Thiết kế kỹ thuật ô tô tải (có cần cẩu) trên cơ sở ô tô sắt xi tải Hyunhdai New Mighty 110XL F150

Đồ án tốt nghiệp là một điều kiện cần để các sinh viên sau khi hoàn thành khóa học có thể tốt nghiệp. Vào học kỳ cuối, những sinh viên đủ điều kiện sẽ được làm đồ án tốt nghiệp. Việc thực hiện đề tài tốt nghiệp là cơ hội để sinh viên tổng hợp kiến thức, thể hiện khả năng, tìm hiểu thực tế và trau dồi thêm những ký năng cần thiết trước khí ra trường.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HỒ CHÍ MINH VIỆN CƠ KHÍ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ KỸ THUẬT Ô TÔ TẢI (CÓ CẦN CẨU ) TRÊN CƠ SỞ Ô TÔ SẮT XI TẢI HYUNHDAI NEW

MIGHTY 110XL F150

Ngành: Kỹ thuật cơ khí Chuyên ngành: Cơ khí ô tô

Giảng viên hướng dẫn: ThS Thái Văn Nông Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Phúc MSSV: 1851080116 Lớp:CO18B

TP Hồ Chí Minh, năm 2023

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Quý Thầy, Cô thuộc viện Cơ Khí nói riêng, Quý Thầy Cô Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải nói chung, đã tạo điều kiện giảng dạy, chỉ bảo cho em trong suốt thời gian em theo học tại trường, giúp em đạt đủ điều kiện để hoàn thành chương trình học và làm Luận Văn Tốt Nghiệp

Em cũng xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Thầy TS Nguyễn Thành Sa trưởng bộ môn cơ khí, Thầy Trần Văn Trung , Thầy Phạm Văn Thức, Thầy ThS Thái Văn Nông đã tạo điều kiện, kèm cặp, chỉ bảo em trong suốt quá trình thực tập đến nay, giúp em chắp vá những lỗ hổng kiến thức còn thiếu, qua sự hướng dẫn chỉ bảo của các Thầy, em và các bạn có thêm kiến thức, trải nghiệm thực tế giúp tụi em có thể đứng vững trên con đường sự nghiệp của bản thân sau này

Xin cảm ơn đến Ban Giám Đốc, phòng ban quản lý Công Ty TNHH Cơ Khí Ô TÔ Thành Kim, đã tạo điều kiện cho em được học và làm việc tại Quý Công Ty

Mặc dù đã hết sức cố gắng, nhưng trong quá trình thực hiện Luận văn, do trình độ còn hạn hẹp cũng như điều kiện thời gian không dài, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều, mặt khác, đây là lần đầu tiên làm quen với công việc thiết kế của một người kỹ sư đòi hỏi sự chính xác và lượng kiến thức sâu rộng nên không thể tránh khỏi những sai sót trong quá trình thực hiện đề tài Em kính mong nhận được sự chỉ bảo của Quý Thầy cô để em được mở rộng thêm kiến thức ngành học với hy vọng sẽ làm tốt công tác chuyên môn của mình sau này Luận văn đã được hoàn thành bằng sự cố gắng của bản thân và sự giúp đỡ tận tình của Quý Thầy cô trong Bộ môn, ý kiến đóng góp của đàn anh đi trước cũng như bạn bè thân hữu, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của ThS Thái Văn Nông

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Đức Phúc

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Với sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế và xây dựng cơ sở hạ tầng, nhu cầu vận chuyển hàng hóa của xã hội đòi hỏi ngày càng cao Cùng với sự phát triển mạng lưới cơ sở hạ tầng, việc đầu tư phát triển các dịch vụ vận tải cần có bước đi đồng bộ và phù hợp với nhu cầu thiết yếu của nền kinh tế Một trong những dịch vụ vận tải phổ biến và đang phát triển mạnh mẽ là vận tải xếp dỡ hàng hóa bằng ô tô tải (có cần cẩu) Việc thiết kế các loại xe ô tô tải từ ô tô sát xi trở nên cần thiết, đáp ứng đa dạng cho việc phát triển các dịch vụ vận tải đó

Theo nhu cầu của thị trường trong nước, dưới sự hướng dẫn tận tình của Thầy Thái Văn Nông, Em xin thực hiện đề tài với bố cục như sau :

Chương 1: Giới thiệu chung

Giới thiệu tổng quan về đề tài thiết kế, bố trí chung của xe cơ sở, bố trí chung của xe sau thiết kế

Chương 2: Tính Toán Thiết Kế

Dựa vào các điều kiện thực tế, tính toán thiết kế cẩu, tính toán bố trí kết cấu thiết kế thùng tải

Chương 3: Kiểm Nghiệm Bền Các Kết Cấu Chính

Dựa vào những phần đã tính toán để kiểm nghiệm bền

Chương 4: Tính Toán Các Đặc Tính Động Học, Động Lực Học

Tính toán đặc tính động lực học của ô tô sau thiết kế: Momen, vận tốc, gia tốc, lực cản …

MỤC LỤC Trang

TÓM TẮT LUẬN VĂN ii

DANH SÁCH HÌNH ẢNH SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN v

DANH SÁCH BẢNG BIỂU SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN vii

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.1 Tổng quan về đề tài thiết kế: 1

1.2 Giới thiệu về xe HYUNDAI NEW MIGHTY 100XL F150 trước và sau thiết kế 2

1.2.1 Mô tả ô tô cơ sở 2

1.2.2 Mô tả ô tô sau thiết kế 4

1.2.3 Các thông số kỹ thuật của xe: 6

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 10

2.1 Nội dung thiết kế 10

2.1.1 Xe tải cẩu tham khảo 10

2.2 Tính toán chọn cẩu 11

2.2.1 Thông số cẩu UNIC URV344K 12

2.2.2 Nguyên lý hoạt động của cầu UNIC URV 344K 15

2.2.3 Lắp đặt cần cẩu lên ô tô Hyundai New Mighty 110XL F150 16

2.2.4 Trình tự lắp đặt cần cẩu lên xe HYUNDAI NEW MIGHTY 110XL F150 18

2.2.5 Tính toán sự phù hợp của bơm thủy lực 19

2.3 Thiết kế thùng tải 20

2.3.1 Kết cấu thùng tải 20

2.3.2 Thiết kế các chi tiết phụ 25

2.3.3 Tính toán trọng lượng và phân bố khối lượng trên ô tô 28

2.3.4 Kiểm tra sự phù hợp của QCVN 09:2015/BGTVT thông tư 42/2014/TT-BGTVT 30 2.4 Tính toán phụ tải đèn lắp thêm 31

2.4.1 Lắp đặt đèn hiệu thành xe 32

2.4.2 Tính toán chọn dây dẫn 33

2.4.3 Lắp đặt đèn hiệu thành xe 33

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM BỀN CÁC KẾT CẤU CHÍNH 34

3.1 Tính bền mối ghép giữa thùng hàng với khung ô tô: 34

3.2 Tính bền liên kết cụm cần cẩu với khung xe 35

3.3 Kiểm tra sự phù hợp của chân chống cẩu: 36

3.4 Tính bền mối lắp bơm thủy lực 37

3.5.Tính bền thùng tải 38

3.5.1 Tính bền các đà ngang thùng tải 38

3.5.2 Tính bền khung xương thành bên thùng tải 40

3.5.3 Tính bền khung xương thành trước thùng tải 43

3.6 Tính sức bền đà dọc khung ô tô và khung phụ sau khi lắp cần cẩu 46

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TÍNH ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC 50

4.1 Tính toán xác định tọa độ trọng tâm ô tô 50

4.1.1 Xác định tọa độ trọng tâm ôtô: 51

4.1.2 Chiều cao trọng tâm: 51

4.1.3 Kiểm tra tính ổn định của ô tô 51

4.2 Tính toán động lực học kéo của ô tô 58

4.2.1 Xây dựng đồ thị đặc tính ngoài động cơ 59

4.2.2 Đặc tính nhân tố động lực học D 60

4.2.3 Xác định thời gian tăng tốc của ôtô 63

4.2.4 Xác định quãng đường tăng tốc của ôtô 64

4.2.5 Tính kiểm tra khả năng vượt dốc theo điều kiện bám của bánh xe chủ động với mặt

DANH SÁCH HÌNH ẢNH SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN

Hình ảnh sử dụng trong chương 1: Trang

Hình 1 1 Ảnh chụp tổng thể phía trước ô tô cơ sở 3

Hình 1 2 Bản vẽ tổng thể ô tô cơ sở 3

Hình 1 3 Ảnh chụp tổng thể phía sau ô tô cơ sở 4

Hình 1 4 Bản vẽ tổng thể ô tô sau thiết kế 4

Hình 1 5 Ảnh chụp tông thể phía sau ô tô sau thiết kế 5

Hình 1 6 Ảnh chụp tổng thể phía trước ô tô sau thiết kế 5

Hình ảnh sử dụng trong chương 2: Hình 2 1 Bảng vẽ tổng thể cần cẩu UNIC URV344K 13

Hình 2 2 Biểu đô chiều cao làm việc của cần cẩu UNIC URV 344K 15

Hình 2 3 Sơ đồ hệ thống thủy lực cần cẩu UNIC 15

Hình 2 4 Khoảng hở giữa cẩu và cabin ô tô 17

Hình 2 5 Khoảng hở giữa cẩu lắp và mặt trước cabin theo tài liệu nhà sản xuất cẩu 17

Hình 2 6 Kích thước lắp thân cẩu theo tài liệu nhà sản xuất cẩu 18

Hình 2 7 Kích thước độ cao sat xi so với mặt đất theo tài liệu nhà sản xuất cẩu 18

Hình 2 8 Phương án lắp đặt cẩu lên khung xe cơ sơ 19

Hình 2 9 Bản vẽ tổng thể thùng tải 20

Hình 2 10 Tiết diện đà dọc U 21

Hình 2 11 Tiết diện ốp gia cường gối cẩu phương án đà dọc U 21

Hình 2 12 Tiết diện ôp gia cường gối cẩu 21

Hình 2 18 Bửng hông trước P/a bửng phẳng 23

Hình 2 19 Bửng hông trước P/a chấn dập 23

Hình 2 20 Bửng hông sau P/a bửng phẳng 23

Hình 2 21 Bửng hông sau P/a chấn dập 23

Hình 3 2 Sơ đồ tính toán đà ngang thùng tải 39

Hình 3 3 Biểu đồ Momen uốn đà ngang thùng tải 39

Hình 3 4 Biểu đồ ứng suất đà ngang thùng tải 40

Hình 3 5 Sơ đồ tính toán bền khung xương vách hông thùng tải 42

Hình 3 6 Biểu đồ Mô men uốn lớn nhất khung xương thành bên thùng tải 42

Hình 3 7 Biểu đồ ứng suất khung xương thành bên thùng tải 43

Hình 3 8 Sơ đồ tính toán bền khung xương vách trước thùng tải 44

Hình 3 9 Biểu đồ Mô men uốn lớn nhất khung xương vách trước thùng tải 45

Hình 3 10 Biểu đồ ứng suất khung xương vách trước thùng tải 45

Hình 3 11 Sơ đồ tính toán sức bền đà dọc ô tô khi lắp cẩu 46

Hình 3 12 Kích thước khung ô tô tại vị trí 1 46

Hình 3 13 Kích thước khung ô tô tại vị trí 2 48

Hình 3 14 Kích thước khung ô tô tại vị trí 3 49

Hình ảnh sử dụng trong chương 4: Hình 4 1 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi đứng yên quay đầu lên dốc 52

Hình 4 2 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi đứng yên quay đàu xuống dốc 52

Hình 4 3 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô mặt đường nghiêng ngang 53

Hình 4 4 Sơ đồ xác định bán kính quay vòng của ô tô 54

Hình 4 5 Sơ đồ tính toán ổn định khi ô tô cẩu hàng 55

Hình 4 6 Đồ thị đặc tính ngoài động cơ 60

Hình 4 7 Đồ thị nhân tố động lực học ổ các tay só chính 63

Hình 4 8 Đồ thị quãng đường tăng tốc của ô tô 65

DANH SÁCH BẢNG BIỂU SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN

Bảng biểu sử dụng trong chương 1: Trang

Bảng 1 1 Thông số kỹ thuật xe ô tô trước và sau thiết kế 6

Bảng biểu sử dụng trong chương 2:

Bảng 2 1 Bảng thông số Xe tải cẩu HINO XZU720 gắn cẩu UNIC URV343 của Công Ty TNHH Đại Phát Tín 10

Bảng 2 2 Bảng Thông số xe tải cẩu HYUNDAI NEW MIGHTY 110XL F150 gắn cẩu Unic 3 tấn của Công Ty cổ phần Cơ Điện Đức Nguyên Việt Nam 10

Bảng 2 3 Bảng Thông số Xe tải cẩu ISUZU NPR 400 gắn cẩu Unic urv 344 Của ISUZU Tây Bắc Sài Gòn 11

Bảng 2.4: Bảng tham khảo chọn cẩu và xe nền của nhà sản xuất Unic 11

Bảng 2 5 Các thông số kỹ thuật cần cẩu UNIC URV344K 12

Bảng 2 6 Thông số vận hành của cần cẩu UNIC URV344 khi hoạt động ở khẩu độ cần

Bảng 2 10 Bảng thông số kỹ thuật bơm 19

Bảng 2 11 Bảng khối lượng riêng của thép CT3 và SUS Thép 27

Bảng 2 12 Bảng Thành Phần Khối Lượng thùng theo vật liệu 27

Bảng 2 13 Bảng Thành phần phân bố khối lượng ô tô sau thiết kế lên các trục 29

Bảng 2 14 Đánh giá phù hợp QCVN09:2015/BGTVT 30

Bảng 2 15 Đánh giá phù hợp Thông Tư 42/2014-BGTVT 30

Bảng 2 16 Bảng thông số tính toán công suất tiêu thụ đèn lắp thêm 32

Bảng biểu sử dụng trong chương 3:

Bảng 3 1 Bảng thông số tính toán bền mối ghép giữa thùng hàng với khung ô tô 34

Bảng 3 2 Bảng kết quả tính toán bền mối ghép giữa thùng hàng với khung ô tô 35

Bảng 3 3 Bảng thông số tính toán bền liên kết cụm cần cẩu với khung xe 35

Bảng 3 4 Bảng kết quả tính toán bền mối ghép giữa cụm cần cẩu với khung ô tô 36

Bảng 3 5 Bảng thông số tính toán bền mới lắp bơm thủy lực 37

Bảng 3 6 Bảng thông số tính toán bền đà ngang thùng tải 38

Bảng 3 7 Bảng thông số tính toán bền khung xương thành bên thùng tải 40

Bảng biểu sử dụng trong chương 4:

Bảng 4 4 Giá trị khối lượng và chiều cao trọng tâm ô tô 50

Bảng 4 5 Bảng thông số tính toán ổn định 50

Bảng 4 6 Kết quả tính toán tính ổn định của ô tô 54

Bảng 4 7 Bảng kết quả tính toán ứng với khẩu độ cần 3,41m 56

Bảng 4 8 Bảng kết quả tính toán ứng với khẩu độ cần 5,56m 56

Bảng 4 9 Bảng kết quả tính toán ứng với khẩu độ cần 7,825m 57

Bảng 4 10 Kết quả tính toán ứng với khẩu độ cần 10,0m 57

Bảng 4 11 Bảng thông số tính toán động lực học kéo ô tô 58

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG

Ở nước ta hiện nay tốc độ phát triển công nghiệp hóa, hiện đại hóa diễn ra rất mạnh mẽ Cùng với sự phát triển của cơ sở hạ tầng như: điện, nước, giao thông… thì việc đầu tư phát triển các dịch vụ vận chuyển hàng hóa cũng cần phải có các bước đi đồng bộ và phù hợp nhằm đáp ứng các nhu cầu thiết yếu của nền kinh tế quốc dân Hòa chung với sự phát triển của các ngành công nghiệp thì sự phát triển ngành Giao thông vận tải là hết sức quan trọng, trong đó phải kể đến việc thiết kế chế tạo ô tô - là phương tiện vận tải đường bộ hết sức cấp bách

Việt Nam đã và đang chế tạo nhiều loại ô tô chuyên dùng thay thế ô tô ngoại nhập với giá rẻ và chất lượng ngày càng cải tiến đáp ứng vận chuyển sản phẩm hàng hóa phục cho nhu cầu trong nước và xuất khẩu

Từ ngày xưa đến nay, nhu cầu vận chuyển hàng hóa trở nên lớn mạnh song song với sự phát triển của đất nước, để vận chuyển những hàng hóa có kích thước to lớn cần đến sự trợ giúp của các thiết bị chuyên dùng ví dụ như cần cẩu dùng để cẩu hàng hóa, xe tải dùng để di chuyển, thành phố phát triển, chúng ta gặp khó khăn trong việc sắp xếp sắp xếp và di chuyển hàng hóa đến các khu vực đường xá chật hẹp, dân cư đông đúc khiến cho việc vận chuyển hàng hóa gặp phần nào khó khăn

Với đề tài “THIẾT KẾ KỸ THUẬT Ô TÔ TẢI (CÓ CẦN CẨU) TRÊN CƠ SỞ Ô TÔ

SÁT XI TẢI HYUNDAI NEW MIGHTY 110XL F150” em sẽ cố gắng tìm hiểu để cải tiến,

khắc phục, phục vụ nhưng nhu cầu trong vấn đề vận chuyển hàng hóa nói trên

1.1 Tổng quan về đề tài thiết kế:

Nhãn hiệu số loại : HYUNDAI NEW MIGHTY 110XL F150/TKI-TCV344K Thiết kế được thực hiện trên cơ sở các yêu cầu sau:

Thiết kế để sản xuất lắp ráp mang nhãn hiệu hàng hoá trong nước theo thông tư 54/2014/TT-BGTVT, thông tư 42/2014/TT-BGTVT, thông tư 46/2015/TT-BGTVT, Quy chuẩn 09:2015/BGTVT

Sử dụng ô tô sát xi tải HYUNDAI NEW MIGHTY 110XL F150 do Công ty Cổ

phần sản xuất ô tô Hyundai Thành Công Việt Nam sản xuất, chưa qua sử dụng

- Lắp đặt cẩu UNIC URV344 (SPEC K) do FURUKAWA UNIC CORPORATION, Thái Lan sản xuất, chưa qua sử dụng

- Thiết kế thực hiện trên cơ sở giữ nguyên toàn bộ các hệ thống tổng thành của ô tô cơ sở

- Chế tạo trong nước thùng chở hàng cùng các chi tiết lắp ghép với khung ô tô

- Thiết kế đảm bảo công nghệ, phù hợp với trình độ của các cơ sở được phép thi công sản phẩm

- Ô tô thiết kế đảm bảo các chỉ tiêu an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường theo quy định hiện hành, đảm bảo chuyển động an toàn trên các loại đường giao thông công cộng

- Đề tài thiết kế sử dụng các phần mềm hỗ trợ tính toán như phần mềm Microsoft excel, phần mềm vẽ Autocad, phần mềm tính toán sức bền RDM

1.2.1 Mô tả ô tô cơ sở

Trước đây, như chúng ta biết các dòng xe nâng tải được cải tiến về tải trọng và thùng hàng

thường chỉ sử dụng động cơ và hộp số của Hyundai còn Chassis không thể nhập của Hyundai

Hàn Quốc do không có những mẫu xe cơ sở theo tiêu chuẩn của dòng này

Tuy nhiên từ nay nhà máy Hyundai Thành Công đã trở thành đơn vị liên doanh của Hyundai

Hàn Quốc và là nhà máy duy nhất tại Việt Nam được nhập khẩu và lắp ráp xe Hyundai Do

đó Hyundai 110XL có linh kiện được nhập khẩu đồng bộ từ cabin, động cơ, cầu hộp số cũng

như chassis và hệ thống truyền lực

Trên cở sở tìm hiểu nhu cầu thị trường và phân tích các đặc điểm kỹ thuật trên ô tô

HYUNDAI NEW MIGHTY 100XL F150 do Hyundai Thành Công sản xuất phù hợp với

TCN và TCVN về thiết kế ô tô bồn nên đ ựợc chọn làm xe nền Tính năng của nó ảnh hưởng trực tiếp đến sản phẩm thiết kế Vì vậy, những thông số kỹ thuật của xe nền HYUNDAI NEW MIGHTY 100XL F150 sẽ được sử dụng cho việc tính toán thiết kế, kiểm nghiệm các chi tiết, hệ thống và toàn bộ sản phẩm Trong thiết kế này tác giả sử dụng lại toàn bộ tổng thành động cơ và dàn gầm xe nguyên thủy để thiết kế thành xe tải ( có cần cẩu) Khi thiết kế phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau: Không làm ảnh hưởng đến độ bền của chassis Đảm bảo các thông số về chiều dài của xe, cản hông, cản đuôi theo quy định TCVN và các tiêu chuẩn có liên quan Đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật và nhu cầu sử dụng của ô tô Phù hợp với vật tư, công nghệ trong điều kiện của Việt Nam Bền bỉ và chịu được độ ăn mòn

Hình 1 2 Bản vẽ tổng thể ô tô cơ sở

Hình 1 1 Ảnh chụp tổng thể phía trước ô tô cơ sở

Hình 1 3 Ảnh chụp tổng thể phía sau ô tô cơ sở

1.2.2 Mô tả ô tô sau thiết kế

Hình 1 4 Bản vẽ tổng thể ô tô sau thiết kế

Hình 1 6 Ảnh chụp tổng thể phía trước ô tô sau thiết kế

Hình 1 5 Ảnh chụp tông thể phía sau ô tô sau thiết kế

1.2.3 Các thông số kỹ thuật của xe:

Bảng 1 1 Thông số kỹ thuật xe ô tô trước và sau thiết kế

3.1.1 Phân bố khối lượng bản thân trên trục 1 (kg) 1780 2660 3.1.2 Phân bố khối lượng bản thân trên trục 2 (kg) 1130 2595 3.2 Khối lượng hàng chuyên chở cho phép tham

3.3 Khối lượng hàng chuyên chở theo thiết kế (kg)

3.4 Số người cho phép chở kể cả người lái

3.5 Khối lượng toàn bộ cho phép tham gia giao

3.5.1 Phân bố khối lượng toàn bộ trên trục 1 (kg) - 3100 3.5.2 Phân bố khối lượng toàn bộ trên trục 2 (kg) - 7500

3.7 Khả năng chịu tải lớn nhất trên từng trục của xe cơ sở (kg)

3.7.1 Khả năng chịu tải lớn nhất trên trục 1 (kg) 3900 3.7.2 Khả năng chịu tải lớn nhất trên trục 2 (kg) 8000

4.3 Thời gian tăng tốc của xe từ lúc khởi hành

4.4 Góc ổn định tĩnh ngang của xe khi không tải

5.8 Phương thức cung cấp nhiên liệu Phun nhiên liệu điện tử 5.9 Vị trí bố trí động cơ trên khung xe Bố trí phía trước

- Trục 1: số lượng/ cỡ lốp/ áp suất/ tải trọng - Trục 2: số lượng/ cỡ lốp/ áp suất/ tải trọng

02/8.25-16/ 790 kPa/ 1950kg

04/8.25-16/ 825 kPa / 2000kg

lực

12.1 Phanh công tác (phanh chân):

Tang trống trước và sau, dẫn động thủy lực hai dòng, trợ lực chân không, có trang bị bộ điều hòa lực

phanh

12.2 Phanh dừng xe (phanh tay): Tang trống, dẫn động cơ khí, tác động lên trục thứ cấp hộp số

13 Mô tả hệ thống lái : Trục vít êcubi, i = 22,6:1, dẫn động lái bằng cơ khí có trợ lực thủy lực

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 2.1 Nội dung thiết kế

Thiết kế dựa trên các yêu cầu quy định chung của các thông tư, quy chuẩn 54/2014/TT-BGTVT, thông tư 42/2014/TT-54/2014/TT-BGTVT, thông tư 46/2015/TT-54/2014/TT-BGTVT, Quy chuẩn 09:2015/BGTVT.

Gia công các chi tiết phụ như: rào chắn bên hông, rào chắn phía sau,… Kiểm tra toàn bộ thiết kế, vận hành, chạy thử và hoàn thiện

2.1.1 Xe tải cẩu tham khảo

Tham khảo các thiết kế của các loại xe tải cẩu cùng phân khúc trên thị trường , để lựa chọn phương án thiết kế phù hợp, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và tính kinh tế

Bảng 2 1 Bảng thông số Xe tải cẩu HINO XZU720 gắn cẩu UNIC URV343 của Công Ty TNHH

Bảng 2 2 Bảng Thông số xe tải cẩu HYUNDAI NEW MIGHTY 110XL F150 gắn cẩu Unic 3 tấn của Công Ty cổ phần Cơ Điện Đức Nguyên Việt Nam

Bảng 2 3 Bảng Thông số Xe tải cẩu ISUZU NPR 400 gắn cẩu Unic urv 344 Của ISUZU Tây Bắc

Hiện nay trên thị trường có các loại cẩu như: UNIC, TADANO,MAEDA Ta chọn loại cẩu UNIC để lắp đặt trên xe tải HYUNDAI NEW MIGHTY 110XL F150

Cẩu UNIC có nhiều loại khác nhau như URV230, URV260, UR290, URV300, URV340, URV370, URV500…Mổi loại phù hợp với các loại xe khác nhau Với các thông số của xe tải HYUNDAI NEW MIGHTY 110XL F150, ta thấy đây là loại xe tải cở trung bình nên ta chọn loại cẩu sử dụng cho loại xe này là cẩu URV344

Cẩu URV344 do hãng UNIC của Nhật Bản sản xuất nhằm đáp ứng nhu cầu nâng cẩu hàng hóa đặc biệt là nhửng loại hàng hóa có khối lượng lớn đòi hỏi cần có sức lao động lớn

2.2.1 Thông số cẩu UNIC URV344K

* Đặc tính kỹ thuật cần cẩu nhãn hiệu UNIC model URV344 (SPEC.K) do FURUKAWA

UNIC CORPORATION, Thái Lan sản xuất

Bảng 2 4 Các thông số kỹ thuật cần cẩu UNIC URV344K 8 Chiều cao chân khi thu, tính từ mặt bệ chân Hbc 497,5 mm

Hình 2 1 Bảng vẽ tổng thể cần cẩu UNIC URV344K

Tải trọng mà cẩu URV344 có thể kéo được phụ thuộc vào khẩu độ (bán kính) quay củng như là số tầng hoạt động của cẩu Điều này được biểu diển như bảng 2.6, bảng 2.7, bảng 2.8

Bảng 2 7 Thông số vận hành của cần cẩu UNIC URV344 khi hoạt động ở khẩu độ cần 7,825m

Bảng 2 8 Thông số vận hành của cần cẩu UNIC URV344 khi hoạt động ở khẩu độ cần 10m

+ Nguồn dẫn động: Hệ thống thủy lực dẫn động từ động cơ ô tô qua hộp trích công suất (P.T.O)

+ Thiết bị an toàn (devices safety): + Đồng hồ đo tải trọng hàng hóa

+ Van an toàn, van cân bằng, van chống tụt điều khiển kép O/R + Hệ thống phanh tời tự động

+ Thiết bị chỉ vạch móc kéo an toàn + Áp kế cân bằng

+ Hệ thống chuông an toàn, hệ thống chuông chống kéo căng cáp + Hệ thống còi báo động khi làm việc

GHI CHÚ:

- Đậu đỗ xe ở mặt đường phẳng rắn, mở rộng chân chống hết hành trình trước khi nâng hàng

- Không cẩu hàng phía trước cabin và trên mặt đường nghiêng

- Tải trọng định mức nâng được thể hiện trong biểu đồ sức nâng tầm với, tải trọng định mức giảm theo vị trí lắp cần cẩu, tình trạng tải của xe, điều kiện mặt đất và tốc độ vận

- Khi vận hành, khối lượng nâng phải giảm trừ khối lượng cụm tời móc (30kg) và các thiết bị lắp thêm trên cẩu tiêu chuẩn

Hình 2 2 Biểu đô chiều cao làm việc của cần

cẩu UNIC URV 344KHình 2 3 Sơ đồ hệ thống thủy lực cần cẩu UNIC

2.2.2 Nguyên lý hoạt động của cầu UNIC URV 344K

1 Xy lanh chân chống trước bên phải 2.Xy lanh chân chống trước bên trái 3 Xy lanh ra vào cần cẩu 4 Motor tang quấn cáp

5 Xy lanh nâng hạ cần 6 Motor quay cẩu 7 Mâm xoay trụ cần 8 Bộ trích công suất

11 Van điều khiển chân chống bên trái 12 Van điều khiển chân chống bên phải 13 Van điều khiển xy lanh nâng hạ cần 14 Van điều khiển motor tang quấn cáp 15 Van điều khiển xy lanh ra vào cần cẩu 16 Van điều khiển motor quay cần cẩu

Nguyên lý làm việc của hệ thống :

Ta có nguyên lý làm việc của hệ thống dẫn động cẩu:

+ Lúc đầu công tắc ở vị trí tắt thì bộ trích công suất cũng chưa hoạt động

+ Khi muốn gài bộ trích công suất hoạt động, ta ngắt ly hợp hoàn toàn và bật bộ trích công suất, lúc này đèn tín hiệu sẽ được bật sáng, dòng điện qua cầu chì vào cuộn dây rơle làm cho rơle mở van khí nén, khí nén từ bình chứa và buồng chứa khí nén của bộ trích công suất, khí nén sẽ ép màng và đẩy trục gài khớp cho bánh răng nối trục ra của bộ trích công suất ăn khớp với bánh răng trên trục trung gian của hộp số Khi đó làm cho bơm hoạt động, nó lấy

dầu từ thùng chứa cung cấp cho tổng van phân phối, rồi dầu từ tổng van phân phối đi đến điều khiển dẫn động các động cơ thuỷ lực để dẫn động các cơ cấu chấp hành để thực hiện công việc cẩu hàng hoá

Các động cơ thuỷ lực trên cẩu gồm các động cơ thuỷ lực roto và các động cơ thuỷ lực pittông Cụ thể trên cẩu có:

- 1 động cơ thuỷ lực roto được nối với hộp giảm tốc để dẫn động xoay cần cẩu

- 1 động cơ thuỷ lực roto nối với hộp giảm tốc để dẫn động tời quấn dây cáp để nâng hạ cần móc cẩu

- 1 động cơ pittông thuỷ lực để thực hiện việc nâng hạ chân chống phía bên phải - 1 động cơ pittông thuỷ lực để thực hiện việc nâng hạ chân chống phía bên Trái - 1 động cơ pittông thuỷ lực để thực hiện việc nâng hạ cần cẩu

- 1 động cơ pittông thuỷ lực để thực hiện công việc vươn ra hay thu vào cần cẩu để tăng hay giảm bán kính nâng khi cẩu hàng

Các động cơ thuỷ lực trên cẩu được cung cấp dầu từ tổng van phân phối

Trên tổng van phân phối cũng có đường dầu hồi từ tổng van phân phối về thùngnchứa Trên tổng van phân phối bao gồm các van điều chỉnh được theo hai chiều sonvới vị trí trung gian Nghĩa là khi van ở vị trí trung gian thì đường chất lỏng công tác thông từ nguồn cung cấp đến động cơ thuỷ lực sẽ bị đóng lại, khi đó động cơ thuỷ lực không hoạt động và nó giữ nguyên vị trí đó Khi ta kéo van về một phía nào đó so với vị trí trung gian thì dòng chất lỏng công tác sẽ thông qua để đi đến động cơ thuỷ lực và động cơ thuỷ lực sẽ hoạt động theo một chiều nào đó làm cho các bộ phận công tác của cẩu hoạt động Còn khi ta kéo van về phía kia thì động cơ thuỷ lực do van này điều khiển sẽ hoạt động theo chiều ngược lại Trên sơ đồ thuỷ lực của cẩu còn có các van như: van an toàn, van cân bằng, van điều khiển

2.2.3 Lắp đặt cần cẩu lên ô tô Hyundai New Mighty 110XL F150

Sau khi đã gia cường phần sat xi , cần cẩu sẽ được lắp lên xe sau cabin, theo kích thước tối nhà sản xuất cẩu hướng dẫn

Hình 2 4 Khoảng hở giữa cẩu và cabin ô tô

Hình 2 5 Khoảng hở giữa cẩu lắp và mặt trước cabin theo tài liệu nhà sản xuất cẩu

Khoảng hở tối thiểu 1000 mm

Hình 2 6 Kích thước lắp thân cẩu theo tài liệu nhà sản xuất cẩu

Hình 2 7 Kích thước độ cao sat xi so với mặt đất theo tài liệu nhà sản xuất cẩu

2.2.4 Trình tự lắp đặt cần cẩu lên xe HYUNDAI NEW MIGHTY 110XL F150

Cần cẩu được đặt trên đế cẩu ( đế cẩu ở đây là đà dọc của thùng tải ) Khi nhập về cần cẩu gồm 3 cụm chính : Cần trục, chân trống và thân, bệ cẩu Sau đó chúng sẽ được lắp từng cụm lên nhờ sự trợ giúp của 1 cần cầu khác

Trước tiên là dùng cần cẩu để nâng cụm thân và bệ cẩu lắp đặt lên ô tô Liên kết giữa cẩu và sat xi bằng 4 bu lông đôi , đường kính 30mm, chiều dài 800mm, sau khi đã liên kết chắc chắn giữa bên thân với bệ cẩu lên ô tô thì cụm cần trục mới được lắp lên trên thân cẩu, liên kết với nhau bằng chốt hãm Cụm chân cẩu sẽ được lắp lên sau đó, các đường ống dầu cũng được nối đúng vị trí trong quá trình lắp cẩu

Hình 2 8 Phương án lắp đặt cẩu lên khung xe cơ sơ

2.2.5 Tính toán sự phù hợp của bơm thủy lực

2.2.5.1 Thông số kỹ thuật bơm: đồng bộ theo cẩu

Bảng 2 9 Bảng thông số kỹ thuật bơm

2.3.5.2 Kiểm tra khả năng dẫn động bơm của bộ trích công xuất (PTO):

Thông số bơm theo tài liệu:

nb=1700 (vòng/phút)

𝑀𝑏 = 𝑝∗𝑉

62,8 ∗ = 138,87 N.m: Mô men cần thiết cho hệ thống truyền động bơm

Trong đó p= 20,6(Mpa) =210(kgf/cm2): Áp suất làm việc V=60 (lít/phút) =35,3 (cm3/vg): Lưu lượng bơm

 =0,85 : hệ số truyền động

Mô men đầu ra P.T.O:

𝑀𝑃.𝑇.𝑂 = 220(N.m) ( Theo tài liệu xe cơ sở)

Vậy mô men đầu ra P.T.O của động cơ lớn hơn mô men cần thiết cho hệ thống truyền

Khung xương sàn thùng được cấu tạo từ thép hoặc SUS430 quy cách đà dọc U120x50x5 hoặc I120x65x5, phần đầu đà dọc được tăng cứng ốp thêm thép CT3 hoặc SUS430 dày 8mm dài 2000mm liên kết bằng liên kết hàn, đà ngang cấu tạo từ thép CT3 hoặc SUS430 quy U100x45x4,5 Sàn thùng được phủ thép tấm CT3 hoặc SUS430 dày 3 mm

Hình 2 9 Bản vẽ tổng thể thùng tải

Hình 2 10 Tiết diện đà dọc U Hình 2 11 Tiết diện ốp gia cường gối cẩu phương án đà dọc U

Hình 2 12 Tiết diện ôp gia cường gối cẩu phương án đà I

Hình 2 13 Tiết diện đà dọc I

Hình 2 14 Tiết diện đà ngang sàn thùng

Toàn bộ thùng liên kết với sát xi ô tô 08 bu lông quang M16x1,5 và 4 pát chống xô chia đều 2 bên

Hình 2 15 Bản vẽ bát chống xô Hình 2 16 Bản vẽ bulong quang

Khung xương thành trước thùng tải được cấu tạo từ thép CT3 hoặc SUS430 quy cách U140x55x5,5 cao 1450mm ,U80x40x4 gồm 6 thanh cao 1060mm, 3 thanh ngang dài 2050mm, e bên được tăng cường thêm 2 thanh []40x20x1,2mm cao 510mm,… Vách trong thành trước phủ thép tấm phẳng hoặc SUS430 dày 2 mm cao ngang bửng hông

Hình 2 17 Tổng thể thành trước thùng tải

Thành bên thùng tải có 04 bửng hông đóng mở bằng bản lề Bửng thành bên thùng tải được cấu tạo từ thép CT3 hoặc SUS430 bọc trong bửng hông bằng tôn phẳng dày 2 mm quy cách khung bửng 40x40x1,2; 40x80x1,4 hoặc phương án bửng chấn dập dày 1,5mm

Hình 2 18 Bửng hông trước P/a bửng phẳng

Hình 2 19 Bửng hông trước P/a chấn dập

Hình 2 20 Bửng hông sau P/a bửng phẳng

Hình 2 21 Bửng hông sau P/a chấn dập

Thành sau thùng tải có 01 bửng đóng mở bằng bản lề Bửng sau thùng tải được cấu tạo từ thép CT3 hoặc SUS430 bọc trong bửng hông bằng tôn phẳng dày 2 mm quy cách khung bửng 40x40x1,2; 40x80x1,4 hoặc phương án bửng chấn dập dày 1,5mm

Hình 2 22 Bửng sau P/a chấn dập Hình 2 23 Bửng sai P/a bửng phẳng

Trình tự lắp đặt thùng tải

* Có 2 phương án thực hiện thiết kế thùng tải

- P/a 1: Lăp đặt thùng tải tách riêng với xe cơ sở, sau đó sử dụng các thiết bị chuyên dùng để cẩu thùng tải lên xe cơ sở

-P/a 2: Thi công trực tiếp trên xe cơ sở Chọn phương án 2 để trình bày

Bước 1: lắp ghép đà dọc , đà ngang

Đà dọc ( khung phụ) thùng tải sau khi được cắt theo đúng kích thước , đà dọc được đặt trực tiếp phía trên đệm cao su thùng trên khung xe cơ sở, đà dọc được cố định với khung ô tô cở sở bằng 8 bu lông M16 và 4 bát chống xô, khoảng cách 2 đà dọc phải bằng đúng kích thước khoảng cách khung ô tô cơ sở là 840mm Sau đó, đạt đà ngang lên trên đà dọc, khoảng cách giữa 2 đà ngang liên tiếp được thể hiện trong bản vẽ thiết kế số 7,8

Đà dọc và đà ngang được liên kết với nhau bằng thép V40x40mm bằng que hàn điện.Hai bên đà ngang lắp khung bao sàn thùng bằng thép CT38 chấn dập dày 5mm bằng que hàn điện

Bước 2: Lắp ghép thành trước thùng tải

Đầu tiên lắp 2 thanh tiết diện U100x45x4,5mm bên hông thùng tải, sau đó lắp thanh có thiết diện U80x40x4mm nằm ngang phía trên và phía dưới thùng tải , tiếp theo lắp 6 thanh có tiết diện U 80x40x4mm đứng dọc theo đúng kích thước bản vẽ gia công Gia cường thêm 5

đoạn U80x40x4mm phía giữa các thanh dọc

Lắp đặt 4 trụ đứng ở hai bên của đà ngang , trụ đứng được chế tạo rời bên dưới nên chỉ cần lắp đặt lên và cố định bằng hàn điện

Kích thước thành trước thùng tải được thể hiện trong tờ bản vẽ số 10

Bước 4: Lắp đặt bửng hông

Sau khi lắp đặt trụ đứng, ta lắp đặt 4 bửng hông và 1 bửng sau được chế tạo rời theo phương án bửng chấn dập hoặc phương án bửng phẳng Sau bửng được liên kết với thùng bằng bản lề, Mỗi bửng thùng đươc cố định bằng 2 khóa đuôi tôm

Kích thước bửng hông thùng tải được thể hiện trong tờ bản vẽ số 9

Bước 5: Lắp đặt sàn thùng

Tôn Sàn thùng dày 3mm được đặt trực tiếp phía trên đà ngang bằng liên kết hàn điện Thành trước thùng tải cũng được lắp tôn thành trước dày 2mm

Bước 6: Vệ sinh thùng tải, sơn thùng

Vệ sinh các mối liên kết hàn theo đúng tiêu chuẩn, mối hàn phải đều và ngấu vệ sinh sàn thùng, đà dọc, đà ngang , sàn thùng được sơn qua 1 lớp sơn chống rỉ Bửng hông, Thùng tải được sơn màu theo đăng ký thiết kế

2.3.2 Thiết kế các chi tiết phụ

*Bát liên kết giữa thùng và chassis

Để an toàn hơn , ta lắp thêm 4 bát chống xô như bản vẽ tờ số ( mỗi bên 2 bát), để triệt tiêu sự dịch chuyển dọc và dao động lắc ngang của thùng khi lên và xuống dốc

* Đối với rào chắn bên hông

Theo quy chuẩn 09:2015/BGTVT :

Xe tải, xe chuyên dùng, xe kéo rơ moóc và xe ô tô đầu kéo có khối lượng toàn bộ thiết kế lớn nhất từ 8 tấn trở lên phải lắp rào chắn bảo vệ ở hai bên xe đáp ứng các yêu cầu sau:

Khoảng cách từ điểm đầu của rào chắn đến các bánh xe trước (hoặc các cơ cấu chuyên dùng như chân chống của xe tải có lắp cầu, cơ cấu điều khiển của xe bơm bê tông ) và khoảng cách giữa điểm cuối của rào chắn đến các bánh xe sau không được lớn hơn 400 mm; Khoảng cách từ cạnh thấp nhất của rào chắn tới mặt đường không được lớn hơn 500 mm;

Cạnh phía trên của rào chắn không được thấp hơn 700 mm tính từ mặt đường Nếu khoảng hở giữa thân xe và mặt đường nhỏ hơn 700 mm thì không cần lắp rào chắn

Ta chọn kích thước cảng hông như sau

Khoảng cách từ điểm đầu của rào chắn đến bánh xe sau : 300mm

Khảng cách từ mặt đường đến cạnh phía trên của rào chắn : 720 mm Khoảng cách từ mặt đường đến cạnh phía dưới của rào chắn :400 mm

Khoảng cách từ điểm đầu của rào chắn đến chân chống cẩu : 290 mm ( khoảng cách này ta không tự chọn, phụ thuộc vào vị trí đặt cẩu sao cho phù hợp với bảng phân bố khối lượng khi thiết kế)

Hình 2 24 Bản vẽ kích thước cản sau

Đối với cản sau

Chiều dài cản sau không được làm vượt quá chiều rộng của xe

Kích thước và bố trí cản sau được thể hiện trong tờ bản vẽ đính kèm số 15

* Đối với vè chắn bùn

Hình 2 25 Bản vẽ kích thước vè chắn bùn

Kích thước vè chắn bùn được thể hiện trong tờ bản vẽ số 15 kèm theo

Xe phải được trang bị các tấm che bánh xe tại các bánh xe hoặc nhóm trục bánh xe Các tấm che bánh xe có thể được tạo thành từ các bộ phận lắp đặt trên xe như một phần thân xe, chắn bùn hoặc các bộ phận tương tự khác và phải đáp ứng các yêu cầu sau:

Chiều rộng của tấm che bánh xe phải có che phủ được các bánh xe

Đối với xe chở người loại M1, khoảng cách từ điểm thấp nhất của phần cuối cùng của tấm che bánh xe trục sau cùng không được lớn hơn 150 mm so với phẳng nằm ngang đi qua tâm trục bánh xe sau; Đối với các loại xe khác, khoảng hở so với mặt đường của các tấm che bánh xe trục sau cùng gồm cả tấm chắn bùn (nếu lắp) phải nhỏ hơn 230 mm

Vậy ta chọn khoảng cách từ mặt đất đến vè chắn bùn là 180mm

Ghi chú: Vật liệu chế tạo thùng bằng thép CT3, thép tấm, nêu ở trên có thể thay thế bằng

SUS 430 hoặc ngược lại Nhưng các vật liệu thay thế phải có kích thước, hình dạng và độ dày tương đương đã nêu ra

Vật liệu chế tạo thùng tải là thép CT3 hoặc SUS 430 thì không ảnh hưởng nhiều đến khối lượng thùng tải cũng như khối lượng toàn bộ của xe Vì khối lượng riêng của các loại vật liệu này là tương đương, cụ thể như bảng bên dưới:

Bảng 2 10 Bảng khối lượng riêng của thép CT3 và SUS Thép

KHỐI LƯỢNG RIÊNG CỦA THÉP CT3 VÀ SUS THÉP

Bảng 2 11 Bảng Thành Phần Khối Lượng thùng theo vật liệu

BẢNG THÀNH PHẦN KHỐI LƯỢNG THÙNG THEO VẬT LIỆU

*Tính toán kiểm tra chênh lệch tối đa đối với khối lượng thùng tải là:

Khối lượng thùng nặng nhất khi sử dụng bửng chấn, đà dọc I, toàn bộ vật liệu là thép

Kết luận: Các khối lượng chênh lệch theo tính toán như trên là nhỏ và nằm trong phạm vi dung sai cho phép theo thiết kế( dưới 100kg)

2.3.3 Tính toán trọng lượng và phân bố khối lượng trên ô tô

Trọng lượng bản thân ô tô cơ sở : Gcs=2910 (kg)

Trọng lượng thùng hàng : Gth=1200 (kg) Trọng lượng cần cẩu : Gcc=1145 (kg)

Trọng lượng bản thân ô tô sau thiết kế : G0= Gcs+ Gth+ Gcc=5255(kg) Số lượng người cho phép chở: 3 người

Vậy khối lượng tối đa người cho phép chở là :

Sơ đồ phân bố khối lượng ô tô

Hình 2 26 Sơ đồ phân bố khối lượng

Bảng 2 12 Bảng Thành phần phân bố khối lượng ô tô sau thiết kế lên các trục

3 Khối lượng cụm cẩu và phụ kiện, Gcc

8 Khả năng chịu tải trên từng trục

2.3.4 Kiểm tra sự phù hợp của QCVN 09:2015/BGTVT và thông tư 42/2014/TT-BGTVT

Bảng 2 13 Đánh giá phù hợp QCVN09:2015/BGTVT

ST T

Nội dung đánh giá theo

1 Chiều dài đuôi xe tính

Chiều dài toàn bộ và khối lượng riêng của

Khoảng cách giữa hai thanh khung mui liền kề

đối với ô tô tải (có mui)