Đồ án thiết kế kỹ thuật ô tô tải bảo ôn trên cơ sở ô tô chassic tải được lắp đặt với thùng xe do công ty TNHH tường huy sản xuất

Nhiệm vụ đề tài Sơ lược các bước thực hiện việc thiết kế,sản xuất,đăng ký xuất xưởng cho một kiểu loại ô tô tải của một doanh nghiệp sản xuất thùng xe Nắm bắt được nội dung hồ sơ thuyết

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

SVTH : TRẦN NGỌC PHONG MSSV: 13145192

GVHD: TS NGUYỄN VĂN TRẠNG

KS PHẠM HỮU HUY

Tp Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

SVTH : TRẦN NGỌC PHONG MSSV: 13145192

GVHD: TS NGUYỄN VĂN TRẠNG

KS PHẠM HỮU HUY

Tp Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2017

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT

TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT

NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm

……

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: 1 Trần Văn Hùng MSSV: 13145105

2 Trần Ngọc Phong MSSV: 13145192

Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô Mã ngành đào tạo: 52510205

Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ đào tạo: 52510205D.Khóa: 2013-2017 Lớp: 131454A

1 Tên đề tài

Thiết kế kỹ thuật ô tô tải bảo ôn trên cơ sở ô tô chassis tải lắp đặt với thùng xe do

công ty TNHH Tường Huy sản xuất

2 Nhiệm vụ đề tài

Sơ lược các bước thực hiện việc thiết kế,sản xuất,đăng ký xuất xưởng cho một kiểu loại

ô tô tải của một doanh nghiệp sản xuất thùng xe

Nắm bắt được nội dung hồ sơ thuyết minh thiết kế kỹ thuật ô tô tải theo yêu cầu thực tế của Cục Đăng Kiểm Việt Nam trên cơ sở các tiêu chuẩn,quy định đối với ô tô tải đang lưuhành

Tính toán thiết kế đối với ô tô tải thùng kết cấu chịu lực dạng tấm panel do Công Ty TNHH Tường Huy sản xuất

Lập bản thuyết minh thiết kế kỹ thuật ô tô tải cho 1 kiểu loại xe do Công Ty TNHH Tường Huy sản xuất thực tế,so sánh với bản thuyết minh thiết kế của Công Ty TNHH Tường Huy được Cục Đăng Kiểm Việt Nam thẩm định và cấp giấy chứng nhận kiểu loại

3 Sản phẩm của đề tài

- Tiểu luận đồ án tốt nghiệp

- Đĩa CD nội dung đề tài

- Sản phẩm thùng xe tải(bảo ôn) thực tế tại Công Ty TNHH Tường Huy

4 Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 10/4/2017

5 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 28/07/2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

TP HCM

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Bộ môn Động Cơ.

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho giảng viên hướng dẫn)

Họ và tên sinh viên : Trần Văn Hùng MSSV: 13145105 Hội đồng:…………

Họ và tên sinh viên : Trần Ngọc Phong MSSV:13145192 Hội đồng:…………

Tên đề tài: Thiết kế kỹ thuật ô tô tải bảo ôn trên cơ sở ô tô chassis tải lắp đặt với thùng xe do công ty TNHH Tường Huy sản xuất Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật ô tô Họ và tên GV hướng dẫn: TS.Nguyễn Văn Trạng Ý KIẾN NHẬN XÉT 1 Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy)

2 Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN(không đánh máy) 2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:

2.2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)

2.3.Kết quả đạt được:

2.4 Những tồn tại (nếu có):

3 Đánh giá:

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ

thuật, khoa học xã hội…

5

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10

Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc

quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc

thực tế

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Bộ môn Động cơ

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho giảng viên phản biện)

Họ và tên sinh viên : Trần Văn Hùng MSSV: 13145105 Hội đồng…………

Họ và tên sinh viên : Trần Ngọc Phong MSSV: 13145192 Hội đồng…………

Tên đề tài: Thiết kế kỹ thuật ô tô tải bảo ôn trên cơ sở ô tô chassis tải lắp đặt với thùng xe do công ty TNHH Tường Huy sản xuất Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật ô tô Họ và tên GV phản biện: (Mã GV)

Ý KIẾN NHẬN XÉT 1 Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:

2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)

3 Kết quả đạt được:

4 Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:

5 Câu hỏi:

6 Đánh giá:

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ

thuật, khoa học xã hội…

5

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10

Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần,

hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng

buộc thực tế

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên

LỜI NÓI ĐẦU

Ở nước ta hiện nay tốc độ phát triển công nghiệp hóa, hiệnđại hóa diễn ra rất nhanh và mạnh mẽ Cùng với sự phát triểnmạng lưới cơ sở hạ tầng như: điện, nước, giao thông… thì việcđầu tư phát triển các dịch vụ vận tải hàng hóa cũng là bước điđồng bộ và phù hợp nhằm đáp ứng nhu cầu cần thiết của nền kinh

tế Một trong những dịch vụ vận tải phổ biến và đang phất triểnmạnh mẻ ở nước ta là vận tải hàng hóa bằng ô tô tải Do vậy việcthiết kế thi công các loại thùng hàng để phù hợp với tính năngcủa xe ô tô và điều kiện khai thác ở nước ta là hết sức cần thiết

Do yêu cầu ngày càng cao cũng như đặc tính của các hànghóa phải giữ ở nhiệt độ thấp dưới 0oC để không mất đi các giá trịcủa chúng nên con người đã thiết kế,chế tạo ra thùng xe đônglạnh bằng vật liệu composite là loại vừa bền vừa nhẹ lại có khảnăng chống ăn mòn cao kết hợp với foam giúp giữ cho nhiệt độbên trong thùng xe, làm giảm tải trọng của thùng so vời các vậtliệu kim loại đáp ứng các yêu cầu như trên trong một khoảng thờigian nhất định

Xin cảm ơn TS NGUYỄN VĂN TRẠNG - Khoa Cơ Khí Động Lực - Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM và

KS PHẠM HỮU HUY - Giám Đốc Công Ty TNHH Tường Huy đã hướng dẫn giúp chúng em hoàn thành đề tài :

THIẾT KẾ KỸ THUẬT Ô TÔ TẢI BẢO ÔN TRÊN CƠ

SỞ Ô TÔ CHASSIS TẢI LẮP ĐẶT VỚI THÙNG XE DO CÔNG TY TNHH TƯỜNG HUY SẢN XUẤT

Đây là đề tài có sự hướng dẫn của giảng viên và doanhnghiệp có tính ý nghĩa thực tiễn rất cao cho nhu cầu của xã hội đểsản xuất rộng rãi cho dòng xe tải

Trân trọng

TRẦN VĂN HÙNG TRẦN NGỌC PHONG

MỤC LỤC Trang

LỜI NÓI ĐẦU i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU iv

DANH MỤC CÁC HÌNH vi

DANH MỤC CÁC BẢNG viii

PHỤ LỤC ix

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích nghiên cứu 3

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

1.4 Nội dung nghiên cứu 3

1.5 Phương pháp nghiên cứu 4

1.6 Nghiên cứu thiết kế được thực hiện trên cơ sở phải đảm bảo các nguyên tắc 4

CHƯƠNG 2.VẬT LIỆU COMPOSITE VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT THÙNG XE TẢI 5

2.1 Giới thiệu về vật liệu composite 5

2.1.1 Khái niệm 5

2.1.2 Lịch sử ra đời 6

2.1.3 Đặc điểm 6

2.1.4 Ưu,nhược điểm 7

2.1.5 Phân loại 7

2.1.6 Cấu tạo của vật liệu composite 8

2.1.6.1 Chất nền (pha nền) 8

2.1.6.2 Pha cốt 9

2.1.6.3 Chất xúc tác-xúc tiến 13

2.1.6.4 Các chất phụ gia sử dụng trong quá trình sản xuất composite 14

2.1.7 Ứng dụng vật liệu composite trong đời sống 15

2.1.7.1 Thế giới 15

2.1.7.2 Việt Nam 17

2.2 Một số phương pháp gia công và chế tạo vật liệu composite 20

2.2.1 Công nghệ lăn tay 20

2.2.2 Kỹ thuật súng phun 21

2.2.3 Công nghệ đúc nén 21

2.3 Công nghệ sản xuất thùng xe composite ở Việt Nam 21

2.4 Quy trình sản xuất thùng xe tải ở Việt Nam 22

Chương 3.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THÙNG XE TẢI (BẢO ÔN) TRÊN NỀN XE SÁT XI CƠ SỞ HUYNDAI XCIENT TRAGO 23

3.1 Tuyến hình chung của ô tô 23

3.2 Tính toán xác định khối lượng và phân bố khối lượng của ô tô 24

3.3 Đặc tính cơ bản của xe 25

3.3.1 Kết cấu thùng hàng 25

3.3.2 Trình tự công nghệ chế tạo 26

3.3.3 Yêu cầu kỹ thuật chung 27

3.4 Tính toán các đặc tính động học,động lực học 27

3.4.1 Tính toán xác định tọa độ trọng tâm và bán kính quay vòng của xe 27

3.4.2 Kiểm tra tính ổn định của xe 28

3.4.3 Tính toán động lực học kéo của ô tô 29

3.4.3.1 Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ 30

3.4.3.2 Đặc tính động lực học D 31

3.4.3.3.Thời gian và quãng đường tăng tốc khi đầy tải 33

3.4.3.4.Xác định quãng đường tăng tốc của ô tô khi đầy tải 35

3.4.3.5.Khả năng vượt dốc theo điều kiện bám của bánh xe chủ động với mặt đường 36

3.5 Tính toán kiểm tra bền các chi tiết 36

3.5.1 Tính bền mối ghép thùng hàng và khung xe 36

3.5.2.Tính kiểm bền thùng hàng 37

3.5.3 Kiểm tra bền vách trước thùng tải 40

3.5.4 Tính kiểm bền vách bên thùng tải 43

3.6.Tính toán kiểm tra hệ thống phụ tải của đèn thùng hàng 48

3.6.1.Tính toán công suất tiêu thụ của các phụ tải thiết kế thêm : 49

3.6.2.Tính toán chọn dây dẫn 49

3.6.3.Kiểm tra khả năng đáp ứng của xe cơ sở 49

3.6.4.Lắp đặt các thiết bị phụ tải 50

3.7 Đánh giá tính năng khác của ô tô thiết kế 50

3.8 Kết luận 51

CHƯƠNG 4.KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 52

4.1 Kết luận 52

4.2 Hướng phát triển 52

TÀI LIỆU THAM KHẢO 53

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU

Khối lượng bản thân của ô tô sát xi có

buồng lái cơ sở

Khối lượng hàng chuyên chở cho phép

tham gia giao thông không phải xin phép

Khối lượng toàn bộ cho phép tham gia giao

thông không phải xin phép

Vận tốc giới hạn của ô tô khi quay vòng Vgh m/s

B

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Thực trạng ngành vận tải ở nước ta 1

Hình 1.2 Xe tải đông lạnh ở nước ta 2

Hình 1.3 Thùng xe đông lạnh do công ty TNHH Tường Huy sản xuất 3

Hình 2.1 Cấu trúc polymer 5

Hình 2.2 Một số dạng composite sợi 12

Hình 2.3 Ứng dụng vật liệu composite trên máy bay Boeing Dreamliner 787 16

Hình 2.4 Ứng dụng vật liêu composite làm bể nuôi trồng thủy sản 18

Hình 2.5 Ứng dụng vật liệu composite trong nội thất trên tàu hỏa 18

Hình 2.6 Minh họa phương pháp lăn tay 20

Hình 3.1 Tuyến hình chung của ô tô 23

Hình 3.2 Sơ đồ phân bố tải trọng lên các trục 24

Hình 3.3 Đồ thị đặc tính ngoài động cơ 30

Hình 3.4 Đồ thị đặc tính động lực học của ô tô 33

Hình 3.5 Đồ thị quãng đường và thời gian tăng tốc khi đầy tải 35

Hình 3.6 Sơ đồ tính dầm ngang 39

Hình 3.7 Biểu đồ moment uốn của dầm ngang 39

Hình 3.8 Biểu đồ chuyển vị dầm ngang 40

Hình 3.9 Biểu đồ ứng suất dầm ngang 40

Hình 3.10 Sơ đồ phân bố lực lên panel trước 42

Hình 3.11 Biểu đồ chuyển vị của panel trước 42

Hình 3.12 Biểu đồ moment uốn của panel trước 43

Hình 3.13 Biểu đồ ứng suất của panel trước 43

Hình 3.14 Sơ đồ phân bố lực trên panel hông 45

Hình 3.15 Biểu đồ chuyển vị của panel hông 45

Hình 3.16 Biểu đồ moment uốn của panel hông 46

Hình 3.17 Biểu đồ ứng suất panel hông 46

Hình 3.18 Liên kết vách hông với sàn,nóc và vách trước 47

Hình 3.19 Liên kết vách trước với sàn,nóc và vách hông 48

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1 Kiểm tra các thông số kích thước theo thông tư 42/2014/TT-BGTVT 24

Bảng 3.2 Tải trọng phân bố lên từng trục trên ô tô 25

Bảng 3.3 Thông số kỹ thuật cơ bản của ô tô 27

Bảng 3.4 Tọa độ trọng tâm ô tô theo chiều dọc 27

Bảng 3.5 Tọa độ trọng tâm của ô tô thiết kế theo chiều cao 28

Bảng 3.6 Giá trị giới hạn về ổn định của ô tô 29

Bảng 3.7 Thông số tính toán động lực học kéo ô tô 29

Bảng 3.8 Thông số đặc tính ngoài động cơ 30

Bảng 3.9 Vận tốc của xe ở các tay số 32

Bảng 3.10 Giá trị đặc tính động lực học của xe 32

Bảng 3.11 Thông số tính toán quãng đường tăng tốc ô tô khi đầy tải 35

Bảng 3.12 Kết quả tính toán động lực học kéo ô tô 36

Bảng 3.13 Kết quả tính toán bền thùng hàng – khung xe 37

Bảng 3.14 Kết quả tính toán bền dầm ngang 38

Bảng 3.15 Các thông số phụ tải của đèn thùng hàng 49

PHỤ LỤC

Bảng 3.3 Thông số kỹ thuật cơ bản của ô tô

1.2 Nhãn hiệu số loại của phương tiện HUYNDAI

XCIENTTRAGO

HUYNDAIXCIENTTRAGO/THBO

3.2 Khối lượng hàng chuyển chở cho phép

tham gia giao thông(kg)

3.6 Khối lượng toàn bộ theo thiết kế(kg) 31000 29320

3.7 Khả năng chịu tải lớn nhất trên từng trục

4.1 Tốc độ cực đại của xe(km/h) 89,73

4.2 Độ dốc lớn nhất xe vượt được (%) 49,9

4.3 Thời gian tăng tốc của xe từ lúc khởi

hành đến khi đi hết quảng đường 200m

5.1 Tên nhà sản xuất và kiểu loại động cơ

5.2 Loại nhiên liệu,số kỳ,số xy lanh,cách bố

5.8 Vị trí bố trí động cơ trên khung xe Bố trí phía trước

9.1 Cầu trước : cầu dẫn hướng

1.Kiểu cầu trước

2.Tải trọng cho phép cầu trước

3.Số lượng cầu

Kiểu chữ I7000x2 kg2

9.2 Cầu sau : cầu chủ động

1.Kiểu cầu sau

Kiểu hộp13000x2 kg

2 Tải trọng cho phép cầu sau

12 Mô tả hệ thống phanh

phanh kiểu má phanh tang trốngđặt ở tất cả các bánh xe12.2 Phanh dừng xe(Phanh tay) Phanh lốc kê,tác động lên các

Bảng 3.7 Thông số tính toán động lực học kéo ô tô

Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị

Khối lượng toàn bộ ô tô phân lên cầu chủ động Z34 kg 18000

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Đặt vấn đề

Dịch vụ vận chuyển hàng hóa là một trong những mắt xíchquang trọng trong chuỗi cung ứng của dịch vụ đã và đang trởthành một trong những ngành đóng vai trò quan trọng trong sựphát triển kinh tế xã hội, giúp cho các hoạt động lưu thông,chuyên chở hàng hóa được thực hiện nhanh chóng, dễ dàng, đưasản phẩm, hàng hóa của các doanh nghiệp tiếp cận đến mọi vùngmiền và tận tay người tiêu dùng

Hình 1.1 Thực trạng ngành vận tải ở nước ta(Nguồn http://vinafco.com.vn/thuc-trang-nganh-van-tai-co-hoi-hay-thach-thuc)

Trong đó vận tải bằng ô tô có nhiều ưu điểm so với các loạihình vận tải khác là tổ chức vận tải từ nhà đến nhà, phục vụ mọinhu cầu từ hàng hóa đến hành khách Vận tải ô tô luôn chiếm tỉ lệcao, đặc biệt là cự li ngắn khi nó đảm nhiệm việc tiếp nối các quảtrình vận tải khác

Trong những năm qua, sản lượng vận tải hàng hóa vậnchuyển luôn chiếm 60 – 65 % và hàng hóa luân chuyển chiếm 12– 15 % tổng sản lượng hàng hóa, sản lượng vận chuyển hànhkhách chiếm 60 – 65 % so với tổng sản lượng vận tải cả nước.Như vậy vận chuyển hàng hóa luôn chiếm tỉ trọng cao,chứng tỏ nhu cầu vận chuyển cũng rất cao Trong giai đoạn nềnkinh tế đang phất triển như hiện nay cũng như trong tương lai thìnhu cầu đó ngày càng cao đòi hỏi ngành vận tải nói chung cũngnhư ngành vận tải bằng ô tô nói riêng phải bắt kịp thời đại cả về

số lượng cũng như chất lượng để đáp ứng nhu cầu của xã hội.Ngày nay, khi nhu cầu của khách hàng về các loại thựcphẩm tăng lên càng nhiều, việc sản xuất lại chỉ tập trung ở mộtvài địa điểm Vì thế nhu cầu vận chuyển là một tất yếu Vậnchuyển hàng hóa thực phẩm không thể sử dụng những dòng xe tảithông thường mà các doanh nghiệp phải nhờ đến dòng xe đônglạnh – chiếc tủ lạnh tạm thời bảo quản và vận chuyển hàng hóa từnhà cung cấp đến người tiêu dùng

Tuy rằng không nhộn nhịp các giao dịch mua đi bán lại nhưcác dòng xe tải thông thường khác nhưng xe tải đông lạnh vẫnđược bán ra thường xuyên với mức doanh số ổn định Kháchhàng sử dụng dòng xe này chủ yếu là các siêu thị, các công ty sảnxuất thực phẩm tươi sống cần phương tiện đưa sản phẩm đến vớikhách hàng Họ lựa chọn xe đông lạnh như một kho bảo quản diđộng trong thời gian ngắn, cung cấp thực phẩm cho khách hàngđảm bảo chất lượng, không bị hư hỏng, ôi thiu

Hình 1.2 Xe tải đông lạnh ở nước ta(https://izifix.com/tin-tuc/bai-viet/592-Tinh-hinh-thi-truong-xe-dong-lanh-hien-nay)

Hàng năm, trong số thu nhập hàng chục tỷ đồng của cáchãng xe tải trên cả nước thì xe tải đông lạnh cũng góp phần vớikhoảng 11-17% doanh số, con số này đã có bước tăng trưởng hơn

so với những năm trước do nhà nước đã quy định tất cả các mặthàng thực phẩm tươi sống, thực phẩm đóng hộp phải được vậnchuyển và bảo quản bằng xe đông lạnh để bảo đảm an toàn chothực phẩm, do đó nhu cầu sử dụng xe tải đông lạnh ngày càngnhiều

Hình 1.3 Thùng xe đông lạnh do công ty TNHH Tường Huy sản xuất

Vì vậy ngành công nghiệp sản xuất thùng xe đông lạnh rađời để để đáp ứng nhu cầu đó của thị trường, đây là ngành mớiphát triển ở nước ta nên có nhiều cơ hội cũng như thách thứctrong quá trình sản xuất để mang lại sản phẩm tốt nhất cho thịtrường.

1.2 Mục đích nghiên cứu

Do nhu cầu cần thiết của thị trường trong và ngoài nước,trong vấn đề vận chuyển các hàng hóa đông lạnh vì vậy nền côngnghiệp sản xuất chế tạo thùng xe đông lạnh rất có tiềm năngngoài ra phải tính toán thiết kế khả năng chịu tải cũng là vấn đềrất quan trọng để đáp ứng nhu cầu cũng như các quy định của cụcđăng kiểm Việt Nam Đồng thời cũng là tài liệu để các doanhnghiệp và các bạn sinh viên yêu thích ngành này tham khảo

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu và thiết kế kỹ thuật ô tô tải (bảo ôn) trên cơ sở ô

tô sát xi có buồng lái HYUNDAI XCIENT TRAGO

Nghiên cứu đề tài trên cơ sở lý thuyết tính toán động học vàđộng lực học của ô tô tải, tính toán kiểm bền các chi tiết lắp ghép

để đảm bảo tải trọng cũng như khả năng an toàn khi tham giagiao thông và hoàn thành sản phẩm có thể đưa ra ngoài thịtrường

1.4 Nội dung nghiên cứu

- Ứng dụng vật liệu composite

- Quy trình sản xuất một thùng xe tải hoàn chỉnh

- Thiết kế thùng xe tải (bảo ôn) trên cơ sở xe nền chassis cơ sở có buồng lái

- Tính toàn các đặc tính động học, động lưc học

- Tính toán độ bền của thùng xe thiết kế

1.5 Phương pháp nghiên cứu

Kết hợp nhiều phương pháp nhưng chủ yếu gồm các phương pháp :

- Nghiên cứu lý thuyết xe ô tô

- Tham khảo các tài liệu liên quan về sản xuất thùng xe (bảo ôn).

- Nhờ sự đóng góp cho ý kiến của giáo viên hướng dẫn cũng như thầy cô trong

trường

- Các kỹ năng thực tế, sự hướng dẫn từ doanh nghiệp trong suốt quá trình hoàn thiện sản phẩm

1.6 Nghiên cứu thiết kế được thực hiện trên cơ sở phải đảm bảo các nguyên tắc

Thiết kế để sản xuất lắp ráp trong nước theo thông tư số30/2011/TT-BGTVT, thông tư 54/2014/TT-BGTVT

Đảm bảo được các tiêu chí về an toàn kỹ thuật và ảo vệ môitrường theo các quy định hiện hành đồng thời đáp ứng các yêucầu mỹ thuật công nghiệp

Ô tô sát xi có buồng lái HYUNDAI XCIENT TRAGO doTrung Quốc sản xuất mới 100 %

Công nghệ chế tạo các chi tiết tổng thành chế tạo trongnước đơn giản, dễ chế tạo và giá thành thấp phù hợp với khả năngcung ứng vật tư, phù hợp với khả năng thi công của các cơ sở sảnxuất lắp ráp trong nước

Thiết kế phải đảm bảo thỏa mãn: QCVN BGTVT, thông tư số 42/2014/TT-BGTVT

09/2015/TT-Ô tô thiết kế phải đảm bảo chuyển động ổn định và an toàntrên các loại đường giao thông công cộng ở nước ta

CHƯƠNG 2.VẬT LIỆU COMPOSITE VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT THÙNG XE

TẢI

2.1 Giới thiệu về vật liệu composite

Sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp hiện đại dẫn đến các nhu cầu to lớn về loại vật liệu đồng thời có nhiều tính chất màcác vật liệu như kim loại, ceramic, polymer khi đứng riêng lẻ không có được mà nổi bật là loại vừa bền, vừa nhẹ, rẻ lại có tính chống ăn mòn cao Composite (hay còn gọi là vật liệu kết hợp) rađời mấy chục năm gần đây đã đáp ứng được các yêu cầu đó, đã đáp ứng, ứng dụng và phát triển tới trình độ cao trong quy luật kết hợp – một quy luật phổ biến trong tự nhiên Ngành khoa học

và công nghệ về composite đã có nhiều sản phẩm dùng trong mọilĩnh vực: từ ô tô máy bay cho đến các vật liệu chỉnh hình và hiện phát triển đến mức nhiều người cho rằng thế kỷ 21 sẽ là văn minhcủa composite

2.1.1 Khái niệm

-posite từ position nghĩa là thành phần Vật liệu Com-posite là vậtliệu được chế tạo tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhaunhằm mục đích tạo ra một vật liệu mới có đặt tính sức bền cơ lýhơn hẳn các vật liệu ban đầu, khi mà những vật liệu này làm việcriêng lẻ Nói cách khác vật liệu composite là vật liệu đa thànhphần

Hình 2.1 Cấu trúc polymer

(Nguồnhttps://sites.google.com/site/truongvanchinhvatlieucokhi/home/vat-lieu-phi-kim-loai/vat-lieu-polyme/cau-truc-phan-tu-polyme/cau-

truc-mach-cua-polyme)Vật liệu composite được cấu tạo từ các thành phần cốt nhằmđảm bảo cho composite có được các đặc tính cơ học, độ cứng cầnthiết và vật liệu nền đảm bảo cho các thành phần của compositeliên kết, làm việc hài hoà với nhau, tạo nên các kết cấu có khảnăng chịu sự ăn mòn, chịu nhiệt trong môi trường khắc nghiệt

2.1.2 Lịch sử ra đời

Chính thiên nhiên đã tạo ra cấu trúc composite trước tiên,

đó là thân cây gỗ, có cấu trúc composite, gồm nhiều sợi xenlulodài được kết nối với nhau bằng licnin Kết quả của sự liên kết hàihoà ấy là thân cây vừa bền và dẻo - một cấu trúc composite lýtưởng

Vật liệu Composite đã xuất hiện từ rất lâu trong cuộc sống,khoảng 5.000 năm trước Công nguyên người cổ đại đã biết vậndụng vật liệu composite vào cuộc sống (ví dụ: sử dụng bột đátrộn với đất sét để đảm bảo sự giãn nở trong quá trình nung đồgốm) Người Ai Cập đã biết vận dụng vật liệu Composite từkhoảng 3.000 năm trước Công nguyên, sản phẩm điển hình là vỏ

thuyền làm bằng lau, sậy tẩm pitum về sau này các thuyền đanbằng tre chát mùn cưa và nhựa thông hay các vách tường đan trechát bùn với rơm là những sản phẩm composite được áp dụngrộng rãi trong đời sống xã hội Hay người Hy Lạp cổ cũng đã biếtlấy mật ong trộn với đất, đá, cát sỏi làm vật liệu xây dựng Và ởViệt Nam, ngày xưa truyền lại cách làm nhà bằng bùn trộn vớirơm băm nhỏ để trát vách nhà, khi khô tạo ra lớp vật liệu cứng,mát về mùa hè và ấm vào mùa đông

Sự phát triển của vật liệu composite đã được khẳng định vàmang tính đột phá vào những năm 1930 khi mà Stayer và Thomat

đã nghiên cứu, ứng dụng thành công sợi thuỷ tinh; Fillis vàFoster dùng gia cường cho Polyeste không no và giải pháp này đãđược áp dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp chế tạo máy bay,tàu chiến phục vụ cho đại chiến thế giới lần thức hai Năm 1950bước đột phá quan trọng trong ngành vật liệu Composite đó là sựxuất hiện nhựa Epoxy và các sợi gia cường như Polyeste, nylon,

… Từ năm 1970 đến nay vật liệu composite nền chất dẻo đã đượcđưa vào sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và dândụng,y tế, thể thao, quân sự và ô tô, vv…

2.1.3 Đặc điểm

Vật liệu composite là vật liệu nhiều pha : trong đó các pharắn khác nhau về bản chất, không hòa tan lẫn nhau và phân cáchvới nhau bằng ranh giới pha Phổ biến nhất là loại composite 2pha :

- Pha liên tục trong toàn khối gọi là nền

- Pha phân bố gián đoạn được nền bao quanh gọi là cốt

Trong vật liệu composite tỷ lệ hình dáng, kích thước, sựphân bố của nền và cốt tuân theo quy luật đã thiết kế Tuy nhiên,tính chất của các pha thành phần được kết hợp lại để tạo nên tínhchất chung của composite

2.1.4 Ưu,nhược điểm

Vật liệu composite là vật liệu có nhiều tính ưu việt và có khả năng áp dụng rộng rãi:

 Tính chất nổi bật là nhẹ, độ bền cao,cứng vững, chịu va đập, uốn kéo tốt

 Chịu hóa chất, không sét rỉ, chống ăn mòn Đặc tính này đặc biết thích hợp cho biển và khí hậu vùng biển

 Chịu thời tiết, chóng tia UV, chống lão hóa nên rất bền

 Dễ lắp đặt, có độ bền riêng và các đặc trưng đàn hồi cao

 Chịu nhiệt, chịu lạnh chống cháy

 Cách điện, cách nhiệt tốt

 Chi phí bảo quản thấp, màu sắc đa dạng, thiết kế tạo dáng dễ dàng, đầu tưthiết bị và tổ chức sản xuất không phức tạp, chi phí vận chuyển và sản xuấtkhông cao…

 Không thấm nước, không độc hại

sợi hữu cơ (polyamit, kevlar (là sợi aramit cơ tính cao), ), sợi khoáng (sợi thủytinh, sợi cacbon, ), sợi kim loại (Bo,nhôm, ) Vật liệu composite nền hữu cơchỉ chịu được nhiệt độ tối đa là khoảng 200 ÷ 300 °C.

 Composite nền khoáng (gốm):bê tông,bê tông cốt thép, composite nền gốm,composite cacbon - cacbon Thường loại nền này kết hợp với cốt dạng: sợi kimloại (Bo, thép, ), hạt kim loại (chất gốm kim), hạt gốm (gốm cacbua, gốmNitơ, )

 Composite nền kim loại: nền hợp kim titan, nền hợp kim nhôm, Thường kếthợp với cốt liệu dạng: sợi kim loại (Bo, ), sợi khoáng (cacbon, SiC, )

 Composit nền kim loại hay nền khoáng chất có thể chịu nhiệt độ tối đa khoảng

600 ÷ 1.000 °C (nền gốm tới 1.000 °C)

- Phân loại theo hình học của cốt hoặc đặc điểm cấu trúc:

 Vật liệu composite độn dạng sợi: Khi vật liệu tăng cường có dạng sợi, ta gọi đó

là composite độn dạng sợi, chất độn dạng sợi gia cường tăng cơ lý tính chopolymer nền

 Vật liệu composite độn dạng hạt: Khi vật liệu tăng cường có dạng hạt, các tiểuphân hạt độn phân tán vào polymer nền Hạt khác sợi ở chỗ nó không có kíchthước ưu tiên

2.1.6 Cấu tạo của vật liệu composite

- Chất nền có vai trò sau đây:

 Liên kết toàn bộ các phần tử cốt thành một khối composite thống nhất

 Tạo khả năng để tiến hành các phương pháp gia công vật liệu compositethành các chi tiết thiết kế

 Che phủ, bảo vệ cốt tránh các hư hỏng do tác dụng của môi trường

 Vật liệu nền (pha nền) trong cấu trúc của vật composite không chịu trực tiếptải trọng hay ứng suất tác dụng lên vật liệu Nó chỉ đóng vai trò trung giantruyền dẫn ứng suất hay tải trọng vào bên trong cho vật liệu đóng vai trò làchất độn (pha cốt).

Tuy nhiên, việc chọn lựa chọn lựa một vật liệu làm nềnđóng một vai trò rất quan trọng định hình nên tính chất hóa học

và cơ lý của vật liệu composite Sự hòa hợp giữa pha nền và phacốt cũng là một nhân tố quan trọng trong việc thiết kế cấu trúccomposite

Trong thực tế, người ta có thể sử dụng nhựa nhiệt rắn haynhựa nhiệt dẻo làm polymer nền:

Nhựa nhiệt dẻo: PE (polyethylene), PS (polystyrene), ABS(acrylonytril butadien styrene), PVC (polyvynyl clorur)…độnđược trộn với nhựa, gia công trên máy ép phun ở trạng thái nóngchảy

Nhựa nhiệt rắn: PU (polyurethane), PP (polypropylene),

UF, Epoxy, Polyester không no, gia công dưới áp suất và nhiệt độcao, riêng với epoxy và polyester không no có thể tiến hành ởđiều kiện thường, gia công bằng tay (hand lay-up method) Nhìnchung, nhựa nhiệt rắn cho vật liệu có cơ tính cao hơn nhựa nhiệtdẻo

2.1.6.2 Pha cốt

Đóng vai trò là chất chịu ứng suất tập trung vì độn thường

có tính chất cơ lý cao hơn nhựa

Người ta đánh giá chất độn dựa trên các đặc điểm sau:

- Tính gia cường cơ học

- Tính kháng hoá chất, môi trường, nhiệt độ

- Phân tán vào nhựa tốt

- Truyền nhiệt, giải nhiệt tốt

- Thuận lợi cho quá trình gia công

- Giá thành hạ, nhẹ

Trong toàn khối compsite thì cốt phân bố không liên tục và rất đa dạng, phụ thuộcvào loại composite cần chế tạo.

Với loại composite kết cấu: cốt là các kim loại bền ở nhiệt độ thường và nhiệt độcao, có môđun đàn hồi lớn, khối lượng riêng nhỏ

Các loại vật liệu cốt: Kim loại (thép không rỉ, W, B, Mo … ), chất vô cơ (các bon,thủy tinh, gốm)

Hình dạng, kích thước, hàm lượng và sự phân bố của cốt ảnh hưởng rất mạnh đếntính chất composite

Tuỳ thuộc vào từng yêu cầu cho từng loại sản phẩm mà người ta có thể chọn loạivật liệu độn cho thích hợp

Có hai dạng độn:

- Độn dạng sợi : sợi có tính năng cơ lý hoá cao hơn độn dạng hạt, tuy nhiên, sợi cógiá thành cao hơn, thường dùng để chế tạo các loại vật liệu cao cấp như: sợi thủytinh, sợi carbon, sợi Bo, sợi cacbua silic, sợi amide…Cốt sợi cũng có thể là sợi tựnhiên (sợi đay, sợi gai, sợi lanh, xơ dừa, xơ tre, bông…), có thể là sợi nhân tạo(sợi thuỷ tinh, sợi vải, sợi poliamit…) Tuỳ theo yêu cầu sử dụng mà người ta chếtạo sợi thành nhiều dạng khác nhau: sợi ngắn, sợi dài, sợi rối, tấm sợi…

Một số sợi thông dụng :

 Sợi thuỷ tinh: Sợi thủy tinh, được kéo ra từ các loại thủy tinh kéo sợi được

(thủy tinh dệt), có đường kính nhỏ vài chục micro mét Khi đó các sợi này sẽmất những nhược điểm của thủy tinh khối, như: giòn, dễ nứt gẫy, mà trở nên

có nhiều ưu điểm của thủy tinh dệt có thể chứa thêm những khoáng chất như:silic, nhôm, magiê, cơ học hơn Thành phần tạo ra các loại sợi thủy tinhkhác nhau như: sợi thủy tinh E (dẫn điện tốt), sợi thủy tinh D (cách điện tốt),sợi thủy tinh A (hàm lượng kiềm cao), sợi thủy tinh C (độ bền hóa cao), sợithủy tinh R và sợi thủy tinh S (độ bền cơ học cao) Loại thủy tinh E là loại phổbiến, các loại khác thường ít (chiếm 1%) được sử dụng trong các ứng dụngriêng biệt Theo số liệu năm 1996, trên thế giới đã tiêu thụ 400.000 tấn sợithủy tinh, trong đó : châu Âu 130.000 tấn, Bắc Mỹ 126.000 tấn, Nhật Bản85.000 tấn…

 Sợi hữu cơ: Sợi kenvlar cấu tạo từ hợp chất hữu cơ cao phân tử aramit, đượcgia công bằng phương pháp tổng hợp ở nhiệt độ thấp (-10 °C), tiếp theo đượckéo ra thành sợi trong dung dịch, cuối cùng được sử lý nhiệt để tăng mô đunđàn hồi Sợi kenvlar và tất cả các sợi làm từ aramit khác như: Twaron,Technora, có giá thành thấp hơn sợi thủy tinh như cơ tính lại thấp hơn: cácloại sợi aramit thường có độ bền nén, uốn thấp và dễ biến dạng cắt giữa cáclớp.

 Sợi Cacbon: Sợi cacbon chính là sợi graphit (than chì), có cấu trúc tinh thể bềmặt, tạo thành các lớp liên kết với nhau, nhưng cách nhau khoảng 3,35 A°.Các nguyên tử cacbon liên kết với nhau, trong một mặt phẳng, thành mạngtinh thể hình lục lăng, với khoảng cách giữa các nguyên tử trong mỗi lớp là1,42 A° Sợi cacbon có cơ tính tương đối cao, có loại gần tương đương với sợithủy tinh, lại có khả năng chịu nhiệt cực tốt

 Sợi Bor: Sợi Bor hay Bore (ký hiệu hóa học là B), là một dạng sợi gốm thuđược nhờ phương pháp kết tủa Sản phẩm thương mại của loại sợi này có thể ởcác dạng: dây sợi dài gồm nhiều sợi nhỏ song song, băng đã tẩm thấm dùng đểquấn ống, vải đồng phương

 Cốt vải: Cốt vải là tổ hợp thành bề mặt (tấm), của vật liệu cốt sợi, được thựchiện bằng công nghệ dệt Các kỹ thuật dệt vải truyền thống thường hay dùnglà: kiểu dệt lụa trơn, kiểu dệt xa tanh, kiểu dệt vân chéo, kiểu dệt vải mô đuncao, kiểu dệt đồng phương Kiểu dệt là cách đan sợi, hay còn gọi là kiểu chéosợi Kỹ thuật dệt cao cấp còn có các kiểu dệt đa phương như: bện, tết, và kiểudệt thể tích tạo nên vải đa phương

 Việc trộn thêm các loại cốt sợi này vào hỗn hợp có tác dụng làm tăng độ bền

cơ học cũng như độ bền hoá học của vật liệu như: khả năng chịu được va đập;

độ giãn nở cao; khả năng cách âm tốt ; tính chịu ma sát- mài mòn; độ nén, độuốn dẻo và độ kéo đứt cao; khả năng chịu được trong môi trường ăn mòn như:muối, kiềm, axít… Những khả năng đó đã chứng tỏ tính ưu việt của hệ thốngvật liệu mới so với các loại Polyme thông thường Và cũng chính vì nhữngtính năng ưu việt đó mà hệ thống vật liệu composite đã được sử dụng rông rãitrong sản xuất cũng như trong đời sống

Hình 2.2 Một số dạng composite sợi.

(nguồn http://irgamme.uet.vnu.edu.vn/vat-lieu-composite-tiem-nang-va-ung-dung

- Độn dạng hạt :thường được sử dụng là: silica, CaCO3, vẩy mica, vẩy kim loại,độn khoáng, cao lanh, đất sét, bột talic, hay graphite, carbon… khả năng giacường cơ tính của chất độn dạng hạt dược sử dụng với mục đích sau:

 Giảm giá thành

 Tăng thể tích cần thiết đối với độn trơ, tăng độ bền cơ lý, hoá, nhiệt, điện, khảnăng chậm cháy đối với độn tăng cường

 Dễ đúc khuôn, giảm sự tạo bọt khí trong nhựa có độ nhớt cao

 Cải thiện tính chất bề mặt vật liệu, chống co rút khi đóng rắn, che khuất sợitrong cấu tạo tăng cường sợi, giảm toả nhiệt khi đóng rắn

 Liên kế nhờ thấm ướt do năng lượng sức căng bề mặt vì pha nền bị nung chảy

và dính ướt với cốt nên có sự khuếch tán tuy rất nhỏ, tạo nên sức căng bề mặt

 Liên kết phản ứng, xuất hiện khi ranh giới pha xảy ra phản ứng tạo hợp chấthóa học, hợp chất này như một lớp keo kết dính hai pha Đây là loại liên kếttốt nhất.

 Liến kết oxit, loại liên kết đặc trưng cho nền kim loại với cốt là oxit của chínhkim loại đó

2.1.6.3 Chất xúc tác-xúc tiến

Trên đây chúng ta đã nêu hai thành phần chủ yếu củacomposite là keo nhựa và sợi gia cường Chất xúc tác và chất xúctiến là thành phần thứ ba, chiếm một tỷ lệ rất nhỏ: 1,2 – 3% sovới trong lượng nhựa trong cấu trúc composite Polyester liên kếtvới sợi thủy tinh là thông qua phản ứng hóa học liên kết nốingang để đóng rắn cho vật liệu Nhưng phải có chất xúc tác thìphản ứng mới được khởi động và phải có chất xúc tiến thì tốc độphản ứng diễn ra nhanh chóng làm cho thời gian đông đặc vàđóng rắn được rút ngắn theo ý muốn Do đó, tỷ lệ pha chế chấtxúc tác và xúc tiến cũng khá chặt chẽ quyết định chất lượng đóngrắn của sản phẩm composite

Chất xúc tác

Các chất xúc tác chỉ được cho vào nhựa trước khi gia công.Vai trò của chúng là tạo gốc tự do kích động cho quá trình xúctác phản ứng đồng trùng hợp.Tác nhân kích thích cho sự tạothành gốc tự do có thể là chất xúc tiến, bức xạ ánh sáng, tia tửngoại hay nhiệt độ