Thiết kế xe tải thùng cánh dơi dựa trên xe cơ sở Vĩnh Phát M750SL

Đối với một sinh viên cuối khóa, việc chuẩn bị những hành trang và một tỉnh thần sẵn sàng đến với một chương mới trong cuộc sống là một trong những nhiệm vụ bắt buộc. Và trước khi đến với một chương mới đầy những thử thách ấy, mỗi người đều phải trải qua một cánh cửa, đây có thể gọi là một bài tập cuối cùng trong cuộc đời của một người học sinh sinh viên, đó chính là thực hiện luận văn tốt nghiệp. Đối với em, luận văn tốt nghiệp không hẳn là một bài kiểm tra cuối cùng mà nó chỉ mang tính chất của việc tự bản thân nhìn nhận lại khả năng của bản thân. Và để hoàn thành bài luận văn, sức lực của mỗi mình em là không đủ, mà còn có sự hướng dẫn tận tình của thầy.

VIỆN CƠ KHÍ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ XE TẢI THÙNG CÁNH DƠI DỰA TRÊN XE CƠ SỞ VĨNH PHÁT M750SL

Chuyên ngành : CƠ KHÍ Ô TÔ

Giảng viên hướng dẫn : ThS PHẠM VĂN THỨC Sinh viên thực hiện : LÝ LÊ THĂNG LONG MSSV : 1851080254 Lớp : CO18D

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 02 năm 2022

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Trong những năm trở lại đây, nền công nghiệp điện tử tại Việt Nam đang trên đà phát triển, nhu cầu mua sắm và vận chuyển linh kiện điện tử ngày càng tăng Để đáp ứng nhu cầu vận chuyển và phân phối các linh kiện đến các đại lý, luận văn này trình bày nội dung thiết kế xe tải thùng cánh dơi dựa trên xe cơ sở VINHPHAT M750SL Bố cục luận văn gồm 5 chương:

Chương 1: Tổng quan đề tài, giới thiệu các loại thùng xe tải trên thị trường và

công dụng của chúng

Chương 2: Giới thiệu về xe cơ sở VINHPHAT M750SL, chọn phương án xe thùng

cánh dơi (thiết kế sơ bộ)

Chương 3: Trình bày kết cấu chi tiết thùng cánh dơi Chọn cơ cấu nâng hạ cánh

dơi

Chương 4: Tính kiểm tra ổn định, động học và động lực học xe thiết kế Chương 5: Kết luận chung

MỤC LỤC

TÓM TẮT LUẬN VĂN i

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1 Mục đích và ý nghĩa của đề tài 1

1.2 Phân loại xe tải thùng và chức năng của chúng 1

1.3 Giới thiệu xe tải thùng cánh dơi 4

1.3.1 Phạm vi và điều kiện làm việc 4

1.3.2 Các tiện ích của xe tải thùng cánh dơi 4

1.3.3 Nhận xét chung 5

CHƯƠNG 2: Ô TÔ CƠ SỞ VÀ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 6

2.1 Tổng thể ô tô chassis VINH PHAT M750SL 6

2.2 Các phương án tham khảo xe tải thùng mở bên 9

3.4 Tính toán lựa chọn bơm xi lanh thủy lực 26

3.4.1 Tính lực đẩy nâng hạ cánh dơi 26

3.4.2 Lựa chọn xilanh nâng hạ cánh dơi 30

3.4.3 Tính toán và chọn kiểu xilanh nâng cánh dơi 32

4.1.2 Kiểm tra ổn định dọc của ô tô 48

4.1.3 Tính ổn định ngang của ô tô 51

4.2 Tính toán sức kéo ô tô sau khi thiết kế 57

4.2.1 Xây dựng đặc tính ngoài của động cơ 58

4.2.2 Xây dựng đặc tính công suất của ô tô 60

4.2.3 Xây dựng đồ thị cân bằng lực kéo 64

4.2.4 Xây dựng đặc tính động lực học của ô tô 67

4.2.5 Xây dựng đồ thị gia tốc của ô tô 70

KÉT LUẬN 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 74

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.3 Xe NK490SL4 VINH PHAT MOTOR thùng mui bạt 3

Hình 3.12 Sơ đồ lực trường hợp 3 29

Hình 4.1 Sơ đồ xác định tải trọng thùng hàng mới phân bố lên trục trước và

Hình 4.2 Sơ đồ lực và momen tác dụng lên ô tô khi đứng yên 49 Hình 4.3 Sơ đồ lực và momen tác dụng lên ô tô khi đứng yên 50

Hình 4.5 Sơ đồ lực, momen tác dụng của ô tô chuyển động quay vòng trên

Hình 4.7 Đồ thị đặc tính công suất 64

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Mục đích và ý nghĩa của đề tài

Ngành công nghiệp ô tô trên thế giới đang phát triển mạnh mẽ nhưng vẫn không ngừng cải tiến và áp dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật Từ khi du nhập vào Việt Nam, ngành sản xuất và lắp ráp ô tô nói chung và ngành công nghiệp ô tô nói riêng đã không ngừng phát triển Từ năm 1990 đến nay, sản lượng lắp ráp ô tô tại Việt Nam đã tăng cao Nhiều nhà máy sản xuất và lắp ráp ô tô ra đời Tuy nhiên, ngành công nghiệp ô tô Việt Nam vẫn còn thua kém nền công nghiệp ô tô thế giới rất nhiều Trong thời đại công nghiệp ngày nay, ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đang gặp rất nhiều khó khăn và thách thức Trong xu thế hội nhập, để có thể đứng vững và phát triển, ngành sản xuất và lắp ráp ô tô Việt Nam phải cạnh tranh với rất nhiều ngành công nghiệp ô tô mạnh hơn cả về quy mô và chất lượng Trong khi đó nền công nghiệp ô tô Việt Nam cho đến nay chưa hoàn chỉnh, việc thiết kế chế tạo ô tô chủ yếu là cải tiến các xe nhập ngoại nhằm đáp ứng các nhu cầu vận chuyển trong nước Do đó, vấn đề tăng tỉ lệ nội địa hóa ngành công nghiệp ô tô đang được đặc biệt quan tâm Ở nước ta hiện nay có rất nhiều doanh nghiệp sản xuất lắp ô tô đủ mọi thành phần kinh tế Nhưng chủ yếu là sản xuất lắp ráp các ô tô có thiết kế mẫu, phụ tùng nhập khẩu ở nước ngoài, tỷ lệ nội địa hóa còn thấp, một phần không nhỏ các công ty thiết kế và sản xuất thùng bệ ô tô lắp ráp trên các ô tô chassis sản xuất trong nước hoặc nhập khẩu

Với nhu cầu vận chuyển hàng hóa ngày càng đa dạng và phát triển Trên thị trường hiện nay đã có không ít các loại xe tải cần được cải tiến hóa Nhằm tạo sự phù hợp và đáp ứng tối đa mục đích sử dụng của người tiêu dùng Do đó mà xe tải cánh dơi ra đời như một phương tiện vận chuyển hữu ích Phát huy được một cách tốt nhất khả năng và đặc tính của mình Có khả năng phục vụ cho mọi hình thức vận chuyển hàng hóa và sản phẩm

1.2 Phân loại xe tải thùng và chức năng của chúng

Theo "QUY ĐỊNH VỀ THÙNG XE CỦA XE TẢI THAM GIA GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ” của BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI, Số: 42/2014/TT-BGTVT, trong Điều 3 Hiện nay xe tải thùng có 2 loại đó là thùng kín và hở

- Thùng kín là dạng thùng xe được thiết kế dạng hộp kín, bố trí cửa ở phía sau,

thành bên của thùng xe có thể mở để xếp và dỡ hàng

- Thùng hở là thùng xe được thiết kế hộp hở mặt bên, thành phía sau, thành bên

của thùng có thể mở được để xếp và dỡ hàng Thùng hở bao gồm thùng hở có mui phủ và thùng hở không có mui phủ

Một số xe tải thùng cụ thể:

- Thùng bảo ôn (kín):

Hình 1.1 Xe ISUZU FRR650LE4 thùng kín (bảo ôn)

Là loại thùng kín có trang bị lớp vật liệu cách nhiệt Phần khung xương được làm bằng vật liệu sắt hộp, sắt mạ kẽm Vật liệu dùng để làm vách cho thùng bảo ôn rất đa dạng bao gồm, Inox 430, Inox 304, Composite Loại thùng này thích hợp cho việc vận chuyển hàng hóa mà không cần phải lo lắng đến yếu tố thời tiết, tuy nhiên với thiết kế hộp kín thì sự đối lưu không khí bên trong thùng rất kém nên khách hàng khi lựa chọn loại thùng kín nên cân nhắc nhược điểm này

- Thùng lửng: Là kiểu thùng hở ở phía trên, không có mui phủ và được lắp bửng

ở xung quanh nên tính thông thoáng cao kết hợp với khung bửng có thể mở ra được nên việc chất hàng lên thùng lửng rất thoải mái, nhưng việc sử dụng thùng lửng rất đáng ngại về vấn đề thời thiết Do có chiều cao bửng tương đối thấp nên hàng hóa khi vận chuyển dễ bị rơi rớt nếu chất cao hơn khung bửng, thùng lửng thích hợp để vận chuyển các mặt hàng như sắt tấm, sắt cây, các loại vật liệu xây dựng… Khung bửng được làm bằng những vật liệu như: sắt hộp, sắt mạ kẽm, Inox 430 và Inox 304

Hình 1.2 Xe NK490SL4 VINH PHAT MOTOR thùng lửng

- Thùng mui bạt (kèo bạt, mui phủ):

Hình 1.3 Xe NK490SL4 VINH PHAT MOTOR thùng mui bạt

Đây cùng là kiểu thùng hở ở phía trên nhưng có mui phủ Thùng mui bạt có thể nói là loại thùng lai giửa thùng kín và thùng lửng vừa đảm bảo được tính thông thoáng lại có bửng có thể mở ra được và khi gặp trời mưa người lái xe có thể phủ bạt lên phía trên nhờ vào khung xương và dàn kèo Vật liệu của thùng mui bạt cũng như thùng kín

và thùng lửng với khung xương bằng sắt hộp hoặc sắt mạ kẽm Bửng với vật liệu bằng sắt hộp, sắt mạ kẽm, Inox 430, Inox 304

1.3 Giới thiệu xe tải thùng cánh dơi 1.3.1 Phạm vi và điều kiện làm việc

Xe tải thùng cánh dơi (Wing body trucks) là xe tải đa năng nó có rất nhiều loại, nhiều kích thước Nó hoạt động chủ yếu ở các tuyến đường trong thành phố đối với

những xe tải nhỏ, hoạt động trên những tuyến đường dài đối với xe tải lớn

Tuy nhiên phương tiện giao thông chủ yếu ở nước ta là xe máy nên hệ thống giao thông đường phố tương đối đông đúc, nhất là các giờ cao điểm tại các nút giao thông chính do vậy khi tham gia giao thông các xe tải cánh dơi có tải trọng lớn thường bị cấm nên nó chủ yếu hoạt động trên các tuyến đường dài và trên các nông trường

Quá trình hoạt động của xe là liên tục do phải thường xuyên chạy trên các tuyến đường dài, quá trình hoạt động nâng hạ của thùng bửng không liên tục Do khi thực hiện nâng hạ thùng cần không gian trên cao nên yêu cầu thường hoạt dộng ngoài trời hoặc các kho lớn có chiều cao đảm bảo xe vào ra nâng hạ dễ dàng

1.3.2 Các tiện ích của xe tải thùng cánh dơi

a) Tiết kiệm chi phí, rút ngắn thời gian vận chuyển

Đây yếu tố rất quan trọng với doanh nghiệp đăc biệt là các doanh nghiệp vừa và nhỏ Với thiết kế thùng có thể mở 2 cánh 2 bên giúp cho việc xếp dỡ hàng diễn ra một cách nhanh chóng đặc biệt những hàng được sắp trên pallet Làm giảm thời gian nằm chờ của xe, xe được làm việc liên tục khắc phục được tính kinh tế cho doanh nghiệp

b) Tiết kiệm được nhân lực cũng như sức lao động

Do xe được thiết kế thùng mở 2 bên phía sau chỉ cần có một chiếc xe nâng thì hàng hóa trên xe được bóc lên và dỡ xuống một cách nhanh chống, giảm được số lượng nhân công cho quá trình vận chuyển Đặc biệt đối với những mặt hàng nặng như máy móc, trang thiết bị, linh kiện điện tử,…

c) Bảo vệ hàng hóa dưới mọi thời tiết khi vận chuyển đường xa

Xe cũng được thiết kế dạng thùng kín nên không bị ảnh hưởng khi trời mưa bảo vệ được hàng hóa không bị ướt đặc biệt các mặt hàng hạn chế bị ướt Với việc thiết kế thùng kín thì tránh được hiện tượng hàng hóa bị rơi vãi trên đường

d) Có thể chở được nhiều loại hàng hóa khác nhau

Từ các loại hàng hóa nặng ví dụ như máy móc, trang thiết bị cơ khí, các linh kiện điện tử,… đến các loại hàng hóa nhẹ như các hàng hóa siêu thị như bánh kẹo, trái cây, Đối với các nông trường thì xe cũng có thể chở được nhiều loại mặt hàng khác nhau như sắn, mía, sữa, … về nơi chế biến

Ngoài ra xe tải thùng cánh dơi còn có chức năng bán hàng lưu động với thiết kế mở 2 bên thùng

1.3.3 Nhận xét chung

Dựa vào các phân tích phạm vi và điều kiện làm việc của loại xe tải thùng cánh dơi như trên thì ta thấy phạm vi hoạt động của xe là tương đối lớn Tuy nhiên vẫn có những vấn đề bất cập là do xe tải lớn nên ít hoạt động trong thành phố ở các khung giờ cấm, do xe hoạt động đường dài liên tục nên nhu cầu bảo dưỡng phải được kiểm tra liên tục

Với thực trạng nhu cầu trên, thùng thiết kế cần đảm bảo các yếu tố cơ bản như: - Thùng xe phải có chất lượng tốt, vận hành một cách dễ dàng khi bốc dỡ hàng hóa - Mặt sàn thùng xe phải phẳng, vững chắc để có thể để được hàng nặng

- Thùng xe phải được thiết kế theo quy định của nhà nước

CHƯƠNG 2: Ô TÔ CƠ SỞ VÀ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 Tổng thể ô tô chassis VINH PHAT M750SL

Xe chassis VINHPHAT FTR160SL9 là loại xe chassis được lắp ráp và sản xuất tại nhà máy Vĩnh Phát Motors Trên các hình 2.1 là hình tổng thể và 2.2 là các hình chiếu xe chassis VINHPHAT FTR160SL9

Hình 2.1 Tổng thể ô tô chassis VINHPHAT M750SL

Hình 2.2 Tổng thể ô tô chassis VINHPHAT M750SL

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật chính ô tô chassis VINHPHAT M750SL - Phân bố lên trục trước - Phân bố lên trục sau

2600 1400 1200 3.2 Số người cho phép chở kể cả người lái 03 3.4 Trọng lượng toàn bộ theo thiết kế lớn nhất,

kg

- Khả năng chịu tải lớn nhất trục trước - Khả năng chịu tải lớn nhất trục sau

4.3 Bán kính quay vòng nhỏ nhất của xe, m 8,8

5.1 Động cơ, 4 kỳ, 4 xi lanh thẳng hàng, tăng áp ISUZU QINGLING/

5.5 Mô men xoắn lớn nhất (Memax/nM), Nm/v/ph 280/1500

10.1 Hệ thống treo trước Phụ thuộc, nhíp lá; 3; Thủy lực 10.2 Hệ thống treo sau Phụ thuộc, nhíp lá; 3+2; Thủy lực

11.4 Thiết bị trợ giúp điều khiển hệ thống phanh ABS

13.1 Bình ắc quy: (lượng, điện áp, dung lượng) 02-12V-70Ah 13.2 Máy phát điện: (điện áp, cường độ điện) 28V- 50A 13.3 Động cơ khởi động: (điện áp, công suất) 24V – 4,5kW

2.2 Các phương án tham khảo xe tải thùng mở bên

Trên thị trường hiện nay đã có rất nhiều các kiểu thùng xe có thể mở bên hông, thậm chí có thể mở cả phần mui trên tạo điều kiện thuận lợi cho việc bốc dỡ hàng hoá có kích thước lớn Dưới đây ta cùng tìm hiểu một số loại thùng xe có chức năng tương tự với thùng xe thiết kế để có một cái nhìn tổng quan về dạng thùng xe này

2.2.1 Phương án 1

Trong phương án này, mảng hông của thùng xe được làm thành một mảng liền Phần bên hông của thùng xe được mở ra hoàn toàn nhờ hai thanh chống

Hình 2.4 Phương án tham khảo 1

2.2.2 Phương án 2

Trong phương án này, một nửa mảng hông và một nửa mảng mui được thiết kế thành một khối cứng được gọi là “cánh dơi”, phần cánh dơi được lắp trên một đà dọc nằm trên đỉnh và chạy xuyên suốt thùng xe nhờ bản lề Hai cánh dơi hai bên được điều khiển nâng hạ bằng các xy lanh thủy lực, cho phép phần cánh dơi có thể mở lên một góc 900 giải phóng hoàn toàn không gian bên hông

Phương án này có ưu điểm là điều khiển nhẹ nhàng, không cần sử dụng sức người Nhược điểm là kết cấu phức tạp, giá thành cao

Hình 2.5 Phương án tham khảo 2

2.2.3 Phương án 3

Trong phương án này, mảng hông được thiết kế thành các cánh cửa có thể gấp lại với nhau theo dạng dích dắc, một số cánh được gắn với thành thùng xe bằng liên kết trượt, liên kết này giúp cho các cánh cửa vẫn liên kết được với thùng xe khi gập lại, đảm bảo độ cứng vững cần thiết của kết cấu

Ưu điểm của phương án này là kết cấu đơn giản, độ cứng vững cao Nhược điểm là làm tăng khối lượng của thùng xe

Hình 2.6 Phương án tham khảo 3

2.2.4 Phương án 4

Hình 2.7 Phương án tham khảo 4

Khác với những phương án trên, trong phương án này mảng hông được cấu tạo từ phần khung xương tạo nên độ cứng vững và phần bạt có tác dụng che kín Phần khung xương này được gắn thêm các bánh xe chạy trên đường ray, cho phép các khung xương có thể xếp gọn vào nhau, giải phóng không gian phía bên hông Nhìn chung, phương án này có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, dễ sử dụng và có thể áp dụng trên nhiều loại thùng có kích thước khác nhau Nhược điểm là độ cứng vững thấp, phải thao tác nhiều khi sử

dụng

2.3 Lựa chọn phương án thiết kế

Với những phân tích trên ta thấy phương án 2 (xe tải thùng cánh dơi) có những ưu điểm nổi bật về kích thước, cách vận hành, độ bền cũng như dễ sử dụng

Sản phẩm thiết kế sẽ được lắp đặt trên xe tải CHASSIS VINHPHAT M750SL phiên bản thùng kín, hay nói cách khác đề tài này được thực hiện với mục đích cải tiến phiên bản thùng kín thành phiên bản thùng cánh dơi Kết cấu của các mảng sàn, mảng mui, cánh dơi, mảng trước và sau

Từ những phân tích sơ bộ trên có thể thấy phương án tham khảo phù hợp với yêu cầu đặt ra ban đầu là thiết kế thùng xe tải cánh dơi Sản phẩm thiết kế sẽ dựa trên nguyên lý làm việc cơ bản của phương án tham khảo, thêm vào đó là những biện pháp nhằm khắc phục những nhược điểm còn tồn đọng, nâng cao hiệu quả sử dụng hơn nữa

Để nâng cao chất lượng của sản phẩm cũng như đảm bảo tính ứng dụng cao trong thực tế, sản phẩm thiết kế phải tuân theo một số yêu cầu chung như sau:

- Đảm bảo tính tiện lợi, thao tác đơn giản và nhanh chóng khi sử dụng - Kết cấu đơn giản, dễ dàng lắp đặt và bảo dưỡng

- Đảm bảo độ bền cần thiết của thùng xe - Có tính kinh tế

- Làm kín tốt

Thùng cánh dơi sẽ có cấu tạo và nguyên lý hoạt động cơ bản như sau

Hình 2.8 Kết cấu cánh dơi dự kiến

Hình 2.9 Hoạt động đóng- mở cánh dơi

Thùng xe được thiết kế theo dạng thùng kính Tại vị trí đà ngang ở mặt đầu và mặt sau của thùng hàng được lắp đặt 2 xi lanh nâng hạ cánh dơi Xi lanh thủy lực được điều khiển thông qua bảng điều khiển bằng điện, mỗi cặp xi lanh sẽ điều độc lập với nhau (cùng 1 cánh) Khi cho cánh dơi đóng - mở, nhấn nút điều khiển để hệ thống thủy lực sẽ điều khiển cặp xilanh bên cánh dơi được lựa chọn thu cần hoặc đẩy ra và có thể thực hiện đồng thời cả 2 cặp xilanh

CHƯƠNG 3:

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THÙNG XE CÁNH DƠI 3.1 Xác định kích thước thùng hàng

Khi xác định kích thước thùng hàng ta cần xác định 3 thông số bao gồm: chiều dài thùng hàng Lth, chiều rộng toàn bộ Bth, và chiều cao Hth Các kích thước này được xác định lớn nhất theo quy định của pháp luật và yêu cầu khi chuyên chở:

- Xác định chiều dài Lth: theo QCVN 09:2015/BGTVT Chiều dài toàn bộ xe có thể thiết kế không quá 12200 mm Chiều dài đuôi xe tính toán (ROH) là khoảng cách giữa mặt phẳng thẳng đứng đi qua đường tâm của trục (trục đơn) hoặc cụm trục (đường ROH) đến điểm sau cùng của xe Không lớn hơn 60% chiều dài cơ sở tính toán (LCS) đối với xe tải Theo phương án thiết kế dự kiến chiều dài thùng là 6375 mm đảm bảo được yêu cầu kích thước ở trên

- Xác định bề rộng Bth: theo thông tư QCVN09:2015/BGTVT và thông tư 42/2014/TT-BGTVT quy định về thùng xe của xe tự đổ, xe xi téc, xe tải tham gia giao thông đường bộ thì bề rộng thùng hàng không vượt quá 110% bề rông cabin và nhỏ hơn 2500 mm Vì vậy ta chọn bề rộng thùng hàng là 2180 mm, phần còn lại dự trữ cho các chi tiết nhô ra của thùng hàng Với chiều rộng của thùng là đảm bảo bố trí xe

- Xác định chiều cao Hth: theo quy định của Bộ Giao Thông Vận Tải thì chiều cao tối đa của ô tô tải trên 5 tấn không được vượt quá 4 m Theo phương án thiết kế dự kiến thì chiều cao lớn nhất của thùng chọn là 2300 mm kể cả chiều dày của sàn thùng để đảm bảo chiều cao ô tô không vượt quá 4m

3.2 Kết cấu thùng hàng

Tham khảo kết cấu thùng chở hàng của một số loại xe tải có trên thị trường hiện nay và các phương án tham khảo được nêu ở trên nên thùng hàng sẽ được thiết kế cụ thể như sau

3.2.1 Kết cấu sàn thùng hàng

Hình 3.1 Kết cấu khung xương sàn

1- Ốp đuôi sàn; 2- Đà ngang chính; 3- Đà dọc; 4- Bát liên kết đà ngang-dọc; 5- Thanh bao khung xương sàn; 6-Tôn sàn; 7- Trụ đứng

Chiều cao của chassis ô tô cơ sở là 805 mm (kể cả chiều cao phần gỗ lót dọc chassis) nên chiều cao tối đa phần thùng là 3195 mm Tuy nhiên việc thiết kế sàn thùng phải đảm bảo không để bánh xe va chạm vào sàn thùng khi xe di chuyển trên đường mấp mô, phần sàn thùng tại vị trí các bánh xe được thiết kế cao hơn Dựa trên những tiêu chí đó, sàn thùng xe có cấu tạo như sau:

Dựa vào kích thước đã được xác định ở mục (3.1) ta có kích thước mảng sàn thùng xe:

- DxR: 6320x2160 mm

- Mảng sàn được chế tạo từ thép dập tấm và được hàn cố định với khung sàn xe Cấu tạo của sàn bao gồm các đà ngang và đà dọc bằng thép hình [ hàn lại với nhau: - Gồm 2 đà dọc (2) bố trí mép ngoài cách nhau 700 mm, cấu tạo từ thép CT3 chữ U120x50x2

- Đà ngang đầu (1) là thép định hình CT3, U80x35x2

- Viền dọc sàn được ốp 2 bên thành thùng, hàn với các đà ngang

- Các đà ngang còn lại gồm có 12 đà bố trí đều nhau có cấu tạo từ thép CT3 chứ U U80x35

- Tôn sàn được lót bằng tôn gân chống trượt dày 3mm

- Hai bên sàn sẽ được ốp thanh bao khung xương dập định hình dày 3 mm

3.2.2 Kết cấu cánh dơi

- Kích thước cánh dơi: DxRxC :6330x1030x2030 mm - Cánh dơi gồm có hai cánh trái phải đối xứng nhau

- Dùng hệ thống thủy lực để đóng mở cánh dơi mỗi cánh được nâng bởi hai xi lanh thủy lực trước sau

- Cánh dơi liên kết với thùng bằng các khớp bản lề

a) Kết cấu khung xương cánh dơi mặt hông

Hình 3.2 Kết cấu khung cánh dơi mặt hông

1- Ốp 2 đầu cánh hông; 2- Xương ngang; 3- Xương đứng; 4- Ốp viền cánh dơi; 5- Tôn ốp vách cánh dơi; 6- Thanh ngang thành cánh dơi

Cánh dơi có kết cấu gồm có 2 ốp viền cánh dơi trước sau và được dùng để gắn cơ cấu xilanh thủy lực Chiều rộng của ốp được thiết kế là 170 mm đủ rộng để lắp cơ cấu xilanh đồng thời ốp kín trụ đứng ở mặt đầu và mặt sau của thùng hàng Các xương ngang và xương đứng được bố trí đều giúp phân bố lực một cách đồng đều đồng thời đảm bảo được tính thẩm mĩ Cấu tạo chi tiết mặt hông cánh dơi như sau:

- Ốp 2 đầu cánh hông có cấu tạo từ thép tấm 2 mm được dập định hình và uốn theo biên dạng của cánh dơi

- Thanh đứng cánh dơi (3) gồm 9 thanh/cánh có cấu tạo từ thép hộp 40x40x1.4 mm được uốn tạo biên dạng hình chữ L phù hợp thân xe

- Thanh ngang cánh dơi (2) ở phần hông cánh có 32 thanh/cánh cấu tạo từ thép hộp 40x40x1.4 mm được hàn với các xương đứng và ốp 2 đầu cánh hông

- Tôn ốp vách cánh dơi (4) có cấu tạo từ thép tấm 0.95 mm và được liên kết với khung xương bằng các đinh rút rive

- Ốp viền (5) có cấu tạo từ thép tấm 2 mm giúp làm kín thùng xe

- Thanh ngang thành cánh dơi (6) gồm 1 thanh/cánh có cấu tạo và tác dụng tương đương với thanh ngang (2)

b) Kết cấu khung xương cánh dơi mặt nóc

Hình 3.3 Kết cấu cánh dơi mặt nóc

1- Ốp 2 đầu cánh hông; 2- Xương ngang; 3- Xương đứng; 4- Đà ngang; 5- Cao su; 6- Tôn ốp cánh dơi; 7- Bản lề; 8- Xương tăng cứng

Mặt nóc cánh dơi

Cấu tạo chi tiết mặt nóc cánh dơi như sau:

- Các chi tiết (1) (2) (3) (6) tương tự như những gì đã mô tả ở các chi tiết mặt hông - Đà ngang (4) có cấu tạo từ thép hộp 80x80x4 mm được sử dụng để bắt cánh dơi - Cao su (5) được sử dụng để làm kín khoảng trống được tạo ra từ liên kết của đà ngang và cánh dơi

- Bản lề (7) gồm 18 chi tiết/thùng có cấu tạo từ thép với kích thước 110x80 mm được sử dụng để liên kết cánh dơi với đà ngang

- Xương tăng cứng (8) có cấu tạo từ thép hộp 40x40x1.4 mm được sử dụng để tăng cứng phần trên của ốp 2 đầu cánh hông (1) để bắt cơ cấu nâng hạ cánh dơi

c) Kết cấu liên kết cánh dơi và liên kết mặt nóc

Hình 3.4 Kết cấu cánh dơi mặt nóc

1- Cánh dơi; 2- Bản lề; 3- Đà ngang; 4- Cụm liên kết; 5- Dầm ngang

- Liên kết cánh dơi được thể hiện ở hình A cánh dơi (1) và đà ngang được (3) được liên kết thông qua bản lền (2) nhờ các mối ghép hàn Nhờ liên kết thông qua bản lề nên cánh dơi có thể quay quanh đà ngang

- Hình B thể hiện sự liên kết đà ngang (3) và dầm ngang (5) thông qua cụm liên kết (4) bằng các mối ghép hàn Tác dụng của liên kết này là tạo khoảng không cho cụm xilanh thủy lực

3.2.3 Kết cấu khung xương mặt trước

Hình 3.5 Kết cấu khung xương mặt trước

1- Trụ đứng; 2- Xương đứng; 3- Xương ngang; 4- Dầm ngang; 5- Tôn ốp mặt đầu

Khung xương mặt trước được bắt cố định với sàn xe có cấu tạo chi tiết như sau: - Kích thước mặt sau: RxC: 2160x2080 mm

- 2 trụ đứng (1) có cấu tạo từ thép định hình 160x55x4 mm và được liên kết đồng thời với dầm ngang (4) và mặt sàn

- Xương đứng có cấu tạo từ thép hộp 40x40x1.4 mm gồm 3 thanh cách đều nhau được hàn liên kết với dầm ngang (4) và mặt sàn

- Xương ngang có cấu tạo từ thép hộp 40x40x1.4 mm gồm 12 thanh cách đều nhau và được liên kết với trụ đứng (1) và xương đứng (2)

- Dầm ngang của mặt trước có hai cụm bắt xylanh thủy lực

- Trụ đứng và dầm ngang có cấu tạo tương tự ở mặt trước - Hai cánh cửa (5) liên kết với khung xương bằng bản lề (6) - Trên hai cánh cửa có bắt 2 cụm cây khóa (3) mỗi cánh một cụm - Dầm ngang mặt sau có hai cụm bắt xylanh thủy lực

- Ốp đuôi (7) có cấu tạo từ thép tấm 1.5 mm được dập định hình được sử dụng để bắt cụm đèn đuôi

3.3 Xác định khối lượng thùng hàng

Để xác định khối lượng thùng hàng ta tiến hành tính toán trọng lượng của riêng từng phần của thùng gồm: 2 cánh dơi, sàn thùng 2, mặt trước, mặt sau thùng

mthùng = 2.mcd + msàn + mmt + mms + mcđn (kg) (3.1)

Trong đó:

- mthùng : Khối lượng toàn bộ của thùng - mcd : Khối lượng phần cánh dơi - msàn : Khối lượng sàn

- mmt : Khối lượng mặt trước - mms : Khối lượng mặt sau - mcđn : Khối lượng cụm đà ngang

a Xác định khối lượng sàn thùng

Khối lượng sàn thùng msàn (kg) được xác định như sau:

Với:

- md: Khối lượng phần khung dầm (kg) - mts: Khối lượng phần tôn sàn (kg)

Khối lượng phần khung dầm và tôn sàn được tính theo NSX được liệt kê trên bản

Khối lượng tôn sàn được tính như sau:

mts = msàn + mmh + mvđ (3.3) Với:

- ms: Khối lượng sàn mặt sàn chống trượt 3mm có khối lượng riêng 26,6 (kg/m2) - mmh: Khối lượng phần ốp mặt hông 3mm có khối lượng riêng 23,55 (kg/m2) - mvđ: Khối lượng viền đuôi 1.5mm có khối lượng riêng 11,8 (kg/ m2)

Theo công thức trên ta có tổng khối lượng tôn sàn

mts = 12.978*26,6 + 1.23*23.55 + 0.82*11.8 = 383.86 kg Tổng khối lượng của sàn thùng:

msàn = 208.14 + 383.86 = 592 kg

b Xác định khối lượng cánh dơi

Khối lượng cánh dơi mcd (kg) được xác định như sau:

mcd = mkx + mtôn1 + mov (3.4) Với:

mkx: Khối lượng khung xương cánh dơi (kg) mtôn: Khối lượng tôn ốp cánh dơi (kg)

mov: Khối lượng ốp viền cánh dơi (kg)

Khối lượng phần cánh dơi được tính theo thông số sau:

- Khung xương cánh dơi được sử dụng thép hộp 40x40x1.4 mm có khối lượng 1.74 (kg/m)

- Tôn ốp cánh dơi sử dụng thép không gỉ SUS 430 dày 0.95 mm có khối lượng riêng 7700 (kg/m3)

- Ốp viền cánh dơi sử dụng thép tấm CT3 dày 2m có khối lượng 15.7 (kg/m2) Theo các thông số trên ta có khối lượng cánh dơi như sau:

mcd = 73x1.74 + 11.381x0.95x7700x10-3 + 0.484x15.7x2 = 225.469 (kg)

c Xác định khối lượng mặt trước

Khối lượng sàn thùng mmt (kg) được xác định như sau:

mmt = mkx + mkb + mtôn2 (3.5) Với:

- mkx: Khối lượng phần khung xương mặt trước (kg) - mkb: Khối lượng khung bao (kg)

- mtôn2: Khối lượng tôn ốp mặt trước (kg)

Khối lượng phần khung mặt trước được tính theo thông số sau:

- Khung xương mặt trước được sử dụng thép hộp 40x40x1.4 mm có khối lượng 1.74 (kg/m)

- Tôn ốp cánh dơi sử dụng thép không gỉ SUS 430 dày 0.95 mm có khối lượng riêng 7700 (kg/m3)

- Khung bao mặt trước sử dụng thép CT3 dày 4m có khối lượng 31.4 (kg/m2) Theo các thông số trên ta có khối lượng mặt trước như sau:

mmt = 11.49x1.74 + 1.86x31.4+ 4.5x0.95x7700x10-3 = 111.314 kg

d Xác định khối lượng mặt sau

Khối lượng sàn thùng mmt (kg) được xác định như sau:

Với:

- mcửa: Khối lượng cửa bao gồm khung xương và tôn ốp (kg) - mkb: Khối lượng khung bao (kg)

Khối lượng cửa được tính như sau:

Khối lượng phần khung mặt sau được tính theo thông số sau:

- Khung xương cửa được sử dụng thép hộp 40x40x1.4 mm có khối lượng 1.74 (kg/m)

- Tôn ốp cửa sử dụng thép không gỉ SUS 430 dày 0.95 mm có khối lượng riêng 7700 (kg/m3)

- Khung bao mặt trước sử dụng thép CT3 dày 4m có khối lượng 31.4 (kg/m2) Theo các thông số trên ta có khối lượng mặt trước như sau:

mms = (22.11x1.74 + 3.52x0.95x7700x10-3) + 1.86x31.4= 121.337 kg

e Xác định khối lượng cụm đà ngang

Với:

- mđn: Khối lượng đà ngang (kg) - mclk: Khối lượng cụm liên kết (kg)

Khối lượng phần khung mặt sau được tính theo thông số sau:

- Đà ngang sử dụng thép hộp 80x80x4 mm có khối lượng 9.55 (kg/m)

3.4 Tính toán lựa chọn bơm xi lanh thủy lực 3.4.1 Tính lực đẩy nâng hạ cánh dơi

Hình 3.7 Hình vẽ hoạt động của cánh dơi

Trường hợp 1: Cánh hông (cánh dơi) đóng hoàn toàn

Hình 3.8 Hoạt động cánh dơi trường hợp 1 Từ hình vẽ ta xác định được sơ lực tác dụng lên cánh hông

Hình 3.9 Sơ đồ lực trường hợp 1 Ta có:

OA = 232,3 mm, AOB = 480, OAB = 1200, trọng tâm cách dơi OD = 776,51 mm Các thông số được xác định bằng công thức xác định trọng tâm và phần mềm CAD Chọn góc tọa độ tại điểm O, trọng lượng bản thân của cánh hông 200 kg

Vậy Fxl1 = 2207,25.776,51

Trường hợp 2: Cánh hông (cánh dơi) ở vị trí trung gian

Hình 3.10 Hoạt động cánh dơi trường hợp 2 Từ hình vẽ ta xác định được sơ lực tác dụng như sau

Hình 3.11 Sơ đồ lực trường hợp 2 Tương tự như trường hợp 1 ta xét momen tại O:

Trường hợp 3: Cánh hông (cánh dơi) ở vị trí mở hoàn toàn

Hình 3.12 Hoạt động cánh dơi trường hợp 3 Từ hình vẽ ta xác định được sơ lực tác dụng như sau

Hình 3.12 Sơ đồ lực trường hợp 3

Tương tự ta xét mômen tại O ta có

3.4.2 Lựa chọn xilanh nâng hạ cánh dơi

Xi lanh thủy lực là động cơ thủy lực đơn giản khâu đi ra thực hiện chuyển động tịnh tiến lên xuống, nó được sử dụng phổ biến trong cơ cấu chấp hành của hệ thống truyền động thủy lực Đối với thùng xe tải ta dùng xi lanh thủy lực để nâng cánh hông thuận tiện cho việc bốc dỡ hàng hóa

Thực chất xi lanh thủy lực được chia làm 2 loại: - Xi lanh lực

- Xi lanh momen

Trong xi lanh lực chuyển động tương đối của piston và xi lanh là chuyển động tịnh tiến Còn đối với xi lanh moomen thì chuyển động tương đối giữa piton và xi lanh là

Hình 3.13 Cấu tạo xilanh thủy lực 1 chiều

1: Xi lanh; 2: Cần đẩy; 3: Ông nối ống dẫn dầu thủy lực; 4: Piston; 5: Lò xo phản hồi

Đặc biệt nổi bật của loại này là lực tác dụng lên cần đẩy khi chất lỏng có áp lực được cấp vào khoang công tác của xi lanh thủy lực chỉ hướng về một phía Dưới tác dụng của là xo chuyển vị 5 và ngoại lực tác dụng thì cần đẩy dịch chuyển theo hướng ngược lại, đồng thời đẩy chất lỏng công tác ra khỏi xi lanh thủy lực

3.4.2.2 Xi lanh thủy lực tác dụng hai chiều

Hình 3.14 Cấu tạo xilanh thủy lực 2 chiều

1: Xi lanh thủy lực; 2: Cần đẩy; 3: Ống dầu; 4: Piston

Xi lanh này khác vơi xi lanh thủy lực tác dụng một chiều là nó có 2 khoang công tác, vì vậy ở khâu đi ra và sự di chuyển của nó có thể theo cả 2 chiều phụ thuộc vào chiều bơm chất lỏng công tác có áp lực vào khoang nào lúc này khoang đối diện nối thông với đường thoát

Dựa vào các đặc tính trên và đặc tính của hoạt động cánh dơi ta lựa chọn phương án thiết kế hệ thống nâng cánh dơi là hệ thống thủy lực với xi lanh thủy lực tác dụng 2 chiều giúp cho cánh dơi đóng mở một cách linh hoạt hơn

3.4.3 Tính toán và chọn kiểu xilanh nâng cánh dơi

a) Nhiệm vụ tính toán

- Xác định sơ đồ dẫn động thủy lực tổng thể - Tính chọn các thông số cơ bản

- Tính chọn xi lanh, bơm

b) Số liệu ban đầu

- Lực trên cán piston Fp (được xác định dựa theo kết quả tính toán phía trên) - Hành trình nâng hạ: 1134 mm

- Áp lực dầu làm việc định mức: 10 Mpa - Áp lực dầu cao nhất: 20 Mpa

c) Sơ đồ truyền động thủy lực

Hình 3.15 Sơ đồ truyền động thủy lực

1: Xilanh thủy lực; 2: Cụm van tiết lưu; 3: Van một chiều; 4: Van điện 4/3 5: Van xả tràn; 6: Bơm; 7: Moto; 8: Lỗ thông khí; 9: Thùng dầu; 10: Lọc

Nguyên lí hoạt động:

Khi hoạt động thì lúc này không có dòng điện đi qua động cơ điện lúc này bơm chưa làm việc, van điện từ ở vị trí trung gian

Khi mở cánh dơi ta tác động vào bộ điều khiển cầm tay của ở vị trí UP lúc này động cơ điện được cấp điện làm qua bơm đồng thời lúc này van điện từ đẩy sang trái, lúc này dầu sẽ đi từ thùng chứa vào bơm đến cửa van điện từ đi đến van tiết lưu đến khoang đầu xi lanh và cung cấp dầu cho xilanh, dưới áp lực của dầu đẩy cần xilanh đi lên thực hiện quá trình mở cánh dơi

Tương tự khi tác động vào bộ điều khiển cầm tay ở vị trí DOWN lúc này động cơ điện được cấp điện làm qua bơm đồng thời lúc này van điện từ đẩy sang bên phải, lúc này dầu sẽ đi từ thùng chứa vào bơm đến cửa van điện từ đến khoang đầu xilanh hạ cánh dơi, dưới áp lực của dầu đẩy cần xilanh đi lên thực hiện quá trình hạ cánh dơi

Có thể đóng mở từng cánh dơi hoặc có thể đóng mở đồng thời cả hai cánh

d) Xác định các thông số của hệ thống truyền động

Theo bản vẽ thiết kết ta có:

Chiều dài nhỏ nhất của piston là: lmin = 604 mm Chiều dài lớn nhất của piston là: lmax = 950 mm Vậy ta có được hành trình của piston:

lht = lmax - lmin = 950 – 604 = 346 mm Tính chọn các cụm máy chính:

Chọn thép chế tạo xi lanh, piston thủy lực là thép CT3 với thông số - Modun đàn hồi: E = 2.105 Mpa