Nghiên cứu thiết kế chế tạo bệ thử cầu sau xe tải 3 tấn

- Đề tài được thực hiện tại Bộ môn Ô tô và Xe chuyên dụng, Viện Cơ khí động lực Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.
- Tình hình công nghiệp chế tạo phụ tùng ôtô trong nước và ngoài nước .
- Nghiên cứu đánh giá khả năng nội địa hoá cụm cầu sau ôtô tải thông dụng tại Việt Nam .
- Bệ thử hiệu suất cụm cầu chủ động CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI .
- Hệ thống truyền lực và cụm cầu sau chủ động của ô tô tải 3 tấn .
- Yêu cầu kỹ thuật của cụm cầu sau chủ động CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ BỆ THỬ HIỆU SUẤT CỤM CẦU SAU TRÊN XE TẢI 3 TẤN .
- Các thông số cơ bản của bệ thử .
- Xây dựng mô hình thiết kế bệ thử cầu sau .
- Thiết kế, tính toán bệ thử cụm cầu sau .
- Thông số bánh răng của hộp tốc độ .
- Hình ảnh từ thiết kế đến chế tạo bệ thử cầu sau CHƯƠNG 4: THÍ NGHIỆM ĐO HIỆU SUẤT CỤM CẦU SAU .
- Tổng quát phần mềm xác định hiệu suất cụm cầu chủ động .
- Quy trình thử hiệu suất cầu xe .
- Kết quả thí nghiệm đo hiệu suất cụm cầu sau trên bệ thử KẾTLUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 4 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Số hiệu Tên bảng Trang Bảng 1.1 Bảng thông số kỹ thuật bệ thử hiệu suất cầu sau hãng AVL 22 Bảng 4.1 Bảng đo mô men ms sát Mms1 ở các tần số khác nhau 89 Bảng 4.2 Bảng kết quả đo hiệu suất cụm cầu sau với mô men cản Mt = 100 N.m 89 Bảng 4.3 Bảng kết quả đo hiệu suất cụm cầu sau với mô men cản Mt = 150 N.m 90 Bảng 4.4 Bảng kết quả đo hiệu suất cụm cầu sau với mô men cản Mt = 200 N.m 90 5 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Số hiệu Tên hình vẽ, đồ thị Trang Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý bệ thử hiệu suất cầu sau dòng công suất hở 17 Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý bệ thử hiệu suất cầu sau dòng công suất kín 19 Hình 1.3 Bệ thử hiệu suất cầu sau của hãng AVL 21 Hình 1.4 Bệ thử hộp số và cầu sau của máy kéo 24 Hình 1.5 Bệ thử cặp bánh răng côn xoắn 25 Hình 1.6 Phòng thí nghiệm 26 Hình 1.7 Cặp bánh răng côn xoắn thử nghiệm 26 Hình 2.1 Hệ thống truyền lực.
- 28 Hình 2.2 Cấu tạo chung của cầu chủ động 30 Hình 2.3 Cấu tạo chung cầu chủ động với bộ bánh răng côn 31 Hình 2.4 Các dạng truyền lực chính đơn 33 Hình 2.5 Bánh răng chủ động của bộ truyền lực chính trên xe tải 3 tấn 34 Hình 2.6 Bánh răng bị động của bộ truyền lực chính trên xe tải 3 tấn 34 Hình 2.7 Vi sai cam 35 Hình 2.8 Vi sai tăng ma sát có lực ma sát cố định 38 Hình 2.9 Vi sai tăng ma sát trong có lực ma sát không cố định 40 Hình 2.10 Nửa trong vi sai trên xe tải 3 tấn 41 Hình 2.11 Nửa ngoài vi sai trên xe tải 3 tấn 41 Hình 2.12 Sơ đồ bán trục giảm tải hoàn toàn 43 Hình 2.13 Sơ đồ bán trục giảm tải 3/4 43 Hình 2.14 Sơ đồ bán trục giảm tải 1/2 43 Hình 2.15 Bán trục trên xe tải 3 tấn 44 Hình 2.16 Cơ cấu khóa đầu trục bánh xe điều khiển cơ khí 45 Hình 2.17 Cấu tạo dầm cầu chủ động 47 Hình 2.18 Thân và vỏ cầu trên xe tải 3 tấn 47 6 Hình 2.19 Cơ cấu gây tải 48 Hình 2.20 Sơ đồ nguyên lý bệ thử hiệu suất cầu sau dòng công suất kín sử dụng cơ cấu gây tải bằng bích nối 49 Hình 2.21 Sơ đồ nguyên lý hoạt động cảm biến đo số vòng quay.
- 51 Hình 2.22 Thiết bị đo số vòng quay sử dụng cảm biến quang 52 Hình 2.23 Sơ đồ nguyên lý phương pháp đo mô men bằng tenzo 54 Hình 2.24 Đặc tính chuẩn của thiết bị đo 55 Hình 2.25 Sơ đồ nguyên lý đo mô men thông qua góc xoắn trục.
- 56 Hình 2.26 Sơ đồ nguyên lý đo mô men thông qua phản lực trên vỏ 57 Hình 3.1 Bệ thử dòng công suất kín phương án 1 62 Hình 3.2 Bệ thử dòng công suất kín phương án 2 63 Hình 3.3 Bệ thử dòng công suất kín phương án 3 64 Hình 3.4 Bệ thử dòng công suất kín phương án 4 65 Hình 3.5 Sơ đồ nguyên lý bệ thử hiệu suất cầu sau dòng công suất kín sử dụng cơ cấu gây tải bằng bích nối 66 Hình 3.6 Bệ thử hiệu suất với 2 cầu xe 66 Hình 3.7 Bệ thử dòng công suất hở 67 Hình 3.8 Mô hình 2D Bệ thử cầu sau theo dòng công suất kín 78 Hình 3.9 Mô hình 3D bệ thử cầu sau theo dòng công suất kín 79 Hình 3.10 Sản phẩm chế tạo bệ thử theo dòng công suất kín 79 Hình 4.1 Giao diện của phần mềm xác định hiệu suất cầu xe theo dòng công suất kín 80 Hình 4.2 Sơ đồ bảng hiển thị và các nút điều khiển bệ thử cầu 82 Hình 4.3 Sơ đồ lắp ráp bệ thử trong trường hợp thay 2 cầu xe bằng hai đoạn trục các đăng.
- 85 Hình 4.4 Sơ đồ lắp ráp bệ thử trong trường hợp có 2 cầu xe 87 Hình 4.5 Hộp hội thoại nhập giá trị mômen ma sát1 88 7 LỜI NÓI ĐẦU Trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, ngành công nghiệp ôtô giữ vai trò đặc biệt quan trọng.
- Ngành công nghiệp cũng đã lập ra lộ trình phát triển riêng cho ngành công nghiệp ôtô đến năm 2010, tầm nhìn đến 2020.
- Tuy nhiên nhiên với thực trạng hiện nay, ngành công nghiệp ôtô mới chỉ phát triển ở mức rất thấp so với các nước trên thế giới.
- Theo kinh nghiệm phát triển của các nước có ngành công nghiệp ôtô phát triển như: Nhật Bản, Đức, Mỹ… thì muốn phát triển được ngành công nghiệp ôtô thì đòi hỏi ngành công nghiệp phụ trợ phải được quan tâm đúng mức.
- Trên thực tế cũng đã có những đơn vị sản xuất các cụm chi tiết, chi tiết trên ôtô: hệ thống truyền lực (cầu chủ động), nhíp, thùng, cabin xe tải, các chi tiết nhựa,… Trong tính toán, thiết kế chế tạo các linh kiện phụ tùng ôtô có một khâu không thể thiếu đó là kiểm tra chất lượng.
- Đối với những linh kiện, phụ tùng được sản xuất ở nước ngoài luôn có qui trình kiểm tra riêng.
- Ở Việt Nam ngành công nghiệp phụ trợ còn non trẻ nên kèm theo đó là qui trình kiểm tra chất lượng cũng chưa được quan tâm thỏa đáng.
- Hệ thống truyền lực nói chung và cầu chủ động nói riêng góp phần tích cực đảm bảo về hiệu suất truyền lực, tính năng kinh tế nhiên liệu.
- Cầu chủ động sau khi chế tạo thành sản phẩm cần phải được kiểm tra các thông số kỹ thuật: hiệu suất truyền lực toàn cụm cầu chủ động, nhiệt độ dầu bôi trơn, độ rung ồn,…Ở Việt Nam, những thí nghiệm này còn mới mẻ.
- 8 Do vậy, đề tài “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bệ thử cầu sau xe tải 3 tấn” được hình thành góp phần hoàn thiện sâu sắc hơn về qui trình công nghệ chế tạo cụm cầu chủ động trên xe tải nhẹ ở Việt Nam.
- Đề tài được thực hiện tại Bộ môn Ôtô và Xe chuyên dụng, Viện Cơ Khí Động Lực, Trường ĐHBK Hà Nội dưới sự hướng dẫn của các Thầy giáo chuyên ngành đặc biệt là sự giúp đỡ nhiệt tình của TS.
- Mục đích của luận văn là thiết kế, chế tạo bệ thử cầu sau chủ động và thực hiện kiểm tra được hiệu suất cụm cầu chủ động thông qua bệ thử cầu chủ động.
- Tình hình công nghiệp chế tạo phụ tùng ô tô trong nước và ngoài nước Việt Nam hiện nay có trên 70 nhà cung cấp phụ tùng ôtô ở mức độ giản đơn, trong khi ở một số nước trong khu vực Đông Nam Á như Malaysia có gần 400, Thái Lan có trên 2500 nhà cung cấp.
- Tuy nhiên trong số hơn 70 doanh nghiệp tham gia sản xuất, lắp ráp, sửa chữa và chế tạo phụ tùng ôtô, chưa có nhà máy nào đầu tư hoàn chỉnh vào chế tạo các bộ phận quan trọng như động cơ, hộp số và hệ thống truyền động.
- Các doanh nghiệp đầu tư quy mô sản xuất nhỏ, sản phẩm chủ yếu là các linh kiện giản đơn, công kềnh, ít bí quyết công nghệ, có giá trị thấp trong cơ cấu nội địa hóa.
- Công nghệ sản xuất lạc hậu, hầu như chưa đáp ứng được yêu cầu của công nghiệp ôtô.
- Các doanh nghiệp FDI phần lớn các bộ linh kiện, phụ tùng lắp ráp vào xe được cung cấp từ các công ty mẹ hoặc từ các công ty liên doanh ở các nước trong khu vực.
- Theo các chuyên gia của Viện nghiên cứu kinh tế Nhật Bản, để có ngành công nghiệp ôtô phải hình thành được 5 cấp bậc sản xuất với hàng trăm các doanh nghiệp tham gia vào quá trình này.
- Hiện nay, 10 các vật liệu như thép tấm, thép hình, thép đặc biệt… để làm phụ tùng nội địa hóa trong nước chưa chế tạo được.
- Khi chưa có hệ thống nhà cung cấp nguyên vật liệu, sản xuất linh kiện thì công nghiệp ôtô khó tránh khỏi cảnh lắp ráp giản đơn.
- Bên cạnh đó các chính sách thường xuyên thay đổi nên hạn chế thu hút, khuyến khích các doanh nghiệp trong và ngoài nước đầu tư vào sản xuất linh kiện ôtô.
- Tại Thái Lan, với những chính sách khuyến khích hỗ trợ thích hợp, trong những năm qua đã tạo ra một số lượng các nhà sản xuất linh kiện rất lớn, giúp cho ngành công nghiệp ôtô, xe máy phát triển mạnh mẽ với tỷ lệ nội địa hóa đạt tới 70-80%.
- Một vài doanh nghiệp nước ngoài đã đầu tư vào sản xuất linh kiện ôtô tại Việt Nam để xuất khẩu như công ty DENSO.
- Cho đến thời điểm này Viện nghiên cứu Chiến lược và Chính sách công nghiệp vẫn đang hoàn thiện xây dựng chính sách phát triển công nghiệp phụ trợ chung cho ngành công nghiệp ô tô trong nước.
- Nghiên cứu đánh giá khả năng nội địa hoá cụm cầu sau ôtô tải thông dụng tại Việt Nam 1.2.1 Cặp bánh răng côn cong của truyền lực chính (cặp bánh răng hypoid) Trong cụm chi tiết cầu sau, cặp bánh răng hypoid của truyền lực chính là một trong những chi tiết đòi hỏi công nghệ chế tạo cao.
- Hiện nay việc chế tạo cặp bánh răng trên đã được thực hiện ở một số cơ sở sản xuất nhưng chỉ dừng lại ở gia công một số loại bánh răng côn cong có môđun và đường kính xác định.
- Việc chế tạo ra các loại bánh răng mới đòi hỏi công nghệ đo đạc rất chính xác, thiết kế đồ gá chuẩn 11 để gia công được bộ bánh răng côn cong mới.
- Qua điều tra khảo sát thực tế, tại Việt Nam một số cơ sở thiết kế, chế tạo bánh răng côn cong như sau.
- Trung tâm Kỹ thuật Cơ khí Chính xác, Khoa Cơ khí, Đại học Bách Khoa Hà Nội – chế tạo trong phạm vi đào tạo.
- Xí nghiệp Cơ khí Z29, nhà máy cơ khí Chính xác 11, Tổng cục Công nghiệp Quốc phòng – Bộ Quốc phòng, chế tạo dịch vụ.
- Công ty Cổ phần Cơ khí Hồng Lĩnh, Đại Mỗ, Hà Nội, chế tạo dịch vụ.
- Công ty TNHH MTV Máy kéo và máy nông nghiệp, chế tạo dịch vụ.
- Nhà máy Cơ khí Trung tâm Cẩm Phả, chế tạo dịch vụ.
- Tại các cơ sở trên hiện nay trong quá trình nghiên cứu, tính toán, thiết kế và chế tạo chưa thực sự hoàn chỉnh, quy trình công nghệ chế tạo, việc tính toán các thông số, đặc biệt các thông số hình học (cho dao cắt và bánh răng) và tính độ bền chưa được quan tâm đúng mức, chưa xây dựng phần mềm cho tính toán, thiết kế, phương pháp kiểm tra đánh giá chất lượng còn chưa hoàn chỉnh và chưa phù hợp với tiêu chuẩn.
- bánh răng chế tạo ra có độ chính xác và độ ổn định chưa cao.
- Xí nghiệp cơ khí Z29, thuộc nhà máy Z111, Tổng cục công nghiệp quốc phòng là đơn vị chuyên sản xuất các mặt hàng cơ khí cho ngành quốc phòng và cho nền kinh tế, trong đó có thiết kế, chế tạo các bánh răng côn cong, được đầu tư các thiết bị gia công của Liên Xô (cũ), công nghệ gia công cắt thô, cắt tinh và chạy rà từng đôi một.
- bánh răng sau khi gia công cơ khí.
- Các cặp bánh răng chế tạo của công ty này được dùng để thay thế cho các cặp bánh răng côn cong có môđun và số răng khá lớn, dùng cho ôtô mỏ và các thiết bị trong công nghiệp khai thác than và khoáng sản.
- Vật liệu chế tạo các cặp bánh răng này của xí nghiệp được nhập chủ yếu từ Nga, Nhật Bản và Trung Quốc.
- Xí nghiệp không có thiết bị kiểm tra độ chính xác chế tạo bánh răng.
- 12 Trung tâm Kỹ thuật cơ khí chính xác - Đại học Bách Khoa Hà Nội được trang bị gia công bánh răng côn cong của Nga đã được tin học và CNC hoá, chế tạo các cặp bánh răng thay thế phụ tùng cho các máy móc công nghiệp trong ngành ôtô, thiết bị hoá chất, thực phẩm, công nghiệp chế biến nông sản… Máy cắt bánh răng côn cong ZFTKKR250 X5 của Cộng hoà Dân chủ Đức (cũ), dùng cho các máy móc thiết bị chịu tải và công suất không lớn, hệ Gleason của Mỹ.
- Cặp bánh răng được gia công này có môđun và số răng bé hơn, song độ chính xác gia công cao hơn, làm việc êm, truyền chuyển động giữa hai trục vuông góc với nhau có độ chính xác động học khá lớn.
- Trung tâm được trang bị các thiết bị nhiệt luyện bánh răng như: tôi thể tích, thấm C-N và ram.
- Trung tâm chưa được trang bị các thiết bị kiểm tra bánh răng có độ chính xác cao.
- Công ty TNHH Nhà nước một thành viên Máy kéo và máy nông nghiệp thuộc Tổng Công ty máy Động lực và máy nông nghiệp là nhà máy cơ khí nông nghiệp truyền thống.
- Ngay từ đầu những năm 70 của thế kỷ trước, cùng với các thiết bị gia công chế tạo các sản phẩm cơ khí nông nghiệp, công ty còn được trang bị một số máy 525, 528 và máy chạy rà 5PKM của Liên Xô cũ gia công bánh răng côn cong.
- Các bánh răng chế tạo trên các thiết bị của Công ty này có môđun max đến 14 mm và đường kính ngoài lớn nhất đến 400 mm.
- Công ty không có thiết bị nhiệt luyện sau gia công cơ khí và kiểm tra độ chính xác.
- Nhà máy Cơ khí Trung tâm Cẩm Phả là một các trung tâm chế tạo cơ khí lớn nhất không chỉ ở vùng Đông Bắc mà còn của cả nước.
- Công ty được trang bị các máy móc thiết bị cơ khí gia công các chi tiết lớn, siêu trường, siêu trọng như: máy cắt, lốc uốn, rèn dập, gia công bánh răng thẳng và côn có đường kính 4 đến 5 mét… Ngoài ra, nhà máy còn được trang bị một số máy gia công bánh răng côn cong của Liên Xô cũ, như máy 525, 528 và máy chạy rà cặp bánh răng côn cong có thể gia công bánh răng có đường kính ngoài lớn nhất đến 800 mm.
- Cặp bánh răng hành tinh và bánh răng vi sai Đây là các bánh răng dạng bánh răng côn thẳng, kết cấu không phức tạp, hoàn toàn có khả năng chế tạo được tại các nhà máy cơ khí vừa và nhỏ.
- Qua khảo sát có thể đánh giá một số công ty sản xuất và chế tạo bánh răng tại Việt Nam như sau.
- Công ty TNHH MTV phụ tùng máy số 1 (FUTU1), Thị xã Sông Công, Thái Nguyên: Đáp ứng nhu cầu về phụ tùng trong những năm tháng chiến tranh chống đế quốc Mỹ, theo quyết định số 72/KP2 của Bộ Công Nghiệp nặng, ngày phân xưởng được nâng cấp thành Nhà máy phụ tùng ôtô số 1.
- Năm 1975, Nhà máy được chuyển về khu công nghiệp Gò Đầm, này thuộc thị xã Sông Công tỉnh Thái Nguyên.
- Do đó, sản lượng sản phẩm từ khâu tạo phôi đúc, phôi rèn, đến gia công cơ khí nhiệt luyện, kiểm định chất lượng, bao gói sản phẩm.
- Nhờ mạnh dạn đầu tư hàng trăm tỷ đồng vào trang bị các dây chuyền, thiết bị hiện đại cho sản xuất.
- Công ty có khả năng gia công hoàn thiện nhiều loại sản phẩm khác nhau, đáp ứng nhu cầu ngày càng đa dạng của thị trường, đem lại sự tăng trưởng liên tục và ổn định.
- Có lợi nhuận, Công ty đầu tư lại thiết bị cho sản xuất, không ngừng nâng cao năng lực và sự phát triển của mình.
- Ngoài ra còn có một số công ty khác cũng có khả năng chế tạo các bánh răng côn thẳng với chất lượng cao, gồm.
- Công ty TNHH MTV Máy kéo và máy nông nghiệp.
- Công ty cổ phần cơ khí Cổ loa.
- Trung tâm cơ khí chính xác, Trường đại học Bách Khoa Hà Nội.
- Các cơ sở trên đều có khả năng gia công được các loại bánh răng bán trục và bánh răng vi sai trong cụm cầu sau ôtô tải thông dụng.
- Khó khăn khi chế tạo dạng chi tiết này là phải tạo được phôi đạt yêu cầu về tổ chức kim loại để có thể chịu lực động lớn khi xe vận hành.
- Các chi tiết này thường được rèn trên các máy rèn lớn sau đó gia công chính xác và nhiệt luyện.
- Nếu được trang bị các loại máy rèn cỡ lớn thì các nhà máy cơ khí trong nước đủ sức gia công được các loại trục láp này.
- Bên cạnh đó việc gia công chi tiết này cũng yêu cầu phải trang bị các máy gia công cơ khí cỡ lớn với các đồ gá chuyên dụng, có độ chính xác cao.
- Với một số các chi tiết đúc khác trong cụm cầu sau ôtô tải thông dụng thì hoàn toàn có khả năng chế tạo trong nước.
- Một số công ty cơ khí có khả năng đúc các chi tiết ôtô như.
- Công ty đúc số 1, 220 Bình Thới, phường 14, Quận 11, TP HCM.
- Công ty liên doanh đúc - cơ khí VIDPOL, km 22 đường 10, Xã An Hồng, An Dương, Hải Phòng.
- Công ty HHCN Đúc Chính xác Việt Nam, Khu công nghiệp Đồng Nai.
- 15 - Công ty đúc Phú Đăng, Dong Thach Commune, Hoc Mon Dist.
- Công ty đúc luyện kim Nam Hà, 57, Lam, Ý Yên, Nam Định.
- Xí nghiệp Cơ khí đúc Thái Nguyên, 241 Phan Đình Phùng, TP Thái Nguyên.
- Công ty TNHH cơ khí đúc Thành Công, Xã Yên Xá, Huyện ý Yên, Nam Định.
- Công ty TNHH cơ khí Việt Nhật, Đường Quan Toan, Hồng Bàng, Hải Phòng.
- Công ty Gang thép Thái Nguyên, Quốc lộ 3, Cẩm Gia, Thái Nguyên.
- Hiện các công ty trên được đầu tư rất nhiều về các trang thiết bị phục vụ cho ngành đúc và hoàn toàn có khả năng đúc được các chi tiết linh kiện của ngành ôtô.
- Ổ bi Đây là các chi tiết tiêu chuẩn, trong nước cũng đã có nhiều nhà máy chế tạo vòng bi nhưng chủ yếu cho các máy nông nghiệp, máy công nghiệp không yêu cầu độ bền và độ chính xác cao.
- Đối với vòng bi ôtô hiện chúng ta chủ yếu đang nhập khẩu từ nước ngoài từ các công ty phân phối của các nhà sản xuất từ nhiều nước như Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc, Mỹ, Đức… Hiện nay có công ty Cổ phần cơ khí Phổ Yên đầu tư công nghệ chế tạo vòng bi hầu hết tập trung cho sản phẩm xe máy chịu tải trọng nhỏ.
- Nhìn chung hiện tại chúng ta hoàn toàn có thể nội địa hóa cụm cầu sau xe tải 3 tấn tới 60-70%.
- Trong tương lai, với bước đi thích hợp chúng ta hoàn toàn có khả năng nội địa hóa hoàn toàn cụm cầu sau xe ôtô tải thông dụng cũng như sác cụm chi tiết khác trên ôtô có chất lượng tương đương sản phẩm cùng loại trước tiên ngang bằng với Trung Quốc, dần làm chủ được công nghệ và phát triển cao hơn

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt