Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SẢN PHẨM

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SẢN PHẨM

Tải bản đầy đủ - 0trang

Khóa luận tốt nghiệp



13



Tính vượt trội của lốp radial bố thép so với lốp được sản xuất theo công nghệ

mành chéo:

-



An toàn, xe chạy được ở tốc độ cao

Bám đường tốt, lái xe dễ dàng do hơng lốp mềm

Lốp có ma sát lăn thấp, ít hao nhiên liệu khi chạy xe

Ít sinh nhiệt nên lâu mòn, hiệu quả kinh tế cao

Lốp radial được sản xuất trên dây chuyền tự động nên chất lượng ổn định và

giá thành sản phẩm ngày một hợp lý hơn.



Hình 2.6: Cấu trúc lốp xe bias MICHELIN® Agricultural Tires.



Hình 2.7: Cấu trúc lốp xe radial MICHELIN® Agricultural Tires.

2.2



Khóa luận tốt nghiệp



14



2.3 Cấu tạo sản phẩm



Hình 2.8: Cấu tạo lốp xe radial.

2.3.1 Mặt lốp (Tread)

Là một lớp quan trọng, bao gồm một lớp cao su dày tiếp xúc trực tiếp với mặt

đường, có khả năng chịu nhiệt, chịu va đập cao để bảo vệ thân lốp và các cấu trúc

khác. Cao su sử dụng cho mặt lốp phải có khả năng kháng mài mòn cao (cao su

SBR) nhằm tăng tuổi thọ lốp xe.

2.3.2 Lốp bố thép (Steel belt)

Lớp bố thép được chế tạo từ thép dạng sợi mảnh, dệt bên trong cao su. Đây là

thành phần tạo nên sức bền cho lốp xe. Vị trí của lớp bố thép là giữa mặt lốp và thân

lốp, có tác dụng hấp thụ chấn động bên ngoài và ngăn ngừa sự hư hỏng, tồn thương

các thành phần bên trong. Đồng thời lớp bố thép còn là lớp gia cường mạnh mẽ cho

lốp xe.

Lớp bố thép nằm gần như song song với hướng chu vi của lốp có tác dụng bảo

quản mặt lốp khơng bị biến dạng trong q trình hoạt động.

2.3.3 Thân lốp (Carcass)

Là bộ phận quan trọng nhất của lốp xe, gốm các lớp vải mành sợi thép có tác

dụng hấp thụ áp suất, chịu tải và là bộ khung chịu sức mạnh cho lốp. Ngồi ra còn

tạo hình cơ bản cho lốp xe.



Khóa luận tốt nghiệp



15



2.3.4 Màng kín khí (Inner liner)

Vị trí của màng kín khí nằm ở phía trong cùng, tiếp xúc trực tiếp với mâm xe.

Là lớp cao su kín khí, thường sử dụng cao su Butyl. Chức năng chính là giữ khơng

khí có áp suất cao bên trong.

Khi bơm lốp, sức nén bên trong lốp là cực kỳ lớn để lốp có đủ sức nâng chiếc

xe gần 2 tấn. Lớp này rất bền và có tác dụng ngăn ngừa sự khuếch tán của khơng

khí và độ ẩm.

2.3.5 Hông lốp (Sidewall)

Là bộ phận nằm giữa vai lốp và tanh lốp. Hông lốp là nơi thể hiện các loại

thơng số của lốp ơ tơ, có vai trò bảo vệ lốp tránh khỏi các tác động va đập của đá,

cát, đất trong quá trình xe di chuyển.

2.3.6 Tanh lốp (Bead wire)

Tanh lốp: Là chi tiết khá nhỏ nhưng rất quan trọng, giúp lốp ô tô gắn vào vành

xe được chắc chắn và đảm bảo an toàn. Đây cũng là lớp tạo định hình cho tồn lốp,

giúp lốp thực hiện tốt nhiệm vụ của mình.

2.3.7 Vai lốp (Shoulder)

Là phần nằm giữa mặt lốp và hông lốp được thiết kế với mục đích làm cho

nhiệt tích tụ bên trong lốp xe được nhanh chóng loại bỏ. Ngồi ra, vai lốp còn cung

cấp độ ổn định khi lái xe qua các khúc cua.

2.3.8 Hoa văn lốp (Pattern)

Gai lốp (Hoa lốp): là phần chịu ma sát lớn nhất trong quá trình xe vận hành, độ

bám đường tùy vào điều kiện và thiết kế khác nhau của khối gai. Độ bám đường

càng tốt khi rãnh càng sâu (hoa lốp càng cao), gai lốp tiêu chuẩn phải đảm bảo

chống mài mòn và chịu nhiệt tốt.

Với sự phát triển công nghệ, các loại lốp được chế tạo với hoa lốp cho khả năng

thoát nước nhanh. Dưới đây một số loại hoa lốp xe ơ tơ:



Khóa luận tốt nghiệp



-



16



Dạng xương sườn (Rib shape)

Dạng hình giun (Lug shape)

Dạng khối (Block shape)



Hình 2.9: Từ trái sang phải: dạng xương sườn, dạng hình giun, dạng khối Nexen

Tire America INC.

-



Dạng bất đối xứng (Asymmetric):

Dạng hình giun và xương sườn (Rib-Lug shape):

Dạng định hướng (Directional):



Hình 2.10: Từ trái qua phải: dạng bất đối xứng, dạng hình giun và xương sườn,

dạng định hướng Nexen Tire America INC.



Khóa luận tốt nghiệp



17



2.4 Thiết kế sản phẩm

2.4.1 Hình dạng và kích thước sản phẩm



Hình 2.11: Mặt cắt ngang của lốp [CITATION QCV16 \l 1033 ].

Chiều rộng mặt cắt ngang S: Khoảng cách theo đường thẳng giữa phần bên

ngoài của các vách bên của lốp đã được bơm, không bao gồm các phần nhô do sự

ghi nhãn, các dải, sọc trang trí hoặc bảo vệ.

Chiều rộng toàn bộ: Khoảng cách theo đường thẳng giữa phần bên ngoài của

các vách bên của lốp đã được bơm căng, bao gồm các dải hoặc sọc trang trí, bảo vệ

hoặc nhãn in nổi trên lốp; trong trường hợp lốp có hoa lốp rộng hơn chiều rộng mặt

cắt ngang, chiều rộng toàn bộ lốp tương ứng với chiều rộng hoa lốp.

Chiều cao mặt cắt ngang H: Khoảng cách bằng một nửa của hiệu số giữa đường

kính ngồi của lốp và đường kính danh nghĩa của vành.

Tỉ lệ mặt cắt danh nghĩa Ra: Trị số bằng một trăm lần thương số của phép chia

chiều cao mặt cắt ngang (H) cho chiều rộng danh nghĩa của mặt cắt ngang (S 1), cả

hai kích thước đều được đo theo cùng đơn vị.

Đường kính ngồi D: Đường kính tồn bộ của lốp mới đã được bơm hơi tới áp

suất do nhà sản xuất quy định.



Khóa luận tốt nghiệp



18



Chiều rộng danh nghĩa của mặt cắt ngang (S 1) được thể hiện bằng mm trừ

trường hợp các loại lốp có ký hiệu kích thước được nêu rõ trong cột đầu tiên của các

bảng trong phụ lục 5 của quy chuẩn.

Tỉ lệ mặt cắt danh nghĩa (Ra), trừ một số loại lốp có ký hiệu cỡ lốp được nêu

trong cột đầu tiên của các bảng trong phụ lục 5 của quy chuẩn này.

Đường kính danh nghĩa của vành được sử dụng để lắp lốp, ký hiệu là (d r), được

thể hiện cả bằng mã số (số dưới 100) và bằng milimét (số trên 100)[ CITATION

QCV16 \l 1033 ].

2.4.1 Quy cách sản phẩm



Hình 2.12: Sơ đồ đơn giản của một chiếc xe tải 18 bánh.

Đối với việc lựa chọn quy cách lốp xe, tải trọng là một trong những yếu tố quan

trọng. khi chọn lốp cần tính đến khối lượng của xe và trọng lượng hàng hóa tối đa

trên container. Quy cách lốp 11R22.5 16PR thông dụng đối với các dòng xe

container hạng nặng 40 ft, tải trọng tối đa 30 tấn. Ý nghĩa các thơng số được giải

thích như sau:

-



11: độ rộng trung bình bề mặt tiếp xúc của lốp với mặt đường, đơn vị tính là



-



inch.

22.5: Số đo đường kính lazang (mâm bánh xe) đơn vị inch. Mỗi dòng lốp xe

oto chỉ sử dụng được duy nhất một kích cỡ lazang. Với lốp 11R22.5 trên số



-



22.5 tương ứng với đường kính lazang là 22,5 inch.

16PR: Số lớp bố thép, được dệt từ các sợi thép được bố trí bên trong lốp.



Khóa luận tốt nghiệp



19



Hình 2.13: Lốp xe 11R22.5 16PR Kumho tire.

2.4.2 Thiết kế kích thước lốp

 Cặp bánh trục lái (Drive Axles)

Quy cách 11R22.5 Bảng 2, phụ lục 5, QCVN 34 : 2016/BGTVT:

-



Bề rộng mặt cắt lốp danh nghĩa: W  11 inch  279, 4 mm

Đường kính ngồi lốp: D  1050 mm

Đường kính vành danh nghĩa: d r  572 mm

Chiều rộng mặt cắt lốp: S  279 mm



Chiều cao mặt cắt ngang của lốp[CITATION ETR \l 1033 ]:

H  0,5 �(D  d r )



2-1



H  0,5 �(1050  572)  239 mm



Bề rộng mặt lốp tiếp xúc với mặt đường:



C  (1,075  0,005 �ar) �W1,001



2-2



C  (1,075  0,005 �100) �279, 41,001  286,38 mm

Khả năng chịu tải theo lý thuyết của lốp:







�W �ar



L  d ��

0,00028P ( 0,004ar  1,03)W ��

 d r � 3, 45 �

� 50







Trong đó:



2-3



Khóa luận tốt nghiệp



-



20



P: áp suất làm việc của lốp, kPa.

ar: tỉ số hình dáng lốp.

dr: đường kính vành danh nghĩa, mm.

W: bề rộng mặt cắt danh nghĩa, mm.

d: sự sai lệch của lốp khi chịu tải, mm.



Sự sai lệch của lốp khi chịu tải:



d

d



D �d r

D  dr �

 �  0,78 �



2 �2

2 �



2-4



1050 �572

1050  572 �

 �  0,78 �

� 52,58 mm

2

2

�2









�279, 4 �100



L  52,58 ��

0,00028 �240 ( 0,004 �100  1,03) �279, 4 ��

 572 � 3, 45�

� 50







L  1757,8 kg



2.4.3 Thiết kế các chi tiết thành phần của lốp

Chọn độ dày các thành phần trong lốp như sau:

Bảng 2.4: Độ dày phần mặt lốp trong mặt cắt

Vải mành



Vải mành



tIL



thân lốp

tcc



lớp chịu tải

tB



2,7



2,5



2 �4



Tên lớp



IL



Ký hiệu

Độ dày

(mm)



Mặt lốp



Tổng



tT



Tmặt



38,8



52



Khóa luận tốt nghiệp



21



Bảng 2.5: Độ dày phần hơng lốp trong mặt cắt

Tên lớp



IL



Ký hiệu

Độ dày (mm)



tIL

2,7



Vải mành lớp

chịu tải

tB

2 �4



Hông lốp



Tổng



tsw

7 �2



Thông

24,7



Đối với lớp radial, chọn phương pháp hình thành 2 giai đoạn (thành hình 2

trống):

Giai đoạn 1 (trống 1): thành hình các phần như: tanh, màng kín khí, vải mành

thân lốp, hơng lốp. Chọn đường kính trống thành hình Dcase 1  580 mm .

Giai đoạn 2 (trống 2): thành hình các phần như: vải mành lớp chịu tải, cao su

liên kết, mặt lốp. Chọn đường kính trống thành hình 2 D case 2  960 mm .

Inner liner: lớp cao su kín khí thiết kế có độ dày t IL  2,7 mm

Lớp vải mành thân lốp: gồm 1 lớp, có góc hướng sợi hợp với phương chu vi

90o, do vậy cắt góc vải bằng 90o.

Chọn mật độ sợi thép sau khi lưu hóa i sợi  3,7 sợi/cm [ CITATION Tho \l 1033

].

Tính tốn mật độ sợi thép trong bán thành phẩm:

Mật độ sợi trong bán thành phẩm i sợi. Gọi dsợi là khoảng cách giữa 2 sợi liền kề

nhau của lốp sau khi đã lưu hóa.

Đường kính lớp vải mành trong lốp sau khi lưu hóa:



D manh  D  2 �(t cc  t B  t T )

D manh  1050  2 �(2,5  9,5  38,8)  950 mm

Số sợi trong lốp trước và sau khi lưu hóa là bằng nhau, được tính bằng:



i 0soi  isoi



D manh

950

 3,7 �

�6

Dcase1

580

sợi/cm



Khóa luận tốt nghiệp



22



Lực căng an toàn của sợi vải mành thân lốp:



 �P �(R 2A  rw2 ) P �(R A2  rw2 )

TR 



I

D manh �i r



2-5



Trong đó:

-



P: áp suất hơi bên trong lốp, P  0,024 kg/mm2

RA: Bán kính lớp sợi mành tính từ trục xe, mm.

(rw ;z w )  (215, 218;99,535) : tọa độ điểm trên mành radial tại phần rộng nhất

của lốp.

RA 



D manh 950



 475

2

2

mm



TR 



0,024 �(4752  215, 2182 )

 0,545

925 �8

kg



K

Ta có hệ số an toàn của lực vải mành



TR max

�5 �7

TR

. Chọn K  6 ta được



giá trị chịu lực của sợi mành : TR max  3, 27 kg.

Tầng hoãn xung:

Bao gồm 4 lớp đai thép (belt) có chiều rộng bằng nhau.

Wb  0,95C  0,95 �286,38  272,06 mm.

Chọn bó sợi thép có đường kính d b  0,75 mm và mật độ sợi là i b  4,5 sợi/cm.



  30o

Bề dày mỗi lớp belt t b  2 mm . Góc sợi hợp với phương chu vi 1

[ CITATION VLB69 \l 1033 ]. Các lớp sợi được đặt chéo hướng nhau.

Lực căng lớp đai thép [ CITATION FKo07 \l 1033 ].





 2R  r  z

TB  2P � A x x  A.rx 2 .cosx �

3







Trong đó:



2-6



Khóa luận tốt nghiệp



23



-



P: áp suất hơi bên trong lốp, P  0,024 kg/mm2

RA: Bán kính lớp sợi mành tính từ trục xe, mm.

(rx ;z x )  (256,842;82,897) : tọa độ điểm tiếp xúc ngoài cùng giữa lớp mành



-



radial và lớp đai thép 1.

x: là góc hợp bởi tiếp tuyến chung của đai thép và mành radial với trục r.



-



A



R 2A  rw2 462,52  215, 2182



 1, 27

2.rx2

2 �256,8422



sin x 



rx2  rw2 256,8422  215, 2182



 0,117

2A.rx2

2 �1, 27 �256,842 2



 TB  789,06 kg

Tính lực tác dụng lên sợi thép[ CITATION VLB69 \l 1033 ]:



Khoảng cách giữa 2 sợi thép liền kề:



sb 



1

ib



Khoảng cách giữa 2 sợi theo phương ngang W:



sb ' 



sb

1



cos 1 i b �cos 1



Ta tính được mật độ theo phương ngang:

i 0b  i b �cos 1  4,5 �cos30 �4 sợi/cm

2

T



4



W



N



i



cos

1

B

b

b

Nội lực của sợi:



Suy ra: N  15,9 kg.

Chọn hệ số an tồn k  6 , từ đó tính được giá trị chịu lực của sợi thép khi chọn:

N max  95, 4 kg.

 Vòng tanh:

Chọn sợi thép làm tanh dành cho lốp xe có các thơng số sau:

-



Đường kính sợi thép d bw  1,55 mm



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SẢN PHẨM

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×