Chương 2 PHÂN TÍCH KẾT CẤU LY HỢP XE URAL 375 Đ VÀ PHƯƠNG ÁN
3.2. Tính toán dẫn động điều khiển ly hợp bằng cơ khí trợ lực khí nén
Ly hợp phải truyền hết mô men xoắn lớn nhất của động cơ và được xác định:
max
ms e
M M (3.1)
Trong đó :
Mms : Mô men ma sát của ly hợp.
max
Me : Mô men xoắn lớn nhất của động cơ.
: Hệ số dự trữ của ly hợp.
Mô men ma sát sinh ra trong bộ ly hợp được tính:
ms tb ms
M P R z (3.2)
Trong đó :
: Hệ số ma sát, phụ thuộc vào vật liệu chế tạo tấm ma sát.
P: Lực nén tổng cộng của các lò xo ép lên đĩa ép.
Rtb: Bán kính trung bình của đĩa ma sát .
zms: Số đôi bề mặt ma sát.
ms 1
z C B C B
: Số lượng đĩa chủ động và bị động.
Từ (3.1) và (3.2) lực nén tổng cộng lên đĩa ép được tính:
max e tb ms
P M
R z
(3.3)
3.2.2. Xác định lực ép lên bạc mở ly hợp
Lực ép cần thiết của một lò xo khi làm việc:
0 lx
lx
F k P z
(3.4)
Trong đó:
P : Lực ép cần thiết của ly hợp.
k0 : Hệ số tính đến sự giãn, sự nới lỏng của lò xo; k0 = 1,05 1,08.
zlx : Số lượng lò xo sử dụng để tạo ra lực ép.
Độ cứng của một lò xo ép được xác định theo điều kiện tối thiểu của hệ số dự trữ ly hợp min khi tấm ma sát đã mòn đến giới hạn phải thay thế. Được xác định:
min 1
m lx
lx l
C F (3.5)
Trong đó:
min: Hệ số dự trữ ly hợp khi tấm ma sát mòn đến giới hạn phải thay thế, theo kinh nghiệm: min 0.8 0.85
lm : Lượng mòn tổng cộng cho phép của các tấm ma sát lm 0,5ms zms
, với ms là độ dầy của tấm ma sát ; chọn ms=3,5 mm Lực nén lớn nhất tác dụng lên một lò xo được tính:
max
lx lx lx m
F F C (3.6)
Với mlà độ biến dạng thêm của lò xo khi mở ly hợp, nó chính bằng dịch chuyển của đĩa ép khi mở ly hợp được tính theo công thức:
m m zms dh
Trong đó:
m là khe hở hoàn toàn giữa mỗi đôi bề mặt ma sát. Đối với ly hợp hai đĩa ma sát :zms 4 ; m= (0,75 1,0) mm;
δdh là độ dịch chuyển cần thiết của đĩa ép do độ đàn hồi của đĩa bị động,
Tổng lực nén của đĩa ép sẽ là:
max lx lx
F z F
. Trong đó zlxlà số lượng lò xo ép.
Như vậy lực cần thiết tác dụng lên bạc mở ly hợp được tính:
bacmo ct
F F
i . Với
ictlà tỷ số truyền của cần tách, ct
i e
f
3.2.3. Xác định lực tác dụng của xi lanh trợ lực
Để thực hiện được quá trình mở ly hợp, lực do cụm piston xi lanh khí nén tạo ra phải thắng được lực cần thiết tác dụng lên bạc mở. Đó chính là lực do áp suất khí nén tác dụng lên diện tích bề mặt piston của xi lanh trợ lực sinh ra, được tính:
XL kn pt
F p S (3.7)
Trong đó:
pkn là áp suất của khí nén (kG/cm2).
Spt là diện tích bề mặt piston (m2).
Theo biểu thức (3.7), là cơ sở cho việc thiết kế diện tích của piston và đường kính xi lanh lực, theo kinh nghiệm thiết kế lực sinh ra (FXL) phải lớn hơn lực cần thiết (Fbacmo) từ 1,5 đến 2 lần để thực hiện mở ly hợp được dứt khoát.
3.2.4. Các thông số đầu vào và kết quả tính toán
Các thông số đầu vào để tính toán cho hệ thống dẫn động điều khiển ly hợp xe URAL 375 Đ được lấy trong tính năng kỹ chiến thuật của xe, hệ số thực nghiệm thiết kế và khảo sát đo đạc thực tế như bảng 3.2:
Bảng 3.2: Thông số kết cấu làm thông số đầu vào tính toán.
TT Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị
1 Mô men xoắn lớn nhất
max
Me N.m 450
2 Hệ số dự trữ của ly hợp
- 2.25
3 Hệ số ma sát đĩa bị động ly hợp
- 0.25
4 Số đôi bề mặt ma sát zms - 4
5 Số lượng lò xo ép zlx - 16
6 Khe hở giữa đĩa ép và đĩa ma sát
m Mm 1
7 Bán kính trung bình đĩa ma sát
Rtb Mm 110
8 Chiều dầy tấm ma sát ms mm 3.5
9 Tỷ số truyền cần tách e/f - 85/30
10 Diện tích bề mặt piston
Spt m2 0.00384
11 Áp suất khí nén pkn kG/cm2 3.0 – 6.5
Kết quả tính toán:
- Lực tác dụng cần thiết lên bạc mở Fbacmo 4295N.
- Lực do piston khí nén sinh ra được tính theo áp suất khí nén như trong bảng 3.3.
Bảng 3.3: Lực sinh ra của piston - xi lanh lực tính theo áp suất khí nén.
Áp suất khí
nén pkn
(kG/cm2)
3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5
Lực do piston sinh ra
FXL(N)
1152 1344 1536 1728 1920 2112 2304 2496 Lực FXL.i
3264 3804 4352 4896 5440 5984 652
8 7072
Nhận xét:
Theo kết quả tính toán trong bảng 3.3, khi áp suất khí nén đạt 3.0 kG/cm2 tương ứng với lực piston là 1152 N và FXL.i là 3264 nhỏ hơn lực cần thiết tác động lên bạc mở ly hợp là 4295 N, như vậy áp suất khí nén đạt 3.0 và 3.5 chưa thể mở được ly hợp; khi áp suất khí nén đạt 4.0 kG/cm2 tương ứng với lực piston là 1536 N và FXL.i là 5352 lớn hơn lực cần thiết tác động lên
hợp tuy nhiên để mở ly hợp nhanh và dứt khoát thì áp suất khí nén đạt từ 5.5 – 6.5 kG/cm2, khi đó lực do piston khí nén sinh ra tương ứng từ 5984÷7072 N.
Chương 4