bộ công thơng công ty cổ phần cơ khí cổ loa Báo cáo khoa học đề tài nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ " Nghiên cu thit k v công ngh ch to cm trục các đăng truyền lực của xe tải dới 3 tấn nâng cao năng lực nội địa hoá phụ tùng ôtô" M số: 01.09 RD/HĐ-KHCN Đơn vị chủ trì đề tài: Công ty Cổ phần Cơ khí Cổ Loa - Bộ Công Thơng Địa chỉ: Thị trấn Đông Anh, Hà Nội P. Giám đốc KS. Vũ Trí Thức Chủ nhiệm đề tài TS. Nguyễn Thanh Quang 7864 15/4/2010 Hà nội, 12 - 2009 1 Môc lôc Trang Danh s¸ch nh÷ng ng−êi thùc hiÖn 2 Më ®Çu 3 Tóm tắt nhiệm vụ của đề tài 4 PHẦN I Tổng quan các vấn đề thiết kế và công nghệ chế tạo cụm trục các đăng xe ô tô tải nhẹ 6 1.1 Những yêu cầu cơ bản và phân loại trục các đăng 6 1.2 Kết cấu của truyền động các đăng 8 1.3 1.3 Động học khớp các đăng 9 PHẦN II Nghiên cứu tính toán và thiết kế cụm trục các đăng xe ô tô tải nhẹ dưới 3 tấn 15 2.1 Nghiên cứu thiết kế theo mẫu các chi tiết cụm trục các đăng 15 2.2 Tính bền các chi tiết cụm trục các đăng 25 PHẦN III Nghiên cứu quy trình công nghệ chế tạo cụm trục các đăng xe ô tô tải nhẹ dưới 3 tấn 30 PHẦN IV Nghiên cứu quy trình lắp ráp, kiểm tra và thử nghiệm cụm trục các đăng 34 4.1 Sơ đồ lắp ráp cụm trục các đăng 34 4.2 Thử nghiệm cụm trục các đăng 34 4.2.1 Cân bằng động cụm trục các đăng 4.2.2 Đo kiểm tra rung động cụm HTTL xe ô tô khi lắp ráp cụm trục các đăng chế tạo trên xe thực tế 4.2.3 Kiểm tra trên đường thử 4.3 Kiểm tra cụm trục các đăng 45 4.4 Tháo lắp và thay thế cụm trục các đăng 46 Kết luận 51 Tài liệu tham khảo 53 2 Danh sách những ngời thực hiện STT Họ và tên, Học hàm học vị Cơ quan công tác 1 Nguyn Thanh Quang Cty CP C khớ C Loa 2 Giao Tin Nh mỏy ụtụ C Loa 3 inh Mnh Cng Nh mỏy ụtụ C Loa 4 Lờ Qunh Mai Nh mỏy ụtụ C Loa 5 Nguyn Mnh Trng Nh mỏy ụtụ C Loa 6 Cao Hựng Phi Trng CSP K thut Vnh Long 7 Lờ Vn Anh Trng H Cụng nghip H Ni 8 Trn Phỳc Ho Trng H Cụng nghip H Ni 9 Tụ Vn Thim Trng H Bỏch khoa H Ni 10 Nguyn Trng Minh Trng H Bỏch khoa H Ni Danh sách các đơn vị tham gia phối hợp thực hiện STT Tên đơn vị Địa chỉ 1 Nhà máy ô tô Cổ Loa Đông Anh, Hà Nội 2 Trờng đại học Công nghiệp Hà Nội Huyện Từ Liêm, Hà Nội 3 Viện cơ học Việt Nam Đờng Đội Cấn, Hà Nội 3 Mở đầu Trớc yêu cầu phải đẩy nhanh quá trình nội địa hóa Chính Phủ đã đề ra đối với ngành ôtô chúng ta phải đẩy mạnh các nghiên cứu trong lĩnh vực cơ khí chế tạo phụ tùng ôtô. Chỉ khi chúng ta có năng lực thiết kế và chế tạo chúng ta mới có thể làm chủ đợc ngành ôtô trong nớc và mới có nền cho những bớc phát triển tiếp theo. Nghiên cứu thiết kế và chế tạo các chi tiết, cụm chi tiết của dòng xe ôtô tải thông dụng trong đó có các chi tiết cụm trục các đăng là bớc đi phù hợp trong khả năng công nghệ hiện có của Việt Nam, trớc hết phục vụ cho thay thế phụ tùng và tiến tới thay thế các sản phẩm nhập khẩu cùng loại. Thực hiện nhiệm vụ khoa học công nghệ năm 2009 của Bộ Công Thơng, cụm trục các đăng ôtô tải thông dụng đã đợc nghiên cứu thiết kế và chế tạo thử nghiệm trong nớc. Cụm trục các đăng đợc thiết kế lại theo mẫu của xe ô tô tải LIFAN 3070G1 hiện đang đợc sản xuất và lắp ráp tại Nhà máy ô tô Cổ Loa. Các chi tiết của cụm trục các đăng đợc tính toán kiểm nghiệm bền theo vật liệu chế tạo lựa chọn trong nớc và đợc lắp ráp thử nghiệm rung động trên xe thực, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật tơng đơng với sản phẩm nhập ngoại từ Trung Quốc. 4 TÓM TẮT NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI Mục tiêu của đề tài: - Nâng cao năng lực nội địa hoá phụ tùng ôtô: Nhiệm vụ nâng cao tỉ lệ nội địa hoá các chi tiết ôtô đã được Chính phủ đề ra (các loại xe thông dụng đạt tỉ lệ nội địa hoá 60% vào năm 2010), tuy nhiên đến thời điểm hiện tại có rất ít các liên doanh cũng như các doanh nghiệp ôtô trong nước đạt được tỉ lệ nội địa hoá theo yêu cầu. Để đạt được đúng yêu cầu mà Chính phủ đã đề ra chúng ta phải tập trung đầu tư nghiên cứu công nghệ, trang thiết bị, dây chuyền…nhằm nâng cao hơn nữa năng lực nội địa hoá phụ tùng ôtô, trong đó có cụm cầu xe. - Nâng cao trình độ kỹ thuật và công nghệ: Đội ngũ cán bộ kỹ thuật của công ty cùng sự kết hợp của đội ngũ khoa học kỹ thuật của trường đạ i học sẽ hoàn thiện thiết kế và công nghệ bằng những phương pháp thiết kế mới trên máy tính, đáp ứng với tính hiện đại tương đương khu vực sẽ nâng cao trình độ trong quá trình thực hiện đề tài. - Đáp ứng nhu cầu của thị trường: Do thay đổi chính sách nhập khẩu của Chính phủ, các cụm tổng thành trên xe ôtô nếu trong nước có khả năng sản xuất được sẽ chị u thuế nhập khẩu cao nên xu thế tất yếu giảm giá thành xe là sản xuất trong nước - Từng bước mở rộng năng lực sản xuất: Trên cơ sở nâng cao năng lực thiết bị, nâng cao trình độ kỹ thuật và công nghệ của đội ngũ cán bộ kỹ thuật của công ty và nhu cầu thị trường, công ty sẽ chủ động đầu tư trang thiết bị hơn trong việc đầu tư công nghệ mới đối với sản phẩm cùng loại. 5 Nội dung nghiên cứu và kết quả cần đạt được STT Nội dung nghiên cứu Sản phẩm 1 Khảo sát tổng quan thiết kế và công nghệ chế tạo cụm trục các đăng, khả năng nội địa hoá cụm chi tiết trục các đăng xe tải nhẹ dưới 3 tấn. Báo cáo khảo sát tổng quan theo nội dung công việc 2 Nghiên cứu thiết kế cụm trục các đăng của xe tải nhẹ dưới 3 tấn 01 bộ tài liệu thiết kế cụm trục các đăng xe tải nhẹ dưới 3 tấn. 3 Nghiên cứu quy trình công nghệ chế tạo cụm trục các đăng của xe tải nhẹ dưới 3 tấn 01 bộ các quy trình công nghệ chế tạo cụm trục các đăng xe tải nhẹ dưới 3 tấn. 4 Chế tạo thử nghiệm cụm trục các đăng xe tải nhẹ dưới 3 tấn (Chế tạo các chi tiết chính của trục các đăng: Thân trục, ngàm chữ thập, trục chữ thập, trục then hoa và ống then hoa (bi kim tiêu chuẩn mua ngoài). Lắp ráp hoàn thiện cụm trục các đăng) 02 cụm trục các đăng - chất lượng tương đương với sản phẩm cùng loại nước ngoài 5 Lắp đặt cụm trục các đăng lên xe, đánh giá chất lượng chạy thử nghiệm. Biên bản khảo nghiệm quá trình vận hành cụm trục các đăng. 6 Viết báo cáo tổng kết đề tài 01 Báo cáo tổng kết đề tài Sản phẩm, yêu cầu kỹ thuật và chỉ tiêu chất lượng đối với sản phẩm STT Sản phẩm khoa học Chỉ tiêu chất lượng 1 01 Bộ bản vẽ thiết kế cụm trục các đăng xe tải nhẹ Được sản xuất chấp nhận 2 01 Bộ tài liệu quy trình công nghệ chế tạo cụm trục các đăng xe tải nhẹ Được sản xuất chấp nhận 3 02 Cụm trục các đăng xe tải nhẹ dưới 3 tấn, trong đó các chi tiết ổ bi kim mua ngoài theo tiêu chuẩn 4 Độ cân bằng trục các đăng Thỏa mãn tiêu chuẩn G15: ISO 1940/1 5 Số km sử dụng trên xe không xảy ra hỏng hóc 2 000 Km 6 PHẦN I TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ THIẾT KẾ VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CỤM TRỤC CÁC ĐĂNG XE Ô TÔ TẢI NHẸ 1.1 Những yêu cầu cơ bản và phân loại trục các đăng Truyền động các đăng bao gồm ba bộ phận chính: khớp các đăng, trục các đăng và các ổ đỡ Truyền động các đăng cần đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau: - Đảm bảo độ đồng đề u tốc độ giữa trục vào và trục ra - Có hiệu suất cao - Độ rung và độ ồn trong quá trình làm việc là tối thiểu - Tuổi thọ cao Truyền động các đăng được phân loại theo các dấu hiệu sau: - Theo số khớp các đăng: một khớp, hai khớp, ba khớp, - Theo loại khớp các đăng: khớp đồng tốc, khớp các đăng khác tốc, khớp các đăng khác tốc, khớp m ềm, khớp cứng Khớp các đăng khác tốc có trục chủ động và trục bị động quay với các tốc độ khác nhau, còn ở khớp các đăng đồng tốc trục chủ động và trục bị động quay cùng một tốc độ. Hình 1.1 Sơ đồ truyền động các đăng Trên ô tô sử dụng chủ yếu các khớp các đăng cứng dạng chữ thập. Khớp mềm có các bộ phận đàn hồi bằng lò so đảm bảo làm việc êm hơn. 7 Trên hình 1.1a là kết cấu của truyền động các đăng điển hình sử dụng trên các loại ô tô có cầu sau chủ động. Công suất được truyền từ hộp số 1 tới cầu chủ động 5 qua hai trục 2 và 4 cùng với ba khớp các đăng, trong đó trục 2 được lắp trong ổ đỡ trung gian 3. Ô tô hai cầu chủ động có hệ thống truyền lực (HTTL) thể hiện trên hình 1.1b bao gồm 3 bộ truyền động các đăng n ối giữa hộp số chính 1 với hộp phân phối 6 và từ hộp phân phối tới cầu trước và cầu sau. HTTL của ô tô ba cầu chủ động có thể được thể hiện theo hai phương án. Phương án thứ nhất (hình 1.1c) công suất được truyền từ hộp số 1 tới hộp phân phối 6 qua truyền động các đăng 2. Tại hộp phân phối công suất được chia làm ba dòng và dẫn tới các cầu chủ động nhờ các truyền động các đăng. Trên ô tô hiện đại ngày nay thường sử dụng HTTL có sơ đồ như trên hình 1.1d, trong đó có cầu giữa là cầu thông qua, cho phép truyền chuyển động qua nó tới cầu sau. Phương án này cho phép giảm số lượng các trục các đăng nên nó có kết cấu gọn hơn. Để dẫn động bánh xe chủ động của cầu dẫn hướng, người ta thường sử dụng sơ đồ như trên hình 1.1e. Công suất được truy ền từ truyền lực chính 5 tới bánh xe chủ động qua bộ truyền các đăng gồm các trục và ba khớp các đăng 12. 1.2 Kết cấu của truyền động các đăng Hình 1.2 Kết cấu cụm trục các đăng Các nạng các đăng được chế tạo liền với các mặt bích dùng để nối truyền động các đăng với các bộ phận khác (hộp số và cầu chủ động). Khớp chữ thập Nạng các đăng Nạng các đăng Thân các đăng Mối ghép then hoa Thân nhỏ 8 Mối ghép then hoa dạng trượt được chế tạo từ thép hợp kim 20, 15, 12 và tôi thấm ni tơ với độ sâu tới 1,2mm, hoặc bằng thép các bon 55 tôi bề mặt bằng dòng điện cao tần. Độ cứng bề mặt sau khi gia công xong phải đạt 61÷64 HRC tại các vị trí lắp ổ bi. Tại các đầu của trục chữ thập có lắp các cốc 4 cùng với viên bi kim 2, các viên bi được chặn bởi vòng hãm 5. Ổ bi được làm kín bởi nhờ vòng đệm 6. Ổ bi của khớp chữ thập được bôi trơn bằng cách bơm mỡ qua vú mỡ ở giữa khớp và theo các lỗ khoan trong các trục chữ thập Thân trục các đăng có dạng ống với các nạng được hàn vào các đầu trục hoặc hoặc mộ t đầu có nạng còn đầu kia là then hoa. Các ống của trục các đăng được được chế tạo từ thép tấm bằng cách uốn tròn thành ống và hàn mép hoặc sử dụng dạng thép hình ống chuyên dụng. Vật liệu chế tạo trục là thép các bon thấp (thép 20). Đường kính của trục các đăng thường được tiêu chuẩn hóa. Các then hoa được chế tạo từ thép hợp kim 40X và tôi cao tần để đạt độ cứng bề mặt từ 44,5÷46,5 HRC. Trục các đăng cần được cân bằng động để giảm tối đa rung động khi nó làm việc. Nếu truyền động các đăng có 2 trục thì việc cân bằng động phải được thực hiện đồng thời cho cả 2 trục. Trong quá trình cân bằng động, để tạo đối trọng người ta thường hàn thêm các tấm kim loại lên thân trục các đăng ở vị trí mất cân bằng. 9 1.3 Động học khớp các đăng 1.3.1 Động lực học khớp các đăng khác tốc Khi hai trục được nối với nhau bởi một khớp các đăng khác tốc thì khi trục vào quay với vận tốc góc không đổi, trục ra sẽ quay không đều. Điều này được lý giải bởi kết cấu không gian phức tạp của khớp các đăng chữ thập. Hình 1.3 Sơ đồ các phương án bố trí các truyền động các đăng Trên hình 1.3 thể hiện hai vị trí đặc trưng của khớp chữ thập: ở vị trí thứ nhất trục O 1 O 2 (trục quay tương đối của khớp chữ thập) nằm trong mặt phẳng hình vẽ, còn chữ thập thì nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục 1 (hình 1.3a). Vị trí thứ 2 (hình 1.3b) ứng với vị trí của trục O 1 O 2 vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, còn mặt phẳng chứa chữ thập thì vuông góc với trục 2. Trục O 1 O 2 quay trong mặt phẳng vuông góc với trục 1. Nếu biểu diễn các vận tốc tiếp tuyến của các điểm C 1 và C 2 thông qua các vận tốc góc của các trục 1 và 2 ta có: 11122 2cc vrrv ω ω = == [...]... sau khi hn so v?i du?ng A-A cho phộp = 0,2 - Lm s?ch, dỏnh búng v?trớ m?i hn 3 2 Nạng cuối trục các đăng ống nối 1 STT Ký hiệu Trục then hoa Tên chi tiết S? lu?ng Kh?i lu?ng V?t li?u T? Ghi chú THI? T K? Trục các đănG XE Ô TÔ T? I 3 T? N Sđ Slg Số tài liệu Chữ kí Ngày Bản vẽ hàn Thân dài TKV Đức Sự trục các đăng TKT KTTC Hoàng-Hà KTCN Hong-H TP B?n hn Duyệt N.T.Quang Số lợng Khối lợng Tỉ lệ 01 Tờ Số... 5 8 ỉ84 ỉ95 -0,1 -0,2 THI? T K? Trục các đănG XE Ô TÔ T? I 3 T? N Sđ Slg Số tài liệu Chữ kí Ngày TKV Đức Sự TKT KTTC Hoàng-Hà KTCN Hong-H TP Duyệt N.T.Quang nạNG bíCH NốI kHớP CHữ THậP Số lợng Tỉ lệ 02 Tờ é45 K.lợng Số tờ : c.t c.p cơ khí cổ loa 21 ( ) Rz40 ỉ63 14 2 ỉ52 21 M60x1 3 ỉ61 - Th? ren 60x1 v?i chi ti?t thõn ng?n, d?m b?o nh?, ờm THI? T K? Trục các đănG XE Ô TÔ T? I 3 T? N Sđ Slg Số tài liệu... không đồng tâm giữa 2 lỗ ỉ39M7 cho phép = 0,05 - Độ không song song giữa đờng trục hai lỗ ỉ39M7 so v?i m?t chu?n A cho phộp = 0,05 é? khụng d?i x?ng c?a du?ng tr?c B so v?i 2 m?t bờn c?a hai l? ỉ39M7 cho phộp = 0,05 - Cỏc gúc lu?n l?y R= 3-5 mm THI? T K? Trục các đănG XE Ô TÔ T? I 3 T? N Sđ Slg Số tài liệu Chữ kí Ngày TKV Đức Sự TKT KTTC Hoàng-Hà KTCN Hoàng-Hà TP Duyệt N.T.Quang Nạng cUốI TR? C CC đăng. .. kớnh ngoi D=50 mm; - é? tõm theo hai m?t bờn 5y8 ; nh - é? khụng d?ng tõm gi?a ỉ50 v ỉ80 cho phộp = - Tụi cao t?n su?t chi?u di then hoa d?t d? c?ng 45-47 HRC THI? T K? Trục các đănG XE Ô TÔ T? I 3 T? N Sđ Slg Số tài liệu Chữ kí Ngày TKV Đức Sự TKT KTTC Hoàng-Hà KTCN Hoàng-Hà TP Duyệt N.T.Quang trục then hoa Số lợng Khối lợng Tỉ lệ 01 Tờ C45 Số tờ : c.t c.p cơ khí cổ loa 19 ỉ 42,5 ỉ 0.1 A ( ) Rz20 ỉ54... ỉ25-0,02 so v?i m?t ph?ng chu?n cho phộp = 0,02; -Th?m C th? khớ, chi?u sõu l?p th?m t? 0,8-1,2 mm, tụi cao t?n 4 c? tr?c d?t 61-64 HRC; - Cỏc gúc lu?n khụng ghi l?y R=3-5 mm THI? T K? Trục các đănG XE Ô TÔ T? I 3 T? N Sđ Slg Số tài liệu Chữ kí Ngày TKV Đức Sự TKT KTTC Hoàng-Hà KTCN Hong-H TP Duyệt N.T.Quang trục ch? TH? P Số lợng K.lợng Tỉ lệ 02 Tờ 20X Số tờ : c.t c.p cơ khí cổ loa 24 2.2 Tớnh bn cỏc chi... then z= 16; - Th? l?t nh? nhng v?i tr?c then hoa THI? T K? Trục các đănG XE Ô TÔ T? I 3 T? N Sđ Slg Số tài liệu Chữ kí Ngày TKV Đức Sự TKT KTTC Hoàng-Hà KTCN Hoàng - Hà TP Duyệt N.T.Quang vòng chặn Số lợng Khối lợng Tỉ lệ 01 C45 Tờ Số tờ : c.t c.p cơ khí cổ loa 23 ỉ25-0.2 0.01 60 A-A B 6 4 0.05 A 22 ỉ7 A ỉ 25-0.02 ỉ 25 108 ỉ 30 M5 ỉ25-0.2 A R15 các góc 35 x3 5 A ỉ 22 ỉ25-0.02 0.05 A B 3 ỉ30 C2 4 40 R5... ỉ39M7 so v?i du?ng tr?c then hoa cho phộp = 0,05; THI? T K? Trục các đănG XE Ô TÔ T? I 3 T? N Sđ Slg Số tài liệu Chữ kí Ngày TKV Đức Sự TKT KTTC Hoàng-Hà KTCN Hoàng-Hà TP Duyệt N.T.Quang Thân ngắn Số lợng Khối lợng Tỉ lệ 01 Tờ é45 Số tờ : c.t c.p cơ khí cổ loa 20 ( ) Rz20 23 ỉ55 ỉ39M7 ỉ 42,5 5 92 2 3 13 B 51 ỉ105 133 ỉ95 14 78 R128 A A R15 các góc 920,1 A-A Yêu cầu kỹ thuật: - é? khụng d?ng tõm c?a... Đ45 Tỉ lệ Số tờ : c.t c.p cơ khí cổ loa 17 ỉ80+0.2 ỉ78 ỉ80+0.2 ỉ90+0.2 16 22 5x45 1180 Yêu cầu kỹ thuật: - é? khụng d?ng tõm c?a ỉ80+0,2 v ỉ90+0,2 so v?i du?ng tr?c cho phộp =0,05 THI? T K? Trục các đănG XE Ô TÔ T? I 3 T? N Sđ Slg Số tài liệu Chữ kí Ngày TKV Đức Sự TKT KTTC Hoàng-Hà KTCN Hoàng-Hà TP Duyệt N.T.Quang ống nối Số lợng Khối lợng Tỉ lệ 01 Tờ C45 Số tờ : c.t c.p cơ khí cổ loa 18 ( ) Rz40... trờn xe thc t nh thit b kim tra o, kim tra s cõn bng ng, kim tra rung ng v ting n khi trc cỏc ng vn hnh Trc cỏc ng do ti ch to c kim tra v th nghim theo 3 ni dung: 34 1) Cõn bng ng trờn thit b cõn bng ng roto ca Vin c hc Vit Nam 2) o mc rung ng trờn h thng truyn lc xe thc t so sỏnh vi cm trc cỏc ng cựng loi nhp khu t Trung Quc hin ang s dng ti Vit Nam 3) Kim tra kh nng vn hnh v chu ti thc t khi xe. .. Cỏc nng v cỏc viờn bi ca khp cỏc ng ng tc c ch to t thộp hp kim 15 cú tụi thm b mt 14 PHN II NGHIấN CU TNH TON V THIT K CM TRC CC NG XE ễ Tễ TI NH DI 3 TN 2.1 Nghiờn cu thit k theo mu cỏc chi tit cm trc cỏc ng Cỏc chi tit cm trc cỏc ng c thit k theo mu ca cm trc cỏc ng xe ụ tụ ti LIFAN 3070G1 hin ang c lp rỏp ti Nh mỏy ụ tụ C Loa Sau cụng on thit k thỡ mt s chi tit quan trng nh ngừng ca trc ch thp, . các đăng xe tải nhẹ dưới 3 tấn. 3 Nghiên cứu quy trình công nghệ chế tạo cụm trục các đăng của xe tải nhẹ dưới 3 tấn 01 bộ các quy trình công nghệ chế tạo cụm trục các đăng xe tải nhẹ dưới. NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CỤM TRỤC CÁC ĐĂNG XE Ô TÔ TẢI NHẸ DƯỚI 3 TẤN 2.1 Nghiên cứu thiết kế theo mẫu các chi tiết cụm trục các đăng Các chi tiết cụm trục các đăng được thiết kế. QUAN CÁC VẤN ĐỀ THIẾT KẾ VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CỤM TRỤC CÁC ĐĂNG XE Ô TÔ TẢI NHẸ 1.1 Những yêu cầu cơ bản và phân loại trục các đăng Truyền động các đăng bao gồm ba bộ phận chính: khớp các đăng,