Tiểu luận môn Ô tô chuyên dùng cấu tạo và nguyên lý hoạt Động của xe cẩu

Một xe cẩu hoàn chỉnh sẽ được trang bị hệ thống cẩu với các cần cẩu, dâycáp, hoặc bánh răng và xích để nâng và điều khiển các vật liệu một cách an toàn vàhiệu quả.. loại cần cẩu này được

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN LANGKHOA CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

BÀI TIỂU LUẬN MÔN: Ô TÔ CHUYÊN DÙNG

Giảng viên: Nguyễn Quang Sang

Sinh viên thực hiện:Tô Hiền Phúc - 2175102050145

Lê Duy Anh - 2175102050003 Bùi Hồng Phúc - 2175102050120 Nguyễn Đức Anh Đô-2175102050024 Nguyễn Quân Bảo – 2175102050304

Mã lớp: 241_71ABTE50353_02

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 24, tháng 09, năm 2024

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XE CẨU 2

1.1 Khái niệm về xe cẩu 2

1.2 Lịch sử ra đời 3

1.2.1 Xe cẩu bánh lốp 3

1.2.2 Xe cẩu bánh xích 5

1.3 Ưu điểm và nhược điểm của xe cẩu bánh lốp và bánh xích 6

1.3.1 Xe cẩu bánh lốp 6

1.3.2 Xe cẩu bánh xích 6

1.4 Ứng dụng của xe cẩu 7

CHƯƠNG 2: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA XE CẨU 9

2.1 Cấu tạo chung của xe cẩu 9

2.2 Nguyên lý hoạt động 13

CHƯƠNG 3: MỘT SỐ HÃNG XE SẢN XUẤT XE CẨU NỔI TIẾNG 15

3.1 Hãng Liebherr 15

3.2 Hãng Tadano 16

3.3 Hãng Kato 17

3.4 Hãng Grove 19

3.5 Hãng XCMG 20

CHƯƠNG 4: QUY ĐỊNH VÀ AN TOÀN KHI SỬ DỤNG XE CẦN CẨU 21

4.1 Các yêu cầu về đào tạo và chứng chỉ cho người điều khiển 21

4.1.1 Yêu cầu về chứng chỉ hành nghề 21

4.1.2 Yêu cầu về đào tạo 21

4.1.3 Yêu cầu về sức khỏe 21

4.1.4 Đào tạo nâng cao và cập nhật 22

4.1.6 Quy định tại Việt Nam 22

4.2 Biện pháp an toàn khi vận hành 22

4.2.1 Kiểm tra kỹ thuật trước khi vận hành 22

4.2.2 Xác định khu vực an toàn 22

4.2.3 Tuân thủ quy tắc về trọng tải và cân bằng 23

4.2.4 Vận hành trong điều kiện thời tiết phù hợp 23

4.2.5 Sử dụng đúng phương pháp nâng hạ 23

4.2.6 Sử dụng thiết bị bảo vệ cá nhân 23

4.2.7 Giám sát và liên lạc rõ ràng 23

4.2.8 Đảm bảo nền móng ổn định 23

4.2.9 Dừng hoạt động ngay khi có sự cố 24

4.2.10 Bảo dưỡng định kỳ 24

KẾT LUẬN 25

MỞ ĐẦU

Xe cẩu đóng vai trò quan trọng trong ngành xây dựng và nhiều lĩnh vực khácnhờ khả năng nâng hạ và di chuyển các vật liệu nặng, từ đó tăng cường hiệu quả công việc và tiết kiệm thời gian Chúng đảm bảo an toàn lao động, giảm thiểu rủi

ro chấn thương, và có thể hoạt động trên nhiều loại địa hình khác nhau Ngoài việc

hỗ trợ lắp ráp và hoàn thiện công trình, xe cẩu còn giúp tối ưu hóa quy trình thi công, đóng góp vào các dự án hạ tầng lớn và tiết kiệm chi phí tổng thể cho các dự

án Sự phát triển công nghệ đã mang lại nhiều tính năng tiên tiến cho xe cẩu, làm cho chúng trở thành thiết bị thiết yếu trong nhiều ngành công nghiệp

Qua môn học Ô tô chuyên dùng và trong quá trình làm bài tiểu luận này cảnhóm đã có cơ hội tìm hiểu sâu hơn về xe cẩu

Tiểu luận nằm trong chương trình đào tạo của ngành Công nghệ kỹ thuật ô

tô, khoa Công Nghệ Ô Tô, Trường Đại học Văn Lang

Cả nhóm xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy Nguyễn Quang Sang, giảngviên môn Ô tô chuyên dùng đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trìnhhọc và làm bài tiểu luận

Thời gian làm bài có hạn, và việc vận dụng kiến thức chuyên môn chưađược nhạy bén, bài tiểu luận không tránh khỏi sai sót, kính mong nhận được sựthông cảm

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XE CẨU1.1 Khái niệm về xe cẩu

Xe cẩu là thiết bị không thể thiếu trong các công trình xây dựng, cảng biển

và kho bãi Chúng được thiết kế để nâng và di chuyển vật liệu nặng mà sức ngườikhông thể làm được Mỗi loại xe cẩu có cấu tạo và ứng dụng riêng, phù hợp vớitừng nhu cầu

Xe cẩu dùng để vận chuyển hàng hóa, vật nặng với khối lượng lớn, mà cácthiết bị khác không làm được Xe cẩu được sử dụng chủ yếu trong các công trìnhxây dựng, môi trường, chữa cháy, hay bốc dỡ hàng hóa tại bến cảng Hiện nay thì

xe cẩu ngày càng được ứng dụng nhiều hơn Với tần suất sử dụng cao, là máy móc

đa năng Nên nhu cầu thuê xe cẩu, cũng ngày được mở rộng

Một xe cẩu hoàn chỉnh sẽ được trang bị hệ thống cẩu với các cần cẩu, dâycáp, hoặc bánh răng và xích để nâng và điều khiển các vật liệu một cách an toàn vàhiệu quả Xe cẩu có đa dạng về chủng loại xe cũng như kích thước, công suất nâng

và ứng dụng khác nhau

Hình 1.1 Xe cẩu

Thời Trung Cổ: Các loại cần cẩu lớn hơn được sử dụng trong việc xây

dựng các lâu đài và nhà thờ, nhưng vẫn dựa trên sức kéo của con người hoặc độngvật Những cần cẩu này thường được làm bằng gỗ và sử dụng hệ thống ròng rọc đểnâng hạ vật liệu xây dựng

b) Sự Ra Đời Của Xe Cẩu Bánh Lốp Đầu Tiên (Đầu thế kỷ 20)

Năm 1918: Công ty Coles ở Anh chế tạo chiếc xe cẩu bánh lốp đầu tiên, sử

dụng khung gầm của xe tải Tilling-Stevens và một cần cẩu hơi nước Đây là mộtbước tiến quan trọng trong việc cơ giới hóa thiết bị nâng hạ

Hình 1.2: Xe cẩu bánh lốp đầu tiên

Những năm 1920 – 1930: Các nhà sản xuất ở châu Âu như Coles, Krupp và

Demag bắt đầu sản xuất hàng loạt các xe cẩu bánh lốp với cần cẩu dạng giàn Các

loại cần cẩu này được trang bị động cơ xăng hoặc diesel, giúp tăng cường khả năngnâng hạ và di chuyển

c) Thời Kỳ Phát Triển Mạnh Mẽ (Những năm 1940 – 1960)

Những năm 1940: Sự phát triển của hệ thống thủy lực đã cách mạng hóa xe

cẩu bánh lốp, giúp tăng khả năng nâng hạ và độ linh hoạt Các xe cẩu thủy lực chophép nâng hạ các vật nặng một cách chính xác và an toàn hơn

Những năm 1950: Các nhà sản xuất như Grove và P&H giới thiệu các xe

cẩu bánh lốp địa hình (rough terrain crane) có khả năng hoạt động trên các địa hình

gồ ghề Đây là một cải tiến quan trọng, mở rộng phạm vi sử dụng của xe cẩu

Những năm 1960: Xe cẩu bánh lốp đa địa hình (all terrain crane) ra đời, kết

hợp khả năng di chuyển trên đường bằng phẳng và địa hình khó khăn Loại xe cẩunày linh hoạt hơn và có thể sử dụng trong nhiều điều kiện khác nhau

d) Cải Tiến Vượt Bậc Về Công Nghệ (Những năm 1970 – 1990) –

Những năm 1970: Hệ thống điều khiển điện tử được tích hợp vào xe cẩu

bánh lốp, giúp vận hành chính xác và an toàn hơn Các cảm biến và hệ thống điềukhiển tiên tiến cho phép người vận hành giám sát và điều khiển xe cẩu một cáchhiệu quả

Những năm 1980: Sự ra đời của các loại cần cẩu dạng ống lồng (telescopic

boom) giúp tăng tầm với và khả năng nâng hạ của xe cẩu bánh lốp Các cần cẩunày có thể dễ dàng điều chỉnh độ dài của cần, phù hợp với nhiều loại công việckhác nhau

Những năm 1990: Các hệ thống an toàn như giới hạn tải trọng, chống lật và

chống va chạm được áp dụng rộng rãi, nâng cao tính an toàn cho người vận hành

và môi trường xung quanh Những công nghệ này giúp giảm thiểu rủi ro và đảmbảo an toàn trong quá trình làm việc

e) Kỷ Nguyên Của Sự Thông Minh (Từ năm 2000 đến nay)

Những năm 2000: Các hệ thống điều khiển từ xa và tự động hóa được ứng

dụng, giúp giảm thiểu sự can thiệp của con người và tăng hiệu suất làm việc Cáccần cẩu hiện đại có thể được điều khiển từ xa, giúp tăng tính linh hoạt và an toàn

Những năm 2010: Sự phát triển của trí tuệ nhân tạo (AI) và công nghệ cảm

biến mở ra khả năng tự chẩn đoán và bảo trì dự đoán cho xe cẩu bánh lốp Các hệ

thống này giúp phát hiện sớm các vấn đề và thực hiện bảo trì định kỳ, giảm thiểuthời gian ngừng hoạt động

Hiện nay: Xu hướng sử dụng năng lượng xanh và vật liệu nhẹ đang được

đẩy mạnh, hướng tới một tương lai bền vững cho ngành công nghiệp xe cẩu Các

xe cẩu sử dụng động cơ điện và các vật liệu thân thiện với môi trường đang trở nênphổ biến hơn

1.2.2 Xe cẩu bánh xích

a) Giai Đoạn Khởi Đầu: Cuối Thế Kỷ 19 – Đầu Thế Kỷ 20

Phát minh ban đầu: Cẩu trục ban đầu được phát triển để đáp ứng nhu cầu

nâng và di chuyển các tải trọng lớn trong xây dựng và công nghiệp Những mẫuđầu tiên thường là cần trục cố định, thiếu tính linh hoạt trong di chuyển

Giới thiệu bánh xích: Vào cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, việc giới thiệu

hệ thống bánh xích đã mở ra một kỷ nguyên mới cho các loại cẩu trục Bánh xíchgiúp cẩu trục di chuyển trên nhiều địa hình khác nhau mà không cần chuẩn bị nềnmóng phức tạp

b) Giai Đoạn Hiện Đại: Cuối Thế Kỷ 20 đến nay

Công nghệ điện tử: Việc tích hợp các hệ thống điều khiển điện tử và các

cảm biến thông minh đã giúp cải thiện độ chính xác và an toàn trong vận hành

Thiết kế linh hoạt: Các mẫu cẩu trục hiện đại có thiết kế linh hoạt hơn, với

khả năng mở rộng cần trục và các tính năng an toàn tiên tiến

Ứng dụng đa dạng: Cẩu trục bánh xích được sử dụng rộng rãi trong nhiều

ngành công nghiệp, từ xây dựng, khai thác mỏ đến năng lượng tái tạo và dầu khí

Hình 1.3 Xe cẩu bánh xích hiện đại

1.3 Ưu điểm và nhược điểm của xe cẩu bánh lốp và bánh xích

1.3.1 Xe cẩu bánh lốp

Ưu điểm:

Xe cẩu bánh lốp có thể di chuyển nhanh trên các bề mặt cứng và phẳng, nhưđường bê tông, nhựa đường

Do có thiết kế gọn nhẹ và khả năng di chuyển trên đường, xe cẩu bánh lốp

dễ dàng được di chuyển từ nơi này sang nơi khác mà không cần thêm phương tiện

Xe cẩu bánh xích thường không thể di chuyển trên các con đường công cộng

mà không có phương tiện hỗ trợ hoặc phải sử dụng xe chuyên dụng để vận chuyển

Xe cẩu bánh xích có thể yêu cầu chi phí bảo trì cao hơn, do có nhiều bộ phận

cơ khí phức tạp hơn và yêu cầu bảo trì định kỳ thường xuyên hơn

Tại các cảng biển, xe cần cẩu (đặc biệt là cần cẩu container) được sử dụng

để xếp dỡ hàng hóa từ tàu thủy lên xe tải hoặc kho hàng

Các cần cẩu bến cảng có khả năng nâng hạ container nặng hàng chục tấn,góp phần tăng hiệu suất vận chuyển hàng hóa

c) Khai thác mỏ

Trong ngành khai thác mỏ, xe cần cẩu thường được sử dụng để di chuyểncác thiết bị nặng hoặc lắp đặt các thiết bị khai thác mỏ

Các cần cẩu lớn có khả năng làm việc trong điều kiện môi trường khắcnghiệt và đảm bảo việc khai thác diễn ra an toàn, hiệu quả.

CHƯƠNG 2: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA XE

CẨU2.1 Cấu tạo chung của xe cẩu

Nhìn chung cấu tạo của xe cẩu gồm các bộ phận sau:

- Khung xe: Là bộ phận chịu lực, có nhiệm vụ nâng đỡ toàn bộ các thành

phần khác của xe cẩu

- Hệ thống bánh lốp/bánh xích: Xe cẩu thường sử dụng bánh lốp (xe cẩu di

động) hoặc bánh xích (xe cẩu bánh xích), giúp xe di chuyển dễ dàng trên các bềmặt địa hình khác nhau

- Hệ thống chân chống: Được gắn hai bên thân xe, giúp giữ cân bằng và ổn

định cho xe khi nâng tải trọng lớn

Hình 2.1: Hệ thống chân chống

- Cabin điều khiển: Là nơi người vận hành điều khiển xe cẩu, được trang bị

ghế ngồi, tay lái, các công tắc điều khiển

- Hệ thống điều khiển: Bao gồm các cần điều khiển giúp vận hành các chức

năng của cần cẩu như nâng, hạ, xoay và di chuyển tải trọng

- Cần cẩu: Là bộ phận dài, có khả năng mở rộng để tăng chiều dài nâng tải.

Có thể là cần đơn (solid boom) hoặc cần dạng ống lồng (telescopic boom)

Hình 2.3: Cần cẩu ống lồng

- Móc cẩu: Được gắn vào đầu dây cáp, sử dụng để móc và nâng các tải

trọng

Hình 2.4: Móc cẩu

- Cáp thép: Cáp thép của cần cẩu là một loại dây cáp chịu lực cao, được làm

từ các sợi thép xoắn lại với nhau, và được sử dụng để nâng, hạ, và di chuyển tảitrọng trên xe cẩu Cáp thép là một bộ phận quan trọng trong hệ thống nâng hạ củacần cẩu, vì nó phải chịu được lực kéo rất lớn trong quá trình vận hành

Hình 2.5: Cáp tháp cần cẩu

- Ròng rọc: Ròng rọc của xe cẩu là một bộ phận cơ khí có vai trò giảm lực

cần thiết để nâng hạ tải trọng bằng cách thay đổi hướng và phân bố lực thông quacác dây cáp hoặc xích Ròng rọc được sử dụng để tăng khả năng nâng của xe cẩu,giúp nâng tải trọng lớn mà không cần phải sử dụng động cơ mạnh hơn hoặc cầncẩu lớn hơn

Hình 2.6: Ròng rọc cần cẩu

- Động cơ chính: Cung cấp năng lượng cho toàn bộ hệ thống di chuyển và

nâng hạ của xe cẩu Có thể là động cơ diesel hoặc động cơ điện tùy thuộc vào loại

xe cẩu

- Hệ thống thủy lực: Hệ thống thủy lực của xe cần cẩu là một cơ cấu sử

dụng chất lỏng (thường là dầu thủy lực) để truyền lực và điều khiển các chuyểnđộng như nâng hạ, xoay, kéo dài cần cẩu và điều khiển chân chống Đây là một hệthống quan trọng vì nó cung cấp sức mạnh và sự chính xác cho các hoạt động củacần cẩu

- Hệ thống xoay: Hệ thống xoay của cần cẩu là một cơ cấu giúp phần cần và

cabin điều khiển có thể quay quanh trục, cho phép cần cẩu di chuyển tải trọng theocác hướng khác nhau mà không cần phải di chuyển toàn bộ xe cẩu Đây là một bộphận quan trọng giúp tăng tính linh hoạt và hiệu quả trong quá trình làm việc

- Đối trọng: Đối trọng của xe cần cẩu là một khối lượng lớn được đặt ở phía

sau hoặc một phần cụ thể của cần cẩu để cân bằng và ổn định khi nâng tải trọnglớn Mục tiêu chính của đối trọng là giúp cân bằng lực tác động lên cần cẩu, ngănchặn việc lật hoặc đổ khi cần cẩu nâng tải ở các góc khác nhau

Hình 2.7: Đối trọng

2.2 Nguyên lý hoạt động

Để điều khiển xe cẩu, người lái cần nắm được nguyên lý hoạt động của loại

xe này dựa trên việc sử dụng cơ cấu cần cẩu và các hệ thống điều khiển để nâng và

di chuyển các vật liệu nặng

Nguyên lý hoạt động cơ bản của xe cẩu bao gồm:

 Khởi động: Người vận hành khởi động động cơ, kích hoạt hệ thống thủylực và hệ thống điều khiển

 Điều khiển cần cẩu: Sử dụng cần điều khiển trong cabin, người vận hànhđiều khiển cần cẩu di chuyển đến vị trí mong muốn Các chuyển động cơ bản baogồm:

+ Nâng hạ: Thực hiện bằng cách điều khiển xi lanh thủy lực chính

+ Thò thụt: Thực hiện bằng cách điều khiển xi lanh thủy lực phụ

+ Xoay: Thực hiện bằng cách điều khiển mô tơ thủy lực quay mâm xoay

 Nâng hạ vật liệu: Sau khi cần cẩu đã ở vị trí, người vận hành sử dụng móccẩu để móc vào vật liệu và điều khiển cần cẩu nâng lên Hệ thống thủy lực cungcấp sức mạnh cho quá trình nâng hạ

 Di chuyển vật liệu (nếu cần): Với xe cẩu bánh lốp hoặc bánh xích, ngườivận hành có thể điều khiển xe di chuyển đến vị trí mới trong khi vẫn giữ vật liệutrên móc cẩu

 Hạ vật liệu: Khi đến vị trí đích, người vận hành từ từ hạ vật liệu xuốngbằng cách điều khiển cần cẩu

 Thu gọn và kết thúc: Sau khi hoàn thành công việc, người vận hành thugọn cần cẩu, chân chống (nếu có) và tắt máy

CHƯƠNG 3: MỘT SỐ HÃNG XE SẢN XUẤT XE CẨU NỔI

TIẾNG3.1 Hãng Liebherr

Hình 3.1: Logo hãng Liebherr

Liebherr được thành lập vào năm 1949 bởi Hans Liebherr tại thành phố Kirchdorf an der Iller, Đức Ban đầu, công ty sản xuất các thiết bị xây dựng nhỏ, nhưng nhanh chóng mở rộng ra nhiều lĩnh vực khác

Qua nhiều năm, Liebherr đã phát triển thành một trong những tập đoàn sản xuất thiết bị xây dựng và công nghiệp hàng đầu thế giới, với các sản phẩm đa dạng

và chất lượng cao

Liebherr nổi bật với công nghệ tiên tiến và sự đổi mới trong thiết kế sản phẩm Công ty thường xuyên đầu tư vào nghiên cứu và phát triển để cải tiến chất lượng và hiệu suất của các thiết bị Họ cũng chú trọng vào việc phát triển các giải

pháp tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường trong sản xuất và vận hành thiết bị.

Liebherr có mặt ở nhiều quốc gia trên thế giới, với hàng triệu sản phẩm được

sử dụng trên toàn cầu Hãng có các nhà máy sản xuất và trung tâm phân phối tại nhiều nước, bao gồm Đức, Pháp, Thụy Sĩ, Áo, Mỹ và nhiều quốc gia khác

Công ty cũng có một mạng lưới dịch vụ và hỗ trợ khách hàng rộng khắp để đảm bảo hỗ trợ kỹ thuật và bảo trì cho sản phẩm

Hình 3.2: Liebherr LTM 11200 9.1 - Cần cẩu di động cao và khỏe nhất thế giới

3.2 Hãng Tadano

Hình 3.3: Logo hãng TadanoTadano được thành lập vào năm 1948 bởi Masuo Tadano tại Takamatsu, tỉnhKagawa, Nhật Bản Công ty ban đầu sản xuất các thiết bị xây dựng đơn giản Quanhiều năm, Tadano đã phát triển thành một trong những tập đoàn sản xuất cần cẩulớn nhất thế giới, nổi bật với sự đổi mới và chất lượng sản phẩm Công ty được biếtđến với các sản phẩm cần cẩu chất lượng cao và các thiết bị nâng hạ phục vụ chongành xây dựng, khai thác, và nhiều lĩnh vực khác.

Tadano nổi bật với công nghệ tiên tiến và khả năng đổi mới trong thiết kếsản phẩm Công ty thường xuyên đầu tư vào nghiên cứu và phát triển để cải thiệnhiệu suất, độ bền và tính năng an toàn cho các sản phẩm của mình

Hãng cũng chú trọng đến việc phát triển các giải pháp tiết kiệm năng lượng

và bảo vệ môi trường trong sản xuất và vận hành thiết bị

Tadano có mặt ở nhiều quốc gia trên thế giới, với các nhà máy sản xuất vàtrung tâm phân phối tại Nhật Bản, Đức, Mỹ và nhiều nước khác

Hình 3.4: Tadano ATF70G-4