Thiết Kế và Tính Toán Ô Tô Kéo Sơ Mi Rơ Moóc Chở Xe Máy Chuyên Dùng

Thiết kế ô tô kéo sơ mi rơ moóc chở xe máy chuyên dùng là một lĩnh vực quan trọng trong ngành cơ khí ô tô. 67 trang · Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải · 2023.

• Tác giả: Huỳnh Quốc Trung
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Thành Đô
• Trường học: Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải
• Chuyên ngành: Cơ Khí Ô Tô
• Đề tài: Thiết Kế Ô Tô Kéo Sơ Mi Rơ Moóc Chở Xe Máy Chuyên Dùng
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ SƠ MI RƠ MOÓC, ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
• 1.1. Sơ lược về sơ mi rơ moóc
• 1.2. Tiêu chuẩn của Việt Nam đối với sơ mi rơ moóc
• 1.3. Đề xuất phương án thiết kế
• 1.4. Phân tích lựa chọn phương án thiết kế
• 1.5. Chọn các cụm tổng thành
• 1.6. Chọn dự kiến đầu kéo
• 2. CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ Ô TÔ KÉO SƠ MI RƠ MOÓC
• 2.1. Xác định phân bố tải trọng lên sơ mi rơ moóc
• 2.2. Xác định tọa độ trọng tâm của đoàn xe
• 2.3. Xác định tọa độ trọng tâm của đầu kéo
• 2.4. Xác định trọng tâm của sơ mi rơ moóc
• 2.5. Tính toán ổn định dọc của đoàn xe
• 2.6. Trường hợp xe quay đầu lên dốc
• 2.7. Trường hợp xe quay đầu xuống dốc
• 2.8. Tính ổn định ngang của đoàn xe
• 2.9. Tính động học quay vòng của đoàn xe
• 2.10. Tính toán động lực học của đoàn xe
• 2.11. Xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ
• 2.12. Xác định nhân tố động lực học D
• 2.13. Đánh giá khả năng tăng tốc khi ô tô đầy tải
• 3. CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG KẾT CẤU HỆ THỐNG SMRM CHỞ XE MÁY CHUYÊN DÙNG, PHÂN TÍCH KẾT CẤU KHUNG CHỊU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC TẢI TRỌNG, QUY TRÌNH LẮP SƠ MI RƠ MOÓC
• 3.1. Mô phỏng kết cấu hệ thống SMRM
• 3.2. Kiểm tra tính bền cho khung SMRM
• 3.3. Xác định ứng suất uốn cho phép
• 3.4. Xác định các lực tác dụng lên dầm dọc
• 3.5. Xác định lực tác dụng lên vệt để xe lên xuống
• 3.6. Tính bền của chốt kéo
• 3.7. Kiểm tra bền của dầm ngang của SMRM
• 3.8. Kiểm nghiệm bền với các chi tiết khác
• 3.9. Thiết kế hệ thống phanh
• 3.10. Quy trình lắp sơ mi rơ moóc
• 3.11. Quy trình công nghệ
• 3.12. Quy trình gia công chế tạo cụm vệt lên xuống
• 3.13. Hướng dẫn sử dụng xe sau cải tạo
• Tài liệu tham khảo

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Thiết Kế Ô Tô Kéo Sơ Mi Rơ Moóc Chở Xe Máy

Thiết kế ô tô kéo sơ mi rơ moóc chở xe máy chuyên dùng là một lĩnh vực quan trọng trong ngành cơ khí ô tô. Sơ mi rơ moóc (SMRM) được sử dụng rộng rãi để vận chuyển xe máy và các hàng hóa khác. Việc thiết kế này không chỉ đảm bảo tính năng vận chuyển mà còn phải tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn giao thông. Để đạt được hiệu quả cao trong thiết kế, cần xem xét các yếu tố như tải trọng, kích thước và độ bền của các bộ phận cấu thành.

1.1. Ứng Dụng Của Sơ Mi Rơ Moóc Trong Vận Tải

Sơ mi rơ moóc được thiết kế để vận chuyển các loại hàng hóa nặng và cồng kềnh. Chúng giúp tối ưu hóa không gian và giảm thiểu chi phí vận chuyển. Đặc biệt, SMRM chở xe máy chuyên dùng có thể vận chuyển nhiều xe cùng lúc, tiết kiệm thời gian và công sức.

1.2. Tiêu Chuẩn Thiết Kế Ô Tô Kéo Tại Việt Nam

Các tiêu chuẩn thiết kế ô tô kéo sơ mi rơ moóc tại Việt Nam được quy định bởi QCVN 11:2015/BGTVT. Những tiêu chuẩn này đảm bảo an toàn cho người sử dụng và các phương tiện tham gia giao thông. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn này là rất quan trọng trong quá trình thiết kế và sản xuất.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Thiết Kế Ô Tô Kéo Sơ Mi Rơ Moóc

Thiết kế ô tô kéo sơ mi rơ moóc chở xe máy chuyên dùng đối mặt với nhiều thách thức. Một trong những vấn đề lớn nhất là đảm bảo độ bền và an toàn khi vận chuyển hàng hóa nặng. Ngoài ra, việc tối ưu hóa kích thước và trọng lượng của SMRM cũng là một thách thức không nhỏ. Các yếu tố như tải trọng, độ ổn định và khả năng điều khiển cũng cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Độ Bền Của Các Bộ Phận Cấu Thành

Độ bền của các bộ phận như khung, trục và hệ thống treo là rất quan trọng. Các bộ phận này phải được thiết kế để chịu được tải trọng lớn mà không bị hư hỏng. Việc lựa chọn vật liệu phù hợp và quy trình sản xuất chính xác sẽ giúp tăng cường độ bền cho SMRM.

2.2. An Toàn Khi Vận Chuyển Hàng Hóa

An toàn khi vận chuyển hàng hóa là một yếu tố quan trọng trong thiết kế ô tô kéo. Cần phải đảm bảo rằng các bộ phận như hệ thống phanh và hệ thống treo hoạt động hiệu quả để tránh tai nạn. Việc kiểm tra định kỳ và bảo trì cũng là cần thiết để đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

III. Phương Pháp Thiết Kế Ô Tô Kéo Sơ Mi Rơ Moóc Chở Xe Máy

Phương pháp thiết kế ô tô kéo sơ mi rơ moóc chở xe máy chuyên dùng bao gồm nhiều bước quan trọng. Đầu tiên, cần xác định các yêu cầu kỹ thuật và tiêu chuẩn an toàn. Sau đó, tiến hành tính toán tải trọng và phân bố trọng lượng. Cuối cùng, thiết kế các bộ phận cấu thành và kiểm tra tính khả thi của thiết kế.

3.1. Tính Toán Tải Trọng Và Phân Bố Trọng Lượng

Tính toán tải trọng là bước đầu tiên trong thiết kế. Cần xác định trọng lượng của hàng hóa và tự trọng của SMRM. Việc phân bố trọng lượng hợp lý sẽ giúp tăng cường độ ổn định và an toàn khi vận chuyển.

3.2. Thiết Kế Các Bộ Phận Cấu Thành

Thiết kế các bộ phận như khung, trục và hệ thống phanh cần phải tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật. Các bộ phận này phải được thiết kế sao cho có thể chịu được tải trọng lớn và đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Thiết Kế Ô Tô Kéo Sơ Mi Rơ Moóc

Thiết kế ô tô kéo sơ mi rơ moóc chở xe máy chuyên dùng đã được ứng dụng rộng rãi trong thực tiễn. Các phương tiện này không chỉ giúp tối ưu hóa quá trình vận chuyển mà còn nâng cao hiệu quả kinh tế. Việc sử dụng SMRM trong vận tải hàng hóa đã chứng minh được tính hiệu quả và độ tin cậy cao.

4.1. Hiệu Quả Kinh Tế Trong Vận Tải

Việc sử dụng ô tô kéo sơ mi rơ moóc giúp giảm chi phí vận chuyển hàng hóa. SMRM có khả năng chở nhiều xe máy cùng lúc, từ đó tiết kiệm thời gian và công sức cho các doanh nghiệp vận tải.

4.2. Tính Đáng Tin Cậy Của SMRM

SMRM được thiết kế với độ bền cao và khả năng chịu tải tốt. Điều này giúp tăng cường tính đáng tin cậy trong quá trình vận chuyển. Các doanh nghiệp có thể yên tâm khi sử dụng SMRM để vận chuyển hàng hóa.

V. Kết Luận Về Thiết Kế Ô Tô Kéo Sơ Mi Rơ Moóc Chở Xe Máy

Thiết kế ô tô kéo sơ mi rơ moóc chở xe máy chuyên dùng là một lĩnh vực quan trọng trong ngành cơ khí ô tô. Việc đảm bảo an toàn, độ bền và hiệu quả kinh tế là những yếu tố cần thiết trong quá trình thiết kế. Tương lai của thiết kế SMRM hứa hẹn sẽ có nhiều cải tiến và phát triển mới, đáp ứng nhu cầu vận tải ngày càng cao.

5.1. Xu Hướng Phát Triển Trong Thiết Kế SMRM

Xu hướng phát triển trong thiết kế SMRM sẽ tập trung vào việc cải tiến công nghệ và vật liệu. Các nhà sản xuất sẽ tìm kiếm các giải pháp mới để nâng cao hiệu quả và độ bền của SMRM.

5.2. Tương Lai Của Ngành Vận Tải

Ngành vận tải sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ với sự gia tăng nhu cầu vận chuyển hàng hóa. Thiết kế ô tô kéo sơ mi rơ moóc sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu này, đồng thời đảm bảo an toàn và hiệu quả.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong hệ thống vận tải đường bộ tại Việt Nam, nhu cầu trung chuyển máy móc xây dựng và các dòng xe máy chuyên dùng từ các cảng biển, cơ sở chế tạo đến các công trình thi công đóng vai trò thiết yếu đối với tiến trình phát triển hạ tầng và công nghiệp hóa. Các loại phương tiện cơ giới chuyên dùng phục vụ thi công cơ giới, điển hình như máy đào và máy xúc, thường có kích thước cồng kềnh, chiều cao lớn và khối lượng bản thân rất nặng. Việc sử dụng ô tô tải thông thường để chuyên chở gặp nhiều hạn chế về tải trọng cầu trục, chiều cao an toàn và tính ổn định động lực học. Do đó, phương án tổ chức vận chuyển bằng đoàn xe gồm ô tô đầu kéo kết hợp sơ mi rơ moóc (SMRM) sàn thấp chuyên dùng là giải pháp kỹ thuật tối ưu nhằm hạ thấp trọng tâm, nâng cao tính ổn định dọc và ổn định ngang trong suốt quá trình lưu thông.

Đề tài tốt nghiệp "Thiết kế, tính toán ô tô kéo sơ mi rơ moóc chở xe máy chuyên dùng" của sinh viên Huỳnh Quốc Trung (Khoa Cơ khí, Bộ môn Cơ khí Ô tô, Trường Đại học Giao thông Vận tải – Phân hiệu tại TP. Hồ Chí Minh, năm 2023) tập trung giải quyết bài toán thiết kế kết cấu cơ khí và tính toán động lực học cho đoàn phương tiện chuyên chở loại hàng hóa đặc thù này.

Mục tiêu và các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể trong đề tài bao gồm:

1. Tổng quan về sơ mi rơ moóc, khảo sát các tiêu chuẩn kỹ thuật đường bộ hiện hành tại Việt Nam; đề xuất phương án thiết kế tổng thể SMRM sàn thấp chở xe máy chuyên dùng; lựa chọn cấu hình các cụm tổng thành và lựa chọn ô tô đầu kéo phù hợp.
2. Tính toán phân bố tải trọng tĩnh, xác định tọa độ trọng tâm của đầu kéo và SMRM; đánh giá tính ổn định dọc (chống trượt khi lên và xuống dốc), tính ổn định ngang (chống lật đổ khi quay vòng); tính toán động học quay vòng và xác định hành lang quay vòng của đoàn xe.
3. Tính toán động lực học đoàn xe: xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ đầu kéo, thiết lập phương trình cân bằng lực kéo, xác định nhân tố động lực học $D$, kiểm tra khả năng vượt dốc theo điều kiện bám và đánh giá chỉ tiêu tăng tốc khi ô tô đầy tải.
4. Mô phỏng hình học 3D kết cấu hệ thống SMRM bằng phần mềm Solidworks; kiểm tra bền dầm dọc, dầm ngang, chốt kéo và cụm vệt lên xuống chịu tác dụng của các chế độ tải trọng tĩnh và tải trọng động; thiết kế hệ thống dẫn động phanh khí nén; lập quy trình công nghệ chế tạo, quy trình lắp ráp và hướng dẫn vận hành an toàn.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Đoàn xe chuyên dùng bao gồm ô tô đầu kéo Hino 700 SH1845 phối bộ cùng sơ mi rơ moóc 3 trục sàn thấp chuyên chở máy đào Komatsu PC 150-8 có tải trọng 15.000 kg.
• Phạm vi nghiên cứu: Giới hạn trong phạm vi tính toán thiết kế mới kết cấu khung sàn SMRM chế tạo trong nước kết hợp các cụm tổng thành nhập khẩu (cụm trục YORK 10 tấn, hệ thống treo YTE 75/90, lốp DRC 11.00R20, chốt kéo JOST 2", chân chống CL25TA); kiểm nghiệm độ bền theo trạng thái ứng suất uốn cho phép và đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật theo các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia của Bộ Giao thông Vận tải.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của đề tài dựa trên nguyên lý cơ học lý thuyết, lý thuyết ô tô và sức bền vật liệu ứng dụng trong kỹ thuật cơ khí giao thông:

• Lý thuyết phân bố tải trọng và tọa độ trọng tâm: Thiết lập hệ phương trình cân bằng mô-men tĩnh đối với các điểm tựa (chốt kéo, tâm cụm trục bánh xe) ở trạng thái không tải và đầy tải để xác định phản lực pháp tuyến mặt đường và tọa độ trọng tâm ba chiều $(x, y, z)$.
• Lý thuyết ổn định và động học quay vòng đoàn xe: Xác định góc dốc giới hạn chống trượt $\alpha_t$ dựa trên hệ số bám dọc $\varphi_x$; xác định góc nghiêng giới hạn chống lật ngang $\beta$ và vận tốc giới hạn nguy hiểm $V_{gh}$ khi chịu tác dụng của lực quán tính ly tâm; phân tích hình học tâm quay vòng tức thời của đầu kéo và SMRM để xác định bán kính quay vòng trong ($R_{R1}$) và bán kính quay vòng ngoài ($R_{R2}$).
• Lý thuyết động lực học kéo và tăng tốc: Ứng dụng mô hình toán học đường đặc tính ngoài của động cơ Diesel phun trực tiếp để xác định mô-men xoắn $M_e$ và công suất $N_e$ theo số vòng quay trục khuỷu; thiết lập phương trình cân bằng lực kéo $P_k = P_{\psi} + P_w + P_j$; xác định nhân tố động lực học $D = (P_k - P_w)/G$; tính toán gia tốc $j$ có kể đến hệ số khối lượng quán tính quay $\delta_i$, thời gian chuyển số $t_c$ và độ giảm vận tốc khi sang số $\Delta v_c$.
• Lý thuyết tính toán sức bền kết cấu dầm: Ứng suất uốn cho phép $[\sigma_u]{cp} = \sigma{ch} / (n \cdot k_d)$, trong đó $\sigma_{ch}$ là giới hạn chảy của thép, $n$ là hệ số an toàn và $k_d$ là hệ số tải trọng động; sơ đồ hóa dầm dọc khung xe thành hệ thanh chịu uốn phẳng và xác định ứng suất cực đại $\sigma_{max} = (M_{max} / J_x) \cdot y_{max}$.

Văn bản pháp luật và quy chuẩn kỹ thuật áp dụng:

• QCVN 11:2015/BGTVT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường đối với ô tô rơ moóc và sơ mi rơ moóc.
• QCVN 09:2011/BGTVT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường đối với xe ô tô.
• TCVN: Các tiêu chuẩn quốc gia về kích thước giới hạn, hệ thống rào chắn bảo vệ cản hông và an toàn kỹ thuật phương tiện cơ giới đường bộ.

Phương pháp nghiên cứu:

• Phương pháp tính toán giải tích: Sử dụng các công thức giải tích cơ học để giải hệ phương trình cân bằng tĩnh định, cân bằng động lực học và tích phân vi phân chuyển động tăng tốc của xe.
• Phương pháp mô hình hóa 3D: Sử dụng phần mềm thiết kế cơ khí Solidworks để dựng hình chi tiết kết cấu khung chassis, dầm I, vệt lên xuống, cơ cấu bản lề, chân chống và bố trí tổng thể đoàn xe.
• Phương pháp đồ thị và số trị: Lập bảng số liệu theo từng tay số (16 cấp số) và xây dựng đồ thị đường đặc tính ngoài động cơ, đồ thị cân bằng lực kéo, đồ thị nhân tố động lực học $D(v)$, đồ thị thời gian và quãng đường tăng tốc $t(v), S(v)$.

Nguồn dữ liệu sử dụng:

• Thông số kỹ thuật của xe máy chuyên dùng (máy đào PC 150-8).
• Catalog và tài liệu kỹ thuật xe đầu kéo Hino 700 SH1845.
• Thông số các cụm chi tiết nhập ngoại thương mại: trục YORK 10 tấn, hệ thống treo YTE 75/90, ắc kéo JOST 2", chân chống CL25TA, lốp DRC 11.00R20, bơm nguồn thủy lực DC 24V - 2,2 kW.

Thiết kế và triển khai

Cấu trúc đoàn xe kéo sơ mi rơ moóc chở xe máy chuyên dùng được thiết kế theo cấu hình phối bộ đồng bộ giữa ô tô đầu kéo 2 cầu chủ động và SMRM sàn thấp 3 trục:

Hạng mục / Cụm tổng thành	Thông số kỹ thuật thiết kế	Nguồn gốc / Phương án công nghệ
Ô tô đầu kéo cơ sở	Hino 700 SH1845 (DxRxC: 5.685 x 2.470 x 3.015 mm)	Xe cơ sở thương mại Hino Motors
Động cơ đầu kéo	Hino E13C-BL Diesel turbo, OHC, 6 xi lanh, 12,913 L	Công suất cực đại 331 kW, mô-men 2.157 Nm
Hộp số đầu kéo	Model ZF TraXon (ZF16TX2441TO), 16 số tiến (AMT)	Tỷ số truyền từ $i_{h1} = 14,682$ đến $i_{h16} = 0,821$
Khung dầm chính SMRM	Thép hình I300 x 150 x 6,5 x 9 mm	Thép kết cấu SS400 chế tạo trong nước
Ắt kéo (Kingpin)	JOST, đường kính 2 inch	Nhập khẩu đồng bộ
Cụm 3 trục sau	YORK, tải trọng cho phép 10 tấn/cầu, tang trống 420x180 mm	Nhập khẩu đồng bộ
Hệ thống treo SMRM	Kiểu liên động thăng bằng dạng nhíp (YTE 75/90)	Nhập khẩu đồng bộ
Cụm bánh xe và lốp	12 lốp DRC cỡ 11.00R20 (16 PR, tải max 3.460 kG/lốp)	Sản xuất trong nước (DRC)
Chân chống SMRM	Model CL25TA (tải tĩnh 80 tấn, tải nâng 25 tấn)	Nhập khẩu thương mại
Cụm vệt lên xuống	Kích thước 1.768 x 1.006 x 200 mm, thép hình I200	Gia công hàn cắt cơ khí, gập bằng bản lề
Hệ thống dẫn động vệt	Trạm nguồn thủy lực DC 24V - 2,2 kW, bơm 2,7 cc/v, p = 150 bar	Lắp ráp hoàn chỉnh
Hệ thống phanh SMRM	Phanh khí nén 2 đường (01 bình khí, van RE 6, 06 bầu phanh T30)	Tang trống các trục + phanh khí xả cuppo
Hệ thống rào cản hông	Thép C25, mép dưới $\le 500$ mm, mép trên $\ge 700$ mm	Gia công hàn trực tiếp vào sàn xe

Quy trình công nghệ và lắp ráp SMRM bao gồm các bước chế tạo phôi dầm thép, hàn gá tổ hợp khung dầm chính I300, định vị ắc kéo JOST 2", lắp ráp cụm chân chống CL25TA, lắp cụm giá đỡ và bộ treo thăng bằng 3 trục YORK, định vị cụm 3 cầu và hệ thống bánh xe. Sau đó, tiến hành lắp ráp cụm vệt lên xuống kèm cơ cấu bản lề, kết nối xi lanh và trạm nguồn bơm thủy lực 24V, thi công mạng đường ống dẫn động phanh khí nén 2 đường kết nối van điều khiển RE 6 và 6 bầu phanh T30, hoàn thiện hệ thống rào cản hông thép C25 và hệ thống dây điện tín hiệu 24V đồng bộ.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng Quan Về Sơ Mi Rơ Moóc, Đề Xuất Phương Án Thiết Kế

Chương 1 trình bày tổng quan về công dụng, phân loại và các yêu cầu kỹ thuật đối với sơ mi rơ moóc theo tiêu chuẩn giao thông đường bộ Việt Nam. Tác giả phân loại SMRM theo số trục (1, 2 và 3 cầu), theo kết cấu khung sàn (loại khung xương chuyên chở container và loại khung có sàn chở hàng rời/hàng chuyên dùng) và theo số tầng sàn.

Các phân tích và đề xuất phương án thiết kế chính trong chương bao gồm:

• Xác định yêu cầu chuyên chở: SMRM được thiết kế để vận chuyển máy đào bánh xích Komatsu PC 150-8 có kích thước dài x rộng x cao là $7.762 \times 2.510 \times 2.825$ mm, tầm vươn tay cần chính 4,6 m, tay đào 2.491 mm và trọng lượng toàn bộ là 15.000 kg.
• Đề xuất kích thước bao cơ bản của SMRM: Chiều dài toàn bộ 11.300 mm, chiều rộng 2.500 mm, chiều cao sàn 1.671 mm, khoảng sáng gầm 218 mm, vết bánh xe SMRM 1.868 mm và chiều dài cơ sở thiết kế 6.593 mm.
• Phân tích và lựa chọn cụm tổng thành: Chọn cụm 3 trục chịu tải YORK (10 tấn/cầu, khoảng cách giữa 2 trục liên tiếp 1.310 mm, tang trống $420 \times 180$ mm); hệ thống treo thăng bằng liên động nhíp lá YTE 75/90; 12 lốp DRC cỡ 11.00R20; cụm chân chống đỡ CL25TA có sức nâng 25 tấn và chịu tải tĩnh 80 tấn; trạm nguồn bơm thủy lực 24V công suất 2,2 kW (bơm bánh răng 2,7 cc/vòng, bình dầu 10 lít, áp suất làm việc 150 bar) để đóng mở cụm vệt lên xuống chế tạo bằng thép I200; hệ thống phanh chính khí nén trang bị van hơi RE 6 và 6 bầu phanh T30 kết hợp phanh khí xả động cơ (cuppo) cài đặt kích hoạt ở dải vận tốc trên 20 km/h; rào chắn cản hông làm bằng thép C25.
• Lựa chọn ô tô đầu kéo: Chọn xe đầu kéo Hino 700 SH1845 có khối lượng bản thân không tải 6.811 kg (phân bố cầu trước 4.956 kg, cầu sau 1.855 kg), sức kéo cho phép kéo theo 26.000 kg, trang bị động cơ Diesel Turbo Hino E13C-BL công suất 331 kW tại 1.500–1.800 vg/ph, mô-men xoắn 2.157 Nm tại 1.000–1.400 vg/ph, hộp số tự động hóa AMT ZF TraXon 16 cấp và hệ thống phanh khí nén điều khiển điện tử EBS.
• Xác định thông số kỹ thuật phối bộ của toàn bộ đoàn xe: Chiều dài tổng thể $15.200 \times 2.500 \times 3.922$ mm; tổng khối lượng toàn bộ khi chở tải và có kíp lái (2 người $\times 65$ kg = 130 kg) là 27.611 kg.

Chương 2: Tính Toán Thiết Kế Ô Tô Kéo Sơ Mi Rơ Moóc

Chương 2 thực hiện toàn bộ các tính toán động học, tĩnh học và động lực học của đoàn xe kéo SMRM khi vận hành trên đường:

• Phân bố tải trọng tĩnh: Tải trọng phân bố của hàng hóa máy đào $q_k = (15.000 \times 9,81) / 4 = 36.787,5$ N/m; tải trọng bản thân khung SMRM phân bố đều $q_r = (5.700 \times 9,81) / 11 = 5.083$ N/m. Tải trọng tác dụng lên mỗi trục bánh xe của cụm 3 trục SMRM là bằng nhau do sử dụng cơ cấu treo thăng bằng cân bằng lực: $Z_1 = Z_2 = Z_3 = Z = 30.388,84$ N. Tổng tải trọng tác dụng lên cả cụm 3 trục SMRM là $Z_{tr} = 3 \times 30.388,84 = 91.166,52$ N.
• Xác định tọa độ trọng tâm:
  • Tọa độ trọng tâm dọc của đầu kéo ở trạng thái không tải: $a = 986,64$ mm (cách cầu trước), $b = 2.463,36$ mm (cách cầu sau).
  • Tọa độ trọng tâm dọc của đầu kéo ở trạng thái đầy tải: $a = 1.166,95$ mm, $b = 2.283,05$ mm.
  • Chiều cao trọng tâm đầu kéo không tải $h_{0đk} = 0,8 \times 1.845 / 2 \approx 0,738$ m; chiều cao trọng tâm máy múc $h_{gmmuc} = 989$ mm.
• Tính toán ổn định dọc của đoàn xe: Đánh giá điều kiện xe đứng yên không bị trượt dọc theo hệ số bám $\tan \alpha_t = \varphi_x$. Kết quả xác định góc dốc giới hạn xe không bị trượt khi đứng yên quay đầu lên dốc và xuống dốc:
  • Trên mặt đường nhựa khô ($\varphi_x = 0,8$): góc dốc giới hạn $\alpha_t = \alpha'_t = 38^\circ 39'$.
  • Trên mặt đường nhựa ướt ($\varphi_x = 0,35$): góc dốc giới hạn $\alpha_t = \alpha'_t = 19^\circ 17'$.
• Tính toán ổn định ngang và động học quay vòng: Xác định góc quay cực đại bánh xe dẫn hướng phía trong $\gamma_t = 19^\circ$ và phía ngoài $\gamma_n = 16^\circ 15'$. Hành lang quay vòng của đoàn xe xác định với tâm quay vòng tức thời nằm ngoài đường tròn cơ sở: bán kính quay vòng phía trong $R_{R1} = 7.208$ mm (7,21 m), bán kính quay vòng phía ngoài $R_{R2} = 9.708$ mm (9,71 m), hoàn toàn đáp ứng yêu cầu của QCVN 11:2015/BGTVT.
• Tính toán động lực học kéo và khả năng tăng tốc:
  • Xây dựng bảng giá trị công suất, mô-men xoắn theo số vòng quay trục khuỷu từ 1.000 đến 2.200 vg/ph và thiết lập đồ thị đường đặc tính ngoài của động cơ.
  • Lập bảng giá trị lực kéo tiếp tuyến $P_k$ cho 16 cấp số truyền của hộp số ZF TraXon (tỷ số truyền cầu chủ động $i_0 = 3,727$, hiệu suất truyền lực $\eta_{tl} = 0,89$, bán kính lăn bánh xe $R_{bx} = 0,52$ m).
  • Xác định nhân tố động lực học $D$ và đồ thị $D(v)$: Ở đường bằng phẳng có hệ số cản lăn $f = 0,015$, vận tốc chuyển động lớn nhất của đoàn xe đạt $V_{max} = 39,26$ m/s ($\approx 141,3$ km/h).
  • Khả năng vượt dốc lớn nhất theo điều kiện bám đạt $i_{max} = 21,72%$ (với hệ số bám $\varphi = 0,75$ và hệ số sử dụng trọng lượng bám $m_\varphi = 1,2$).
  • Đánh giá khả năng tăng tốc khi đầy tải: Thời gian tăng tốc của đoàn xe từ $0$ đến $200$ m là $t = 22$ giây, thỏa mãn điều kiện quy chuẩn QCVN 09:2011/BGTVT ($t < 20 + 0,4 \times 10,21 = 24,1$ giây).

Chương 3: Mô Phỏng Kết Cấu Hệ Thống SMRM Chở Xe Máy Chuyên Dùng, Phân Tích Kết Cấu Khung Chịu Ảnh Hưởng Của Các Tải Trọng, Quy Trình Lắp Sơ Mi Rơ Moóc

Chương 3 tập trung vào công tác mô phỏng 3D, tính toán kiểm nghiệm bền các cụm chi tiết chịu lực chính và thiết lập quy trình công nghệ chế tạo:

• Mô phỏng 3D hệ thống SMRM: Xây dựng mô hình không gian hoàn chỉnh trên phần mềm Solidworks cho toàn bộ kết cấu khung dầm, sàn xe, cụm 3 trục, hệ thống treo, chân chống, rào cản hông và cơ cấu vệt lên xuống gập mở.
• Kiểm nghiệm bền dầm dọc khung xe:
  • Vật liệu chế tạo dầm dọc là thép hình SS400 có giới hạn chảy $\sigma_{ch} = 4.500$ $\text{kG/cm}^2$. Với hệ số an toàn $n = 2,5$ và hệ số tải trọng động $k_d = 2,5$, ứng suất uốn cho phép được xác định: $[\sigma_u]_{cp} = 4.500 / (2,5 \times 2,5) = 720$ $\text{kG/cm}^2$.
  • Mô hình hóa dầm dọc chịu tải trọng phân bố $q/2$ và các phản lực gối đỡ nhíp $Z'_1 = Z'_4 = 15.194,42$ N, $Z'_2 = Z'_3 = 30.388,84$ N.
  • Từ biểu đồ nội lực cắt $Q_y$ và mô-men uốn $M_x$, xác định mô-men uốn lớn nhất phát sinh tại mặt cắt nguy hiểm F-F là $M_{max} = 43,45$ kN.m ($4.345.000$ N.cm).
  • Với tiết diện dầm I300 x 150 x 6,5 x 9 mm có mô-men quán tính trục $J_x = 7.210$ $\text{cm}^4$ và khoảng cách mép ngoài $y_{max} = 15$ cm, ứng suất uốn lớn nhất tính được: $\sigma_{max} = (4.345.000 / 7.210) \times 15 = 460,89$ $\text{kG/cm}^2$. Vì $\sigma_{max} = 460,89$ $\text{kG/cm}^2 < [\sigma_u]_{cp} = 720$ $\text{kG/cm}^2$, dầm dọc đảm bảo hoàn toàn độ bền làm việc.
• Kiểm nghiệm bền cụm vệt để xe lên xuống:
  • Vật liệu chế tạo vệt là thép hình I200 có giới hạn chảy $\sigma_{ch} = 4.500$ $\text{kG/cm}^2$, ứng suất uốn cho phép $[\sigma_u]{cp} = 720$ $\text{kG/cm}^2$, mô-men quán tính tiết diện $J_x = 1.810$ $\text{cm}^4$, $y{max} = 10$ cm.
  • Trường hợp 1 (chịu tải trọng tập trung $P/2 = 7.500$ N): Mô-men uốn lớn nhất tại mặt cắt nguy hiểm B-B là $M_{max} = 3,187$ kN.m, ứng suất sinh ra $\sigma_{max} = (318.700 / 1.810) \times 10 = 59,84$ $\text{kG/cm}^2 < 720$ $\text{kG/cm}^2$.
  • Trường hợp 2 (chịu tải trọng phân bố khi xe di chuyển qua): Mô-men uốn lớn nhất phát sinh tại mặt cắt B-B là $M_{max} = 13,763$ kN.m, kết cấu đảm bảo độ bền uốn theo điều kiện cho phép.
• Tính toán kiểm nghiệm các chi tiết khác: Phân tích lực tác dụng và kiểm tra độ bền chốt kéo JOST 2", dầm ngang của khung sàn và cụm chân chống đỡ CL25TA.
• Quy trình công nghệ và lắp ráp: Lập sơ đồ dẫn động hệ thống phanh khí nén, quy trình gia công hàn tổ hợp dầm vệt lên xuống, các bước định vị lắp đặt cụm trục, hệ thống treo, hệ thống điện tín hiệu và hướng dẫn quy trình vận hành, bảo dưỡng phương tiện sau cải tạo.

Kết quả và đóng góp

Các kết quả định lượng cụ thể thu được từ quá trình tính toán thiết kế của đồ án:

Thông số / Chỉ tiêu kỹ thuật	Giá trị tính toán	Giới hạn quy chuẩn / Điều kiện an toàn	Đánh giá kỹ thuật
Khối lượng hàng hóa chuyên chở	15.000 kg (Máy đào PC 150-8)	Tải trọng thiết kế SMRM 15.000 kg	Đáp ứng đúng yêu cầu thiết kế
Tổng tải trọng toàn bộ đoàn xe	27.611 kg (gồm kíp lái 2 người)	Sức kéo cho phép đầu kéo 26.000 kg kéo theo	Phù hợp năng lực kéo của Hino SH1845
Bán kính quay vòng ngoài ($R_{R2}$)	9,708 m ($9.708$ mm)	Nằm trong hành lang QCVN 11:2015/BGTVT	Đảm bảo tính cơ động quay vòng
Bán kính quay vòng trong ($R_{R1}$)	7,208 m ($7.208$ mm)	Quy chuẩn bán kính vết quay	Không bị trượt lết bánh xe
Góc dốc giới hạn chống trượt (đường khô)	$\alpha_t = 38^\circ 39'$	Hệ số bám dọc $\varphi_x = 0,8$	Đảm bảo ổn định dọc tĩnh
Góc dốc giới hạn chống trượt (đường ướt)	$\alpha_t = 19^\circ 17'$	Hệ số bám dọc $\varphi_x = 0,35$	Đảm bảo ổn định dọc khi phanh
Khả năng vượt dốc lớn nhất ($i_{max}$)	21,72%	Điều kiện bám ($\varphi = 0,75, m_\varphi = 1,2$)	Đạt tính năng vượt dốc theo tải
Vận tốc chuyển động cực đại ($V_{max}$)	39,26 m/s ($\approx 141,3$ km/h)	Mặt đường bằng ($f = 0,015$)	Đảm bảo dải tốc độ vận hành
Thời gian tăng tốc từ 0 đến 200 m	22 giây	$t < 24,1$ giây (theo QCVN 09:2011/BGTVT)	Thỏa mãn quy chuẩn quốc gia
Ứng suất uốn cực đại dầm dọc chính	$\sigma_{max} = 460,89$ $\text{kG/cm}^2$	$[\sigma_u]_{cp} = 720$ $\text{kG/cm}^2$ (thép SS400)	Đảm bảo điều kiện bền uốn ($n=2,5$)
Ứng suất uốn cực đại vệt lên xuống (TH1)	$\sigma_{max} = 59,84$ $\text{kG/cm}^2$	$[\sigma_u]_{cp} = 720$ $\text{kG/cm}^2$ (thép I200)	Đảm bảo an toàn khi xe lên sàn

Giải pháp kỹ thuật và đóng góp của đề tài:

• Đề xuất giải pháp kết cấu hoàn chỉnh: Thiết kế thành công kết cấu sơ mi rơ moóc 3 trục sàn thấp chuyên dùng có khả năng chuyên chở máy đào bánh xích 15 tấn, kết hợp linh hoạt cụm vệt lên xuống dạng bản lề gập dẫn động nguồn thủy lực 24V độc lập giúp giảm chiều cao tổng thể và giảm thiểu sức lao động thủ công khi bốc dỡ phương tiện.
• Tối ưu hóa phân bố tải trọng và kết cấu chịu lực: Ứng dụng hệ thống treo thăng bằng liên động nhíp lá YTE 75/90 giúp san đều tải trọng lên cả 3 trục ($30.388,84$ N/trục), hạn chế tối đa hiện tượng quá tải cục bộ trên từng cầu xe khi di chuyển qua địa hình gồ ghề.
• Đồng bộ hóa phương án an toàn: Tích hợp đồng thời hệ thống phanh chính khí nén dẫn động 2 đường trên tất cả các bánh xe của SMRM với hệ thống phanh khí xả (cuppo) trên đường xả động cơ máy kéo khi vận tốc lớn hơn 20 km/h, nâng cao hiệu quả phanh và an toàn chuyển động khi vận hành đầy tải.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài:

• Các mô hình tính toán cơ học kết cấu khung dầm dọc và vệt lên xuống trong đề tài chủ yếu dựa trên phương pháp sơ đồ hóa dầm tĩnh định giải tích truyền thống phẳng, chưa xét chi tiết đến các ứng suất xoắn không gian cục bộ phức tạp tại các điểm chuyển tiếp tiết diện hay các vị trí hàn gá bản lề.
• Đồ án chưa triển khai phân tích mô phỏng phần tử hữu hạn (FEA - Finite Element Analysis) trên các phần mềm chuyên sâu (như ANSYS hoặc Solidworks Simulation) để khảo sát trường phân bố ứng suất và biến dạng đàn hồi đa chiều của toàn bộ khung xe dưới tác động của tải trọng động rung lắc ngẫu nhiên từ mặt đường.
• Cấu hình thiết kế mới chỉ tính toán tối ưu hóa cho duy nhất một chủng loại tải trọng đại diện là máy đào Komatsu PC 150-8 trọng lượng 15 tấn.

Hướng phát triển tiếp theo:

• Mở rộng phân tích kết cấu bằng phương pháp phần tử hữu hạn (FEA) kết hợp tính toán mỏi (fatigue analysis) cho các mối hàn liên kết dầm chính và chốt kéo để nâng cao tuổi thọ khai thác của khung chassis.
• Nghiên cứu tối ưu hóa kích thước hình học và trọng lượng bản thân của khung xe thông qua việc sử dụng các mác thép hợp kim cường độ cao, giúp tăng thêm tải trọng hàng hóa hữu ích mà vẫn đảm bảo độ bền kết cấu.
• Tính toán mở rộng khả năng tương thích của sàn xe và cơ cấu vệt lên xuống cho nhiều dòng xe máy chuyên dùng khác nhau (xe ủi, xe lu, xe san gạt).

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp cung cấp nguồn tài liệu kỹ thuật có giá trị ứng dụng thực tế cho:

• Sinh viên ngành Kỹ thuật Cơ khí Ô tô, Kỹ thuật Cơ khí Động lực và Máy xây dựng: Tham khảo quy trình tính toán thiết kế phương tiện kéo sơ mi rơ moóc chuyên dùng; phương pháp xây dựng đường đặc tính ngoài động cơ, đồ thị cân bằng lực kéo và đồ thị động lực học ô tô 16 cấp số.
• Kỹ sư thiết kế và cán bộ kỹ thuật tại các nhà máy sản xuất, đóng mới sơ mi rơ moóc (như Tân Thanh, Thaco...): Tham khảo phương án lựa chọn phối bộ cụm tổng thành thương mại (trục YORK, treo YTE, chân chống CL25TA, hệ thống phanh khí nén RE6/T30) và cấu trúc vệt lên xuống dẫn động thủy lực 24V.
• Các cán bộ đăng kiểm và thẩm định thiết kế cơ giới đường bộ: Tham khảo phương pháp tính toán kiểm nghiệm ổn định lật ngang, ổn định trượt dọc và xác định hành lang quay vòng của đoàn xe SMRM theo các tiêu chuẩn QCVN 11:2015/BGTVT và QCVN 09:2011/BGTVT.

Câu hỏi thường gặp

1. Đối tượng chuyên chở chính được lựa chọn để thiết kế sơ mi rơ moóc là gì và có thông số kỹ thuật ra sao? Sơ mi rơ moóc được thiết kế chuyên dụng để vận chuyển máy đào (máy múc) bánh xích Komatsu Model PC 150-8. Phương tiện này có các thông số cơ bản: kích thước tổng thể dài x rộng x cao là $7.762 \times 2.510 \times 2.825$ mm, chiều dài cần chính 4,6 m, chiều dài tay đào 2.491 mm và trọng lượng toàn bộ là 15.000 kg (15 tấn).

2. Ô tô đầu kéo nào được lựa chọn phối bộ trong đoàn xe và động cơ có thông số làm việc như thế nào? Tác giả lựa chọn ô tô đầu kéo Hino 700 SH1845. Xe trang bị động cơ Diesel 4 kỳ, 6 xi lanh thẳng hàng Hino E13C-BL có tăng áp làm mát khí nạp, dung tích công tác 12,913 lít, tỷ số nén 16:1. Động cơ sản sinh công suất cực đại 331 kW tại dải vòng tua 1.500–1.800 vg/ph và mô-men xoắn cực đại đạt 2.157 Nm tại dải vòng tua 1.000–1.400 vg/ph, kết hợp cùng hộp số tự động hóa AMT ZF TraXon 16 cấp số tiến.

3. Kết quả kiểm tra độ bền dầm dọc chính của khung SMRM tại vị trí nguy hiểm nhất có đạt yêu cầu kỹ thuật không? Dầm dọc sử dụng thép hình I300 x 150 x 6,5 x 9 mm chế tạo từ thép SS400 có giới hạn chảy $\sigma_{ch} = 4.500$ $\text{kG/cm}^2$, ứng suất uốn cho phép $[\sigma_u]{cp} = 720$ $\text{kG/cm}^2$ (với hệ số an toàn $n=2,5$ và hệ số tải trọng động $k_d=2,5$). Tại mặt cắt nguy hiểm F-F, mô-men uốn lớn nhất tính được là $M{max} = 43,45$ kN.m, gây ra ứng suất uốn cực đại $\sigma_{max} = 460,89$ $\text{kG/cm}^2$. Giá trị này nhỏ hơn nhiều so với ứng suất cho phép ($460,89 < 720$ $\text{kG/cm}^2$), do đó dầm dọc đảm bảo hoàn toàn độ bền chịu tải.

4. Khả năng tăng tốc và vượt dốc của đoàn xe khi chở đầy tải được đánh giá qua các chỉ tiêu định lượng nào? Khi chở đầy tải trên đường bằng ($f = 0,015$), đoàn xe đạt vận tốc cực đại $V_{max} = 39,26$ m/s ($\approx 141,3$ km/h), khả năng vượt dốc lớn nhất theo điều kiện bám đạt độ dốc $i_{max} = 21,72%$ (với hệ số bám $\varphi = 0,75$). Thời gian tăng tốc từ 0 đến 200 m của đoàn xe mất 22 giây, nhỏ hơn giới hạn cho phép 24,1 giây theo quy chuẩn quốc gia QCVN 09:2011/BGTVT.

5. Cụm vệt lên xuống xe máy chuyên dùng được thiết kế với cơ cấu và giải pháp công nghệ gì? Cụm vệt lên xuống có kích thước $1.768 \times 1.006 \times 200$ mm chế tạo từ thép hình I200 liên kết bản lề với đuôi SMRM. Để loại bỏ việc nâng hạ thủ công, hệ thống sử dụng trạm nguồn thủy lực điện 24VDC công suất 2,2 kW, bơm bánh răng lưu lượng 2,7 cc/vòng, bình chứa dầu 10 lít và áp suất làm việc 150 bar để điều khiển nâng hạ và gập gọn vệt lên xuống an toàn.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Huỳnh Quốc Trung đã hoàn thành trọn vẹn nhiệm vụ tính toán, thiết kế ô tô đầu kéo Hino 700 SH1845 phối bộ cùng sơ mi rơ moóc 3 trục sàn thấp chở xe máy chuyên dùng 15 tấn. Toàn bộ các kết quả tính toán động lực học, ổn định lật/trượt, hành lang quay vòng và kiểm nghiệm bền khung dầm thép SS400 đều thỏa mãn các chỉ tiêu kỹ thuật an toàn theo QCVN 11:2015/BGTVT và QCVN 09:2011/BGTVT. Giải pháp kết hợp cơ cấu vệt lên xuống gập bản lề dẫn động thủy lực 24V cùng hệ thống treo thăng bằng 3 trục mang lại tính ứng dụng thực tiễn cao cho ngành cơ khí ô tô và vận tải cơ giới chuyên dùng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ SƠ MI RƠ MOÓC, ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 1. Sơ lược về sơ mi rơ moóc 1. Công dụng Sơ mi rơ moóc là loại phương tiện giao thông không có động cơ được thiết kế để nối với đầu kéo nhằm vận chuyển các mặt hàng đặc biệt và có trọng tải lớn. Nó giúp hạn chế về khả năng chịu tải và kích thước của các dòng xe tải hiện nay.

Đối với các Container trọng tải trung bình và trọng tải nhỏ có thể sử dụng ô tô thùng để vận chuyển. Nhưng đối với các Container trọng tải lớn thì phải sử dụng các đoàn ôtô chuyên dùng để vận chuyển như vậy sẽ có hiệu quả cao. Độ ổn định của xe sẽ cao hơn do hạ thấp được trọng tâm, độ êm dịu và độ ổn định dọc ổn định ngang tốt hơn do có trang bị kẹp chặt giới hạn dịch chuyển của Container. Xe sơ mi rơ moóc có thùng chứa vào loại khủng và được gia cố bởi loại thép không gỉ, bền chắc, chịu áp lực lớn.

Chính vì thế mà chúng được dùng để chuyên chở nhiều mặt hàng với khối lượng cực kỳ lớn mà không lo bị quá tải. Phân loại Theo mặt bố trí số trục: Ở Việt Nam hiện nay, xét về mặt bố trí số lượng cầu thì SMRM có các loại sau: loại 1 cầu, loại 2 cầu và loại 3 cầu .Ứng với mỗi loại thì có tải trọng khác nhau. Đồng thời việc lắp số trục nhiều hay ít, khoảng cách trục lớn hay nhỏ cũng phải tuân theo các tiêu chuẩn của cục đường bộ Việt Nam về điều khiển vận hành các phương tiện cơ giới chuyên chở trên đường bộ. Theo kết cấu khung sàn SMRM có 2 loại: - Loại khung xương: loại này chỉ chuyên chở container chứ không chở được bất kỳ loại hàng hoá rời nào.

Đối với loại này có kết cấu khá đơn giản khối lượng bản thân nhẹ nên có thể tăng thêm khối lượng hàng hoá vận chuyển. Loại này có thể chở được một container 40 feet hoặc hai container 20 feet. - Loại khung có sàn: loại này ngoài việc chuyên chở container còn có thể vận chuyển được một số loại hàng hoá khác. Tuy vậy loại này có khối lượng bản thân lớn vì phải có nhiều dầm ngang, dầm dọc, kết cấu tương đối phức tạp.

Loại này dùng nhiều cho các loại SMRM có tải trọng vừa và nhỏ. Theo số sàn lắp trên SMRM: - Loại 1 sàn: Loại này chỉ dành để chuyên chở các container với khối lượng lớn hoặc các loại hàng hoá khác. Loại này được tiêu chuẩn hoá với chiều dài và khối lượng xác định tuỳ từng loại. 2 - Loại từ 2 sàn trở lên : Loại này không dùng để chở container mà chỉ dùng chở một số loại hàng hoá đặc biệt như là : xe con các loại , chở các kiện hàng dễ vỡ, chở linh kiện điện tử,… Sử dụng loại SMRM này rất thuận tiện, tuy nhiên kích thước tương đối cồng kềnh, do vậy khi tính toán thiết kế cần kiểm tra kĩ để thoả mãn các yêu cầu về chiều cao trọng tâm, các quy định của luật giao thông đường bộ Việt Nam về kích thước hàng cồng kềnh, quá khổ,… 1.

Yêu cầu Thiết kế ban đầu phải đảm bảo : - Thoả mãn các yêu cầu của TCVN về an toàn giao thông đường bộ trong quá trình lưu hành. Đây là yêu cầu quan trọng nhất trong quá trình thiết kế. - Kết cấu đơn giản nhất có thể. - Các bản vẽ bố trí chung vị trí các cụm tổng thành và các bộ phận cơ bản.

- Các quy định cụ thể rõ ràng, các giải pháp công nghệ ngắn gọn. - Các đặc tính kĩ thuật cơ bản: Tải trọng (toàn bộ, không tải), tải trọng trên các cầu ở các trạng thái, tốc độ lớn nhất, đặc tính tốc độ, đặc tính phanh, kích thước bao ngoài, kích thước bên trong, kích thước trọng tâm, chiếu sáng, bán kính quay vòng, kiểu và kích thước bánh xe, công suất và mô men động cơ. - Lưu ý không chở quá tải,quá khổ cho phép cho loại SMRM thiết kế vì sẽ ảnh hưởng đến độ ổn định khi lái (dễ gây ra tai nạn) cũng như độ bền của SMRM. Tiêu chuẩn của Việt Nam đối với sơ mi rơ moóc Các loại Sơmi – Rơmoóc lưu hành trên đường bộ Việt Nam phải tuân theo tiêu chuẩn ngành QCVN 11:2015/BGTVT.

Đề xuất phương án thiết kế 1. Yêu cầu SMRM phải có đủ độ bền, chiều cao thấp để giảm trọng tâm. Tiêu chuẩn hoá các kích thước và bộ phận khoá kẹp. Các kết cấu của sơ mi rơ moóc phải được tính toán hợp lý sao cho các kết cấu thép đủ bền nhưng không thừa bền, tránh gây lãng phí.

Khung SMRM được chế tạo trong nước, các cụm tổng thành còn lại nhập ngoại mới 100% phù hợp với sức chịu tải của SMRM. SMRM được thiết kế chế tạo để có thể chở được máy đào PC 150-8 với các thông số cơ bản ở (Bảng 1-1). SMRM được thiết kế phải đảm bảo mọi yêu cầu về an toàn khi chuyển động trên đường theo tiêu chuẩn đường bộ. Thông số của máy múc STT Thông số Giá trị 1 Dài x rộng x cao 7762x2510x2825 (mm) 2 Chiều dài tay cần chính 4,6 (m) 3 Chiều dài tay đào 2491(mm) 4 Trọng lượng 13.

Phân tích lựa chọn phương án thiết kế Căn cứ vào các quy định chung về tải trọng và kích thước của đoàn xe kéo nửa moóc, tham khảo các thông số kỹ thuật của SMRM cùng loại của công ty cơ khí Tân Thanh; SMRM được thiết kế sẽ tuân theo các thông số kỹ thuật cơ bản ở (Bảng 1-2). Thông số cơ bản của SMRM TT Các thông số kỹ thuật Giá trị Đơn vị 1 Kích thước: DxRxC 11 300 x 2 500 x 2 671 mm 2 Vết bánh xe sơ mi 1 868 mm 3 Cỡ lốp 11R20 4 Khoảng sáng gầm SMRM 218 mm 1. Chọn các cụm tổng thành 1. Chọn cụm trục sau Trong thiết kế này chúng tôi chọn cụm trục sau của SMRM là cụm trục 3 cầu do công ty YORK sản xuất, trên đó đã bố trí hệ thống treo và bầu phanh khí nén, với các thông số được thể hiện ở (Bảng 1-3).

Các thông số chính của cụm trục TT Thông số Giá trị 1 Trọng lượng mỗi cầu (KG) 330 2 Chiều dài bao của cầu (mm) 2 150 3 Kích thước tang trống (mm) 420 x 180 4 Tải trọng cho phép đặt lên mỗi cầu (tấn) 10 5 Khoảng cách giữa hai trục liên tiếp (mm) 1310 6 Độ cứng của thép làm nhíp (KG/cm2) 500 1. Hệ thống treo Công dụng và kết cấu: 4 - Hệ thống treo trên SMRM đảm bảo dập tắt các dao động của các khối lượng được treo thuộc SMRM, đảm bảo cho đoàn xe chuyển động êm dịu và an toàn trên đường. - Hệ thống treo trên SMRM là hệ thống treo thăng bằng kiểu liên động, dạng nhíp; có kí hiệu YTE 75/90 nhập đồng bộ với trục của SMRM như (Hình 1. Kết cấu hệ thống treo 3 trục lắp trên SMRM 1.

Chọn lốp Lốp ta có thể mua ngay ở thị trường trong nước. Hiện nay trên trị trường có rất nhiều các loại lốp với đầy đủ kích cỡ theo tiêu chuẩn. Với loại SMRM chở xe máy chuyên dùng như thiết kế ta chọn loại lốp DRC cỡ lốp 11.00R20 của công ty cao su ở Thành phố Hồ Chí Minh, với số lượng 12 chiếc với các thông số ở (Bảng 1-4). Thông số kỹ thuật lốp lắp trên SMRM thiết kế Số Đường kính Chiều rộng Áp lực max Tải max Quy cách Độ sâu Cỡ lốp PR ngoài (mm) (mm) (Kg/cm2) (kG) vành gai(mm) 11R20 16 1080 286 8,00 3460 6.

Chọn hệ thống dẫn động phanh Để đảm bảo an toàn hệ thống phanh chính của SMRM bắt buộc phải là hệ thống phanh dẫn động khí nén, cơ cấu phanh loại tang trống. Cơ cấu phanh được lắp ở tất cả 5 các bánh xe. Ngoài ra, để an toàn khi kéo SMRM bố trí thêm 1 cơ cấu phanh cuppo (cài đặt ở tốc độ trên 20km/h hoạt động). - Hệ thống phanh chính của SMRM bao gồm: + 01 bình khí nén.

+ van hơi kiểu RE 6. + 06 bầu phanh khí nén kiểu T30. + Cơ cấu phanh loại tang trống. - Hệ thống phanh cuppo bao gồm: + 01 van cánh bướm đặt đường khí xả động cơ dầu máy kéo.

+ Van hơi kiểu RE 6. + Cơ cấu phanh cơ khí đóng mở cửa xả động cơ máy kéo. Chọn hệ thống điện Hệ thống điện SMRM chủ yếu là hệ thống đèn tín hiệu: các đèn soi biển số phía sau, đèn phanh, đèn báo kích thước, đèn báo rẽ, đèn lùi, còi lùi. và dây dẫn được nhập đồng bộ của nước ngoài kiểu 440-1902.

Chọn cụm chân chống Khi đầu kéo tách khỏi SMRM thì phần đầu của SMRM được đỡ bởi chân chống. Như vậy chân chống chịu một phần tải trọng khá lớn. Với yêu cầu SMRM thiết kế, tải trọng cho phép là 21 tấn cộng với phần tự trọng của SMRM ta chỉ cần chọn loại chân chống có khả năng chịu tải vừa phải. Theo tham khảo, chọn cụm chân chống loại Model: CL25TA với các thông số ở (Bảng 1-5).

Thông số của chân chống SMRM TT Model CL25TA 1 Khả năng chịu tải trọng tĩnh [t] 80 2 Khả năng nâng[t] 25 3 Hight gear[mm/r] 4,33 4 Low gear[mm/r] 0,57 5 Travel max[mm] 480 6 Retract high[mm] 840 7 Trọng lượng tiêu chuẩn [kg] 106 1. Thiết kế vệt để xe lên xuống Vệt lên xuống cho xe ở đây ta thiết kế sao cho có thể gập lại được bằng bản lề để giảm chiều cao khi không sử dụng. 6 Vệt lên xuống cho xe giúp đưa xe lên xuống dễ dàng trên SMRM. Vệt lên xuống được thiết kế với góc lệch sao cho đảm bảo góc thoát cho xe khi lên xuống không bị vướng đồng thời đảm bảo đúng tiêu chuẩn quy định theo TCVN.

Vệt lên xuống được chế tạo bằng thép I200 và bằng phương pháp hàn và cắt sau đó được bắt vào SMRM thông qua bản lề như (Hình 1. Tổng thể vệt để xe đi lên 1. Thiết kế cản hông Thiết kế chế taọ hệ thống cản 2 bên thành Sơmi Rơmoóc nhằm mục đích tăng thêm độ an toàn trong quá trình chuyên chở. - Hệ thống cản đuôi và cản hông đã được quy định chặt chẽ trong TCVN về loại phương tiện Sơmi Rơmoóc.

Vì vậy việc thiết kế hệ thống rào cản an toàn cũng phải tuân theo những quy định đó. - Ở đây do độ cao của sàn xe rất thấp nên ta chỉ cần thiết kế cản hông mà không cần thiết kế hệ thống cản đuôi.