Thiết kế cải tiến hệ thống phanh xe ZIL - 130 khi tăng tải 2 tấn

hanh tr­íc Mp1 = jG1 [I. 1] + M«men phanh cÇn cã ë c¬ cÊu phanh sau: Mp2 = jG2 [I. 2] Trong ®ã : Träng l­îng cña «t« khi t¨ng t¶i: G = 115250 (N). ChiÒu dµi c¬ së cña «t«: L = 3,8 (m). Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m xe tíi t©m cÇu tr­íc: a = 2,92 (m). Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m xe tíi t©m cÇu sau: b = 0,88 (m). ChiÒu cao träng t©m xe: h g = 1,6 (m). Gia tèc chËm dÇn cùc ®¹i khi phanh: = 5,88(m/s2). Gia tèc träng tr­êng: g = 9,81(m/s2). HÖ sè b¸m cña b¸nh xe víi mÆt ®­êng chän φ = 0,6 do xe kh«ng cã hÖ thèng ABS. B¸n kÝnh l¨n cña b¸nh xe vµ ®­îc x¸c ®Þnh theo mèi quan hÖ sau: rbx = .r0 trong ®ã : r0 = Theo kÝ hiÖu cña lèp ta cã: B = 9(inc). d = 20(inc). hÖ sè biÕn d¹ng lèp: = 0,93. r = 0,448 (m). Thay c¸c gi¸ trÞ ë trang 4 vµo [I. 1] vµ [I. 2] ta ®­îc : M«men phanh yªu cÇu ë c¸c b¸nh xe tr­íc lµ : M«men phanh yªu cÇu ë c¸c b¸nh xe sau lµ : III. TÝnh to¸n kiÓm nghiÖm c¬ cÊu phanh guèc. §Ó tÝnh to¸n kiÓm nghiÖm phanh guèc, tr­íc hÕt ta ph¶i tÝnh to¸n c¸c th«ng sè c¬ b¶n nh­ gãc x¸c ®Þnh ®iÓm ®Æt ph¶n lùc t¸c dông tõ trèng phanh lªn c¸c guèc phanh tr­íc vµ sau (d), b¸n kÝnh ®Æt ph¶n lùc t¸c dông tõ trèng phanh lªn c¸c guèc phanh tr­íc vµ sau (r). TÝnh gãc x¸c ®Þnh ®iÓm ®Æt lùc H×nh PI.3 Gãc d lµ gãc x¸c ®Þnh ®iÓm ®Æt cña lùc N vµ ®©y còng chÝnh lµ ®iÓm ®Æt cña lùc R. Gãc nµy ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc d­íi ®©y. [I. 3] Trong ®ã c¸c gãc,, lµ c¸c gãc h×nh häc phô thuéc kÕt cÊu c¬ cÊu phanh theo (H×nh PI.4) + Gãc d1 ë c¬ cÊu phanh tr­íc Trong ®ã: : Gãc tÝnh tõ t©m chèt quay cña guèc phanh ®Õn ®Çu cuèi tÊm ma s¸t = 200 : Gãc «m cña tÊm ma s¸t = 1200. : Gãc tÝnh tõ t©m chèt quay cña guèc phanh ®Õn ®Çu trªn tÊm ma s¸t =+=1200+200=1400. H×nh.PI.4. C¸c th«ng sè h×nh häc cña c¬ cÊu phanh. Thay c¸c gãc , , vµo [I. 3] ta ®­îc: . + Gãc d2 ë c¬ cÊu phanh sau Trong ®ã : : Gãc tÝnh tõ t©m chèt quay cña guèc phanh ®Õn ®Çu cuèi tÊm ma s¸t = 250 : Gãc «m cña tÊm ma s¸t = 1250. : Gãc tÝnh tõ t©m chèt quay cña guèc phanh ®Õn ®Çu trªn tÊm ma s¸t =+=1250+250=1500. Thay c¸c gãc , , vµo [I. 3] ta ®­îc: . 2. TÝnh b¸n kÝnh ®iÓm ®Æt lùc H×nh PI.5 Theo [TL1] ta cã thÓ x¸c ®Þnh b¸n kÝnh r theo c«ng thøc: r = [I. 4] Trong ®ã: rT: Lµ b¸n kÝnh tang trèng rT = 0,21 (m). : Gãc «m cña tÊm ma s¸t = 1250. + C¬ cÊu phanh tr­íc Thay rT, vµo [I. 4] ta ®­îc: r1 = = 0,2457 (m) + C¬ cÊu phanh sau Thay rT, vµo [I. 4] ta ®­îc: r2 = = 0,2242 (m) 3. X¸c ®Þnh gãc ϕ Gãc ϕ lµ gãc t¹o bëi lùc tæng hîp R víi lùc N (H×nh PI.5). Tõ quan hÖ h×nh häc ta cã tgϕ = = μ [I. 5] μ: Lµ hÖ sè ma s¸t gi÷a tÊm ma s¸t víi tang trèng μ cã trÞ sè tõ ( 0,25 – 0,3 ). Ta chän μ = 0,3. Thay vµo [I. 5] ta cã: 4. X¸c ®Þnh r0 Theo [TL2] th× b¸n kÝnh r0i x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : r0i = Víi =0,3, = 0,2457 (m), = 0,2242 (m). Ta ®­îc 5. X¸c ®Þnh lùc cÇn thiÕt t¸c dông lªn guèc phanh §Ó x¸c ®inh lùc cÇn thiÕt t¸c dông lªn guèc phanh ta cã thÓ dïng ph­¬ng ph¸p ho¹ ®å lùc. Khi tÝnh to¸n c¬ cÊu phanh ta cÇn x¸c ®Þnh lùc P t¸c dông lªn guèc phanh ®Ó ®¶m b¶o cho tæng m« men phanh sinh ra ë guèc phanh tr­íc vµ sau b»ng m« men phanh tÝnh to¸n cña mçi c¬ cÊu phanh ®Æt ë b¸nh xe. Khi ®· chän ®­îc c¸c th«ng sè kÕt cÊu , , , r vµ x¸c ®Þnh ®­îc gãc vµ b¸n kÝnh nghÜa lµ x¸c ®Þnh ®­îc h­íng vµ ®iÓm ®Æt c¸c lùc. Lùc N1, N2 víi hai lùc nµy h­íng vµo t©m 0. Lùc R1 lµ tæng hîp cña lùc N1 vµ T1 Nh­ vËy m«men sinh ra ë c¬ cÊu phanh cña mét b¸nh xe lµ : MP= MP1 +MP2 = R1.r0 1 + R2.r01 C¸ch x¸c ®Þnh c¸c lùc b»ng ph­¬ng ph¸p ho¹ ®å lùc §èi víi c¬ cÊu phanh dÉn ®éng c¸c guèc phanh b»ng khÝ nÐn, c¬ cÊu t¸c ®éng cuèi cïng lµ cam Ðp. Trªn xe Zil - 130 c¸c biªn d¹ng cam cã d¹ng ®èi xøng nªn khi t¸c ®éng, c¸c m¸ phanh cña guèc phanh tr­íc vµ sau cã c¸c kho¶ng dÞch chuyÓn b»ng nhau. Trong ®iªï kiÖn ®ã nÕu kÝch th­íc cña c¸c m¸ phanh nh­ nhau th× biÕn d¹ng cña chóng còng b»ng nhau vµ v× vËy ¸p suÊt trªn c¸c m¸ phanh còng b»ng nhau. §iªï nµy cã nghÜa lµ c¸c ph¶n lùc tõ trèng phanh lªn c¸c guèc phanh tr­íc vµ sau lµ b»ng nhau. R’ = R’’ = R Quy tr×nh x¸c ®Þnh c¸c lùc b»ng ph­¬ng ph¸p ho¹ ®å: + X©y dùng ho¹ ®å lùc. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè h×nh häccña c¬ cÊu phanh vµ vÏ s¬ ®å theo ®ïng tû lÖ, vÏ c¸c lùc P TÝnh gãc d vµ b¸n kÝnh r, tõ ®ã x¸c ®Þnh ®iÓm ®Æt cña lùc R TÝnh gãc j vµ vÏ c¸c ph­¬ng cña lùc R. KÐo dµi ph­¬ng cña lùc R’ vµ P c¾t nhau t¹i O’, kÐo dµi ph­¬ng cña P vµ R’’ c¾t nhau t¹i O’’. §Ó x¸c ®Þnh ph­¬ng cña lùc U ta dùng theo tr¹ng th¸i c©n b»ng. Ë tr¹ng th¸i nµy tæng hîp lùc t¸c dông lªn guãc phanh b»ng kh«ng. V× vËy 3 lùc nµy ph¶i t¹o thµnh tam gi¸c lùc khÐp kÝn. NghÜa lµ, nÕu kÐo dµi 3 lùc nµy th× chóng ph¶i c¾t nhau t¹i mét ®iÓm, ®ã chÝnh lµ c¸c ®iÓm O’, O”. Nh­ vËy, ®Ó x¸c ®Þnh ph­¬ng cña c¸c lùc U chØ cÇn nèi O’ víi O1 (t©m chèt) vµ nèi O2(t©m chèt). VÏ c¸c ®­êng song song víi R’ vµ R’’, trªn c¸c ®­êng nµy ®Æt c¸c ®o¹n b»ng nhau: R’ = R’’ = R vµ tõ ®ã dùng c¸c tam gi¸c lùc b»ng c¸ch t­¬ng tù nh­ ®· tr×nh bÇy trªn ®©y. Víi c¸c b¸nh xe cã kÝch th­íc gièng nhau ta cã r0’ = ro’’ = r0. Vµ ta cã thÓ tÝnh ®­îc lùc R nh­ sau: R=Mp/2ro + Dùa vµo c¸c gi¸ trÞ cña lùc R vµ tû lÖ xÝch trªn ho¹ ®å lùc ta x¸c ®Þnh ®­îc c¸c lùc cßn l¹i P’, P’’,U’,U’' a. Víi c¬ cÊu phanh tr­íc: Ta cã gãc «m β0 cña tÊm ma s¸t tr­íc vµ sau b»ng nhau nªn b¸n kÝnh ®Æt lùc tæng hîp lµ nh­ nhau vµ b¸n kÝnh r0 b»ng nhau. H×nh. PI.6: Häa ®å lùc phanh cña c¬ cÊu tr­íc. M« men phanh t¹i c¸c b¸nh xe : Mpbx = ro’.R’ + ro”.R” = 2.R.ro Rt = R’t = R”t = = = 53014 (N). Tõ häa ®å lùc phanh ta ®o ®­îc c¸c ®é dµi c¸c vÐct¬ lùc: + M¸ tr­íc cña c¬ cÊu phanh Pd’ = 73,64 (mm). R’d = 250 (mm). U’d = 182,82 (mm). Suy ra hÖ sè tû lÖ kt kt = = = 212,056 (N/mm) Tõ ®ã ta cã c¸c lùc t¹i m¸ tr­íc cña c¬ cÊu phanh tr­íc lµ: P’t = kt P’d = 212,056 .73,64 = 15615 (N) U’t = kt U’d = 212,056 . 182,82 = 38768 (N) + M¸ sau cña c¬ cÊu phanh Pd’’ = 167,36 (mm). R’’d = 250 (mm). U’’d = 93,67 (mm). Suy ra hÖ sè tû lÖ kt kt = = = 212,056 (N/mm) Tõ ®ã ta cã c¸c lùc t¹i m¸ tr­íc cña c¬ cÊu phanh tr­íc lµ: P’’t = kt P’’d = 212,056 . 167,36 = 35490 (N) U’’t = kt U’’d = 212,056 . 93,67 = 19863 (N) b. Víi c¬ cÊu phanh sau: H×nh.PI.7: Häa ®å lùc phanh cña c¬ cÊu phanh sau M« men phanh t¹i c¸c b¸nh xe : Mpbx = ro’.R’ + ro”.R” = 2.R.ro Rs = R’s = R”s = = = 63023 (N). Tõ häa ®å lùc phanh ta ®o ®­îc c¸c ®é dµi c¸c vÐct¬ lùc: + M¸ tr­íc cña c¬ cÊu phanh sau Pd’ = 76,17 (mm). R’d = 250 (mm). U’d = 183,97 (mm). Suy ra hÖ sè tû lÖ ks ks = = = 252,092 (N/mm) Tõ ®ã ta cã c¸c lùc t¹i m¸ tr­íc cña c¬ cÊu phanh sau lµ: P’s = ks P’d = 252,092 . 76,17 = 19202 (N) U’s = ksU’d = 252,092 . 183,97 = 46377 (N) + M¸ sau cña c¬ cÊu phanh sau. Pd’’ = 166,14 (mm). R’’d = 250 (mm). U’’d = 88,5 (mm). Suy ra hÖ sè tû lÖ ks ks = = = 252,092 (N/mm) Tõ ®ã ta cã c¸c lùc t¹i m¸ tr­íc cña c¬ cÊu phanh tr­íc lµ: P’’s = ks P’’d = 252,092. 166,14 = 41882 (N) U’’s = ks U’’d = 212,056 . 93,67 = 19863 (N) B¶ng 2. C¸c th«ng sè m¸ phanh. Th«ng sè C¬ cÊu phanh tr­íc C¬ cÊu phanh sau M¸ tr­íc M¸ sau M¸ tr­íc M¸ sau a0 10 10 10 10 b1 (®é) 20 20 25 25 b2 (®é) 140 140 150 150 b0 (®é) 120 120 125 125 a (mm) 150 170 150 170 c (mm) 165 165 165 165 d0(®é) 5,82 5,82 1,37 1,37 r (mm) 245,7 245,7 224,2 224,2 r0 (mm) 70 70 64 64 5. KiÓm tra hiÖn t­îng tù xiÕt : Trong qu¸ tr×nh phanh cã thÓ xÈy ra hiÖn t­îng tù xiÕt. HiÖn t­îng tù xiÕt xÈy ra khi m¸ phanh bÞ Ðp s¸t vµo trèng phanh chØ b»ng lùc ma s¸t mµ kh«ng cÇn lùc P cña cam Ðp t¸c ®éng lªn guèc phanh. Trong tr­êng hîp nh­ vËy ®øng vÒ mÆt lý thuyÕt m« men phanh trªn guèc phanh sÏ lín v« cïng lín. §iÒu nµy rÊt nguy hiÓm ®èi víi xe v× nã lµm mÊt tÝnh æn ®Þnh vµ dÉn h­íng khi phanh. §iÒu kiÖn x¶y ra hiÖn t­îng tù xiÕt lµ: (Theo [TL2]) = 0,28 – 0,3 [I. 6] ®Ó kh«ng x¶y ra hiÖn t­îng tù xiÕt th× Tõ c«ng thøc tÝnh M«men phanh ta thÊy ®Ó M«men phanh tiÕn ®Õn mét gi¸ trÞ cùc ®¹i l¸ v« cïng th× hiÖn t­îng tù xiÕt chØ cã thÓ xÈy ra ®èi víi m¸ tr­íc cña c¬ cÊu phanh guèc. + §èi víi m¸ tr­íc cña c¬ cÊu phanh tr­íc (víi c = 0,165 (m),d = 5,820 )ta cã: 0,74 VËy m = 0,74 kh«ng thuéc vµo giíi h¹n cña m nªn c¬ cÊu phanh tr­íc kh«ng xÈy ra hiÖn t­îng tù xiÕt. + §èi víi m¸ tr­íc cña c¬ cÊu phanh sau (víi c = 0,165 (m), d = 1,370 ) 0,75. VËy m = 0,75 kh«ng thuéc vµo giíi h¹n cña m nªn c¬ cÊu phanh sau kh«ng xÈy ra hiÖn t­îng tù xiÕt. 6. KiÓm nghiÖm ®é bÒn m¸ phanh. KÝch th­íc m¸ phanh ®­îc x¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn sau: C«ng ma s¸t riªng, ¸p suÊt lªn bÒ mÆt m¸ phanh, tû sè p, chÕ ®é lµm viÖc c¬ cÊu phanh. 1. C«ng ma s¸t riªng L: NÕu « t« ®ang chuyÓn ®éng víi vËn tèc V« cho tíi khi dõng h¼n (V0=0) Th× toµn bé ®éng n¨ng cña «t« cã thÓ chuyÓn thµnh c«ng ma s¸t L t¹i c¸c c¬ cÊu phanh : L = Trong ®ã Wd : §éng n¨ng cña ¤t« Wd = m: Khèi l­îng cña «t« khi t¨ng t¶i m = 11252 (kg) VËn tèc cña «t« b¾t ®Çu phanh ta lÊy v2 = 50(Km/h) = 13,88 (m/s). Suy ra: Wd = = 1111593 (J) : DiÖn tÝch toµn bé cña m¸ phanh ë tÊt c¶ c¸c c¬ cÊu phanh Ta cã: [ I. 7] Chän bt = 0,08 (m), bs= 0,11(m) Thay c¸c th«ng sè ®· biÕt vµo c«ng thøc [I. 7] ta cã = 0,338 (m2) Suy ra c«ng ma s¸t riªng lµ: L = = 3288737 (J/m2) = 3288,737 (KJ/m2) Víi [L] = 3000-7000 (KJ/m2) VËy c«ng ma s¸t riªng tho¶ m·n ®iÒu kiÖn. 2. ¸p suÊt lªn bÒ mÆt m¸ phanh: ¸p suÊt lªn bÒ mÆt m¸ phanh bÞ giíi h¹n bëi søc bÒn vËt liÖu : q = [I. 8] Trong ®ã: b – lµ chiÒu réng m¸ phanh :. rt – b¸n kÝnh trèng phanh : β0 – lµ gãc «m m¸ phanh [q] – lµ ¸p suÊt cho phÐp: [q] = 1,5 – 2 (MN/m2). + C¬ cÊu phanh tr­íc: Víi c¬ cÊu phanh tr­íc hai m¸ b»ng nhau nªn: q1 = [I. 9] Trong ®ã: b1: lµ chiÒu réng m¸ phanh tr­íc : b1= 0,08 (m). rt : b¸n kÝnh trèng phanh : rt = 0,21(m) β0 : lµ gãc «m m¸ phanh: β0 = 120o Thay sè vµo ta ®­îc: q1 = 1,67(Mpa) V× q1 < [q1] nªn tho¶ m·n ®iÒu kiÖn + C¬ cÊu phanh sau: q2 = [I. 10] Trong ®ã: b1: lµ chiÒu réng m¸ phanh sau : b2= 0,11 (m). rt : b¸n kÝnh trèng phanh : rt = 0,21(m) β0 : lµ gãc «m m¸ phanh: β0 = 125o Thay sè vµo ta ®­îc: q2 = 1,27(Mpa) V× q1 < [q1] nªn tho¶ m·n ®iÒu kiÖn 3. Tû sè gi÷a khèi l­îng vµ tæng diÖn tÝch m¸ phanh Ngoµi c¸c chØ tiªu trªn, thêi gian lµm viÖc cña m¸ phanh cßn ®­îc ®¸nh gi¸ b»ng tû sè p tû sè nµy trong giíi h¹n ( 2,5.104 – 3,5.104 ) kg/m2 p = [I. 11] Trong ®ã : M: Khèi l­îng toµn bé cña «t« khi t¨ng t¶i: M = 11525 (kg). : Tæng diÖn tÝch c¸c m¸ phanh: = 0,338(m2) Thay vµo c«ng thøc [I. 11] ta cã: p = 34097(kg/m2) VËy ®iÒu kiÖn nµy ®­îc tho¶ m·n. 4. TÝnh to¸n nhiÖt ph¸t ra trong qu¸ tr×nh phanh . Trong qu¸ tr×nh phanh « t«, toµn bé khèi l­îng chuyÓn ®éng cña «t« ®­îc chuyÓn hãa thµnh nhiÖt t¹i c¸c c¬ cÊu phanh. Mét phÇn cña nhiÖt l­îng nµy sÏ nung nãng c¸c chi tiÕt trong c¬ cÊu phanh mµ chñ yÕu lµ trèng phanh, phÇn cßn l¹i to¶ ra m«i tr­êng kh«ng khÝ. Ph­¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt ®­îc viÕt nh­ sau (Theo [TL2]): [I. 12] Tr­êng hîp phanh ngÆt, thêi gian phanh rÊt ng¾n nªn l­îng nhiÖt to¶ ra ngoµi kh«ng khÝ rÊt nhá nªn ta cã thÓ bá qua: . Nªn sù t¨ng nhiÖt ®é ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc sau: T0 = [I. 13] Trong ®ã: m : Khèi l­îng cña xe m = 11525(kg), V1 : VËn tèc ban ®Çu lÊy V1= 30 km/h = 8,3 m/s V2 : VËn tèc xe sau khi phanh V2= 0. mt : Khèi l­îng cña c¸c trèng phanh mT = 4. m m: Khèi l­îng cña mét trèng phanh m=19 (kg), Suy ra: mT = 4.19 = 76 (kg). C : NhiÖt dung cña chi tiÕt nung nãng C = 500(J/kg®é). Thay sè vµo [I. 13] ta ®­îc: T0 = C < 150C. Nh­ vËy ®iÒu kiÖn nhiÖt ®­îc tho¶ m·n. PhÇn II TÝnh bÒn mét sè chi tiÕt I. TÝnh bÒn trènh phanh. Dùa vµo tr¹ng th¸i chÞu lùc cña trèng phanh trong qóa tr×nh phanh ta thÊy trèng phanh lµm viÖc gÇn gièng nh­ èng dÇy chÞu ¸p suÊt bªn trong. Trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n ta gi¶ thiÕt r»ng ¸p suÊt ph©n bè trªn bÒ mÆt trèng phanh lµ kh«ng ®æi, ®ång thêi ta ®­a thªm vµo hÖ sè an toµn lµ n =1,5 trong khi tÝnh to¸n bÒn cho trèng phanh. ¸p suÊt bªn trong trèng phanh ®­îc tÝnh theo c«ng thøc (Theo [TL2]) : q = [II. 1] Trong ®ã : Mp : M«men phanh do guèc tr­íc vµ guèc sau sinh ra. Qua ph©n tÝch vµ tÝnh to¸n ë môc III ta thÊy r»ng ¸p suÊt sinh ra trªn bÒ mÆt trèng phanh ë c¬ cÊu phanh tr­íc lín h¬n ë c¬ cÊu phanh sau nªn ta chØ tÝnh bÒn cho c¬ cÊu phanh tr­íc. Theo lý thuyÕt vÒ øng suÊt vµ biÕn d¹ng cña èng dÇy chøa ¸p suÊt bªn trong cã ¸p suÊt ph¸t sinh trong èng khi chÞu lùc bªn trong lµ. sn = [II. 2] sT = [II. 3] Trong ®ã sn :øng suÊt ph¸t sinh theo ph­¬ng h­íng t©m. sT :øng suÊt ph¸t sinh theo ph­¬ng tiÕp tuyÕn. a :B¸n kÝnh trong cña trèng phanh a = 210 mm b:B¸n kÝnh ngoµi cña trèng phanh b = 228 mm r’: Kho¶ng c¸ch tõ t©m èng ®Õn ®iÓm cÇn tÝnh Qua hai c«ng thøc [II.1], [II. 3] ta thÊy sn : Lu«n lµ øng suÊt nÐn v× : vµ < 0 do vËy sn < 0 st : Lu«n lµ øng suÊt kÐo v× : vµ > 0 Ta thÊy r»ng khi r = a th× sn ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i v× r = (a-:-b) ta cã: snmax == - q snmax = 1,67 (MPa ) §Ó ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn an toµn khi lµm viÖc ta lÊy thªm hÖ sè an toµn lµ n = 1,5 khi ®ã ta cã: dnmax = 1,67.1,5 = 2,505 (MPa) Trèng phanh ®­îc lµm b»ng vËt liÖu thÐp Gr-18-36 cã: [sn] = 38 (MPa) [sk] = 18 (MPa) VËy trèng phanh ®­îc chÕ t¹o ®ñ ®iÒu kiÖn lµm viÖc. II. TÝnh bÒn guèc phanh. Theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n ë trªn ta thÊy r»ng guèc phanh tr­íc cña c¬ cÊu phanh sau chÞu lùc lín nhÊt v× vËy ta tiÕn hµnh tÝnh to¸n bÒn cho guèc phanh tr­íc cña c¬ cÊu phanh sau. 1.T×m to¹ ®é träng t©m cña mÆt c¾t ngang guèc phanh. H×nh.PII.1: MÆt c¾t ngang cña guèc phanh. B¸n kÝnh ngoµi m¸ guèc phanh: R1= 201 (mm). B¸n kÝnh trong m¸ guèc phanh: R2=190 (mm). B¸n kÝnh trong x­¬ng guèc phanh: R3 = 130(mm). ChiÒu réng guèc phanh: a = 100 (mm). ChiÒu dÇy m¸ guèc phanh: b = 11 (mm). ChiÒu cao x­¬ng guèc phanh: d = 60 (mm). ChiÒu dÇy x­¬ng guèc phanh: c = 22 (mm). a. KÝch th­íc tõ trôc X-X ®Õn träng t©m G Ta cã : YC1=, [II. 4] [II. 4] lµ c«ng thøc tÝnh kÝch th­íc ®Õn träng t©m G. Víi F1 diÖn tÝch phÇn trªn ch÷ T F1 = a.b = 100.11 = 1100 (mm2). F2 diÖn tÝch phÇn d­íi ch÷ T: F2 = c.d = 22.60 = 1320 (mm2). Y2= Yc1+Yc2 =R1' - R2' Trong ®ã: R1'= R’1: B¸n kÝnh träng t©m phÇn diÖn tÝch trªn, tÝnh ®Õn t©m tang trèng R2'= R’2: B¸n kÝnh träng t©m phÇn diÖn tÝch d­íi, tÝnh ®Õn t©m tang trèng. Thay vµo [II. 4] ta ®­îc : Yc2 = Y2 - Yc1 = 35,5 – 16,14=19,36 (mm). b. TÝnh b¸n kÝnh ®­êng trung hoµ : Rth = VËy kho¶ng c¸ch tõ t©m b¸nh xe ®Õn t©m guèc phanh lµ RG = R2'+ YC2=160 +19,36 =179,36(mm). 2. KiÓm tra bÒn guèc phanh. §èi víi guèc phanh ®Ó kiÓm tra bÒn lµ rÊt phøc t¹p do vËy khi tÝnh to¸n ë ®©y ta chØ lÊy c¸c gi¸ trÞ gÇn ®óng. Ta kiÓm tra t¹i nh÷ng tiÕt diÖn nguy hiÓm nhÊt, muèn thÕ ta ph¶i vÏ ®­îc biÓu ®å néi lùc . ë trªn b»ng ph­¬ng ph¸p ho¹ ®å lùc ta ®· x¸c ®Þnh ®­îc c¸c lùc P, U, R t¸c dông lªn guèc phanh tr­íc cña c¬ cÊu phanh sau: P = 19202 (N) U= 46377 (N) R= 63023 (N) §Æt c¸c gi¸ trÞ lùc nµy vµo guèc phanh tr­íc cña c¬ cÊu phanh sau t¹i vÞ trÝ ®Æt lùc R1 ta c¾t ra thµnh 2 nöa thay vµo mÆt ph¼ng c¾t ®ã ®Æt c¸c lùc: Lùc Nz1 h­íng t©m, vµ QY1, MU1 ë nöa trªn Lùc Nz2 h­íng t©m, vµ QY2, MU2 ë nöa d­íi C¸c lùc nµy cã ph­¬ng gièng nhau chiÒu ng­îc vµ trÞ sè b»ng nhau theo tøng cÆp . a. XÐt c©n b»ng cho ®o¹n trªn cña guèc phanh: Guèc phanh ®­îc c¾t thµnh hai nöa, nöa trªn vµ nöa d­íi t¹i ®iÓm ®Æt cña lùc R. XÐt c©n b»ng cho ®o¹n trªn ta tÝnh tæng c¸c néi lùc vµ tæng c¸c ngo¹i lùc chóng b»ng nhau theo tõng ph­¬ng X,Y,Z cña hÖ trôc to¹ ®é. Ta ®i xÐt s¬ ®å d­íi ®©y: Trong ®ã: j : Gãc t¹o bëi trôc Y_Y vµ tia OA. j = 250 j‘ :Gãc t¹o bëi trôc X_X vµ ph­¬ng cña ®iÓm cÇn xÐt. j‘ = ( XOB - BOA ) = (8,630 – 58,250). a : Gãc t¹o bëi tia OA vµ ®iÓm ®ang xÐt trªn guèc phanh. a = (00 – AOB ) = (00 – 56,750) XÐt sù c©n b»ng lùc t¹i ®iÓm bÊt k× trªn ®o¹n trªn ta cã: [II. 5] T¹i ®iÓm A th× Thay vµo [II. 5] ta ®­îc: T¹i ®iÓm B th× (gãc t¹o bëi 0A vµ OB, víi A, B lµ 2 ®iÓm ®Æt lùc P vµ R) Thay vµo [II. 5] ta ®­îc . B¶ng 3. Lùc c¾t t¹i A vµ B VÞ trÝ Lùc M« men A B NZ1 (N) - 17403 - 2755 QY1 (N) - 8115 - 19003 MU1 (Nm) 0 - 2301 b. XÐt c©n b»ng cho ®o¹n d­íi cña guèc phanh: T¹i ®iÓm B Tæng c¸c ngo¹i lùc vµ néi lùc theo c¸c ph­¬ng b»ng nhau nªn. [II. 6] Tõ ho¹ ®å lùc cña c¬ cÊu phanh ta l¹i cã: Thay c¸c gãc vµ c¸c lùc ®· biÕt vµo c«ng thøc [II. 6] ta cã: T¹i ®iÓm C: Tæng c¸c ngo¹i lùc vµ néi lùc theo c¸c ph­¬ng b»ng nhau nªn. [II. 7] Thay c¸c gãc vµ c¸c lùc ®· biÕt vµo c«ng thøc [II. 7] ta cã: VÞ trÝ Lùc M«men A B NZ1 (N) -17403 -2755 QY1 (N) -8115 -19003 MU1 (Nm) 0 -2301 C¨n cø vµo c¸c b¶ng trªn ta vÏ biÓu ®å néi lùc t¸c dông lªn guèc phanh : Tõ biÓu ®é néi lùc ta thÊy t¹i mÆt c¾t B_B lµ mÆt c¾t nguy hiÓm nhÊt. T¹i ®©y ta cã N = 45119(N). Q = 37873(N). Mu = 6011(N.m). M¾t c¾t ngang t¹i B_B ta coi nh­ ch÷ T sau: §èi víi tiÕt diÖn h×nh ch÷ T, ®Ó kiÓm nghiÖm bÒn ta cÇn tÝnh øng suÊt t¹i c¸c ®iÓm 1,2,3. øng suÊt do QY vµ MU g©y ra ®­îc tÝnh nh­ sau : Trong ®ã: F: diÖn tÝch cña tiÕt diÖn tÝnh to¸n, F = 2420 ( mm2) = 2420.10-6(m2) Rth: b¸n kÝnh ®­êng trung hoµ: Rth = 0,1758( m). R i: b¸n kÝnh t¹i ®iÓ ®ang xÐt. Qy = - 37873(N). Mu = - 6011(N). + XÐt t¹i ®iÓm 1 ta cã Ri=R1=0,201 m. = - 35,5.106 (N/m2). + XÐt t¹i ®iÓm 2 ta cã Ri=R2=0.19 m. = - 48,9.106 (N/m2). + XÐt t¹i ®iÓm 3 ta cã Ri = R2= 0,13 m. = - 8,6.106 (N/m2). øng suÊt tiÕp do lùc Nz g©y ra : Theo DuRapxki th× øng suÊt tiÕp ®­îc tÝnh theo c«ng thøc . [II. 8] Víi SX : M«men tÜnh phÇn bÞ c¾t ®èi víi trôc qu¸n tÝnh trung t©m. Ta cã: Trong ®ã: Fc: DiÖn tÝch phÇn c¾t phÝa d­íi ch÷ T: Fc = 0,00132 (m2) Y- to¹ ®é träng t©m phÇn bÞ c¾t ®èi víi trôc trung hoµ. Trªn h×nh guèc phanh ch÷ T nªn t¹i ®iÓm 1,3 cã dF = 0 nªn Sx=0. t¹i ®iÓm 2: Sx=Y2.Fc. Y2 = R’1- Rth = 199,5 – 175,8 = 23,7 Suy ra: Sx = 0,0237.0,00132 = 31,284.10-6 (m3 ). JX : M«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn Ta cã : Víi: R1 = 0,201(m) R2 = 0,19 (m). R3 = 0,103(m). c = 0,022 (m). a = 0,1 (m). Yc2 = 0,01936 (m). Yc1 = 0,01614 (m). F1 = 0,0011(m2). F2 = 0,00132(m2). thay sè vµo c«ng thøc trªn ta tÝnh ®­îc J = 1,775.10-6 m4. b: ChiÒu dµy phÇn bÞ c¾t: b = 2.c = 0,044 m. Nz : Lùc c¾t t×m ®­îc Nz = 42364 (N) Thay sè vµo ta t×m ®­îc : T¹i ®iÓm 1,3 ta cã . T¹i ®iÓm 2 ta cã: =16969467 (N/m2). øng suÊt tæng hîp sÏ lµ : vËy ë ®iÓm 1 ta cã: th1=1= 35,5.106 ( N/m2). 2 ta cã : th2=(N/m2). 3 ta cã : th3=3= 8,6.106 (N/m2). Víi kÕt qu¶ tÝnh to¸n ë trªn ta lËp b¶ng sau: B¶ng 3: øng suÊt t¹i c¸c ®iÓm 1,2,3. §iÓm TrÞ sè 1 2 3 z (N/m2) 35,5.106 48,9.106 8,6.106 (N/m2) 0 18073019 0 (N/m2) 35,5.106 9,926.107 8,6.106 NhËn xÐt Ta thÊy : T¹i ®iÓm1: Ph©n tè chÞu øng suÊt ®¬n (chÞu nÐn). T¹i ®iÓm 2: Ph©n tè chÞu tr¹ng th¸i øng suÊt ph¼ng . T¹i ®iÓm 3: Ph©n tè chÞu øng suÊt ®¬n (tr¹ng th¸i chÞu kÐo). Guèc phanh chÕ t¹o b»ng thÐp 40 nªn cã . Nªn víi gi¸ trÞ trªn ta thÊy guèc phanh ®ñ bÒn. TÝnh bÒn ®­êng èng dÉn ®éng phanh §­êng èng dÉn ®éng phanh cã nhiÖm vô truyÒn ®­îc ¸p suÊt t¹i m¸y nÐn khÝ ®Õn c¸c bé phËn kh¸c víi ¸p suÊt 0,7(MPa). V× vËy ®­êng èng cÇn ph¶i ®m¶ b¶o chÞu ®­îc ¸p suÊt cao khi lµm viÖc kh«ng bÞ biÕn d¹ng, d¹n nøt, dß rØ. Khi tÝnh to¸n ta coi ®­êng èng dÉn khÝ nh­ lo¹i vá máng bÞt kÝn hai ®Çu vµ cã chiÒu dµi kh¸ lín. øng suÊt tiÕp tuyÕn tÝnh theo c«ng thøc : (N/m) [II. 9] C¾t èng b»ng mÆt ph¼ng vu«ng gãc víi trôc cña èng th× øng suÊt ph¸p σn t¸c dông lªn thµnh vá èng ph¶i c©n b»ng víi ¸p suÊt cña chÊt láng t¸c dông lªn diÖn tÝch mÆt c¾t ngang cña èng . σn = 2rR.s – p R2 = 0 [II. 10] Trong ®ã: p : ¸p suÊt bªn trong ®­êng èng ( p = 0,7 Mpa = 7.105 N/m2) R : B¸n kÝnh bªn trong ®­êng èng dÉn R = 1,6 cm S : ChiÒu dÇy cña èng dÉn ( s = 0,5 mm). §­êng èng lµm hîp kim ®ång cã [σ ] = 2600.105 N/m2. §Ó ®¶m b¶o ®ñ bÒn ta tÝnh theo ®iÒu kiÖn ¸p suÊt cho phÐp: [σ ] Thay c¸c gi¸ trÞ p,R,S vµo [II.10] ta th¶o m·n ®iÒu kiÖn cho phÐp Do ®ã ®­êng èng dÉn ®éng phanh ®ñ bÒn. IV. TÝnh bÒn chèt phanh. M¸ phanh quay quanh chèt phanh ®­îc tÝnh theo c¾t vµ chÌn dËp. 1. TÝnh theo øng suÊt c¾t Ta cã : [II. 11] Trong ®ã: d : §­êng kÝnh chèt: d = 36 mm = 36.10-3 m. U1: Lùc t¸c dông lªn chèt: U= 46377(N). Thay c¸c th«ng sè vµo [II. 11] ta ®­îc: VËy chèt tho¶ m·n ®iÒu kiÖn c¾t. 1.Theo øng suÊt chÌn dËp: Ta cã: [II. 12] l : ChiÒu dµi tiÕp xóc cña chèt víi guèc phanh: l = 3.10-3 m Thay sè vµo [II. 12] ta ®­îc: VËy chèt tho¶ m·n ®iÒu kiÖn chÌn dËp. kÕt luËn Sau khi tiÕn hµnh kiÓm nghiÖm bÒn toµn bé c¸c bé phËn trong hÖ thèng phanh cña xe Zil – 130, ta nhËn thÊy c¸c chi tiÕt, bé phËn hiÖn cã trªn xe hoµn toµn ®¸p øng vµ tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn lµm viÖc ban ®Çu cña xe khi t¨ng t¶i 2 tÊn. Sau khi ®· kiÓm nghiÖm song cho hÖ thèng phanh ta thÊy. Trªn xe zil 130 hiÖn nay cßn cã h¹n chÕ trong sö dông ë ViÖt nam. Lªn viÖc c¶i tiÕn hÖ thèng phanh cho xe lµ cÇn thiÕt nh¨m n©ng cao ®é tin cËy khi sö dông. PhÇn III ®Æt vÊn ®Ò vµ lùa chän ph­¬ng ¸n ®Æt vÊn ®Ò Xe Zil – 130 lµ lo¹i xe nhËp tõ Liªn X« cò. §©y lµ lo¹i xe cã tÝnh n¨ng viÖt d· cao, cã kh¶ n¨ng lµm viÖc tèt ë vïng ®Ìo dèc, ®åi nói, hÇm má. Tuy nhiªn qua thùc tÕ sö dông ë ®iÒu kiÖn khÝ hËu vµ ®­êng x¸ ViÖt Nam, xe Zil – 130 vÉn béc lé nh÷ng nh­îc ®iÓm cña hÖ thèng phanh ®ã lµ: Khi mét vÞ trÝ nµo ®ã cña hÖ thèng phanh cã sù cè (hë ®­êng khÝ) th× hiÖu qu¶ phanh sÏ kÐm hoÆc mÊt t¸c dông hoµn toµn. §iÒu nµy rÊt nguy hiÓm khi xe ®ang ho¹t ®éng trªn ®Þa h×nh ®åi nói, lªn dèc, xuèng dèc, hoÆc ®ang ë tèc ®é cao. Do tÝnh n¨ng ph¶i th­êng xuyªn ho¹t ®éng ë ®Þa h×nh phøc t¹p, xe ph¶i lªn xuèng dèc liªn tôc, ®éng c¬ ph¶i lµm viÖc ë sè vßng quay thÊp, khÝ nÐn ®­îc cung cÊp Ýt h¬n. Trong khi ®ã, ng­êi l¸i ph¶i th­êng xuyªn rµ phanh ®Ó gi¶m vËn tèc cña xe khi xuèng dèc. Lµm ¸p suÊt khÝ nÐn trong hÖ thèng gi¶m xuèng mµ m¸y nÐn khÝ kh«ng kÞp bæ sung, do vËy m«men phanh kh«ng ®¶m b¶o ®Ó phanh, ®iÒu nµy rÊt nguy hiÓm. Do lµm viÖc l©u dµi, l¸i xe kh«ng tu©n thñ c¸c chÕ ®é kiÓm tra, kh«ng ®iÒu chØnh khe hë gi÷a m¸ phanh vµ tang trèng lµm cho khe hë gi÷a m¸ phanh vµ tang trèng v­ît qu¸ giíi h¹n cho phÐp dÉn ®Õn hµnh tr×nh dÞch chuyÓn cña thanh ®Èy t¨ng. Tuy nhiªn hµnh tr×nh dÞch chuyÓn cña thanh ®Èy cã giíi h¹n, do ®ã kh«ng ®¶m b¶o lùc Ðp cña m¸ phanh lªn tang trèng dÉn ®Õn m«men phanh kh«ng ®¶m b¶o phanh xe ®­îc an toµn. Ngoµi ra mét sè sù cè th­êng x¶y ra ®èi víi hÖ thèng phanh nh­ : r¸ch mµng bÇu phanh, lß xo van ph©n phèi háng, van ë t«ng phanh bÞ mßn… HÖ thèng phanh ®­îc thiÕt kÕ ph¶i ®¶m b¶o ®­îc nh÷ng yªu cÇu sau ®©y: Qu·ng ®­êng phanh ng¾n nhÊt khi phanh ®ét ngét trong tr­êng hîp nguy hiÓm. Muèn cã qu·ng ®­êng phanh ng¾n nhÊt th× ph¶i ®¶m b¶o ®­îc gia tèc chËm dÇn cùc ®¹i. Phanh ph¶i ªm dÞu trong bÊt kú tr­êng hîp nµo ®Ó ®¶m b¶o sù æn ®Þnh cña « t« khi phanh. §iÒu khiÓn dÔ dµng, tøc lµ lùc t¸c dông lªn bµn ®¹p hoÆc ®ßn ®iÒu khiÓn kh«ng lín. TruyÒn ®éng phanh cã ®é nh¹y cao. Kh«ng cã hiÖn t­îng tù xiÕt khi phanh. C¬ cÊu phanh tho¸t nhiÖt tèt. Lu«n gi÷ ®­îc tû lÖ thuËn gi÷a lùc bµn ®¹p hoÆc ®ßn ®iÒu khiÓn víi lùc phanh trªn b¸nh xe. Cã kh¶ n¨ng phanh khi « t« ®øng trong thêi gian dµi. Qua ph©n tÝch c¸c ­u nh­îc ®iÓm cña xe Zil- 130 vµ c¸c yªu cÇu sö dông còng nh­ yªu cÇu cña mét sè xe hiÖn t¹i th× thiÕt kÕ c¶i tiÕn hÖ thèng phanh nh»m n©ng cao ®é tin cËy vµ më réng ph¹m vi ho¹t ®éng xe cho lµ cÇn thiÕt. §Ó n©ng cao ®é tin cËy cho xe khi chuyÓn ®éng, h­íng thiÕt c¶i tiÕn hÖ thèng phanh tËp trung vµo viÖc sö lÝ hÖ thèng dÉn ®éng phanh. Víi xe Zil 130 lµ lo¹i xe cã hÖ thèng phanh khÝ nÐn nªn b¶n th©n nã ®· tån t¹i c­êng ho¸ phanh nªn ta thiÕt kÕ c¶i tiÕn dÉn ®éng phanh tõ mét dßng sang hai dßng. D­íi ®©y lµ s¬ ®å hÖ thèng phanh xe Zil 130 ®ang ®­îc sö dông trong hiÖn t¹i. H×nh PIII.1 S¬ ®å dÉn ®éng phanh xe Zil 130 tr­íc c¶i tiÕn 1:M¸y nÐn khÝ; 2:Van ®iÒu chØnh ¸p suÊt; 3, 4:B×nh chøa khÝ; 5:Van an toµn; 6:Van ph©n phèi; 7:BÇu phanh. Chän ph­íng ¸n thiÕt kÕ §Ó thùc hiÖn viÖc c¶i tiÕn hÖ thèng phanh tõ dÉn ®éng mét dßng sang dÉn ®éng hai dßng. Ta cÇn sö dông van chia khÝ nÐn tõ m¸y nÐn khÝ ra hai dßng vµ mét van ph©n phèi dÉn ®éng hai dßng Ta xÐt hai s¬ ®å dÉn ®éng sau: Ph­íng ¸n 1: 1:M¸y nÐn khÝ; 2:Van ®iÒu chØnh ¸p suÊt; 3, 4:B×nh chøa khÝ; 5:Van an toµn; 6:Van ph©n phèi kÐp; 7:BÇu phanh; 8:Van chia khÝ. Ph­¬ng ¸n nµy mét dßng khÝ nÐn ®­îc dÉn ®Õn hÖ thèng phanh bªn ph¶i vµ mét dßng khÝ nÐn ®­îc dÉn ®éng ®Õn hÖ thèng phanh bªn tr¸i hai dßng nµy hoµn toµn ®éc lËp víi nhau do ®ã t¨ng ®­îc an toµn cho xe, nh­ng khi phanh do kÕt cÊu cña van ph©n phèi dÉn ®éng hai dßng sÏ cã mét dßng t¸c dông tr­íc nªn lµm mÊt tÝnh æn ®Þnh cña xe khi phanh. Ph­íng ¸n 2: 1:M¸y nÐn khÝ; 2:Van ®iÒu chØnh ¸p suÊt; 3, 4:B×nh chøa khÝ; 5:Van an toµn; 6:Van ph©n phèi kÐp; 7:BÇu phanh; 8:Van chia khÝ. Ph­¬ng ¸n nµy mét dßng ®­îc dÉn ®éng nªn phanh b¸nh tr­íc vµ mét dßng dÉn ®éng nªn phanh b¸nh sau ®éc lËp víi nhau nhê cã van chia khÝ nÐn 8 vµ van ph©n phèi dÉn ®éng hai dßng 6 lµm cho hÖ thèng phanh an toµn h¬n. Song do cÊu t¹o cña van ph©n phèi sÏ cã mét dßng t¸c dông tr­íc mét chót nªn ë ®©y ta chän dßng dÉn ®éng cã t¸c dông tr­íc nªn phanh b¸nh sau nh»m gi÷ æn ®Þnh cho xe khi phanh. V× vËy ta chän ph­¬ng ¸n 2 cã nguyªn lý ho¹t ®éng nh­ sau: M¸y nÐn khÝ 1 ®­îc dÉn ®éng tõ ®éng c¬ sÏ b¬m khÝ nÐn ®Õn c¸c b×nh chøa khÝ nÐn 3 vµ 4. Dßng khÝ nµy ®­îc chia ra hai dßng nhê van chia khÝ 8. KhÝ nÐn tõ b×nh khÝ ®­îc dÉn ®Õn van ph©n phèi dÉn ®éng hai dßng. Mét dßng tíi bÇu phanh b¸nh sau vµ mét dßng tíi bÇu phanh b¸nh tr­íc ho¹t ®éng ®äc lËp víi nhau nhê kÕt cÊu cña van chia khÝ vµ van ph©n phèi. Tõ van ph©n phèi cã hai dßng mét dßng t¸c dông tr­íc ta cho dÉn ®éng tíi bÇu phanh b¸nh sau ®Ó xe æn ®Þnh khi phanh. ¸p suÊt trong hÖ thèng phanh ®­îc ®iÒu chØnh nhê van ®iÒu chØnh ¸p suÊt 2. T¹i b×nh chøa khÝ cã mét van an toµn 5. Nh­ vËy ta thÊy sau sau c¶i tiÕn hÖ thèng phanh xe Zil 130 sÏ t¨ng ®­îctÝnh an toµn. ®ång thêi vÉn ®¶m b¶o ®­îc sô æn ®Þnh cña xe khi phanh. Sau khi ®· chän ph­¬ng ¸n 2 ta sÏ tiÕn hµnh thiÕt kÕ dÉn ®éng phanh gåm c¸c côm sau: M¸y nÐn khÝ. Van ®iÒu chØnh ¸p suÊt. Van chia khÝ nÐn. B×nh chøa khÝ nÐn. Van an toµn Van ph©n phèi dÉn ®éng hai dßng. BÇu phanh. PHÇn IV TÝnh to¸n dÉn ®éng phanh I. M¸y nÐn khÝ. N¨ng suÊt cña m¸y nÐn khÝ ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: Q = ipd2.snhv (l/phót). [III.1]. Trong ®ã: i: Sè xy lanh cña m¸y nÐn khÝ i = 2. d:§­êng kÝnh xy lanh d = 0,52 dm. s: Hµnh tr×nh cña piston s = 0,38 dm. n : Sè vßng quay cña trôc m¸y nÐn khÝ n = 125 v/phót. hv: HiÖu suÊt chuyÒn khÝ cña m¸y nÐn khÝ hv = 0,7. Thay vµo c«ng thøc [III.1] ta cã : Q = 141 ( l/phót). Víi sè vßng quay cña m¸y nÐn khÝ lµ 125 v/phót. N¨ng suÊt cña m¸y nÐn khÝ ®¹t trªn « t« hiÖn nay n»m tong kho¶ng 60 – 250 l/phót. VËy m¸y nÐn khÝ cña ta ®ñ cung cÊp cho hÖ thèng phanh. Trong thùc tÕ m¸y nÐn khÝ chØ lµm viÖc trong kho¶ng 10% - 20% thêi gian lµm viÖc cña «t«. Thêi gian cßn l¹i ®Ó cho m¸y nÐn khÝ ch¹y kh«ng t¶i ®Ó t¨ng tuæi thä cña m¸y nÐn. van ®iÒu chØnh ¸p suÊt. H×nh PIV.1 Van ®iÒu chØnh ¸p suÊt 1: N¾p ®iÒu chØnh ¸p suÊt cã ren. 2,4: Bi tú ®Þnh t©m. 3: Lß xo . 5: Thanh ®Èy. 6: Nót. 7: Lç tho¸t khÝ. 8:Th©n van. 9: §Çu nèi Nguyªn lý lµm viÖc cña van : Van ®iÒu chØnh ¸p suÊt dïng ®Ó gi÷ cho ¸p suÊt trong hÖ thèng ë møc quy ®Þnh. Theo xe tham kh¶o lµ xe Zil- 130. Ta chän van ®iÒu chØnh ¸p suÊt kiÓu hßn bi. KhÝ nÐn ®­îc ®­a vµo ®Çu nèi 9, lç 11 ®­îc th«ng v¬i c¬ cÊu ch¹y kh«ng t¶i cña m¸y nÐn khÝ bëi èng nèi vµ th«ng víi khÝ trêi nhê r·nh 7. Van bi 4 d­íi t¸c dông cña lß xo 3 sÏ ®ãng kh«ng cho khÝ nÐn vµo kho¶ng kh«ng gian trªn khoang 4. ¸p suÊt khÝ nÐn trong b×nh ®¹t tíi møc gi¸ trÞ nhÊt ®Þnh (kho¶ng 7,0 – 7,4 kg/cm2) th× kh«ng khÝ nÐn sÏ th¾ng lùc lß xo 3 n©ng van bi lªn ®Ó ®i vµo kho¶ng kh«ng gian trªn van, tõ ®ã kh«ng khÝ nÐn sÏ ®i qua lç 11. Theo èng nèi vµo c¬ cÊu ch¹y kh«ng t¶i cña m¸y nÐn khÝ van bi 10 n©ng lªn ®ång thêi ®ãng kÝn r·nh 7. III. van chia khÝ. H×nh PIV.2 Van chia khÝ nÐn 1:Th©n van; 2,4,12,14:Phít lµm kÝn; 3:Con tr­ît; 5:ô chÆn; 6:Lß xo c©n b»ng 7:N¾p van; 8:MiÕng ®Öm; 9:Phít b¶o vÖ; 10:§Öm ®iÒu chØnh; 11:Lß xo gi÷ ô chÆn; 13:§Üa ®ì lß xo; 15:Lß xo håi vÞ; 16:Vßng chÆn; 17: Lß xo Nguyªn lý lµm viÖc cña van chia khÝ: Do hÖ thèng phanh ®­îc dÉn ®éng hai dßng riªng biÖt tõ sau b×nh khÝ nÐn, nªn van chia khÝ nÐn lµ mét bé phËn rÊt quan träng vµ kh«ng thÓ thiÕu ®­îc trong hÖ thèng phanh. Nã ®¶m b¶o cÊp khÝ nÐn cho hai dßng riªng biÖt tøc lµ ®¶m b¶o cho dÉn ®éng phanh cña hÖ thèng phanh lµm viÖc b×nh th­êng khi cã mét dßng gÆp sù cè. S¬ ®å vµ nguyªn lý lµm viÖc: Khi phanh lµm viÖc tèt th× khÝ nÐn ®i tõ b×nh chøa khÝ nÐn ®Õn cöa van III vµ vµo khoang A. Do sù chªnh ¸p khÝ nÐn ë khoang A, khoang B vµ khoang C nªn c¸c phít 4,14 sÏ Ðp lß xo c«n l¹i vµ më van cho khÝ nÐn vµo khoang B vµ khoang C. KhÝ nÐn tõ khoang B vµ khoang C sÏ ®i qua cöa I vµ II ®Ó ®Õn c¸c cöa cña van ph©n phèi råi sau ®ã ®Õn c¸c bÇu phanh b¸nh tr­íc vµ bÇu phanh b¸nh sau. Nh­ vËy khÝ nÐn ®­îc cÊp ®Õn cho c¶ hai dßng. Khi cã sù cè ë mét dßng nµo ®ã, gi¶ sö hÖ thèng dÉn ®éng th«ng víi khoang C bÞ dß rØ vµ mÊt khÝ nÐn th× ¸p suÊt trong hai khoang B vµ C sÏ chªnh lÖch nhau. Cô thÓ lµ ¸p suÊt trong khoang B cao h¬n khoang C nªn ¸p lùc khÝ nÐn trong khoang B t¸c dông lªn phít 14 lín h¬n ¸p lùc khoang C lªn t¸c dông lªn phít 4 lµm phít 4 ch¹m vµo c÷ 5 lµm c÷ 5 dÞch chuyÓn sang ph¶i vµ lß xo 6 bÞ nÐn l¹i. HÖ thèng c¸c chi tiÕt 5,4,3,14 sÏ dõng l¹i khi lùc lß xo 6 c©n b»ng v¬i ¸p lùc do chªnh lÖch ¸p suÊt khÝ nÐn gi÷a c¸c khoang A,B,C t¹o ra. Khi ®ã phít 4 sÏ ng¨n c¸ch hai khoang A vµ C. KhÝ nÐn tõ khoang A chØ cã thÓ t¹o ¸p lùc ®Ó më th«ng víi khÝ nÐn ë khoang B vµ vÉn ®­îc b¶o toµn v× nã kh«ng th«ng ®­îc víi khoang C. IV. B×nh chøa khÝ . B×nh chøa khÝ nÐn ®­îc chÕ t¹o b»ng c¸ch hµn 15 thÐp l¸ bªn ngoµi vµ bªn trong cã s¬n chèng rØ. C¸c b×nh chøa ®­îc ®Æt ë vÞ trÝ thÊp nhÊt cña hÖ thèng phanh ®Ó cã thÓ cho n­íc ng­ng tô l¹i, nhê cã van ®Æt d­íi ®¸y b×nh mµ n­íc cã thÓ ng­ng tho¸t ra ngoµi. Trªn xe thiÕt kÕ cña ta hÖ thèng phanh cã hai dßng 4 b×nh chøa, mçi b×nh cá thÓ tÝch lµ 35 lÝt. Dù tr÷ khÝ nÐn trong c¸c b×nh ®¶m b¶o phanh ®­îc 8 lÇn sau khi m¸y nÐn khÝ ngõng lµm viÖc. V. van an toµn . H×nh PIV. 3. Van an toµn 1:§Õ van; 2:Viªn bi; 3:Th©n vam; 4:Lß xo; 5:CÇn. Nguyªn lý lµm viÖc cña van an toµn: Van an toµn dïng ®Ó ®Ò phßng tr­êng hîp ¸p suÊt cã thÓ thay ®æi t¨ng ®ét ngét ë ®­êng dÉn khÝ. §Çu nèi 1 ®­îc nèi víi hÖ thèng chøa khÝ nÐn. Khi ¸p suÊt trong hÖ thèng khÝ nÐn ®¹t ®Õn gi¸ trÞ 9- 9,5 kg/cm2, th× ¸p lùc khÝ nÐn ®ñ ®Ó th¾ng lùc lß xo 4 vµ n©ng bi 2 lªn, khÝ nÐn ®­îc x¶ bít ra ngoµi qua lç khÝ. Theo xe tham kh¶o th× van an toµn th­êng ®­îc l¾p ë b×nh khÝ nÐn, cã thÓ dïng chung mét van cho hai b×nh. VI. van ph©n phèi dÉn ®éng hai dßng. Van ph©n phèi dïng ®Ó ®ãng më hÖ thèng phanh ( cung cÊp hoÆc ngõng cung cÊp khÝ nÐn) theo yªu cÇu cña ng­êi l¸i. Van ph©n phèi lµ bé phËn rÊt quan träng cña truyÒn ®éng phanh b»ng khÝ. Nã ®¶m b¶o ®é nh¹y cña truyÒn ®éng qu¸ tr×nh phanh ®­îc tèt. S¬ ®å nguyªn lý lµm viÖc cña van ph©n phèi H×nh PIV.4. Van ph©n phèi 1:®ßn më; 2:VÝt chØnh; 3:Chôp cao su; 4:Chèt; 5:Con l¨n; 6:Cèc Ðp; 7:N¾p; 8:§ai èc; 9:BÝch chÆn; 10,16,20,27:Phít lµm kÝn; 11:Bul«ng ®iÒu chØnh; 12:Lß xo piston tuú ®éng; 13,24:Lß xo van; 14,19:TÊm b¹c lãt; 15:Piston nhá; 17:Van d­íi; 18:Ty ®Èy piston nhá; 21:Cöa x¶; 22:Vßng h·m; 23:Vá van x¶; 25:Vá ng¨n d­íi;26:Lß xo piston nhá;28:Piston lín; 29:èng van; 30:Piston tuú ®éng; 31:PhÇn tö ®µn håi; 32:Vá ng¨n trªn ; 33:MÆt bÝch; I,II: Cöa vµo tõ b×nh khÝ; III,IV: cöa ra c¸c bÇu phanh. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña van ph©n phèi dÉn ®éng hai dßng : §Ó t¨ng tÝnh an toµn cho hÖ thèng phanh th× ®èi víi dÉn ®éng khÝ nÐn ta sö dông lo¹i van ph©n phèi dÉn ®éng hai dßng. Cã nghÜa lµ cã hai dßng khÝ dÉn ®éng tõ b×nh chøa khÝ qua van ph©n phèi ®Õn c¸c bÇu phanh b¸nh xe. Van cã hai ng¨n ®­îc gäi lµ ng¨n trªn vµ ng¨n d­íi trong mçi ng¨n ®Òu cã c¸c van n¹p vµ van x¶ vµ c¸c piston ®iÒu khiÓn. Khi ch­a phanh lß xo 13 vµ 24 gi÷ cho van cña ng¨n trªn vµ ng¨n d­íi ®ãng cöa n¹p nªn khÝ nÐn tõ b×nh khÝ tíi c¸c cöa I,II bÞ chÆn l¹i vµ th­êng trùc ë ®ã. Khi phanh ®ßn më 1 quay quanh chèt cè ®Þnh Ðp con l¨n 5 t× lªn cèc Ðp 6 lµm cèc Ðp 6 ®i xuèng. Khi ®· kh¾c phôc xong khe hë tù do gi÷a cèc Ðp vµ bÝch chÆn 9 th× bÝch chÆn Ðp phÇn tö ®µn håi 31 t× vµo piston tuú ®éng 30 lµm piston di xuèng. Khi ®Õ van x¶ ( n»m trªn piston tuú ®éng) ®i hÕt khe hë gi÷a nã víi n¾p van th× van x¶ ®ãng l¹i vµ van n¹p trªn b¾t ®Çu më. Khi ®ã ë ng¨n trªn khÝ nÐn tõ cöa II qua van n¹p ng¨n trªn th«ng sang cña III ®Ó dÉn ®Õn c¸c bÇu phanh b¸nh xe. §ång thêi víi qu¸ tr×nh nµy do ë cöa III cã mét lç A th«ng víi khoang B ( PhÝa trªn piston lín 28) nªn mét dßng khÝ cã ¸p suÊt sÏ t¸c dông nªn mÆt trªn cña piston lín 28 lµm nã ®Èy piston nhá ®i xuèng. Khi khe hë gi÷a ®Õ van x¶ vµ n¾p van ®­îc kh¾c phôc th× van n¹p d­íi b¾t ®Çu ®­îc më ra. Khi khe hë gi÷a ®Õ van x¶ vµ n¾p van ®­îc kh¾c phôc th× van n¹p d­íi b¾t ®Çu më ra. KhÝ nÐn tõ cña I qua van n¹p ng¨n d­íi th«ng sang cöa IV ®Ó dÉn ®Õn c¸c bÇu phanh b¸nh xe. Nh­ vËy c¬ cÊu c¬ khÝ trùc tiÕp ®iÒu khiÓn van n¹p cña ng¨n trªn cßn van n¹p ng¨n d­íi lµ do khÝ nÐn ®iÒu khiÓn sau khi van n¹p ng¨n trªn ®· më. Nh­ vËy cã nghÜa lµ dßng nèi víi ng¨n trªn sÏ cã t¸c dông tr­íc so víi dßng nèi víi ng¨n d­íi. V× vËy dßng nèi víi ng¨n trªn th­êng ®­îc dÉn tíi c¸c bÇu phanh cña b¸nh xe phÝa sau nh»m môc ®Ých gi÷ æn ®Þnh cho «t« khi phanh. Khi th«i phanh d­íi t¸c dông cña c¸c lß xo håi vÞ cèc Ðp 6, bÝch chÆn 9 piston tuú ®éng 30 sÏ ®i lªn. Van n¹p trªn ®­îc ®ãng l¹i vµ van x¶ trªn më ra. KhÝ nÐn tõ b×nh chøa khÝ cung cÊp cßn khÝ nÐn tõ c¸c bÇu phanh sÏ tõ cöa III qua cöa x¶ theo ®­êng tho¸t ra ngoµi. Cßn ng¨n d­íi do khoang B mÊt ¸p suÊt nªn piston lín 28 vµ piston nhá 15 bÞ lß xo håi vÞ 26 ®Èy vÒ vÞ trÝ phÝa trªn. Van n¹p ng¨n d­íi ®­îc ®ãng l¹i vµ van x¶ ng¨n d­íi ®­îc më ra, ng¾t khÝ nÐn tõ b×nh chøa khÝ vµ tho¸t khÝ nÐn tõ bÇu phanh theo ®­êng tho¸t ra ngoµi. 2. TÝnh to¸n van ph©n phèi. Ta xÐt s¬ ®å tÝnh to¸n sau: H×nh PIV.5. S¬ ®å tÝnh van ph©n phèi Lùc Q ë trªn h×nh lµ ®­îc truyÒn tõ bµn ®¹p tíi, do vËy. Q =Qbd.ibd Trong ®ã: Qbd: Lùc t¸c dông lªn bµn ®¹p phanh. ibd : Tû sè truyÒn dÉn ®éng bµn ®¹p chän ibd = 2,5 Khi phanh lß xo tuú ®éng nÐn l¹i mét ®o¹n l VËy ta cã: Q = l. C Víi hµnh tr×nh bµn ®¹p: S = l.ibd Suy ra: Q = C.S/(i2bd). Vëy ta thÊy lùc bµn ®¹p tû lÖ víi hµnh tr×nh bµn ®¹p XÐt b»ng hÖ van vµ piston tuú ®éng. Q = Pp + Pv Pp = (p2- p1)Fp Pv = (p3- p2)Fv Víi p1: ¸p suÊt khÝ quyÓn p2- p1 = ph : ¸p suÊt lµm viÖc trong hÖ thèng p3- p2 = pb : ¸p suÊt bªn trong b×nh chøa khÝ. Suy ra: Q = Qbd.ibd = Fp.ph + (p3 –p2)Fv. Qbdmax =Fp.pb/ibd. [III.2]. Trong ®ã : Fp = (Pi/4)(D2 - d2) D = 0,03 m. d = 0,01 m. Thay sè ta ®­îc: Fp = 6 .10-4 (m2). §Ó Qbd ®¹t gi¸ trÞ lín nhÊt th× pb = pmax = 7.105 (N/m2). Thay vµo c«ng thøc [III.2] ta ®­îc Qbdmax = 168 (N). Víi gi¸ trÞ bµn ®¹p nh­ trªn th× ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn phanh phï hîp cho ng­êi l¸i . NhÑ nhµng mµ còng kh«ng g©y mÊt c¶m gi¸c. VII. TÝnh to¸n bÇu phanh . KÕt cÊu bÇu phanh H×nh PIV. 6 BÇu phanh 1:Vá tr­íc bÇu phanh; 2:Thanh ®Èy; 3:TÊm ®ì lß xo; 4:Mµng phanh; 5:Lß xo håi vÞ; 6:Vá sau bÇu phanh; 7:Bu l«ng l¾p bÇu phanh; 8:Thanh truyÒn ®éng; 9:TÊm ®ì lß xo; 10:§ai èc h·m; 11:Lß xo håi vÞ; 12:Bul«ng Nguyªn lý lµm viÖc cña bÇu phanh: KhÝ nÐn ®­îc cung cÊp tõ van ph©n phèi dÉn ®éng ®Õn tõng bÇu phanh b¸nh tr­íc vµ bÇu phanh b¸nh sau. D­íi t¸c dông cña ¸p suÊt khÝ nÐn t¸c dung lªn mµng phanh 4 ë phÝa sau lµm cho mang phanh d·n ra ch¹m vµo tÊm ®ì lß xo 3 Ðp lß xo 5 l¹i vµ lµm cho thanh truyÒn 8 dÞch chuyÓn theo sang bªn ph¶i t¸c dông vµo cam ë c¬ cÊu phanh lµm phanh b¸nh xe. Khi kh«ng phanh ¸p suÊt gi¶m xuèng mµng phanh l¹i co l¹i nhê vµo lß xo håi vÞ 5 ®Èy thanh truyÒn 8 sang tr¸i vµ th«i phanh. 2. TÝnh to¸n bÇu phanh . S¬ ®å tÝnh sau: H×nh PIV.7. S¬ ®å t×nh bÇu phanh TÝnh bÇu phanh cho c¬ cÊu phanh tr­íc Tõ s¬ ®å tÝnh ta cã: PT.l = (P’ + P’’)h/2 PT = . [III. 3] Suy ra: D = [III. 4] Trong ®ã: h1: HÖ sè n¹p, chän h1 = 1. h2: HiÖu suÊt c¬ khÝ, chän h2 = 0,95. ph: ¸p suÊt lµm viÖc trong hÖ thèng. Plx: lùc cña lß xo håi vÞ piston.Th­êng ®­îc chän cã ®é cøng C =1,5 – 3,5 KN/m víi lùc lß xo lµ: Plx = 80 – 150 N Chän Plx = 100 N h: Kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®iÓm ®Æt lùc h = 0.02 m. l: Kho¶ng c¸ch tõ thanh ®Èy ®Õn t©m cam. l = 0,1 m. P’,P’’ : Lùc t¸c dông lªn cam: P’ = 15615 N ; P’’ = 35490 N. Thay tÊt c¶ c¸c th«ng sè ®· biÕt vµo c«ng thøc [III. 4] ta ®­îc §­êng kÝnh lµm viÖc cña bÇu phanh: D = 0,1 m Lß so håi vÞ chän sè vßng lµm viÖc ( Theo xe tham kh¶o ) n = 7 vßng §­êng kÝnh d©y lß xo: d = 0,004 m. §­êng kÝnh trung b×nh cña vßng lß xo: D = 0,038 m. M«®un ®µn håi cña vËt liÖu G = 8.104 MPa. TÝnh bÇu phanh cho c¬ cÊu phanh sau. Tõ s¬ ®å tÝnh ta cã: PT.l = (P’ + P’’)h/2 PT = . [III. 3] Suy ra: D = [III. 4] Trong ®ã: h1: HÖ sè n¹p, chän h1 = 1. h2: HiÖu suÊt c¬ khÝ, chän h2 = 0,95. ph: ¸p suÊt lµm viÖc trong hÖ thèng. Plx: lùc cña lß xo håi vÞ piston.Th­êng ®­îc chän cã ®é cøng C =1,5 – 3,5 KN/m víi lùc lß xo lµ: Plx = 80 – 150 N Chän Plx = 100 N h: Kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®iÓm ®Æt lùc h = 0.02 m. l: Kho¶ng c¸ch tõ thanh ®Èy ®Õn t©m cam. l = 0,1 m. P’,P’’ : Lùc t¸c dông lªn cam: P’ = 19202 N ; P’’ = 41882 N. Thay tÊt c¶ c¸c th«ng sè ®· biÕt vµo c«ng thøc [III. 4] ta ®­îc §­êng kÝnh lµm viÖc cña bÇu phanh: D = 0,11 m Lß so håi vÞ chän sè vßng lµm viÖc ( Theo xe tham kh¶o ) n = 7 vßng §­êng kÝnh d©y lß xo: d = 0,004 m. §­êng kÝnh trung b×nh cña vßng lß xo: D = 0,038 m. M«®un ®µn håi cña vËt liÖu G = 8.104 MPa. PhÇn V ThiÕt kÕ quy tr×nh c«ng nghÖ gia c«ng chi tiÕt I. Ph©n tÝch kÕt cÊu. Trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ chi tiÕt ng­êi ta cÇn chó träng vµ quan t©m ®ång thêi nghiªn cøa thËt kü ®Õn yªu cÇu vad kÕt cÊu h×nh d¸ng, kÝch th­íc ®é bÒn vµ phï hîp víi yªu cÇu s¶n xuÊt. §¶m b¶o tÝnh c«ng nghÖ cao, ph¶i tho¶ m·n c¸c quy tr×nh c«ng nghÖ, chÕ t¹o dÔ dµng vµ tÝnh c«ng nghÖ cao. Trong c¸c chi tiÕt thÝ ô chÆn cña van chia khÝ cã nhiÖm vô ng¨n c¸ch gi÷a c¸c khoang khÝ do ®ã lµ mét chi tiÕt vo cïng quan träng trong hÖ thèng chi tiÕt cña van chia khÝ. BÒ m¾t lµm viÖc th­íng xuyªn bÞ mµi mßn do tiÕp xóc do ®ã yªu cÇu kü thuËt ë ®©y lµ ph¶i ®¹t ®é bãng R2,5 cßn c¸c mÆt kh¸c do kh«ng lµm viÖc nªn ta chØ cÇn tiÖn th« ®¹t Rz = 40. KÕt cÊu cña chi tiÕt lµ kh¸ ®¬n gi¶n cã d¹ng trôc. C¨n cø vµo tÝnh n¨ng cña vËt liÖu nªn ta chän ph­¬ng ph¸p chÕ t¹o ph«i dËp. Chi tiÕt d¹ng trôc nªn ë ®©y ta chän ph­¬ng ph¸p chÕ t¹o ®¬n gi¶n nhÊt lµ TiÖn. HÇu hÕt lµ mÆt trô cã yªu cÇu kü thuËt víi mÆt lµm viÖc ®¹t ®é bãng R2,5 nªn ta R2,5 nªn ta cã thÓ tiÖn tinh phµi mµi trôc. II. ThiÕt kÕ quy tr×nh c«ng nghÖ gia c«ng chi tiÕt. B¶ng thø tù c¸c nguyªn c«ng : Thø Tù Tªn nguyªn c«ng 1 Kho¶ mÆt ®Çu, khoan t©m 2 Kho¶ mÆt ®Çu, khoan t©m 3 TiÖn th« c¸c ®o¹n trôc f 21 vµ f10 4 TiÖn tinh c¸c ®o¹n trôc f 21 vµ f10 5 TiÖn ®Þnh h×nh mÆt cÇu R = 5 6 TiÖn trô trong f 18 7 KiÓm tra 1. Nguyªn c«ng 1: Kho¶ mÆt ®Çu, khoan t©m B­íc 1: TiÖn mÆt ®Çu + §Þnh vÞ: Chi tiÕt ®­îc ®Þnh vi trªn m©m cÆp ba chÊu cña m¸y tiÖn h¹n chÕ n¨m bËc tù do theo ph­¬ng däc trôc víi s¬ ®å nguyªn c«ng 1 . + KÑp chÆt: Chi tiÕt ®­îc kÑp chÆt b»ng m©m cÆp ba chÊu + Chän m¸y: M¸y tiÖn mÆt ®Çu 6H82, c«ng suÊt P = 7 Kw. + Chän dao phay: Dao tiÖn mÆt ®Çu T15K6 , + L­îng d­ gia c«ng phay mét lÇn lµ: 10 mm. Tra b¶ng ta cã chÕ ®é c¾t nh­ sau: - ChiÒu s©u c¾t: t = 5 mm - L­îng ch¹y dao: s = 0.1(mm/r¨ng) - VËn tèc c¾t. vt= Tra b¶ng X-44 (Sæ tay c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y T 2,3,4) ta cã: CV= 332; D =25 mm; qv= 0,2; TV = 180; m = 0,2 T=5mm; xv= 0,1; SZ = 0,12 mm/r¨ng; yv= 0,4; B = 40 mm; uv= 0,2; Z = 12 r¨ng; pv= 0; Kv= Kmv Knv Kuv=1,25 x 0,8 x1,54 = 1,54 Kmv : HÖ sè ¶nh h­ëng cña v©t liÖu gia c«ng Knv : HÖ sè ¶nh h­ëng cña tr¹ng th¸i bÒ mÆt Kuv : HÖ sè ¶nh h­ëng cña C¸c hÖ sè nµy ®­îc tra b¶ng X-15 vµ X -36 (STCNCTM) VËy vt= - Sè vßng quay cña trôc chÝnh lµ nt= chän theo m¸y cã nm= 1713v/p - Tèc ®é c¾t thùc tÕ lµ vtt= = B­íc 2: Khoan t©m + §Þnh vÞ vµ kÑp chÆt nh­ cò . + Chän m¸y khoan: 2A125 + Chän dao: Mòi khoan ruét gµ b»ng hîp kim cøng T15K6 + L­îng d­ gia c«ng: zb=8 mm +Tra chÕ ®é c¾t. - ChiÒu s©u c¾t: t = - L­îng ch¹y dao: s = 0,1mm/r¨ng - VËn tèc c¾t: vt= Tra b¶ng X-34( Sæ tay c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y T 2,3,4) ta cã : CV=9,8; D = 8 mm; Zv= 0,2; xv= 0; yv= 0,5 ; m = 0,2 Tra b¶ng X-35 (Sæ tay c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y T 2,3,4) ta cã: T=25 ; Kv= Kmv Knv Klv Kuv=1,25 .0,8.1.1,54 = 1,54 vt= - Sè vßng quay cña trôc chÝnh lµ nt= chän theo m¸y cã nm= 1234 v/p - Tèc ®é c¾t thùc tÕ lµ Vtt= B¶ng th«ng sè chÕ ®é c¾t Khoan t©m 2A125 P18 4 0,22 30,9 1234 TiÖn mÆt ®Çu 6H82 T15K6 5 1,44 135 1713 B­íc M¸y Dao t(mm) s(mm/p) V(m/p) n(v/p) 2. Nguyªn c«ng 2: TiÖn th« c¸c ®o¹n trôc f 21 vµ f 10 + §Þnh vÞ: M©m cÆp 3 chÊu tù ®Þnh t©m khèng chÕ 2 bËc tù do . Mòi t©m cè ®Þnh khèng chÕ 1 bËc tù do . Mòi t©m di ®éng khèng chÕ 2 bËc tù do . + KÑp chÆt: Chi tiÕt ®­îc kÑp chÆt b»ng m©m cÆp 3 chÊu kÕt hîp 2 mòi t©m ®Ó chèng xoay. + Chän m¸y: M¸y tiÖn T616, c«ng suÊt 4,5 Kw. + Chän dao: Dao tiÖn T15K6. + L­îng d­ gia c«ng: 21: zb=1,5 mm Tra b¶ng ta cã chÕ ®é c¾t sau: - ChiÒu s©u c¾t: t = 1,75 mm - L­îng ch¹y dao: s = 0,4 (mm/vßng) - VËn tèc c¾t: vb = 125 (m/p) C¸c hÖ sè hiÖu chØnh k1= 0,8; k2 = 0,75; k3 = 1 - VËn tèc tÝnh to¸n lµ: vt=vb. k1 .k2 .k3 = 125. 0,8.0,75.1 =75(m/p) - Sè vßng quay cña trôc chÝnh lµ nt = Chän theo m¸y cã nm= 1137(v/p) - Tèc ®é c¾t thùc tÕ lµ vtt= +B¶ng th«ng sè chÕ ®é c¾t TiÖn th«1 ®Çu T616 T15K6 1,75 0,4 75 1137 B­íc M¸y Dao t(mm) s(mm/p) v(m/p) n(v/p) 3. Nguyªn c«ng 3: TiÖn tinh c¸c ®o¹n trôc f 21 vµ f 10 B­íc 1: TiÖn tinh f 10 + §Þnh vÞ: M©m cÆp 3 chÊu tù ®Þnh t©m khèng chÕ 2 bËc tù do . Mòi t©m cè ®Þnh khèng chÕ 1 bËc tù do . Mòi t©m di ®éng khèng chÕ 2 bËc tù do . + KÑp chÆt: Chi tiÕt ®­îc kÑp chÆt b»ng m©m cÆp 3 chÊu kÕt hîp 2 mòi t©m ®Ó chèng xoay. + Chän m¸y: M¸y tiÖn T616, c«ng suÊt 4,5 Kw. + Chän dao: Dao tiÖn T15K6. + L­îng d­ gia c«ng: 10: zb= 3,5 mm B¶ng ta cã chÕ ®é c¾t sau: - ChiÒu s©u c¾t: t = 1,75 mm - L­îng ch¹y dao: s = 0,4 (mm/vßng) - VËn tèc c¾t: vb = 125 (m/p) C¸c hÖ sè hiÖu chØnh k1= 0,8; k2 = 0,75;k3 = 1 - VËn tèc tÝnh to¸n lµ: vt=vb. k1 .k2 .k3 = 125. 0,8.0,75.1 =75(m/p) - Sè vßng quay cña trôc chÝnh lµ nt = Chän theo m¸y cã nm= 1327(v/p) - Tèc ®é c¾t thùc tÕ lµ vtt= +B¶ng th«ng sè chÕ ®é c¾t TiÖn tinh f 10 T616 T15K6 1,75 0,4 75 2387 B­íc M¸y Dao t(mm) s(mm/p) v(m/p) n(v/p) B­íc2: TiÖn tinh f 21 + §Þnh vi: nh­ nguyªn c«ng 5 + KÑp chÆt: nh­ nguyªn c«ng 5 + Chän m¸y: m¸y tiÖn T616, c«ng suÊt 4.5kW + Chän dao: dao tiÖn T15K6 + L­îng d­ gia c«ng: zb=0.5mm + Tra b¶ng ta cã chÕ ®é c¾t nh­ sau: -chiÒu s©u c¾t: t = 0,25 mm -l­îng ch¹y dao: s = 0,15 mm/vßng -vËn tèc c¾t: vb= 150 m/p C¸c hÖ sè hiÖu chØnh k1= 0,8; k2= 0,75; k3=1 -VËn tèc tÝnh to¸n lµ : vt=vb. k1 .k2 .k3 = 150. 0,8.0,75.1= 90 m/p -Sè vßng quay cña trôc chÝnh lµ nt= Chän theo m¸y cã nm= 1435 v/p -Tèc ®é c¾t thùc tÕ lµ Vtt= +B¶ng th«ng sè chÕ ®é c¾t TiÖn tinh ®o¹n trôc21 T616 T15K6 0,25 0,15 90,2 1432 B­íc M¸y Dao t(mm) s(mm/p) v(m/p) n(v/p) 4. Nguyªn c«ng 4: TiÖn v¸t mÐp vµ c¾t r·nh. + §Þnh vÞ: Mòi t©m cè ®Þnh khèng chÕ 3 bËc tù do Mòi t©m di ®éng khèng chÕ 2 bËc tù do +KÑp chÆt: chi tiÕt ®­îc kÑp chÆt b»ng tèc + Chän m¸y: m¸y tiÖn T616, c«ng suÊt 4,5kW +Chän dao: dao tiÖn T15K6 B­íc 1 : TiÖn r·nh Chän chÕ ®é c¾t nh­ sau: TÝnh víi dao ®­êng kÝnh lín nhÊt - ChiÒu s©u c¾t: t = 2mm - L­îng ch¹y dao: s = 0,08 mm/vßng - VËn tèc c¾t: v = 23 m/p Sè vßng quay cña trôc chÝnh lµ n=680 v/p B­íc 2 : V¸t mÐp Chän chÕ ®é c¾t nh­ sau : -chiÒu s©u c¾t : t=1 x 450 -l­îng ch¹y dao : s= tay -vËn tèc c¾t : v= 23 m/p -Sè vßng quay cña trôc chÝnh lµ n=680 v/p + B¶ng th«ng sè chÕ ®é c¾t V¸t mÐp T616 T15K6 1 x 450 Tay 23 680 TiÖn r·nh T616 T15K6 2 0.08 23 680 B­íc M¸y Dao t(mm) s(mm/p) v(m/p) n(v/p) 5. Nguyªn c«ng 5: TiÖn ®Þnh h×nh mÆt cÇu R = 5 . + §Þnh vÞ: M©m cÆp 3 chÊu tù ®Þnh t©m khèng chÕ 5 bËc tù do . + KÑp chÆt: Chi tiÕt ®­îc kÑp chÆt b»ng m©m cÆp 3 chÊu . + Chän m¸y: M¸y tiÖn T616, c«ng suÊt 4,5 Kw. + Chän dao: Dao tiÖn T15K6. + L­îng d­ gia c«ng: zb=1,5 mm Tra b¶ng ta cã chÕ ®é c¾t sau: - ChiÒu s©u c¾t: t = 1,75 mm - L­îng ch¹y dao: s = 0,4 (mm/vßng) - VËn tèc c¾t: vb = 125 (m/p) C¸c hÖ sè hiÖu chØnh k1= 0,8; k2 = 0,75;k3 = 1 - VËn tèc tÝnh to¸n lµ: vt=vb. k1 .k2 .k3 = 125. 0.8 .0.75 .1 =75(m/p) - Sè vßng quay cña trôc chÝnh lµ nt = Chän theo m¸y cã nm= 1327(v/p) - Tèc ®é c¾t thùc tÕ lµ vtt= + B¶ng th«ng sè chÕ ®é c¾t TiÖn mÆt cÇu r =5 T616 T15K6 1.75 0.4 75 1327 B­íc M¸y Dao t(mm) s(mm/p) v(m/p) n(v/p) 6. Nguyªn c«ng 6: TiÖn trô trong f 21 . + §Þnh vi : M©m cÆp 3 chÊu tù ®Þnh t©m h¹n chÕ 5 bËc tù do. + KÑp chÆt: Chi tiÕt ®­îc kÑp chÆt b»ng m©m cÆp 3 chÊu. + Chän m¸y: M¸y tiÖn T616, c«ng suÊt 4.5kW + Chän dao: Dao tiÖn T15K6 + L­îng d­ gia c«ng: zb= 5 mm + Tra b¶ng ta cã chÕ ®é c¾t nh­ sau : - ChiÒu s©u c¾t: t = 2,5 mm - L­îng ch¹y dao: s = 0.9 mm/vßng - VËn tèc c¾t: vb= 108 m/p C¸c hÖ sè hiÖu chØnh k1 = 0,8; k2= 0,75; k3=1 - VËn tèc tÝnh to¸n lµ: vt=vb. k1 .k2 .k3 = 108 . 0,8. 0,75.1 = 64,8 m/p -Sè vßng quay cña trôc chÝnh lµ nt= chän theo m¸y cã nm = 982 v/p -Tèc ®é c¾t thùc tÕ lµ vtt= TiÖn mÆt cÇu T616 T15K6 2,5 0,9 65,3 982 B­íc M¸y Dao t(mm ) s(mm/v) v( m/p) n(v/p ) 7. Nguyªn c«ng 7: KiÓm tra. PhÇn Vi KÕt luËn chung Sau khi ®· ph©n tÝch nh÷ng ­u khuyÕt ®iÓm cña hÖ thèng phanh xe Zil 130 vµ nh÷ng yªu cÇu míi nh»m n©ng cao ®é an toµn cho xe khi chuyÓn ®éng. Em ®· ph©n tÝch vµ ®Ò ra c¸c ph­¬ng ¸n c¶i tiÕn hÖ thèng phanh cho xe Zil 130 víi ph­¬ng ¸n chñ ®¹o ë ®©y lµ n©ng cao tÝnh an toµn cho xe v× thÕ em chuyÓn hÖ dÉn ®éng phanh tõ mét dßng sang hai dßng. Néi dung c«ng viÖc cô thÓ cña em gåm nh÷ng phÇn sau: TÝnh to¸n kiÓm nghiÖm hÖ thèng phanh. TÝnh bÒn mét sè chi tiÕt Chän ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ. ThiÕt kÕ dÉn ®éng phanh ThiÕt kÕ quy tr×nh c«ng nghÖ Trong phÇn thiÕt kÕ dÉn ®éng phanh em ®· dùa vµo c¸c tµi liÖu tham kh¶o vµ c¸c th«ng sè ngoµi thùc tÕ ®Ó tÝnh to¸n. Nh­ng chñ yÕu tÝnh to¸n dùa vµ c¸c th«ng sè h×nh häc vµ kÕt cÊu lµ chñ yÕu. Víi c¸c néi dung thiÕt kÕ trªn trong dÉn ®éng phanh xe ®· t¨ng ®­îc tÝnh an toµn cho xe Zil 130 nh»m ®¸p øng yªu cÇu cho xe khi chuyÓn ®éng æn ®Þnh khi phanh. Bªn c¹nh nh÷ng vÊn ®Ò ®¹t ®­îc, do thêi gian cã h¹n ®å ¸n cña em cßn nhiÒu h¹n chÕ vµ cßn nhiÒu vÊn ®Ò ch­a ®Ò cËp ®Õn trong ®å ¸n nµy. Mét sè chi tiÕt thõa bÒn qu¸ nhiÒu. §Ó t¨ng tÝnh hiÖu qu¶ cho phanh khi lµm viÖc th× ta cÇn ph¶i thiÕt kÕ thªm c¸c côm nh­ bé ®iÒu hoµ lùc phanh, bé chèng h·m cøng khi phanh vµ bé tù ®iÒu chØnh khe hë m¸ phanh vµ trèng phanh ®Ó tr¸nh hiÖn t­îng bã phanh. §å ¸n cña em tuy ®· hoµn thµnh nh­ng cßn rÊt nhiÒu thiÕu sãt em mong ®­îc sù gióp ®ì cña c¸c thÇy gi¸o ®Ó em cã thÓ rót kinh nghiÖm vµ hiÓu biÕt h¬n n÷a. §å ¸n nµy em thùc hiÖn t¹i tr­êng §¹i häc B¸ch khoa Hµ néi víi sù gióp ®ì cña c¸c thÇy gi¸o trong bé m«n ¤t« vµ ®Æc biÖt lµ sù h­íng dÉn tËn t×nh cña thÇy gi¸o Vâ V¨n H­êng. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n! Hµ néi, ngµy 20 th¸ng 5 n¨m 2005 PhÇn VIi PHô lôc B¶ng P1: C¸c thèng sè ®Çu vµo. TT C¸c thèng sè Gi¸ trÞ §¬n vÞ Ghi chó 1 Träng l­îng b¶n th©n 4300 kg 2 Träng l­îng toµn bé khi ®Çy t¶i 9525 kg 3 Träng l­îng ph©n bè ra cÇu tr­íc 2575 kg 4 Träng l­îng ph©n bè ra cÇu sau 6950 kg 5 C«ng suÊt cùc ®¹i 150 Ml 6 Tèc ®é ®éng c¬ øng víi NEmax 3200 V/ph 7 KÝ hiÖu lèp 9,00-20 8 ¸p suÊt lèp 6 Kg/m2 9 ChiÒu dµi c¬ së 3,8 m 10 ChiÒu dµi toµn bé 6,675 m 11 ChiÒu réng toµn bé 2,35 m 12 ChiÒu cao toµn bé 2,4 m 13 To¹ ®é träng t©m khi ®Çy t¶i 14 a 2,773 m 15 b 1,027 m 16 Hg 1,4 m 17 Gia tèc chËm dÇn khi phanh 6,0 m/s2 18 HÖ sè b¸m víi mÆt ®­êng khi phanh 0,6 19 §­êng kÝnh trong cña trèng phanh 0,42 m 20 ChiÒu réng tÊm ma s¸t 0,08 m B¶ng P2: C¸c kÝch th­íc chÝnh vµ c¸c th«ng sè cña c¬ cÊu phanh. C¸c thèng sè C¬ cÊu phanh tr­íc Guèc tr­íc Guèc sau C¬ cÊu phanh tr­íc Guèc tr­íc Guèc sau §¬n vÞ M«n men phanh 7422 8067 N.m §­êng kÝnh bªn trong m¸ phanh 0,420 0,420 m B¸n kÝnh tÊm ma s¸t 0,295 0,295 m Kho¶ng c¸ch tõ t©m b¸nh xe ®Õn chç ®Èy 0,17 0,17 m Kho¶ng c¸ch tõ t©m b¸nh xe ®Õn ®iÓm tùa chèt quay 0,165 0,165 m Gãc «m tÊm ma s¸t 120 120 125 125 §é Gãc bè trÝ tÊm ma s¸t 20 20 25 25 §é KÝch th­íc tÊm ma s¸t 0,08 0,11 m C¸c th«ng sè x¸c ®Þnh lùc R d 5,82 5,82 1,37 1,37 §é r 0,2475 0,2475 0,2242 0,2242 m r0 0,07 0,07 0,064 0,064 m C¸c lùc t¸c dông lªn guèc phanh P 15615 35490 19202 41882 N U 38768 19863 46377 19863 N R 53014 53014 63023 63023 N B¶ng P3: C¸c kÝch th­íc cña guèc phanh C¸c th«ng sè C¬ cÊu phanh tr­íc C¬ cÊu phanh sau §¬n vÞ ChiÒu réng guèc phanh 0,01 0,01 m ChiÒu dÇy phÇn t¸n m¸ phanh 0,08 0,11 m ChiÒu dÇy phÇn d­íi tiÕt diÖn ch÷ T 0,008 0,01 m ChiÒu cao phÇn d­íi ch÷ T 0,06 0,06 m B¸n kÝnh ngoµi cña guèc phanh 0,2 0,2 m B¸n kÝnh träng t©m cña gu«c phanh 0,171 0,171 m B¸n kÝnh ®­êng trung hoµ 0,1758 0,1758 m B¸n kÝnh trong cña guèc phanh 0,135 0,135 m . Tµi liÖu tham kh¶o [TL1]: Phanh ¤t« T¸c gi¶: NguyÔn H÷u CÈn Nhµ xuÊt b¶n khoa häc kü thuËt n¨m 2004 [TL2]: ThiÕt kÕ tÝnh to¸n «t« T¸c gi¶: NguyÔn Träng Hoan [TL3]: Bµi gi¶ng cÊu t¹o «t« T¸c gi¶: Ph¹m VÞ D­¬ng Ngäc Kh¸nh [TL4]: Lý thuyÕt «t« m¸y kÐo T¸c gi¶: NguyÔn H÷u CÈn D­ Quèc ThÞnh Phan Minh Th¸i NguyÔn V¨n Tµi Lª ThÞ Vµng Nhµ xuÊt b¶n KHKT n¨m 2000 [TL5]: Sæ tay c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y T¸c gi¶: TrÇn V¨n §Þch.