Đồ án Thiết kế cải tiến hệ thống treo zil130

Nhiệm vụ Thiết kế tốt nghiệp Họ và tên: Lớp: Ôtô Khoá: Ngành học: Động lực. 1. Đầu đề thiết kế: thiết kế cải tiến hệ thống treo zil130 2. Các số liệu ban đầu: Tham khảo xe theo xe thực tế. 3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: Phần I: Phần mở đầu - Giới thiệu chung về hệ thống treo Phần II: Tính tải trọng mới khi nâng tải từ 5 tấn lên 7 tấn với hệ treo cũ. Phần III: Cải tiến hệ thống treo trước Xe ЗИЛ á 130 Phần IV: Kiểm nghiệm và cải tiến giảm chấn xe ЗИЛ á 130. Phần V: Bảo dưỡng và sửa chữa kỹ thuật hệ thống treo. 4. Các loại bản vẽ đồ thị (ghi rõ tên và kích thước các bản vẽ): - 06 bản vẽ A0. + Bố trí chung + Hệ thống treo cũ + Hệ thống treo cải tiến + Biểu đồ mômen + Giảm chấn và cải tiến giảm chấn + Bản vẽ chi tiết phần I - phần mở đầu lời nói đầu Ngày nay với sự phát triển nhảy vọt của các ngành kinh tế, ngành giao thông vận tải là một trong những ngành rất được chú trọng nhằm đáp ứng ngày càng cao về vận chuyển hàng hoá và phương tiện đi lại của hàng khách. ở nước ta hiện nay điều kiện về đường xá đã dần được cải thiện tốt hơn, do đo khi ôtô di chuyển cũng êm dịu hơn. Nhưng đối với các loại xe tải phục vụ cho việc vận chuyển hàng hoá thì thường vẫn phải làm việc trong những vùng chưa có điều kiện tu sửa tốt. Do đó việc đảm bảo xe khi di chuyển đạt về chỉ tiêu êm dịu, ổn dịnh chuyển động ở cả 2 loại đường tốt và sấu là điều kiện cần được quan tâm đến khi thiết kế. Trong đồ án tốt nghiệp này em được giao nhiệm vụ "Thiết kế và cải tiến hệ thống treo trước của xe ZIL- 130"để có thể cải thiện 1 phần nào điều kiện làm việc của xe nhằm dảm bảo được sự thích ứng được với các loại đường nói trên mà vẫn đạt được các yêu cầu thiết yếu đôí với một hệ thống treo. - Độ võng tĩnh (ft) nằm trong giới hạn đủ đảm bảo được tần số dao động riêng của vỏ xe, độ võng tĩnh phải đủ để đảm bảo vận tốc chuyển động của ôtô trên đường xấu nằm trong giới hạn cho phép. - Động học của bánh xe dẫn hướng vẫn giữ đúng khi các bánh xe dẫn hướng dịch chuyển trong mặt phăng thẳng đứng. - Đập tắt nhanh các dao đông của vỏ xe. - Giảm tối đa những tác động từ mặt đường lên xe. - Các thông số thiết kế được lấy dựa trên xe tham khảo ZIL - 130. phần I phần mở đầu giới thiệu chung về hệ thống treo: Trên ôtô khi chuyển động có nhiều tính năng đặc trưng: - Tính năng thông qua. - Tính êm dịu vận hành. - Tính kinh tế nhiên liệu. - Tính ổn định và an toàn khi chuyển động. Ngày nay với sự phát triển của ngành ôtô, người ta đang gắng tập trung vào cải thiện tính êm dịu vận hành và ổn định khi chuyển động, nhằm tạo cho con người cảm giác thoả mái nhất khi ngồi trên xe. Đảm bảo cho xe làm việc trên đường gồ ghề, giảm được tải trọng động phát sinh đối với hệ thống treo và ảnh hưởng đến tính ổn định. Ôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng sẽ phát sinh dao động, những dao động này ảnh hưởng trực tiếp đến con người và tuổi thọ của xe. Theo con số thống kê thì khi xe chạy trên đường gồ ghề so với xe chạy trên đường bằng phẳng thì tốc độ trung bình giảm 40% -50% . Quảng đường xe chạy giữa 2 kỳ đại tu giảm 35- 40%, giá thành vận chuyển tăng 40-50%. Ngoài ra nếu con người ở trong tình trang bị rung, xóc liên tục sẽ phát sinh ra tiếng ồn ở hệ thống treo, làm ảnh hưởng tuổi thọ của các cụm, chi tiết và hệ thống trên xe, đặc biệt là hệ thống treo. I- Cơ sở lý thuyết: + Tần số dao động thích hợp: Con người từ nhỏ quen với bước đi, quen với nhịp điệu của nó, tính trung bình trong 1 phút con ngưòi thực hiện từ 60- 90 bước đi. Người ta quan niệm rằng con người thực hiện 1 bước đi tức là thực hiện 1 dao đông. ứng với bước đi là 0,5- 0,7(m)và trong 1 giờ đi được khoảng 4-6 (km), tuỳ theo tầm vóc của con người. Ôtô có chuyển động êm dịu là khi chạy trên mọi loại đường dao động của xe phát sinh có tần số n = 60- 90 dao động trong 1 phút. - Gia tốc thích hợp: Phương pháp đánh giá êm dịu, chuyển động này dựa vào gia tốc thẳng đứng của dao động khi ôtô chạy và số lần va đập lên ụ đỡ do mấp mô bề mặt đường gây ra trong 1 (km) quãng đường xe chạy. Để đánh giá độ êm dịu chuyển động và sự giảm tải trọng động. Người ta cho xe chạy trên 1 quảng đường nhất định. Trong khi đó dụng cụ ghi đặt trên xe sẽ ghi lại số lần dao động của gia tốc thẳng đứng của dao động, từ đó xác định được độ võng tĩnh của hệ thống treo. II- Các phần tử của hệ thống treo: Hệ thống treo là tổ hợp các cơ cấu thực hiện liên kết các bánh xe với khung xe (hoặc vỏ xe) để đảm bảo độ êm dịu và an toàn chuyển động trên cơ sở tạo các dao động của thân xe và bánh xe theo ý muốn và giảm các tải trọng va đập cho xe khi xe chuyển động trên địa hình không bằng phẳng. Ngoài ra hệ thống treo còn dùng để truyền các lực và mô men tác động giữ bánh xe và khung xe (vỏ xe). Hệ thống treo hoàn chỉnh gồm 3 bộ phận chính với các chức năng riêng biệt. + Bộ phận đàn hồi: Dùng để tiếp nhận và truyền lên khung xe các lực thẳng đứng từ đường, giảm tải trọng động và bảo đảm độ êm dịu chuyển động cho ôtô khi chuyển động trên các đoạn đường khác nhau. - Bộ phận đàn hồi thường được sử dụng bằng kim loại: Nhíp lá, lò xo, thanh xoắn. + Bộ phận hướng: Có mục đích xác định tính chất động học chuyển động của bánh xe với khung xe và ảnh hưởng tới tính ổn định và tính quay vòng của ôtô. Đồng thời góp phần vào việc truyền lực kéo, lực phanh, lực bền và các mô men phản lực của chúng lên khung hoặc vỏ xe. + Giảm chấn: Giảm chấn dùng để dập tắt các dao động của thân xe và bánh xe bằng cách biến năng lượng cơ gao động thành nhiệt. ở trên các xe hiện nay, giảm chấn sử dụng phổ biến là thuỷ lực. Giảm chấn thuỷ lực là bộ phận quan trọng của hệ thống treo, đảm bảo góp phần nâng cao an toàn chuyển động và êm dịu chuyển động nhất là trong các trường hợp hoạt động trong điều kiện đường xấu. Giảm chấn thuỷ lực thường được phân loại theo cấu tạo, gồm giảm chấn đòn và giảm chấn ống. Hoặc phân loại theo hệ số, trị số cản ở hành trình nén và hành trình trả. Giảm chấn tác dụng 1 chiều và giảm chấn tác dụng 2 chiều. đối với giảm chấn ống còn phân ra 2 loại: Loại 1 ống và loại 2 ống. Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của giảm chấn thuỷ lực ôtô dựa trên nguyên tắc: Khi có sự dịch chuyển tương đối giữa bánh xe và thân xe thì dầu giảm chấn sẽ bị dồn ép từ khoang này qua khoang khác của giảm chấn qua lỗ tiết lưu, do đó tạo nên sức cản lớn. Sức cản này sẽ dập tắt các dao động và năng lượng dao động được biến thành nhiệt năng, do chất lỏng ma sát với thành lỗ tiết lưu và ma sát giũa các lớp chất lỏng với nhau đốt nóng dầu và toả ra ngoài môi trường. Những giảm chấn đảm bảo đập tắt dao động cả 2 hành trình (nén và trả) được gọi là giảm chấn tác dụng 2 chiều. Những giảm chấn chỉ tạo nên sức cản ở 1 hành trình thì gọi là giảm chấn tác dụng 1 chiều(thường dùng dập tắt ở hành trình trả). Cấu tạo giảm chấn ống thuỷ lực (hìnhIII) gồm có: Xi lanh công tác2, piston 7, có van thông qua 10, van trả 8 và cầu thuỷ lực piston 12, ống dẫn hướng của cần đẩy piston có vòng lít 19 và 23, xi lanh ngoài 5 và vỏ ống bụi bẩn 11 ở đáy xi lanh công tác có van nén 6 và van trả 3. Cần đẩy piston được cố định với thân xe qua tai 25 và bạc cao su, xi lanh ngoài thông qua tai 1 và bạc cao su ghép nối với dầm cầu (nếu là treo phụ thuộc) Toàn bộ trong thân xi lanh chứa đầy dầu giẩm chấn. Phần không gian giữa xi lanh ngoài 5 và xi lanh công tác 4 được gọi là khoang bù và chỉ chứa một ít dầu. Tuổi thọ của giảm chấn phụ thuộc vào việc làm kín ống dẫn của cần đẩy píston vì giảm chấn làm việc ở điều kiện nặng nề. Khi có những dịch chuyển lớn của cần đẩy và bụi bẩn thường bám vào cần đẩy. có 2 vòng lít bằng cao su chịu dầu được bố trí trong vỏ và bị ép bởi lò xo16. Khi cần đẩy chuyển động lên trên thì phần dưới của vòng lít gạt dầu khỏi bề mặt của nó và dầu tụ lại ở các túi đầu. Khi cần pitston chuyển động xuống dưới thì nó đẩy dầu trở lại xi lanh. Nếu nắp ngược thì đầu chảy ra ngoài giảm chấn. Phần không gian ở trên dẫn hướng nối với khoang bù qua các lỗ khoan. ở đây áp suất không khí gần với áp suất khí quyển, bởi vậy vòng lít được giảm tải khỏi tác dụng của áp suất dầu cao. - Dầu từ khoang làm việc qua cần piston được đổ vào khoang bù qua các lỗ. - Để ngăn bụi bẩn không rơi vào xi lanh người ta dùng vòng lít cao su 23. Nó làm việc tương tự như vòng lít 19 và phớt dạ 20 . Tất cả 3 vòng làm kín cho cần đẩy được bố trí trong vỏ, bảo đảm sự dịnh tâm của các vòng lít. Vỏ được cố định ở phần trên của xi lanh ngoài 5 bằng đai ốc 21 và được bao kín bằng các vòng cao su 15 và 17. lực cản ở hành trình nén nhỏ hơn nhiều so với ở hành trình trả. Lực cản này được bảo đảm bằng tiết diện lưu thông của các lỗ van. Khi nén (nghĩa là khi bánh xe và thân xe tiến lại gần nhau) cần đẩy píton trong xi lanh công tác làm việc piston dịch chuyển xuông dưới (hình vẽ 30a). Van thông qua 10 mở, dầu chảy từ khoang dưới piston sang khoang trên piston. Nhưng tất cả dầu không thể chảy vào khoang trên vì còn có cần đẩy xi lanh công tác. Vì vậy phần đầu bằng thể tích chiếm chỗ của cần đẩy piston đã chảy sang khoang bù qua lỗ tiết lưu ỏ van nén 6 làm tăng áp suất khí ở khoang bù lên 1 chút. Các lỗ tiết lưu tạo ra sức cản của thủy lực, tỉ lệ với bình phương vận tốc lưu thông của dầu. khí nén mạnh thì dầu không kịp chảy qua các lỗ tiết lưu, áp suất trong xi lanh công tác tăng nên và van nén bắt đầu mở Khi trả êm (nghĩa là khi bánh xe và thân xe tách xa nhau)cần đẩy cùng piston chuyển động lên trên. Khoang dưới piston xi lanh công tác giảm áp suất, còn ở khoang trên áp suất dần tăng lên. Do vậy dầu từ khoang trên sẽ qua khe hở của van thông qua 10 (van trả 8 đóng)vào khoang dưới piston. Đồng thời đầu từ khoang bù qua van nạp 3 bổ sung vào khoang dưới piston. khi trả mạnh thì lò xo van trả 8 bị nén vào van trả phụ thuộc vào mức độ đột ngột của hành trình trả. Càng trả mạnh thì van mở càng lớn. Trên (hình V- 32 )là cấu tạo giảm chấn thuỷ lực ở ôtô ZIL- 130. ở trên píton có 2 hàng lỗ, hàng lỗ trong là của van trả, hàng lỗ ngoài là của van thông qua . Còn ở phía dưới xi lanh cũng có 2 hàng lỗ, phía trong là nạp, phía ngoài là van nén. Nguyên tắc làm việc của nó như là trình bày ở trên. III-yêu cầu đối với hệ thống treo: Đối với hệ thống treo phải đảm bảo yêu cầu cơ bản sau: tần số dao động riêng nằm trong giới hạn 90- 120 l/phút. + Giảm tối thiểu va đập cứng, hạn chế xung lực tác dụng từ bámh xe lên khung xe. + Dập tắt các dao động của thân xe khi đi trên đường. + Trọng lượng phần không được treo nhỏ. - Nghiêng ngang thùng xe nhỏ: Ôtô con 6°ữ8°; ôtô khách 6°ữ12°, ôtô tải 6°ữ12°. Ngoài những yêu cầu chung trên, các bộ phận của hệ thống treo còn có các yêu cầu riêng. IV- Sự phát triển của hệ thống treo. Ngày nay trên thế giới để nâng cao độ êm dịu chuyển động của xe, Các nhà nghiên cứu đã đi xa hơn trong việc phát triển hệ thống treo. Hệ thống treo mang các bộ phận phụ trợ là thuỷ lực hoặc khí nén, Hệ thống treo điều khiển bằng mạng điện tử, dùng các cảm biến để thu nhận các thông số cần thiết trong quá trình vận hành xe: trọng tải, gia tốc của dao động thẳng đứng, góc đặt bánh xe dẫn hướng, độ cao sàn xe.. rồi qua mạch phân tích sẽ đưa ra tín hiệu điều kiển. Trong hệ thống treo của xe tải thì người ta cố gắng cải tiến đường đặc tính của phần tử một. * Phần tử đàn hồi: Thông thường là bằng kim loại nhíp lá , nếu như cải tiến thì dùng các loại khí nén, cao su nhưng chúng lại chịu tải kém và chế tạo phức tạp, đo đó người ta thường cải tiến nhíp và kết hợp với phần tử đàn hồiphụ bằng ụ cao su. * Giảm chấn: Một giảm chấn là sự năng động khi nó dập tắt được các dao động của cả khối lượng không được treo và khối lượng được treo trong vùng tần số kích thích của mặt đường. Song lại phải hoàn toàn không có một tác động nào trong vùng tần số khác không cần thiết. Thực hiện được điều này rất khó, ngày nay người ta cố ngắng thiết kế giảm chán sao cho nó đập tắt nhanh được các dao động của thân xe . Quá trình đập tắt được thực hiện theo 1 nguyên tắc : tiêu hao động năng dao động và chuyển thành nhiệt năng, hạn chế được dao động riêng của khối lượng được treo và khối lượng không được treo. Để hoàn thiện hệ thống treo ngoài việc cải tiến các phần tử của hệ thống treo người ta còn phải tập trung vào phát triển các bộ phận phụ trợ khác. phần II tính tải trọng mới khi nâng tải từ 5 tấn lên 7 tấn với hệ treo cũ a- các thông số kỹ thuật ban đầu của xe ZiL- 130 khi chưa nâng tải 1- Trọng lượng toàn bộ xe: 9525 kG - Phân bố khi có tải - Phân bố ra cầu trước: Z1 = 2575 kG - Phân bố ra cầu sau: Z2 = 6950 kG - Trọng lượng bản thân: Po = 4300 kG - Chiều dài cơ sở: L = 3800 (mm) Hệ thống treo xe ZIL - 130 gồm có: - Bộ nhíp trước và bộ phận giảm chấn trước. - Bộ nhíp sau gồm nhíp chính và nhíp phụ. 2- Các thông số của nhíp trước + Số lá nhíp: n = 11 + Bề rộng lá nhíp: b = 65 (mm) Chiều dày các lá nhíp: + Lá nhíp cái: h = 8 (mm) + Các lá tiếp theo h 2 ...h11 = 95(mm) + Chiều dài toàn bộ nhíp: 1513 (mm) + Chiều dài phần kệp bu lông chữ U: Lo = 120 (mm) 3 -Thông số kỹ thuật của nhíp sau (chính). +Số lá nhíp chính: n = 16 +Bề rộng của lá nhíp : b = 75 (mm). +Chiều dày của lá nhíp chính: h = 95 (mm) +Các lá tiếp theo: h2 = h3 ...= h16 = 95 (mm). + Chiều dài toàn bộ nhíp: L = 1601 (mm). +Chiều dài phần kẹp bu lông chữ U: Lo = 140 (mm). 4 -Thông số kỹ thuật của nhíp phụ: +S ố lá nhíp: n = 9 + Bề rộng lá nhíp: b = 75 (mm). + Chiều dày của lá nhíp: h1 =...h9 = 8 (mm). +Chiều dài nhíp phụ: Lp = 1150(mm). 5 -Các thông số kỹ thuật của giảm chấn ZIL - 130: Hành trình làm việc: Hg = 225 (mm) - Đường kính ngoài của vỏ giảm chấn: Dv = 61 (mm) - Góc độ đặt giảm chấn: α = 25° - Đường kính của thanh đẩy: dt = 20 (mm) - Đường kính của píston: dp = 40 (mm) - Đường kính ngoài của xi lanh: Dxl = 45 (mm) - Chiều dài phần chứa dầu: L = 370 (mm).  b- các thông số kỹ thuật khi xe nâng tải: -Trọng lượng toàn bộ xe khi đầy tải: 11300 kG - Phân bố khi có tải - Phân bố tải trọng cho cầu trước: Z1 = 3060 kG - Phân bố tải trọng cho cầu sau : Z2 = 8240 kG - Tải trọng xe khi đầy tải: Ge = 7000 kG - Trọng lượng bản thân xe: Go = 4300 kG (không đổi) I- Xác định khối lượng phần treo phân bổ lên các cầu. Trong đó: M1: Khối lượng phần được treo phân bổ lên cầu trước. M2: Khối lượng phần được treo phân bổ lên cầu sau. => Ta có: M = ΣG - MKT Với: ΣG: Trọng tải toàn bộ xe. MKT: Khối lượng phần không được treo. MKT = MKTT + MKTS = gc . n . gbx . MKTT: Khối lượng phần không treo ở cầu trước. MKTS: Khối lượng phần không được treo ở cầu sau. gc: Khối lượng cầu xe. gbx: Khối lượng bánh xe. n: Số bánh xe ở mỗi cầu. ở cầu trước khối lượng phần không được treo là : MKTT = 260+2.98 = 456 kg ở cầu sau khối lượng phần không được treo là: MKTS = 26 + 4.98 = 892 kg =>MKT = MKTT + MKTS = 456 + 892 = 1348 kg =>M = ΣG - MKT = 11300 - 1348 = 9952 kg b a Vậy: M1 = M ∙── ; M2 = M ∙── L L b 1,03 M1 = M ∙── = 9952 ∙─── = 2697 kg L 3,8 a 2,7 M2= M ∙── = 9952 ∙──── = 7255kg L 3,8 II- Kiểm nghiệm hệ thống treo xe ЗИЛ ữ130 Từ tải trọng mới. 1- Lực tác dụng lên 1 đầu của nhíp trước. 2- Tính toán kiểm nghiệm độ êm dịu của nhíp cũ khi tăng tải. Theo công thức: Trong đó: f : là độ võng tĩnh của xe tính bằng công thức: Ta có: a- Tính độ cứng của nhíp: Ta có công thức: Trong đó: E : Mô đun đàn hồi : E = 2,1.105 MN/m2= 2,1.106 kG/cm2 α : Hệ số thực tế :α = 0,85 J1 ;J2 ;...JK : Mô men quán tính của tiết diện nhíp +Sơ đồ độ cứng của nhíp Nhíp trên xe ЗИЛ- 130 là loại nhíp đối xứng gồm có nhiều lá nhíp ghép lại với nhau. Các lá nhíp có bán kính công và chiều dài nhất định. Khi lắp ghép lên xe người ta dùng quang nhíp bắt chặt phần giữ nhíp với dầm cầu. Với kết cấu nầy ta có thể coi nhíp bị ngàm chặt cứng ở giữa. Nên khi tính toán ta chỉ tính toán 1 nửa nhíp Theo sơ đồ sau: L1 L2 L3 P a2 a3 Ln Ln+1 an+1 Hình 1 : Sơ đồ tính toán độ cứng của nhíp. Các thông số tính được ta ghi ở bảng sau: TT LK (cm) aK+1 (cm) bK (cm) hK (cm) JK (cm4) YK (cm4) YK-YK+1 (cm4) a³K+1 (cm3) a³K+1(YK-YK+1) 1 69,6 6,5 8 0,277 3,610 0 0 2 65,0 4,65 6,5 0,95 0,181 1,222 2,388 100,544 240,099 3 56,9 12,75 6,5 0,95 1,359 0,735 0,487 2072,671 1009,39 4 49 20,65 6,5 0,95 1,9 0,562 0,209 8805,624 1840,375 5 42,5 27,15 6,5 0,95 2,441 0,409 0,117 20012,875 2341,506 6 36 33,65 6,5 0,95 2,982 0,335 0,074 38102,652 2819,596 7 29,5 40,15 6,5 0,95 3,523 0,283 0,052 64722,703 3365,58 8 23 46,65 6,5 0,95 4,064 0,246 0,037 101520,779 3756,268 9 16,5 53,15 6,5 0,95 4,605 0,217 0,029 150144,630 4354,194 10 10 59,65 6,5 0,95 5,149 0,194 0,023 212242,007 4881,566 11 4 65,65 6,5 0,95 5,687 0,175 0,019 282946,412 5375,981 69,65 0,175 337580,628 59129,119 Σ = 89113,674 Vậy ta có độ cứng của nhíp là : 1- Tính độ võng tĩnh của nhíp: 2-Tính tần số dao động: *Kết luận: Qua tính toán trên ta thấy tần số dao động n = 87,4 (l/p) không đảm bảo trong giới hạn cho phép n = 90 ữ 120 (l/p) 3- Tính bền các lá nhíp khi chưa cải tiến. - Giả sử ta có sơ đồ nhíp chịu lực như sau: - Coi nhíp là loại elíp 1 đầu được ngàm chặt , 1 đầu chịu lực. - Bán kính cong các lá nhíp bằng nhau. Các nhíp chỉ tiếp xúc với nhau ở các đầu mút và lực chỉ truyền qua các đầu mút. - Biến dạng ở giữa 2 lá nhíp cạnh nhau thì bằng nhau Ta có sơ đồ sau: L1 P L2 X2 L3 X3 X4 LK XK s xn xK+1 Ln Hình 2: Sơ đồ tính bền các lá nhíp Ta có hệ phương trình: Trong đó: Các kết quả AK ; BK ; CK : Tính được ghi trong bảng sau: Với lá thứ 1 có b = 6,5cm; h = 0,8 cm. Với các lá còn lại: b = 6,5 cm; h = 9,5 cm. Các thông số tính được ghi ở bảng sau: TT LK AK BK CK 1 69,65 0 0 0 2 65 2,162 -2,953 0,814 3 56,9 1,213 -2 0,793 4 49,0 1,214 -2 0,802 5 42,5 1,229 -2 0,772 6 36,0 1,270 -2 0,772 7 29,5 1,33 -2 0,732 8 23,0 1,423 -2 0,674 9 16,5 1,59 -2 0,587 10 10,6 1,975 -2 0,439 11 4 3,25 -2 0,208 Từ kết quả trên ta có hệ phương trình: Giải hệ phương trình ta có: Tính mô men uốn tại ngàm và tại vị trí tiếp xúc với đầu mút lá dưới với lá đang tính ta có: LK XK A B LK+1 XK+1 Hình 3: Sơ đồ tính ứng xuất lá nhíp. ứng xuất uốn (A) ứng xuất tựa tại diểm (B)Ta có: Trong đó ta có: Với lá số 1: Với lá 2...11 : Các kết quả tính được ta ghi ở bảng sau: TT WK (cm)3 LK (cm) XK (kG) MUAK kG/cm σAK (kG/cm)2 MUBK (kG/cm) σBK (kG/cm2) 1 0,693 69,65 674,25 2083,432 3006,395 3034,125 4378,246 2 0,977 65 690,432 4256,828 4354,811 5592,499 5719,471 3 0,977 56,9 713,906 4135,655 4229,551 5639,857 5767,904 4 0,977 49,0 744,604 4523,428 4626,128 4839,926 4949,118 5 0,977 42,5 752,051 5132,252 5248,775 5538,332 5664,075 6 0,977 36,0 763,331 5093,726 5209,374 4961,652 5074,301 7 0,977 29,5 780,888 4357,275 4456,203 5075,772 5191,012 8 0,977 23,0 812,127 3623,876 3706,153 5278,825 5398,676 9 0,977 16,5 973,033 5683,445 5812,481 6324,715 6468,311 10 0,977 10,0 1037,16 8486,21 8678,881 6222,96 6364,246 11 0,977 4,0 1885,39 7541,56 7712,784 Biểu đồ ứng suất của nhíp trước (khi chưa cải tiến): Biểu đồ ứng suất của nhíp trước (khi chưa cải tiến): *Nhận xét: - Khi tăng tải trọng từ 5tấn lên 7 tấn (Chưa cải tiến ) ta thấy độ cứng của nhíp là : 114,46 kG/cm. + Độ võng tĩnh ft = 11,78 cm + Tần số dao động : n = 87,4 lần trên /phút. + Độ bền của nhíp vượt quá giới hạn cho phép :[σ] = 6000 kG/cm² +Như các lá nhíp số 1ữ8 lá số 9 ữ11 vượt quá giới hạn cho phép. * Kết luận: + Nhíp không đủ bền khi ta tăng tải trọng (từ 5 tấn lên 7 tấn.) với hệ thống treo cũ. phần iii cải tiến hệ thống treo trước xe ЗИЛ ữ 130 A- Các thông số kỹ thuật của nhíp trước, khi cải tiến: + Số lá nhíp n = 12 + Bề rông lá nhíp b = 65 (mm) + Chiều dày lá nhíp chính h = 8 (mm) 02 lá. + Chiều dày các lá nhíp tiếp theo h = 9,5 (mm) + Chiều dài toàn bộ nhíp L = 1513 (mm) + Chiều dài phần kẹp quang nhíp Lo = 120(mm) I - Chọn phương án cải tiến: + Qua phần tính toán kiểm nghiệm hệ thống treo trước xe ЗИЛ ữ 130. Khi tăng tải ta có những nhận xét sau: - Khi tăng tải trọng ta thấy hệ thống treo không đảm bảo về độ cứng của nhíp là : 114,46 kG/cm - Độ võng tĩnh f tăng là f = 11,78 cm. -Tần số dao động là:n=87,4 l/p. Nhỏ hơn cho phép là 90-120(l/p ). - Độ bền của nhíp vượt quá giới hạn cho phép. + Phương án 1: Tăng độ dầy các lá nhíp. +Phương án 2: Giảm chiều dài các lá nhíp. +Phương án 3: Tăng thêm lá nhíp. II- Phân tích các phương án cải tiến: 1- Phương án 1: - Tăng độ dầy các lá nhíp, thì độ cứng tăng nhưng việc tìm kiếm loại lá nhíp này cũng gặp nhiều khó khăn. 2- Phương án 2: - Gảm chiều dài lá nhíp, tăng được độ cứng nhưng gặp rất nhiều khó khăn trong việc bố chí lại các chi tiết khác. 3-Phương án 3: -Tăng thêm lá nhíp ta thấy đơn giản nhất vì thuận tiện cho việc thay thế, và tiết kiệm được bộ nhíp cũ. *Qua 3 phương án trên ta chọn (phương án 3) là phù hợp nhất với điều kiện thực tế của đất nước ta hiện nay. +Ta tăng thêm 01 lá nhíp cái cho bộ nhíp, lúc này nhíp có 02 lá nhíp cái.Còn các lá nhíp khác ta vẫn giữ nguyên như cũ. III- kiểm nghiệm độ êm dịu. Bảng các thông số các lá nhíp: Với: L-Lo Li = —— ; Với : 2 Lo:Làchiều dài phần kẹp bu lông:Lo = 120mm STT h(mm) B(mm) L(mm) Li(mm) 1 8 65 1513 696,5 2 8 65 1513 696,5 3 9,5 65 1420 650,0 4 9,5 65 1258 569 5 9,5 65 1100 490 6 9,5 65 970 425 7 9,5 65 840 360 8 9,5 65 710 295 9 9,5 65 580 230 10 9,5 65 450 165 11 9,5 65 320 100 12 9,5 65 200 40 Ta có công thức: Trong đó ta có: - K: Là số thứ tự lá nhíp. - Lk: Phần chiều dài làm việc của các lá nhíp. - aK+1: Phần chiều dài lá nhíp trên so với lá nhíp kề dưới nó. Trong đó: +Các lá nhíp còn lại: Các kết quả tính toán được ghi ở trong bảng sau: TT LK (cm) aK+1 (cm) JK (cm4) YK (cm4) YK-YK+1 (cm4) a³K+1 (cm3) a³K-1(YK-YK+1) 2 69,6 0 0,55 1,82 0 0 3 65 4,65 1,014 0,986 0,834 100,544 83,45 4 56,9 12,75 1,48 0,676 0,31 2072,671 642,528 5 49 20,65 1,942 0,515 0,161 8805,624 1417,705 6 42,5 27,15 2,406 0,416 0,099 20012,875 1801,158 7 36 33,65 2,86 0,348 0,068 38102,652 2590,98 8 29,5 40,15 3,334 0,299 0,049 64722,703 3171,412 9 23 46,65 3,798 0,263 0,036 101520,779 3654,748 10 16,5 53,15 4,262 0,235 0,028 150144,630 4204,049 11 10 59,65 4,73 0,211 0,024 212242,007 4244,84 12 4 65,65 5,19 0,193 0,018 282946,4123 5093,035 69,65 0,193 337880,682 54197,34 Σ = 82593,677 1- Độ cứng của nhíp là: Theo công thức Trong đó với E = 2,1.105 MN/m2 = 2,1.106 kG/cm2. 2-Tính độ võng tĩnh: 3- Tần số dao động: 4- Kiểm nghiệm bền nhíp trước. - Tính các lực tác dụng lên lá nhíp. - Xác định các hệ số AK: BK; CK. Ta có hệ phương trình: Trong đó: Các thông số tính được ta ghi trong bảng sau. TT LK (cm) AK BK CK 1 69,65 0 0 0 2 65 1,934 -1,844 0,814 3 56,9 1,213 -2 0,793 4 49 1,242 -2 0,802 5 42,5 1,229 -2 0,772 6 36 1,271 -2 0,732 7 29,5 1,331 -2 0,674 8 23 1,424 -2 0,587 9 16,5 1,591 -2 0,439 10 10 2,975 -2 0,208 11 4 3,25 -2 Từ bảng trên ta có hệ phương trình: Giải hệ phương trình trên ta được: Tính mô men uốn tại ngàm và tại vị trí tiếp xúc với đầu mút lá dưới với lá đang tính ta có: LK A B XK LK+1 XK+1 ứng xuất uốn tại điểm (A) và ứng xuất tựa diểm (B) Với lá số 1,2: Với lá 3...12: Các kết quả tính được ghi ở trong bảng: TT LK cm WK cm3 XK kG MUAK kG/cm2 σAK kG/cm2 MUBK kG/cm2 σBK kG/cm2 1 69,65 1,39 674,25 6068,712 4365,98 3135,263 3209,071 2 65 0,977 629,12 3807,144 3896,769 5095,872 5215,836 3 56,9 0,977 651,769 3711,854 3799,236 5148,975 5270,189 4 49 0,977 681,098 4079,785 4175,828 4427,137 4531,358 5 42,5 0,977 689,271 4033,609 4128,566 4480,261 4585,733 6 36 0,977 701,678 4043,418 4138,606 4560,907 4668,277 7 29,5 0,977 719,220 3996,706 4090,794 4674,93 4784,985 8 23 0,977 748,708 3927,719 4020,183 4866,608 4981,175 9 16,5 0,977 805,610 3721,915 3809,534 5236,465 5359,739 10 10 0,977 957,065 3349,73 3428,587 5742,39 5877,574 11 4 0,977 1555,230 6220,92 Biểu đồ ứng suất sau khi cải tiến: Biểu đồ ứng suất sau khi cải tiến: *Nhận xét: Sau khi cải tiến hệ thống treo như đã tính toán ở trên, ta thấy các ứng xuất của các lá nhíp là đủ bền so với ứng xuất cho phép là:[σ] = 6000 kG/cm² -Tần số dao động n = 87 lần/phút tăng lên n = 93,2 lần /phút. So với tần số dao động cho phép là:(90-120)lần/phút. - Độ võng tĩnh: ft = 11,78 cm giảm xuống ft = 10,4 cm. - Độ cứng của nhíp từ C = 114,46 KG/cm tăng lên C = 129,67kG/cm. So sánh hệ thống treo trước khi cải tiến và sau khi cải tiến Khi chưa cải tiến. +Khi tăng tải trọng từ 5 tấn lên 7 tấn giữ nguyên hệ thống treo cũ và tiến hành tính toán kiểm nghiệm . Ta được những kết quả sau: + Độ cứng của nhíp: 114,46 (kG/cm). + Độ võng tĩnh của nhíp: 11,78(cm). + Tần số dao động của