữa hai bề mặt thô của thép, µ= (0,15-2)

Suy ra: Fms = µ.Gn=µ.G.cosα = 0,18.3715.cos 45=472,84 [KG]= 4638,58 [N]

+Jpmax : gia tốc chậm dần cực đai khi phanh, [m/s2]

Theo [1] , Jpmax được tính : Jpmax = (φ g )/i

Với :

φ: hệ số bám giữa lốp xe với mặt đường Theo [1] φ =0,7÷0.8 , chọn φ =0,75 g: gia tốc trọng trường, [m/s2] Lấy g = 9.81 [m/s2]

i: hệ số tính đến ảnh hưởng các trọng khối quay của ôtô, i = 1

Thế vào ta được : Jpmax = (0,75.9,81)/1=7,35[m/s2]

Lực quán tính sinh ra khi phanh là:

+ n: Số bu lông được sử dụng

Hình 4-17 Liên kết dầm dọc thùng với khung xe 1-Đệm lót; 2- bu lông bắt kẹp thùng; 3- bắt bắt bulong

60

B-B B

B

3 2

1

Hình 4-18 Bulông chịu kéo khi liên kết dầm dọc thùng với khung xe

.

4

k bl

F K d

4

k bl

F K d





 = 4.1, 3.24232, 22 9, 44

3,14.450 = [mm] Ta chọn d = 10[mm]

Vậy ta cần 10 bulông M10 để lắp để hạn chế chuyển động trượt của thùng theo

chiều dọc (mỗi bên 5 bulông)

Ta kiểm tra ứng suất cắt trong thân bulông

Theo [5], bulông chịu cắt đủ bền khi : τc < [τc] (4.37 Trong đó:

+ τc: Ứng suất cắt trong thân bulông, [N/mm2]

+ [τc]: Ứng suất cắt cho phép của bulông, với vật liệu là thép 45 thì

[τ]=100[N/mm2]

Giả sử các bulông chịu lực đều nhau , theo [5] ứng suất cắt được tính :

τ =

2 b

Lực xê dịch thùng bao gồm lực quán tính , và phần trọng lượng gây ra lực dọc.Nên

P được xác định như sau: P = Pj + Pd = 27333,1+25769,9= 53103[N]

+ n : số bulông liên kết giữa thùng xe với khung xe, theo trên thì n =10

+ db : Đường kính bulông, [mm].theo tính ở trên ta được d = 10[mm]

Thay vào ta được : τ = 2

531031010.3,14

4 = 67,61[N/mm2]

Theo công thức (4.38) thì = 67,61[N/mm2]≤ [τ] = 100[N/mm2] Do đó các bulông trong nhóm chịu cắt đủ bền

c Tính toán bulông quang treo để chống thùng trượt ngang

Khi ô tô chạy trên đường cong có bán kính R thì sẽ phát sinh một lực li tâm, lực

ly tâm này có xu hướng làm lật xe theo hướng xa ra tâm quay, xe có xu hướng lật quanh bánh ngoài

Để xét sự liên kết của các bu lông quang treo ta chỉ xét phần khối lượng phía trên khung xe (Những thành phần mà khối lượng của chúng sinh ra lực ly tâm tác dụng lên

bu lông quang khi xe quay vòng )

Ta tính toán cho trường hợp ô tô đầy tải quay vòng ổn định trên đường vòng với góc nghiêng ngang của đường là bằng 0

Hình 4-19 Liên kết thùng xe với khung xe bằng bulong quang

1- Dầm dọc sát xi xe; 2- dầm dọc thùng; 3- bulông quang M10