Thiết kế xe nâng hạ sử dụng động cơ điện, tải trọng nâng 1500 kg. Một trong những phương tiện vận chuyển, xếp dỡ không thể thiếu đó là xe nâng hàng. Loại xe này có tính linh hoạt cao có thể làm việc tại khu vực có diện tích nhỏ như trong nhà kho hay trong các dây chuyền sản xuất, lắp ráp. Để đáp ứng yêu cầu của thực tế và bổ sung hoàn thiện kiến thức chuyên ngành, em đã chọn đề tài: “Thiết kế kỹ thuật xe nâng hạ sử dụng động cơ điện, trọng lượng nâng 1000kg”.
MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN Error! Bookmark not defined DANH MỤC HÌNH Error! Bookmark not defined LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I – TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm chung máy nâng chuyển Error! Bookmark not defined 1.2 Công dụng xe nâng 1.3 Phân loại xe nâng 1.3 Phạm vi ứng dụng CHƯƠNG II – PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 10 2.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động xe nâng điện 10 2.1.1 Cấu tạo chung 10 2.1.2 Nguyên lý hoạt động xe nâng điện 13 2.1.3 Thao tác xếp dỡ hàng hóa 14 2.2 Phân tích, lựa chọn phương án thiết kế hệ thống xe nâng điện 17 2.2.1 Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống động lực 17 2.2.2 Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống nâng hạ 19 2.2.3 Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống phanh 22 2.2.4 Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống lái 26 CHƯƠNG III –THIẾT KẾ TÍNH TỐN XE NÂNG ĐIỆN 29 3.1 Lựa chọn thông số thiết kế 29 3.2 Thiết kế hệ thống động lực 30 3.2.1 Sơ đồ dẫn động 30 3.2.2 Xác định công suất động điện 30 3.2.3 Tính tốn thơng số động học 34 3.2.4 Thiết kế truyền bánh trụ thẳng 34 3.3 Thiết kế hệ thống nâng hạ 41 3.3.1 Sơ đồ thủy lực cho xe nâng 41 3.3.2 Tính tốn cấu nâng bàn trượt 42 3.3.3 Tính tốn cấu nâng khung động 52 3.3.4 Tính tốn cấu nghiêng khung 57 3.3.5 Tính tốn hệ thủy lực 59 3.3.6 Tính tốn kết cấu thiết bị cơng tác 69 3.4 Tính tốn thiết kế hệ thống phanh 81 3.4.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống phanh xe nâng 81 3.4.2 Tính tốn thiết kế cấu phanh 82 3.5 Thiết kế hệ thống lái 94 3.5.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống lái xe nâng 94 3.5.2 Tính tốn thiết kế cấu lái thủy lực 95 CHƯƠNG IV – KHẢO SÁT ỔN ĐỊNH VÀ KIỂM BỀN HỆ THỐNG CHỊU TẢI CỦA XE NÂNG 112 4.1 Tính tốn ổn định xe nâng 112 4.1.1 Trường hợp xe nâng hàng định mức, độ cao nâng lớn mặt nằm ngang 113 4.1.2 Trường hợp xe nâng hàng định mức, độ cao nâng lớn mặt dốc α 114 4.1.3 Trường hợp xe nâng hàng vượt định mức, độ cao nâng H, mặt nằm ngang 115 4.1.4 Trường hợp xe nâng hàng định mức, độ cao nâng H, mặt nằm ngang, hãm phanh Error! Bookmark not defined 4.2 Tính tốn kiểm bền khung chassis 115 4.2.1 Trường hợp xe nâng hàng định mức, độ cao nâng lớn mặt nằm ngang 115 4.2.2 Trường hợp xe nâng hàng định mức, độ cao nâng H, mặt nằm ngang, hãm phanh 116 CHƯƠNG V – KẾT LUẬN 120 5.1 Kết luận 120 5.2 Đề xuất 120 TÀI LIỆU THAM KHẢO 121 LỜI NÓI ĐẦU Trong trình cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước việc cải tiến quy trình cơng nghệ, áp dụng máy móc trang thiết bị kỹ thuật đại vào sản xuất đóng vai trị vơ quan trọng Bất hoạt động muốn có hiệu tồn lâu dài thương trường phải không ngừng cải tiến chất lượng Trong công tác quản lý, tổ chức sản xuất hợp lý đòi hỏi phải đầu tư trang thiết bị máy móc vận chuyển xếp dỡ tốt Tại cơng ty, xí nghiệp, nhà ga, bến cảng, kho hàng… trang bị nhiều phương tiện vận tải đại, việc bốc xếp hàng hóa từ khu vực chuyển đến khu vực khác chủ yếu dựa vào thiết bị, xe chuyên dụng Việc áp dụng phương tiện vận tải chuyên dụng để thay sức lao động người giúp cho luân chuyển hàng hóa ngày nhanh chóng, tăng suất lao động hiệu kinh tế ngày cao Một phương tiện vận chuyển, xếp dỡ thiếu xe nâng hàng Loại xe có tính linh hoạt cao làm việc khu vực có diện tích nhỏ nhà kho hay dây chuyền sản xuất, lắp ráp Để đáp ứng yêu cầu thực tế bổ sung hoàn thiện kiến thức chuyên ngành, em chọn đề tài: “Thiết kế kỹ thuật xe nâng hạ sử dụng động điện, trọng lượng nâng 1000kg” Nội dung bố cục đồ án: Giới thiệu, phân loại máy nâng chuyển Phân tích lựa chọn phương án thiết kế Tính tốn, thiết kế hệ thống động lực, hệ thống nâng hạ, hệ thống điều khiển, khung vỏ Kiểm nghiệm khả ổn định kiểm bền Kết luận đưa đề xuất Những điểm đồ án, chưa xuất luận án, tài liệu nước: Đối tượng thiết kế xe nâng sử dụng động điện, phù hợp với xu hướng nhu cầu thị trường Hệ thống nâng hạ thiết kế gồm khung nâng, có khoảng nâng tự mà khơng làm thay đổi chiều cao khung nâng Cơ cấu phanh giảm tốc ma sát ướt Xây dựng mô hình đánh giá độ bền khung vỏ xe, sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn Xây dựng vẽ 3D toàn xe vẽ chế tạo chi tiết Chế tạo thử nghiệm mơ hình xe nâng thu nhỏ, tỷ lệ 1:4 Trong trình thực đồ án, kiến thức hạn chế, tài liệu tham khảo chưa có nhiều nên đồ án tốt nghiệp em khơng tránh khỏi thiếu sót, kính mong thầy bảo để đồ án em bổ sung hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn TS Trần Thanh Tùng cung thầy Bộ mơn Ơ tơ Xe chun dụng tạo điều kiện thuận lời để em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn! CHƯƠNG I – TỔNG QUAN 1.1 Khái quát xe nâng Xe nâng hàng loại xe chuyên dùng phục vụ cho việc vận chuyển, bốc xếp, nâng hạ hàng hóa thiết kế dựa xe sở có bổ sung thêm thiết khị nâng hạ Xe nâng loại máy xếp dỡ có tính động cao nên sử dụng ưu việt bốc xếp hàng kho bãi cảng biển, cảng sông để xếp dỡ vận chuyển hàng hóa nội xí nghiệp, nhà máy Dạng công tác đặt xe nâng tự hành bàn trượt có gắn với hai nâng hình chữ L (đĩa nâng) Đặc điểm xe nâng tính động cao, có nhiều chức năng: Nâng hạ, bốc xếp hàng hóa Khả vận chuyển linh hoạt 1.2 Phân loại xe nâng Có nhiều cách phân loại xe nâng khác nhau: Theo nguồn động lực Xe nâng hạ tay Xe nâng hạ tay xe nâng dùng thủ cơng để di chuyển hàng hóa bao gồm xe nâng tay, xe đẩy tay vừa di chuyển hàng hóa vừa nâng hàng hóa lên cao bao gồm loại xe nâng tay cao Tải trọng nâng chiều cao nâng cho loại xe nâng tay rơi vào loại nhẹ đơn giản, từ 500 kg -1500 kg cho loại vừa di chuyển vừa nâng lên cao 2500 kg cho loại di chuyển khơng nâng lên cao Hình 1.1: Xe nâng hạ tay tải trọng 1000 kg Xe nâng hạ dùng động đốt Xe nâng hạ dùng động đốt xe dùng động đốt để thực việc di chuyển nâng hạ Thông thường sử dụng loại xe này, người ta phải sử dụng nâng đỡ di chuyển hàng hóa với khối lượng lớn, tần suất cao mà loại xe khác đáp ứng Cấu tạo xe chủ yếu bao gồm có động chạy nhiên liệu xăng, dầu diesel gas, khung gầm lốp xe cấu tạo xe tơ, ngồi cịn có thêm hệ thống thủy lực để nâng hàng hóa Tải trọng loại xe nâng động xuất phát từ lên đến hàng chục Thông thường loại xe nâng từ trở xuống dùng đại trà nhà máy xí nghiệp, loại xe có tải trọng từ 10 trở lên dùng cảng biển phục vụ cho việc nâng hạ container có trọng tải lớn Hình 1.2: Xe nâng hạ sử dụng dầu Diesel tải trọng 2500 kg Xe nâng hạ dùng động điện Xe nâng hạ dùng động điện (xe nâng điện) xe dùng ắc quy cắm điện để thay cho sức người để di chuyển hàng nâng hàng Nếu sử dụng động điện cho việc nâng hạ cho việc di chuyển gọi xe nâng bán tự động có nửa cơng dùng ắc quy Nếu sử dụng động điện cho việc di chuyển việc nâng hạ gọi xe nâng tự động xe nâng điện Tải trọng nâng chiều cao nâng cho loại xe nâng điện cao xe nâng tay, nâng tới 2500 kg với chiều cao 6m Các loại xe thường hay sử dụng với hệ thống giá kệ Để giảm nhẹ việc lấy hàng tạo độ ổn định cho hàng xe di chuyển, xe nâng hàng nghiêng so với phương thẳng đứng phía sau góc 5° – 15° , phía trước góc 3° – 10° Để đảm bảo ổn định thời gian làm việc đặt biệt để cân vật đặt lên giá cao kệ chồng xếp (hoặc lấy hàng từ kệ) xe nâng trang bị đối trọng, mà đối trọng lắp theo chiều dài lắp chặt cánh tay đòn khác so với trục sau Theo hướng thiết bị công tác Xe nâng chạc phía trước Xe nâng chạc bên sườn Theo thiết bị di chuyển máy Xe nâng di chuyển bánh lốp Xe nâng di chuyển bánh xích Theo cách khác Theo sức nâng Q Theo chiều cao nâng H 1.3 Phạm vi ứng dụng xe nâng Cùng với kinh tế ngày phát triển xe nâng phải có cải tiến cho phù hợp với tính chất cơng việc Do phạm vi hoạt động ngày mở rộng Không sử dụng xe nâng bến cảng, bãi bốc xếp, lĩnh vực xây dựng, công ty, nhà máy mà xe nâng phải đáp ứng yêu cầu nhanh gọn, thích nghi với điều kiện khơng gian, địa hình phức tạp, phải đa dạng chủng loại, kích cỡ xe 1.4 Yêu cầu xe nâng điện Xe nâng điện thiết kế đồ án có tải trọng nhỏ, phục vụ chủ yếu kho hàng, bến cảng,… Do đó, yêu cầu thiết kế xe nâng điện sau: Kích thước nhỏ gọn Có khả bốc xếp hàng hóa khơng gian bị giới hạn container Dễ sử dụng Độ ổn định, tin cậy cao CHƯƠNG II – PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động xe nâng điện 2.1.1 Cấu tạo chung Hình 2.1: Sơ đồ bố trí xe nâng điện Khung nâng Ghế ngồi điều khiển Xi lanh nâng Cụm bơm thủy lực Tay gạt điều khiển 10 Đối trọng Bàn trượt 11 Bánh sau dẫn hướng Càng nâng 12 Xi lanh nghiêng Mái che 13 Bánh trước chủ động Vô lăng lái a) Khung nâng Là kết cấu khung dầm thép liên kết với mối hàn Bao gồm phần: Khung 10 Trong đó: pi – Áp suất làm việc dầu thủy lực, chọn dầu có pi = (MPa); Dt – Đường kính xi lanh lái d – Đường kính piston: d = 0,6Dt Vậy: → 𝐷𝑡 = √ 𝑃𝑥𝑙 = 62,06 (𝑚𝑚) 𝜋 𝑝𝑖 0,64 Chọn xi lanh có đường kính D = 65 (mm), đường kính ngồi Dn = 75 (mm), đương kính cần piston d = 40 (mm) Tính chọn chiều dài xi lanh lái Xe thiết kế sử dụng xi lanh lái làm địn kéo ngang hình thang lái, tính tốn chiều dài địn kéo ngang tính tốn chiều dài cần piston xi lanh lái Chiều dài cần piston xi lanh lái xác định theo công thức: 𝐿0 = 𝑚 – 2(𝑡 𝑐𝑜𝑠𝜃 ) + √𝑝2 − (𝑙 − 𝑡 𝑠𝑖𝑛𝜃)2 ) = 488,75 (𝑚𝑚) Chọn chiều dài cần piston là: 500 (mm) Kiểm bền xi lanh lái 𝐴 𝜎𝑡𝑑 𝑝 𝑏2 = = 56,25 (𝑀𝑃𝑎) 𝑏 − 𝑎2 Vật liệu chế tạo xi lanh thép 45, có [σ] = 240 (MPa) 𝐴 Kiểm tra bền 𝜎𝑡𝑑 < [𝜎] Vậy xi lanh đủ bền Kiểm tra bền cần piston Lực tác dụng lên cần piston chất lỏng gây ra: 𝑃𝑚 = 𝑝𝑖 𝐹𝑡 Trong đó: Ft – Tiết diện xi lanh 𝜋 𝐷𝑡2 𝐹𝑡 = Ứng suất nén lớn cần piston: 107 𝜎𝑛,𝑚𝑎𝑥 = 𝑃𝑚 𝐹𝑝 Fp – Tiết diện ngang cần piston 𝜋 𝑑 𝐹𝑝 = 𝜎𝑛,𝑚𝑎𝑥 = 71,50 (𝑀𝑃𝑎) Vật liệu chế tạo cần piston thép 45, có [σ] = 240 (MPa) > σn.max → Cần piston đủ bền Kiểm bền trục lái Trục lái làm thép C40 có ứng suất cho phép [𝜏] = 100 ÷ 130 (MN/m2) Trục chế tạo rỗng có đường kính ngồi D = 40 (mm), đường kính d = 30 (mm) Dưới tác dụng mô men đặt lên vành tay lái trục lái chịu tác dụng ứng suất xoắn Ứng suất xoắn tác dụng lên trục lái tính theo cơng thức: 𝜏= 𝑃𝐿𝑚𝑎𝑥 𝑅𝑙 𝑊𝑥 (…) (MN/m2); Trong đó: PLmax – Lực lớn tác dụng lên vành lái Rl – Bán kính vơ lăng Wx – Mơ men chống xoắn, Wx = 0,2.D3.(1 – 𝜏= 𝑑4 𝐷4 ) 𝑃𝐿𝑚𝑎𝑥 𝑅𝑙 𝐷 0,2(𝐷 − 𝑑 ) Với trục lái xe thiết kế, dựa số liệu thực tế ta chọn chiều dài trục lái L = 1000 (mm) Ta cần tính tốn trục lái theo độ cứng vững (góc xoắn trục) theo cơng thức: 𝜃= 2𝜏𝐿 5,5° ÷ 7,5° (𝑟𝑎𝑑) ≤ 𝐷𝐺 m Trong đó: G mơ đun đàn hồi dịch chuyển: G = 8.104 (MPa); Vậy: θ = 0,0004 (rad) tương ứng với góc 0,23° < [θ] → Trục lái đủ bền 108 Kiểm bền trụ đứng Hình 3.40: Trụ đứng Trụ đứng có kết cấu dạng thẳng cong xem tồn mơ men truyền qua trụ đứng Những va đập tác động lên hai bánh xe dẫn hướng xe chạy đường gồ ghề truyền tới vành tay lái Ở trường hợp trục đứng chịu lực va đập toàn Trụ đứng nối với dẫn động lái trục xoay Vật liệu làm chế tạo trụ đứng thép C40, có ứng suất uốn cho phép: 𝜎𝑐ℎ = 340 (MPa), ta lấy hệ số an toàn n = 1,5 đó: [𝜎] = 340 = 226 (MPa) 1,5 Ứng suất xoắn cho phép [] = 100 130 (MPa) Kinh nghiệm cho thấy lực cực đại tác dụng lên địn kéo dọc thường khơng vượt q trọng lượng tác dụng lên bánh xe dẫn hướng Vì tính trụ đứng nên chọn lực lớn lực tính theo cơng thức đây: Q1 = 0,5.G2 (N) Lực mô men cản quay vòng lớn tạo là: Q2 = 𝑃𝐿𝑚𝑎𝑥 𝑅𝑙 𝑖𝑐 𝜂 𝑙𝑑 ; (…) Trong đó: PLmax – Lực lớn tác dụng lên vành tay lái Rl – Bán kính vành tay lái ic – Tỷ số truyền cấu lái η – Hiệu suất cấu lái 109 ld – Chiều dài trụ đứng, ld = 150 (mm) Như ta lấy lực Q1 để tính cho trụ đứng Trụ đứng kiểm tra theo uốn xoắn tiết diện nguy hiểm 1-1 Mặt cắt 1-1 có tiết diện hình chữ nhật có kích thước a, b Ứng suất uốn: 𝜎𝑢 = 𝑄1 𝑙𝑑 (…) 𝑏.𝑎2 Trong đó: b – Chiều dày địn bên, chọn b = 30 (mm) a – Chiều rộng đòn bên, chọn a = 40 (mm) 𝜎𝑢 = 199,34 (𝑀𝑃𝑎) < [𝜎] Ứng suất xoắn: 𝜏𝑥 = 𝑄.𝑐 𝛼.𝑏.𝑎2 (…) ; Trong đó: C – Khoảng cách từ tâm tiết diện đến tâm trụ đứng α – Hệ số phục thuộc, với 𝑎 𝑏 = 35 20 = 1,75, (Theo bảng trang 6, Tuyển tập toán giải sẵn môn sức bền vật liệu tập 2, Đặng Việt Cương, NXB Khoa học Kỹ thuật) ta có α = 0,239; 𝜏𝑥 = 83,40 (𝑀𝑃𝑎) ≤ [𝜏] Kiểm bền địn Địn hình thang lái kiểm tra bền theo ứng suất uốn, đòn làm thép 45 có [σ] = 240 (MPa) Lực tác dụng lên địn hình thang lái với lực nén lớn tác dụng lên cần piston xi lanh lái Ứng suất uống tác dụng lên địn xác định theo cơng thức: 𝜎𝑢 = 𝑀𝑢 𝑊𝑢 (…) ; Trong đó: Mu – Mơ men uốn tác dụng lên đòn giữa: Mu = p.N.sin𝛾 Wu – Mơ men chống uốn địn giữa: Wu = 𝑏ℎ 16 110 b – Bề rộng đòn giữa, chọn b = 20 (mm) h – Chiều cao đòn giữa, chọn h = 50 (mm) → 𝜎𝑢 = 16𝑀𝑢 = 58,30 (𝑀𝑃𝑎) < [𝜎𝑏 ] 𝑏ℎ2 Vậy đòn đủ bền 111 CHƯƠNG IV – KHẢO SÁT ỔN ĐỊNH VÀ KIỂM BỀN HỆ THỐNG CHỊU TẢI CỦA XE NÂNG 4.1 Tính tốn ổn định xe nâng Hệ số ổn định tính theo điều kiện ổn định: 𝐾𝑜𝑑 = 𝐺1 (𝑎1 − 𝑏1 𝑡𝑎𝑛𝛼𝑑 ) ≥ 1,1 𝑄 (𝐿 − 𝐻 𝑡𝑎𝑛𝛼𝑑 ) + 𝐺2 (𝑎2 − 𝑏2 𝑡𝑎𝑛𝛼𝑑 ) Trong đó: G1 – Khối lượng sở xe nâng không bao gồm khung nâng G2 – Khối lượng khung nâng (bao gồm bàn trượt nâng) Q – Khối lượng hàng nâng a1 – Khoảng cách từ tâm cầu trước đến trọng tâm G1 a2 – Khoảng cách từ tâm cầu trước đến trọng tâm G2 L – Khoảng cách từ tâm cầu trước đến trọng tâm hàng Q b1 – Chiều cao từ tâm cầu trước đến trọng tâm G1 b2 – Chiều cao từ tâm cầu trước đến trọng tâm G2 H – Chiều cao từ tâm cầu trước đến trọng tâm hàng Q αd – Góc dốc theo phương dọc Trọng tâm hàng quy ước giống thiết kế hệ thống nâng hạ Dựa vẽ xe nâng thiết kế, em đưa bảng phân bố khối lượng xe nâng nâng hàng với khung nâng vị trí thấp nhất: TT Thành phần Qi Giá trị (kg) Li Giá trị (m) hi Giá trị (m) Cầu trước Q1 200 L1 200 h1 260 Cầu sau Q2 150 L2 1420 h2 230 Ắc quy Q3 400 L3 900 h3 350 Đối trọng Q4 1600 L4 1650 h4 500 Q5 230 L5 800 h5 200 Q6 70 L6 1000 h6 1000 Khung vỏ chi tiết phụ Người lái 112 Khối lượng sở xe nâng G1 2650 a1 1323,40 b1 431,13 Khung nâng G2 850 a2 -230 b2 1000 Hàng Q 1500 L -1000 H 600 4.1.1 Trường hợp Xe nâng hạ hàng, khối lượng hàng định mức, trọng tâm hàng thay đổi khoảng 600 ÷ 4600 mm (từ vị trí nâng thấp đến vị trí nâng cao nhất), độ dốc tiêu chuẩn 10% Sau tính tốn, kết thể bảng đồ thị sau: H 600 1000 1400 1800 2200 2600 3000 3400 3800 4200 4600 1,81 1,74 1,68 1,62 1,56 1,51 1,46 1,37 1,33 1,30 (mm) Kod 1,42 Hình 4.1: Đồ thị thay đổi hệ số ổn định phụ thuộc chiều cao trọng tâm hàng H Kết luận: Khi xe nâng hoạt động điều kiện thiết kế: nâng hạ hàng với tải trọng định mức, độ dốc khơng vượt q 10% khả ổn định lật xe nâng đảm bảo tuyệt đối 113 4.1.2 Trường hợp Xe nâng hạ hàng, khối lượng hàng định mức, độ cao nâng lớn nhất, độ dốc thay đổi khoảng ÷ 20%, tương đương góc dốc khoảng ÷ 11,31°, xe dốc phía trước Sau tính tốn, kết thể bảng đồ thị sau: i (%) 10 11 12 13 14 Kod 1,60 1,53 1,46 1,40 1,35 1,30 1,25 1,20 1,16 1,12 i (%) 15 16 17 18 19 20 Kod 1,08 1,05 1,01 0,98 0,95 0,93 Hình 4.2: Đồ thị thay đổi hệ số ổn định phụ thuộc độ dốc i Kết luận: Khi xe nâng nâng hàng với tải trọng định mức lên vị trí cao (trọng tâm hàng cách mặt đất 4600 mm) khả ổn định lật xe đảm bảo độ dốc nhỏ 14,5%, tương đương góc dốc 8,25° Với độ dốc lớn 14,5%, khả ổn định lật xe ngưỡng nguy hiểm, có khả lật, nên khơng nâng hạ hàng độ dốc Với độ dốc vượt 17%, xe chắn lật 114 4.1.3 Trường hợp Xe nâng hạ hàng, khối lượng hàng thay đổi khoảng 500 ÷ 2000 kg (vượt định mức tối đa 133%), độ cao nâng lớn nhất, độ dốc tiêu chuẩn 10% Sau tính tốn, kết thể bảng đồ thị sau: Q (kg) 1000 1067 1133 1200 1267 1333 1400 1467 1533 1600 Kod 1,80 1,71 1,63 1,56 1,49 1,43 1,37 1,32 1,27 1,23 Q (kg) 1667 1733 1800 1867 1933 2000 Kod 1,19 1,15 1,11 1,08 1,04 1,01 Hình 4.3: Đồ thị thay đổi hệ số ổn định phụ thuộc khối lượng hàng Q Kết luận: Khi xe nâng nâng hàng lên vị trí cao dốc 10%, khả ổn định lật đảm bảo với khối lượng hàng đạt 1800 kg (vượt định mức 120%) Với khối lượng hàng lớn 1800 kg, xe có khả ổn định ngưỡng nguy hiểm Với khối lượng hàng lớn 2000 kg (vượt định mức 133%), xe chắn bị lật 4.2 Tính tốn kiểm bền khung chassis, vỏ cầu trước khung lái 4.2.1 Mơ hình hóa toán Xe nâng hàng định mức, độ cao nâng lớn mặt nằm ngang, khung ngả phía trước để trút hàng 115 Hình 4.4: Mơ hình tính tốn khung chassis, vỏ cầu trước khung lái Mơ hình tính tốn gồm khung chassis, vỏ cầu trước (gồm vỏ hộp giảm tốc, vỏ phanh), khung lái tạo phần mềm 3D Khung chassis thiết kế dựa tham khảo từ xe nâng điện hãng TOYOTA Clark, Crown,… điều chỉnh theo yêu cầu thiết kế xe nâng Khung chassis gồm thép cắt, dập hàn lại với Vật liệu thép C45 có ứng suất bền σb = 600 (MPa) ứng suất chảy σch = 360 (MPa) Vỏ hộp giảm tốc, vỏ phanh, khung lái đúc gang xám GX40-60 có ứng suất bền kéo σk = 400 (MPa) ứng suất bền uốn σu = 600 (MPa) 4.2.2 Điều kiện biên toán Để đơn giản hóa tốn, thuận tiện cho cơng việc thiết lập thơng số mơ phỏng, mơ hình tính tốn bỏ chi tiết khung nâng, đối trọng, ắc quy, khung (bào gồm người lái, ghế, vơ lăng lái,…)… Điều đồng nghĩa với việc phải quy đổi trọng lượng chi tiết bỏ thành tải trọng tác dụng vị trí liên kết Các thông số điều kiện biên thiết lập mơ hình sau: 116 Hình 4.5: Điều kiện biên mô 4.2.3 Thiết lập đánh giá thông số mô Lưới phần tử thể hình sau: Hình 4.6: Lưới phần tử mô Thông số lưới đáp ứng yêu cầu cân độ xác tốc độ tính tốn, cụ thể: Dạng phần tử: Tetra10 (Tứ diện bậc hai) Số lượng phần tử: 604306 117 Số lượng nút: 331224 Tỷ lệ Aspect trung bình: 2,9443 Tỷ lệ Jacobian trung bình: 0,9882 Liên kết chi tiết lắp ghép với bu lông thay liên kết cứng nút thuộc phần tử chi tiết Điều làm giảm độ xác tốn xuống làm tăng tốc độ tính tốn nhiều Tổng cộng có liên kết đơn giản hóa 4.2.4 Phân tích kết Kết q trình tính tốn thể hình sau: Hình 4.7: Ứng suất khung, vỏ chi tiết 118 Hình 4.8: Chuyển vị khung, vỏ chi tiết Đối với ứng suất, giá trị lớn đạt 382,66 (MPa) vỏ cầu trước, nhỏ ứng suất bền kéo σk = 400 (MPa) gang xám Vậy mô hình đủ bền Đối với chuyển vị, giá trị lớn đạt 3,6243 (mm) vị trí đặt ắc quy Các vị trí vỏ cầu trước, khung lái chuyển vị nhỏ nên không làm ảnh hưởng xe nâng hoạt động 119 CHƯƠNG V – KẾT LUẬN 5.1 Kết luận 5.2 Đề xuất 120 TÀI LIỆU THAM KHẢO 121