Nghiên ứu ảnh hưởng ủa á hế độ tải trọng đến khả năng lật ủa xe nâng điện

Xe nâng là loại máy xếp dỡ có tính cơ động cao nên sử dụng rất ưu việt khi bốc xếp hàng ở các kho bãi của các cảng biển, cảng sông cũng như để xếp dỡ và vận chuyển hàng hóa trong nội bộ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

- -

ĐOÀN TUẤN NGHĨA

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẾ ĐỘ TẢI TRỌNG ĐẾN KHẢ NĂNG LẬT CỦA XE

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Họ và tên tác giả luận văn : Đoàn Tuấn Nghĩa

Đề tài luận văn: Nghiên cứu ảnh hư ởng của c ác ch tải tr ế độ ọng đ ến kh ả

- Chỉnh sửa các lỗi chế bản

Ngày tháng 7 11 năm 2018

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

PGS.TS Hồ Hữu Hải

i

Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của

TS Trần Thanh Tùng 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 Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa từng được công bố trong bất

Trong suốt hai năm họ ậc t p tại Khoa Sau đại học – Trường Đạ ọ i h c Bách Khoa Hà Nộ i, tôi và các h c viên cao họ ọc đã luôn nhận đượ ự hước s ng dẫn, giúp đỡ

t n tình c a các th y cô giáo và các cán b ậ ủ ầ ộ Khoa Chúng tôi cũng được h c t p và ọ ậ

tiếp thu nh ng ki n th cữ ế ứ , phương pháp nghiên cứu khoa h c vô cùng quý báu mà các ọ

thầy cô đã dày công nghiên cứu, truyền đạ ạt l i cho chúng tôi trong các buổi học

Tôi xin g i l i cử ờ ảm ơn chân thành và lòng biết ơn sâu sắc tới TS Tr n Thanh ầ

Tùng – người đã tận tình ch bỉ ảo, hướng d n và cung c p nhi u tài li u khoa h c có ẫ ấ ề ệ ọ

giá tr trong su t quá trình tôi th c hi n Luị ố ự ệ ận văn này Tôi cũng xin được bày t lòng ỏ

biết ơn tới các th y cô giáo, các cán b ầ ộ nhân viên trường Đại h c Bách Khoa Hà Nọ ội

nói chung, khoa Sau đạ ọi h c nói riêng

Trong su t quá trình th c hi n luố ự ệ ận văn, tuy rằng bản thân đã không ngừng

c g ng và h c hố ắ ọ ỏi, nhưng với kinh nghi m và v n hi u bi t còn h n ch nên Luệ ố ể ế ạ ế ận

văn khó tránh khỏi nh ng t n t i, thi u sót Tôi mong nhữ ồ ạ ế ận đượ ực s chỉ b o và nh ng ả ữ

ý kiến đóng góp của cá c thầy cô cũng như bạn bè, đồng nghi p ệ

Tôi xin chân thành cảm ơn!

i, ngày tháng

Tác gi ảLuận văn

Đo àn Tu n Ngh a ấ ĩ

iii

L ỜI CAM ĐOAN i

L I C Ờ ẢM ƠN ii

M C L C Ụ Ụ iii

DANH M C HÌNH Ụ ẢNH vi

DANH M C B NG VÀ BI Ụ Ả ỂU ĐỒ vii

L I M Ờ Ở ĐẦ U 8

CHƯƠNG 1 9

T NG QUAN V XE NÂNG HÀNG Ổ Ề 9

1.1 Khái quát v xe nâng ề 9

1.2 Phân lo i xe nâng ạ 9

1.3 Ph m vi ng d ng c a xe nâng ạ ứ ụ ủ 12

1.4 Yêu c u c ầ ủa xe nâng điện 12

1.5 C u t o và nguyên lý ho ấ ạ ạt độ ng c ủa xe nâng điện 13

1.5.1 C u t o chung ấ ạ 13

1.5.2 Thao tác x p d hàng hóa ế ỡ 17

1.5.3 Các h ệ thống trên xe nâng điện 20

1.5.4 Các phương án hệ ố th ng nâng h 21 ạ 1.5.5 Thi t k khung nâng ế ế 24

K t lu ế ận chương 1 26

CHƯƠNG 2 27

CƠ SỞ LÝ THUY T C A LU Ế Ủ ẬN VĂN 27

2.1 Phân tích nguyên lý và các ch t i tr ế độ ả ọng tác động lên xe nâng 27

2.1.1 H ệ thống độ ng l c ự 27

2.1.2 H ệ thống nâng h ạ 28

2.1.3 Mô men cần thiết tại các bá nh xe 37

2.1.4 H ệ thống lái 39

2.2 Cơ sở lý thuyế ề cơ họ ứ t v c ng d ng 44 ụ 2.2.1.Các định nghĩa quan trọ ng 44

2.2.1.1.Véctơ lực chính, mômen chính c a h ủ ệ l c ự 44

2.2.1.2 Điề u ki n cân b ng và h ệ ằ ệ phương trình cân bằ ng c a h l c ủ ệ ự trong không gian 46

2.2.1.3 Bài toán đặ c bi t v cân b ng và l t ệ ề ằ ậ 46

2.3 Tính toán ổn định xe nâng 48

K t lu ế ận chương 2 49

CHƯƠNG 3 50

KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH L T C A XE NÂNG Ậ Ủ 50

3.1 Tính toán ổn đị nh l t cho xe nâng 50 ậ 3.2 Trườ ng h p 1: Xe nâng v i t i tr ng n ng nh t ợ ớ ả ọ ặ ấ 50

3.3 Trườ ng h ợp 2: Xe nâng vượ t mức 10% 59

K t lu ế ận chương 3 64

K T LU Ế Ậ N 65

TÀI LI U THAM KH O Ệ Ả 66

PHỤ C L C 67 Ụ Trườ ng h ợp 3: Thay đổ ị i v trí tr ng tâm hàng hóa 67 ọ Trườ ng h ợp 4: Thay đổi độ ốc dườ d ng và góc dố ủ c c a càng nâng 68

Trườ ng h ợp 5: Thay đổ ả i t i tr ọng và độ cao nâng hàng 69

v

Hình 1.1 Xe nâng h b ng tay t i tr ng 1000 kg ạ ằ ả ọ 10

Hình 1.2 Xe nâng h s d ng d u Diesel t i tr ng 2500 kg ạ ử ụ ầ ả ọ 11

Hình 1.3 Sơ đồ ố trí xe nâng điệ b n 13

Hình 1.4 Trình t thao tác l y hàng ự ấ 18

Hình 1.5 Trình t thao tác x p hàng ự ế 19

Hình 1.6 C u t o h ấ ạ ệ thống độ ng l c các lo ự ại xe nâng điệ n 20

Hình 1.7 Sơ đồ ố b trí h th ng nâng h ệ ố ạ theo phương án 1 22

Hình 1.8 Sơ đồ ố b trí h th ng nâng h ệ ố ạ theo phương án 2 23

Hình 1.9 Sơ đồ ố b trí h th ng nâng h ệ ố ạ theo phương án 3 24

Hình 1.10 K t c u khung nâng h ế ấ ệ thố ng nâng h ạ 25

Hình 2.1 Sơ đồ ẫn độ d ng h thống độ ệ ng l c 27 ự Hình 2.2 Các l c tác d ng lên xe nâng khi lên d c ự ụ ố 28

Hình 2.3 Sơ đồ ủ th y l c c ự ủa xe nâng điện 29

Hình 2.4 Sơ đồ khung nâng 3 đoạ n 30

Hình 2.5 Sơ đồ tính l ực khi nâng bàn trượ t 31

Hình 2.6 Sơ đồ tính l ực khi nâng khung độ ng 34

Hình 2.7 Sơ đồ độ ng l c h c khi phanh 37 ự ọ Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý h ệ thố ng lái xe nâng 39

Hình 2.9 C u t ấ ạo cơ cấ u lái th y l c ủ ự 40

Hình 2.10 Sơ đồ độ ng h c quay vò ọ ng 41

Hình 2.11 Sơ đồ hình thang lái khi xe đi thẳ ng 42

Hình 2.12 Sơ đồ độ ng h c quay vòng 43 ọ Hình 2.13 Mô hình bài toán l t ậ 47

Hình 3.1 Mô hình tính ổn đị nh cho xe nâng TH1 51

Hình 3.2 Mô hình tính ổn đị nh cho xe nâng TH2 61

B ng 2.1 B ng phân b ả ả ố khối lượng xe nâng 49 Bảng 3.1.Tính cho độ cao nâng hàng tối đa: 3 mét 55 Biểu đồ 3.1.Th hiệ ự thay đổ ủ ệ ể n s i c a h s Kod theo góc nghiêng ố 1

(H=3000mm) 55 Bảng 3.2 Tính cho độ cao nâng hàng tối đa: 2,5 mét 56 Biểu đồ 3.2 Th hiệ ự thay đổ ủ ể n s i c a Kod theo góc nghiêng 1(H=2500mm) 56 Bảng 3.3 Tính cho độ cao nâng hàng tối đa: 2 mét 57 Biểu đồ 3.3 Th hiệ ự thay đổ ủ ệ ể n s i c a h số Kod theo góc nghiêng 1

(H=2000mm) 57 Bảng 3.4 Tính cho độ cao nâng hàng tối đa: 1 mét 58 Biểu đồ 3.4 Th hiệ ự thay đổ ủ ệ ể n s i c a h số Kod theo góc nghiêng 1

(H=1000mm) 58 Bảng 3.5 Tính cho TH2: độ cao nâng hàng 300mm 63 Biểu đồ 3.5 Th hiệ ự thay đổ ủ ệ ể n s i c a h số Kod theo góc nghiêng 1

(H=300mm) 63

8

L I M Ờ Ở ĐẦ U

Trong quá trình công nghi p hóa, hiệ ện đại hóa đất nước vi c c i ti n quy trình ệ ả ếcông ngh , áp d ng máy móc trang thi t b kệ ụ ế ị ỹthuật hiện đại vào s n xuả ất đóng một vai trò vô cùng quan tr ng B t c hoọ ấ ứ ạt động nào mu n có hi u qu và t n t i lâu dài trên ố ệ ả ồ ạthương trường ph i không ng ng c i ti n chả ừ ả ế ất lượng Trong công tác qu n lý, t ch c ả ổ ứ

s n xu t hả ấ ợp lý còn đòi hỏi phải đầu tư trang thiế ịt b máy móc v n chuy n và x p d ậ ể ế ỡtốt Tại các công ty, xí nghiệp, nhà ga, b n cế ảng, kho hàng… trang bị ấ r t nhiều phương tiện v n t i hiậ ả ện đại, vi c b c x p hàng hóa t khu v c này chuyển đếệ ố ế ừ ự n khu v c khác ựchủ ế y u d a vào các thi t bịự ế , xe chuyên d ng ụ

Việc áp dụng các phương tiện v n t i chuyên dậ ả ụng để thay th sế ức lao động con người đã giúp cho luân chuyển hàng hóa ngày càng nhanh chóng, tăng năng suất lao động và hi u qu kinh t ngày càng cao M t trong nhệ ả ế ộ ững phương tiện v n chuy n, x p ậ ể ế

d không th ỡ ểthiếu đó là xe nâng hàng Loại xe này có tính linh ho t cao có th làm viạ ể ệc

t i khu v c có di n tích nh ạ ự ệ ỏ như trong nhà kho hay trong các dây chuyền s n xu t, lả ấ ắp ráp

Để đáp ứng yêu c u c a th c t và b sung hoàn thi n ki n th c chuyên ngành, ầ ủ ự ế ổ ệ ế ứ

em đã chọn đề tài: ‘Nghiên cứ ảu nh hư ng c a các ch t i tr ng n kh n ng ở ủ ế độ ả ọ đế ả ă

l t c a xe nâng i nậ ủ đ ệ ’ là một đề tài nh m mằ ục đích khảo sát k t thi t k và kế ế ế ết cấ ủa u cđối tượng xe nâng hoạt động hoàn toàn bằng năng lượng điện; m t loộ ại xe nâng đang

d n ph bi n và ti n t i s thay th các loầ ổ ế ế ớ ẽ ế ại xe nâng cũ dùng nhiên liệu d u diesel trong ầcác nhà xưởng, kho, b n bãi t i các t i Viế ạ ạ ệt Nam Đồng thời, đề tài nghiên c u kh o sát ứ ảtính ổn định c a xe nâng trong các ch làm viủ ế độ ệc để đưa ra khuyến cáo s d ng nhử ụ ằm nâng cao hi u qu ệ ả và đảm b o an toàn trong v n hành.ả ậ

9

1.1 Khái quát v xe nâng ề

Xe nâng hàng là loại xe chuyên dùng phục vụ cho việc vận chuyển, bốc xếp, nâng hạ hàng hóa và được thiết kế dựa trên xe cơ sở có bổ sung thêm các thiết khị nâng

hạ Xe nâng là loại máy xếp dỡ có tính cơ động cao nên sử dụng rất ưu việt khi bốc xếp hàng ở các kho bãi của các cảng biển, cảng sông cũng như để xếp dỡ và vận chuyển hàng hóa trong nội bộ các xí nghiệp, nhà máy

Dạng cơ bản của bộ công tác đặt trên xe nâng tự hành là bàn trượt có gắn với hai càng nâng hình chữ L (đĩa nâng)

Đặc điểm cơ bản của xe nâng là tính cơ động cao, có nhiều chức năng:

Xe nâng hạ bằng tay là xe nâng dùng thủ công để di chuyển hàng hóa bao gồm

xe nâng tay, xe đẩy tay hoặc có thể vừa di chuyển hàng hóa vừa nâng hàng hóa lên cao bao gồm các loại xe nâng tay cao Tải trọng nâng và chiều cao nâng cho loại xe nâng bằng tay này đều rơi vào loại nhẹ và đơn giản, từ 500 kg -1500 kg cho loại vừa di chuyển vừa nâng lên cao hoặc 2500 kg cho loại chỉ di chuyển chứ không nâng lên cao

10

Hình 1.1 Xe nâng hạ ằ b ng tay t i tr ng 1000 kg ả ọ

 Xe nâng hạ dùng động cơ đốt trong

Xe nâng hạ dùng động cơ đốt trong là xe dùng động cơ đốt trong để thực hiện cả việc di chuyển và nâng hạ Thông thường khi sử dụng loại xe này, người ta phải sử dụng nâng đỡ và di chuyển hàng hóa với khối lượng lớn, tần suất cao mà các loại xe khác không thể đáp ứng được Cấu tạo của xe chủ yếu bao gồm có động cơ chạy bằng nhiên liệu xăng, dầu diesel hoặc gas, khung gầm và lốp xe như cấu tạo xe ô tô, ngoài ra còn

có thêm hệ thống thủy lực để nâng hàng hóa Tải trọng của loại xe nâng bằng động cơ xuất phát có thể từ 1 tấn lên đến hàng chục tấn Thông thường các loại xe nâng từ 5 tấn trở xuống dùng đại trà trong các nhà máy xí nghiệp, các loại xe có tải trọng từ 10 tấn trở lên dùng ở các cảng biển phục vụ cho việc nâng hạ container có trọng tải lớn

11

Hình 1.2 Xe nâng hạ ử ụ s d ng d u Diesel t i tr ng 2500 kg ầ ả ọ

 Xe nâng hạ dùng động cơ điện

Xe nâng hạ dùng động cơ điện (xe nâng điện) là xe dùng ắc quy hoặc cắm điện

để thay cho sức người để di chuyển hàng và nâng hàng Nếu chỉ sử dụng động cơ điện cho việc nâng hạ hoặc chỉ cho việc di chuyển thì gọi là xe nâng bán tự động vì chỉ có một nửa công năng dùng ắc quy Nếu sử dụng động cơ điện cho cả việc di chuyển và việc nâng hạ thì gọi là xe nâng tự động hoặc xe nâng điện Tải trọng nâng và chiều cao nâng cho loại xe nâng bằng điện cao hơn xe nâng bằng tay, có thể nâng tới 2500 kg với chiều cao 6m Các loại xe này thường hay sử dụng với hệ thống giá kệ

Để giảm nhẹ việc lấy hàng và tạo độ ổn định cho hàng khi xe di chuyển, xe nâng hàng có thể nghiêng so với phương thẳng đứng về phía sau một góc 5° – 15° , về phía trước một góc 3° – 10° Để đảm bảo ổn định trong thời gian làm việc và đặt biệt là để cân bằng vật được đặt lên các giá cao của kệ chồng xếp (hoặc lấy hàng từ kệ) thì xe nâng được trang bị các đối trọng, mà các đối trọng này có thể được lắp theo chiều dài

và được lắp chặt ở những cánh tay đòn khác nhau so với trục sau

 Theo hướng của thiết bị công tác

 Xe nâng chạc phía trước

 Xe nâng chạc bên sườn

 Theo thiết bị di chuyển máy

12

 Xe nâng di chuyển trên bánh lốp

 Xe nâng di chuyển trên bánh xích

1.4 Yêu cầu của xe nâng điện

Xe nâng điện được thiết kế trong đồ án có tải trọng nhỏ, phục vụ chủ yếu ở kho hàng, bến cảng,… Do đó, yêu cầu thiết kế xe nâng điện như sau:

13

1.5 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của xe nâng điện

1.5.1 Cấu tạo chung

Hình 1.3 Sơ đồ ố trí xe nâng điệ b n

1 Khung nâng 2 Xi lanh nâng 3 Tay g ạt điề u khi n ể

4 Bàn trượt 5 Càng nâng 6 Mái che

7 Vô lăng lái 8 Gh ng ế ồi điề u khi n 9 C ể ụm bơm thủ y l c ự

10 Đố i tr ng ọ 11 Bánh sau d ẫn hướng

12 Xi lanh nghiêng 13 Bánh trướ c ch ủ động

Phần đoạn trên cùng của bản thành phía trong của mỗi khung chính có lắp con lăn lăn trên bản cánh của khung trong, có tác dụng dẫn hướng khung trong chuyển động tương đối so với khung ngoài Trục con lăn được hàn vào bản thành.

b) Cơ cấu nâng

Cơ cấu nâng khung: gồm nhiều xi lanh piston nâng, là loại piston tác dụng đơn, các phần chính gồm: thân xi lanh, nắp chụp xi lanh, cần piston, cán piston Xi lanh được định vị trên dầm ngang dưới cùng của khung chính, cán piston được lắp chốt với phần công xon của dầm ngang khung động Cụm xi lanh – piston này có một

di chuyển chạc khi cần thay đổi khoảng cách giữa 2 chạc hàng

Bàn trượt di chuyển độc lập trong lòng khung trong Bàn trượt được dẫn hướng nhờ bốn cặp con lăn: hai cặp con lăn phụ và hai cặp con lăn chính Trục lắp con lăn chính được hàn vào kết cấu khung Trục con lăn phụ liên kết với khung bằng bu lông

và ốc chêm Đỉnh mỗi dầm chính khung trong có lắp tấm chặn bằng cao su cùng với tấm chặn lắp dưới con lăn chính dưới cùng của bàn trượt sẽ ngăn chuyển động vượt

ra khỏi khung trong của bàn trượt

Bàn trượt liên kết bởi 2 xích nâng Mỗi đầu xích định vị cố định trên khung trong, tại vị trí này có thể điều chỉnh chiều dài xích Kết cấu thép bàn trượt là khung dầm hình chữ nhật trượt tương đối (trên ray rãnh) so với khung trong nhờ xi lanh piston tác dụng một chiều

d) Xích nâng

Cặp puly dẫn hướng xích được lắp trên đầu piston xi lanh nâng bàn trượt, vòng qua puly là xích tải bản đôi Xích tải này có một đầu điều chỉnh được định vị trên thân xi lanh nâng bằng bu lông đai ốc, đầu còn lại liên kết cố định với bàn trượt

e) Càng nâng

Càng nâng là bộ phận mang hàng của xe nâng Càng nâng được chế tạo từ thép

có độ bền cao, được gia công nhiệt luyện tại góc của chạc khoảng 300 mm về hai phía

để đạt được độ cứng HB= 250 ÷ 295 vì đây là vị trí dễ hỏng nhất của chạc

f) Cơ cấu nghiêng khung

Cơ cấu nghiêng khung gồm 2 xi lanh hoạt động hai chiều, liên kết với các bộ phận trên máy như sau:

xe cần chuyển hướng chuyển động Cơ cấu chuyển hướng được trợ lực bằng bơm trợ lực lái Động cơ điện cung cấp công suất cho cơ cấu di chuyển; bơm điện cung cấp công suất cho: cơ cấu nâng hạ, cơ cấu phanh, cơ cấu lái.

 2.1.2 Nguyên lý hoạt động của xe nâng điệ n

Khi mở khóa điện, dòng điện từ nguồn năng lượng (ắc quy, pin hoặc nguồn điện ngoài) đi qua bộ điều khiển, đến động cơ điện Động cơ điện sẽ truyền mô men đến cầu chủ động, làm bánh xe di chuyển

Nguồn năng lượng cũng cung cấp cho bơm điện hoạt động, dẫn động bơm thủy lực, thông qua các van phân phối và dây dẫn, đến hệ thống nâng hạ, phanh và lái

Dựa trên các yếu tố đầu vào điều khiển từ chân ga, chân phanh hay vô lăng lái,

hệ thống điều khiển xe cung cấp tín hiệu điện thích hợp cho bộ điều khiển trung tâm

có chức năng điều chỉnh dòng điện động cơ và nguồn năng lượng, điều khiển các van phân phối thủy lực

Khi bàn trượt và càng nâng ở vị trí thấp nhất: piston nâng bàn trượt được điều khiển đi lên, puly dẫn hướng xích lắp trên cán piston được nâng lên làm xích chuyển động nâng bàn trượt đi lên Khi hạ bàn trượt và càng nâng: piston nâng được điều khiển thu lại, puly dẫn hướng xích hạ xuống, lực kéo bàn trượt tiêu hao do trọng lượng bản thân làm bàn trượt dịch chuyển xuống

17

Các con lăn chính lăn trên bản cánh của dầm chính khung trong dẫn hướng bàn trượt di chuyển tương đối so với khung trong Các con lăn chính này tiếp nhận tải trọng dọc trục Các con lăn phụ lăn trên bản thành khung trong, có tác dụng khử lực ép cạnh (lực xô ngang) của kết cấu khung bàn trượt

Khi cần thay đổi vị trí ăn khớp của thanh răng chạc trên thanh răng bàn trượt

để nới rộng hay thu ngắn khoảng cách giữa hai chạc cho phù hợp với kích thước hàng: nghiêng khung chính về phía trước và hạ chạc xuống vị trí thấp gần chạm mặt sàn, dùng lực tác động vào cho răng chạc ăn khớp với thanh răng trượt ở vị trí yêu cầu 1.5.2 Thao tác xếp dỡ hàng hóa

Khi muốn dỡ (lấy) hàng, càng nâng được hạ đến vị trí thấp nhất, điều khiển xi lanh làm nghiêng khung chính về phía trước 3 – 6°, điều chỉnh vị trí của xe và càng nâng dưới đáy kiện hàng rồi cho máy tiến về phía trước cho càng nâng ngập hoàn toàn vào đáy kiện hàng, sau đó lại làm nghiêng khung về phía sau 12 – 15°

Để di chuyển hàng đến vị trí cần thiết, nâng càng nâng có hàng lên vị trí cách mặt nền tối đa một khoảng (tùy thuộc chiều cao cần nâng và khả năng của mỗi xe), sau đó di chuyển Đến vị trí xếp hàng, nâng hàng đến chiều cao cần thiết, di chuyển

xe vào đúng vị trí xếp hàng và hạ hàng xuống, nghiêng khung chính về phía trước, lùi máy và di chuyển máy trở lại vị trí ban đầu để tiếp tục chu kỳ làm việc

18

Hình 1.4 Trình tự thao tác l y hàng ấ

1) Cho máy tiến gần đến kiện hàng, khung chính nghiêng về phía sau 2) Điều khiển cho lưỡi nâng nằm ngang, khung chính đứng thẳng 3) Nâng càng nâng lên cao ngang vị trí lấy hàng

4) Tịnh tiến xe, đưa càng nâng vào đúng vị trí dưới kiện hàng

5) Nâng hàng lên đến chiều cao cần thiết

6) Nghiêng khung chính về phía sau, càng nâng nghiêng theo

7) Lùi máy lại một khoảng an toàn, hạ bớt chiều cao của hàng

8) Hạ hàng xuống vị trí cần thiết, di chuyển đến vị trí xếp hàng

19

Hình 1.5 Trình tự thao tác x p hàng ế

1) Máy di chuyển mang hàng đến gần vị trí của xe nâng

2) Nâng hàng lên đến chiều cao cần thiết để xếp

3) Tịnh tiến máy đến cự ly cho phép

4) Điều khiển đưa khung chính về vị trí thẳng đứng

5) Hạ hàng xuống và xếp vào đúng vị trí

6) Lùi máy ra đến vị trí cần thiết

7) Nghiêng khung chính về phía sau

8) Hạ càng nâng xuống tới vị trí chiều cao di chuyển

Có nhiều loại xe nâng điện có thể cấu tạo hệ thống động lực khác nhau do các biến thể dựa trên đặc điểm của hệ truyền động và các nguồn năng lượng, như trong hình 2.4

Hình 1.6 C u t o h ấ ạ ệthống độ ng lực các loại xe nâng điệ n

21

M: Động cơ điện; HS: Hộp số; VS: Truyền lực chính và vi sai; GT: Hộp giảm tốc

a Hình trên cho thấy hình thức đầu tiên của xe nâng điện, trong đó một động

cơ điện thay thế cho động cơ đốt trong của một chiếc xe nâng thông thường Nó bao gồm một động cơ điện, ly hợp, hộp số và một bộ vi sai

b Với một động cơ điện có công suất liên tục trong một phạm vi tốc độ dài, một tỉ số truyền cố định có thể thay thế cho hộp số nhiều cấp và giảm bớt sự cần thiết của một ly hợp Cấu hình này không chỉ làm giảm kích thước và trọng lượng của truyền động cơ khí, nó cũng đơn giản hoá cho con người trong việc điều khiển xe nâng bởi vì sự thay đổi tỉ số truyền là không cần thiết

c Tương tự như hình 2.4b, động cơ điện, cặp bánh răng cố định và bộ vi sai

có thể được bố trí tích hợp thành cụm trong khoảng giữa hai bán trục bánh xe chủ động Việc điều khiển càng đơn giản và chắc chắn

d Trong hình 2.4d, truyền động vi sai được thay thế bằng cách sử dụng hai động cơ điện Mỗi động cơ dẫn động một bánh xe và hoạt động ở một tốc độ khác nhau khi chiếc xe chuyển hướng hay quay vòng

e Nhằm tiếp tục đơn giản hóa việc điều khiển xe, động cơ có thể được đặt phía trong một bánh xe Một cặp bánh răng nhỏ được đặt trong bánh xe để giảm tốc độ và nâng cao mô-men động cơ

f Loại bỏ hoàn toàn truyền động bánh răng giữa động cơ điện và bánh xe chủ động, đầu ra roto của một động cơ điện tốc độ thấp đặt bên trong bánh xe có thể được kết nối trực tiếp với các bánh xe Việc kiểm soát tốc độ của động cơ điện tương đương với việc kiểm soát tốc độ của bánh xe, và vì thế tốc độ của xe được điều khiển Tuy nhiên, việc sắp xếp đòi hỏi các động cơ điện phải có một mô men xoắn cao hơn để khởi động và di chuyển xe

22

Do chỉ bố trí 1 xi lanh nghiêng nên hệ thống phân phối thủy lực đơn giản hơn

so với loại có 2 xi lanh nghiêng

23

Hình 1.8 Sơ đồ ố b trí h ệthố ng nâng h ạ theo phương án 2

Cơ cấu nâng đặt phía trước xe, trên xe bố trí 1 xi lanh nâng và 2 xi lanh nghiêng Xi lanh nghiêng đặt ở hai bên cạnh xe

24

Hình 1.9 Sơ đồ ố b trí h ệthố ng nâng h ạ theo phương án 3

Cơ cấu nâng hạ đặt ở bên cạnh xe

25

Hình 1.10 Kết cấ u khung nâng h ệ thố ng nâng h ạ

a) Khung nâng 1 đoạ n

b) Khung nâng 2 đoạn c) Khung nâng 3 đoạn d) Khung nâng 4 đoạn

Ưu điểm của khung nâng 1 đoạn và 2 đoạn là kết cấu đơn giản, thiết kế hệ phân phối thủy lực dễ dàng Nhược điểm là chiều cao của khung lớn, gây cồng kềnh khi di chuyển vào những vị trí hạn chế chiều cao, chiều cao nâng cũng thấp hơn khung nâng 3 đoạn và 4 đoạn

26

K t n ế luậ chương 1

Chương m ình bộttr ày tổng quan chung v xe nâng h , trong t ề ạ đó ác giả đ i sâu phân tích ác đ đ c ặc iểm v chuy c xe nâng, y là ận ển ủa đâ điều kiện ầu v đ ào để khảo s átquá trình hoạt động ổn định ủa c xe khi v hành ận

V vi phân tích c k c ới ệc ác ết ấu chính tr ên xe, trong ph nần ày t gi lác ả đã àm rõ

c v ác ấn đề ên qua t phân b t li ới ố ảitrọng ên xe nâng thông thường ctr ũng nh ưtrên c ácmẫu xe nâng i m hi nay đ ện ới ện

C ác chế độ ải trọng t nâng h hạ àng hóa, c góc nghiêng c càng nâng, góc ác ủa

d c nhà ốc ủa xưởng là c yác ếu t ốchính ảnh hưởng ới t quá trình ho ạt động ổn định của

xe nâng Bằng ệc vi phân tích ác ết ấu ch c k c ính, đây s là ẽ tiền đề để phân tích ài toán b

ổn định lật cho xe nâng h ạ

Trong ph ần tiếp theo, t gi s i sâu phân tác ả ẽ đ ích ác ộ c b ph ận chính ủa c xe

nâng ác ính ă, c t n ng c có ên xe nâng và a ra kần tr đư ịch ản b phân tích ài toán ật b l cho

xe nâng nói chung cũng ươ t ng t nh xe nâng i ự ư đ ện

27

Nội dung chính của luận văn là: Tính toán và kh o sát các tr ng thái có th ả ạ ểgây lật với xe nâng điện theo các ch t i tr ng vế độ ả ọ à điều ki n làm việ ệc khác nhau

Khi nghiên cứu và tính toán đềgiải quy t các vế ấn đề trên, c n v n d ng các ầ ậ ụ

cơ sở lý thuy t v c n b ng l c trong ế ề ầ ằ ự cơ họ ức ng dụng và các cơ sở ự th c ti n là các ễquy định, quy phạm và các thông tư hiện hành đối với xe nâng chuyên d ng ụ

2.1 Phân tích nguyên lý và các chế độ ải trọ t ng tác động lên xe nâng

2.1.1 H ệthống động lực

Sơ đồ ẫn độ d ng

Hình 2.1 Sơ đồ ẫn độ d ng h ệthống độ ng l c ự

28

H ệ thống độ ng l c s d ng h ự ử ụ ệ giả m t ốc bánh răng trụ ẳ th ng l p trên 3 tr c ắ ụ (tr c th ụ ứ 3 đồ ng th i là bán tr c) ờ ụ

Xác đị nh công suất động cơ điện

Công su t c n thi t c ấ ầ ế ủa động cơ điệ n có th t o ra l c kéo F ể ạ ự K dùng để thắ ng

l c c ự ản lăn củ a m ặt đườ ng FL, lự ả c c n lên d c F ố D, l c c n gió F ự ả G và l c c ự ả n quán tính khi tăng tốc FQtrong trườ ng h ợp đầy t ải.

Hình 2.2 Các l c tác d ng lên xe nâng khi lên d c ự ụ ố

Đố ớ i v i xe nâng, do v n t c t ậ ố ối đa khi đầ y t i nh ả ỏ hơn 30 km/h nên có thể ỏ b qua s ự ảnh hưở ng c a l c c ủ ự ả n gió FG Đồ ng th i, khi xe nâng lên d c ch ờ ố ỉ đượ c phép chạy đề u v i v n t ớ ậ ốc không đổi và không đạ ối đa nên ỏ t t b qua l c c n ự ả quán tính, ho ặc khi xe tăng tốc đế n v n t c t ậ ố ối đa thì không có lự c c n d c và ả ố

l c c ự ản quán tính Như vậy, phương trình cân bằng khi đó như sau:

4 Xi lanh nâng bàn trượt

5 Xi lanh nâng khung động

6 Xi lanh nghiêng khung

7 Van phân ph i th y l ố ủ ự c trung tâm

8 L d u h i ọ c ầ ồ

9 Thùng d u ầ

16 Van phân ph i phanh ố

Cơ cấu nâng bàn trượt

Hình 2.4 Sơ đồ khung nâng 3 đoạn

31

Khung nâng 3 đoạn có 2 quy trình nâng riêng bi t nên có th tính toán t ệ ể ừng

quy trình để tính ra l c nâng c n thi t c a các xi lanh ự ầ ế ủ

Tính toán l c nâng c n thi t ự ầ ế

Ta xét trong điều ki n sau: ệ

Bàn trượ ở ị t v trí cao nh t khi nâng t do v ấ ự ớ i hàng có t i tr ng b ng t i tr ả ọ ằ ả ọng

nâng đị nh m c ứ

Xe nâng đứ ng trên n n có góc nghiêng n ề gang βn = 3°

Hình 2.5 Sơ đồ tính lực khi nâng bàn trượt

Theo tài li u máy nâng t hành, l c nâng c n thi ệ ự ự ầ ết khi nâng đượ c tính theo

công th c sau: ứ

32

Trong đó:

S – ự L c nâng c n thi ầ ết để nâng hàng

W1 L c c n nâng hàng do tr – ự ả ọng lượng hàng và các chi ti t gây ra ế

W2 L c c – ự ản lăn trên các con lăn chính do dẫn hướ ng chuyển động

W3 L c c – ự ản lăn trên các con lăn phụ đư ợc xét đến khi xe nâng đứ ng trên nền có góc nghiêng ngang β

 L c c ự ản lăn do trọng lượ ng hàng và các chi ti t gây ra ế

Trong đó:

Q Kh – ối lượng hàng nâng đị nh mức

GB – Khối lượ ng c ủa bàn trượ t có càng nâng

η1 = 0,98 – Hiệ u su t c a b truy n xích ấ ủ ộ ề

η2 = 0,96 – Hiệ u su ất cơ khí củ a xi lanh th ủy l c ự

 L c c ự ản lăn trên các con lăn chính

f = 0,04 H s – ệ ố ma sát lăn của con lăn khi lăn trong khung

μ = 0,015 – ệ ố H s k n s ể đế ự trượ ủa con lăn t c

dB – Đườ ng kính tr ục con lăn chính

D’B – Đườ ng kính ngoài c ủa con lăn phụ

d’B – Đườ ng kính tr c c ụ ủa con lăn phụ

f = 0,04 H s – ệ ố ma sát lăn của con lăn phụ

μ = 0,1 – ệ ố H s ma sát k n s ể đế ự trượ ủa con lăn phụ t c

X1, X2 – Phả ự n l c tác d ụng lên các con lă n ph c ụ ủa bàn trượ t

Tính toán cơ cấu nâng khung độ ng

a) Tính toán l c nâng c n thi t ự ầ ế

Ta xét trong điề u ki n sau: ệ