Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở satxi ôtô tải HINO 500FC9JJSW

Cùng với sự đi lên của nền kinh tế thế giới thì nền kinh tế Việt Nam ngày nay cũng đang có những bước tiến khá mạnh mẽ. Đi cùng với nó chính là nhu cầu cuộc sống của người dân đang đòi hỏi ngày một cao hơn. Một trong nhửng nhu cầu đó chính là nhu cầu về nâng chuyển hàng hóa, việc nâng chuyển hàng hóa yêu cầu cần phải nhanh lẹ hơn, khối lượng hàng hóa lớn hơn, an toàn hơn và phải tiết kiệm được sức lao động của con người hơn. Em được giao đề tài “ Thiết kế lắp đặt cẩu Unic trên cơ sở satxi ôtô tải HINO 500FC9JJSW ”. Đây là một đề tài rất thực tế, phù hợp với điều kiện phát triển của nền công nghiệp ô tô nước ta hiện nay. Xe tải HINO là một loại phương tiện giao thông vận tải rất phổ biến ở Việt Nam, nó có nhửng ưu điểm khá nổi trội cho việc lưu chuyển hàng hóa đối với điều kiện đường xá của nước ta hiện nay. Từ satxi xe tải HINO 500FC9JJSW ta tiến hành cải tạo để gắn lên nó chiếc cẩu Unic có tải trọng phù hợp tạo thành ô tô tải cẩu mới dùng để cẩu hàng hóa hay vận chuyển hàng hóa để đáp ứng nhu cầu vận chuyển hàng hóa ngày càng cao trong nước.Được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo Th.S Nguyễn Văn Đông, cùng với sự cố gắng của bản thân bằng cách vận dụng những kiến thức đã học và tìm hiểu thêm ngoài thực tế em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế, điều kiện tiếp xúc với thực tế còn ít nên khi làm đồ án này chắc chắn sẽ không tránh khỏi sai sót. Em xin các thầy cô và các bạn tận tình chỉ bảo thêm.Trong quá trình làm đồ án em nhận được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy hướng dẫn ThS Nguyễn Văn Đông, em xin thành thật cảm ơn thầy. Em cũng xin cảm ơn các thầy cô đã trang bị kiến thức cho em để em có thể hoàn thành đồ án này.Cùng với sự phát triển của nền kinh tế thế giới thì ngày càng có nhiều loại hàng hóa với khối lượng chuyên chở cũng lớn hơn. Vận tải hàng hóa và hành khách trong cuộc sống hiện đại đòi hỏi ngày càng phải an toàn, nhanh, khả năng vận chuyển lớn, tiết kiệm, đảm bảo sức khỏe con người.Do đó, trên thế giới ngành giao thông vận tải đóng một vai trò hết sức quan trọng đối với sự phát triển của tất cả các quốc gia nói chung và Việt Nam nói riêng. Đòi hỏi các quốc gia tập trung phát triển các ngành giao thông sao cho hiện đại, có sự tương trợ tốt giữa đường không, đường bộ, thủy, đường sắt,..Riêng đối với đường bộ có nhiều ưu việt do vạy trong những năm gần đây, các phương tiện vận tải hàng hóa phát triển mạnh mẽ do có sự đầu tư về cơ sở hạ tầng và phương tiện nhiều hơn. Ưu điểm của vận chuyển đường bộ là thời gian vận chuyển nhanh,quá trình thực hiện đơn giản, chi phí cố định thấp, khả năng bảo quản nhiều loại hàng, tính linh hoạt và độ tin cậy cao… Hình 11 Ảnh xe tải cẩu1.1.1. Mục đích đề tàiThiết kế lắp đặt một bộ cần cẩu có sẵn trên cơ cở satxi ôtô tải HINO 500FC9JJSWTrong quá trình vận tải hàng hóa nói chung thời gian bốc xếp hàng lên xe và thời gian bốc dỡ hàng xuống xe chiếm một phần thời gian công việc, việc này nếu thực hiện một cách thủ công bằng sức người thì sẽ rất tốn công sức, mất thời gian và không có hiệu quả kinh tế, mặt khác nếu như khối lượng của kiện hàng quá lớn, quá to vượt quá khối lượng an toàn cho phép sức nâng của con người như máy móc, cột điện, cây gỗ,.. thì có thể gây ra nguy hiểm, trong những trường hợp như thế cần thiết là phải sự dụng một máy nâng chuyển để đảm nhận công việc đó thay thế con người. Việc sử dụng các loại máy nâng chuyển cũng đặt ra một bài toán làm sao để phục vụ quá trình bốc xếp hàng nhanh, an toàn và tiết kiệm chi phí nhất. Chúng ta có thể mua một chiếc xe tải cẩu, nhưng phương án này chi phí rất cao, không phù hợp, không khai thác được chiếc xe cơ sở hiện có. Chúng ta cũng có thể mua máy nâng chuyển như pa lăng hoặc tời mang theo xe, việc này không có tính cơ động cao, tốn thời gian gá đặt cho mỗi lần bốc xếp hàng hóa.Cuối cùng chúng ta có thể thiết kế lắp đặt lên xe tải hiện tại một cần cẩu để thực hiện công việc bốc dỡ hàng hóa phục vụ cho xe đó, và một số việc phụ khác như cẩu hàng từ vị trí này sang vị trí kia (dịch chuyển khoảng cách gần). Phương án này có tính khả thi nhất vì giảm chi phí tận dụng được phương tiện hiện có. Như vậy mục đích hướng tới của đề tài là thiết kế, lắp đặt một chiếc cần cẩu lên xe cơ sở đã có để biến nó thành một chiếc xe tải cẩu vững chắc, có khả năng bốc dỡ, vận chuyển hàng hóa một cách nhanh chóng, đảm bảo độ bền, tuổi thọ, tính ổn định và tính an toàn cao.1.1.2. Ý nghĩa đề tàiTrong tình hình nền kinh tế thị trường như hiện nay, xã hội ngày càng phát triển, con người đã biết lợi dụng máy móc để làm thay công việc của mình, giảm công việc lao động chân tay nặng nhọc. Quá trình vận tải hàng hóa thì thời gian bốc xếp hàng chiếm một phần thời gian công việc, việc này nếu thực hiện bằng sức người thì sẽ rất tốn công sức, mất thời gian và không có hiệu quả kinh tế, mặt khác nếu như khối lượng của hiện hàng quá lớn, quá to vượt quá cho phép sức nâng của con người như máy móc, cột điện, cây gỗ… thì có thể gây ra nguy hiểm, trong những trường hợp như thế cần thiết là phải sử dụng một máy nâng chuyển để đảm nhận công việc đó thay thế con người.Nên cần thiết phải có xe tải cẩu để làm thay con người những công việc nặng nhọc đó, mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn. Bên cạnh đó, nếu chúng ta đi nhập khẩu một chiếc xe tải cẩu từ nước ngoài về thí giá thành của chiếc xe là rất cao, không phù hợp với tình trạng kinh tế hộ gia đình, hoặc các xí nghiệp vừa và nhỏ muốn kinh doanh vận tải hàng hóa với xe tải cẩu.Vì thế cần phải thiết kế xe tải cẩu mang thương hiệu của Việt Nam. Với đề tài “Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở satxi ôtô tải HINO 500FC9JJSW”, là một đề tài hết sức thực tế và áp dụng rộng rãi trong xã hội hiện nay. Từ đề tài này không những nó làm cho chiếc xe tải HINO trở thành một chiếc xe tải có cần cẩu mà còn giúp cho ta hiểu được quá trình tiến hành cải tạo lắp đặt cần trục lên xe tải, đề tài này là tiền đề cho quá trình tiến hành cải tạo lắp đặt cần trục lên xe tải khác sau này. Việc lắp đặt cần cẩu lên xe tải HINO là một công việc thực tế và phù hợp với điều kiện kinh tế nước ta hiện nay. Việc làm trên giúp ta tận dụng được nguồn lực sẵn có, đáp ứng được nhu cầu xã hội, giảm tối đa mọi chi phí, nâng cao hiệu quả kinh tế.1.2. Tính năng kỹ thuật của ôtô trước cải tạo1.2.1. Thông số kỹ thuật của ô tô trước cải tạoXe ô tô tải HINO 500FC9JJSW là một loại phương tiện vận tải do Nhật Bản sản xuất. Nó ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu vận chuyển hàng hóa và nó có nhửng ưu điểm nổi trội so với các loại ô tô tải khác. Dòng xe HINO 500FC9JJSW với mức độ tin cậy cao để giành được tình cảm của khách hàng.Cùng với sử dụng nhiên liệu hiệu quả và khí thải thấp, dòng xe 500FC9JJSW được thiết kế cho tính năng vận hành mạnh mẽ, bền bỉ, tiện nghi kinh tế cũng như chất lượng vận tải cao và khả năng chuyên chở linh hoạt. Hình 12 Ảnh satxi xe tải HINO 500FC9JJSW Các thông số kỹ thuật của satxi xe tải HINO 500FC9JJSW trước khi cải tạo được thể hiện như bảng 11 dưới đây:Bảng 11 Các thông số kỹ thuật của satxi xe tải HINO 500FC9JJSWTTThông số kỹ thuậtKí hiệuGiá trịĐơn vị1Chiều dài baoL7490mm2Chiều rộng baoB2275mm3Chiều cao baoH2470mm4Chiều dài cơ sởL04350mm5Chiều rộng cơ sởB01775mm6Trọng lượng bản thânG02980KG7Trọng lượng toàn bộ:+ Phân bố cầu trước:+ Phân bố cầu sau:GG1G21040034007000KGKGKG8Động cơ:+ Công suất cực đại+ Số vòng quay cực đại+ Dung tích xi lanhJ05E TE EURO 2NemaxnmaxV12125005123 kwvòngphútcm39Chiều dài từ sau cabin đến cuối sátxi5635mm10Công thức bánh xeSố lốpCỡ lốp xe4x268.2516chiếcinch11Bán kính quay vòng nhỏ nhấtRmin≤7,5M1.2.2. Giới thiệu các hệ thống cấu thành xe tải HINO 500FC9JJSW1.2.2.1. Động cơXe tải HINO 500FC9JJSW được lắp động cơ mang ký hiệu J05E TE EURO 2và được đặt ở phía trước xe để truyền động cho cầu sau. Kí hiệu động cơ: J05E TE EURO 2. Loại nhiên liệu: Diesel. Số xy lanh: 4 xy lanh. Tỉ số nén động cơ: 18:1 Đường kính xi lanh: 112 mm Hành trình piston: 130 mm Công suất cực đại: 121 KW Số vòng quay cực đại: 2500 vòngphút Dung tích xy lanh: 5123 cm3

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 2

1.1 Mục đích ý nghĩa của đề tài 2

1.1.1 Mục đích đề tài 3

1.1.2 Ý nghĩa đề tài 3

1.2 Tính năng kỹ thuật của ôtô trước cải tạo 4

1.2.1 Thông số kỹ thuật của ô tô trước cải tạo 4

1.2.2 Giới thiệu các hệ thống cấu thành xe tải HINO 500FC9JJSW 6

1.3 Tính năng kỹ thuật của cẩu tự nâng hàng được sử dụng 9

CHƯƠNG 2: BỐ TRÍ CHUNG CỦA XE TẢI HINO 500FC9JJSW SAU KHI CẢI TẠO ĐỂ LẮP ĐẶT CẨU 12

2.1 Phân tích phương án cải tạo xe tải HINO 500FC9JJSW để lắp đặt cẩu 12

2.1.1 Phương án thiết kế xe tải HINO 500FC9JJSW để lắp đặt cẩu 12

2.1.2 Tiến hành cải tạo 12

2.2 Thiết kế thùng hàng 13

2.2.1 Phân tích các yêu cầu đặt ra đối với thùng hàng xe tải cẩu 13

2.2.2 Tính toán trọng lượng thùng hàng 17

2.3 Xác định các thông số của xe cải tạo 19

2.3.1 Kich thước bao của ô tô 19

2.3.2 Trọng lượng và phân bố trọng lượng 19

2.4 Các bước tiến hành lắp đặt cẩu URV340 lên xe 20

Chương 3 TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TÍNH ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC CỦA XE TẢI CẨU HINO 500FC9JJSW 21

3.1 Xác định tọa độ trọng tâm và bán kính quay vòng của xe tải cẩu 21

3.1.1 Xác định tọa độ trọng tâm 21

3.1.2 Tính toán động học quay vòng 23

3.2 Kiểm tra ổn định của xe 25

3.2.1 Tính ổn định của ô tô khi không thao tác cẩu 25

3.2.2 Tính ổn định của ô tô khi thao tác cẩu 27

3.3 Tính toán động lực học của ô tô tải cẩu 33

3.3.1 Các thống số tính toán 33

3.3.2 Xây dựng các đồ thị đặc tính của ôtô đóng mới 34

3.4 Dẫn động cẩu 46

3.4.1 Tính toán và chọn các chi tiết trên hệ thống thuỷ lực dẫn động cẩu 47

Chương4 TÍNH TOÁN KIỂM TRA BỀN CÁC CHI TIẾT VÀ TỔNG THÀNH CỦA XE TẢI CẨU HINO 500FC9JJSW 51

4.1 Hệ trục cac đăng 51

4.2 Tính bền thùng xe 52

4.2.1 Bố trí liên kết 52

4.2.2 Tính toán bu lông để chống thùng trượt dọc 53

4.2.3 Tính toán bu lông quang treo để thùng chống trượt ngang 54

4.3 Tính bền liên kết bệ cẩu với khung xe 57

4.3.1 Bô trí liên kết 57

4.3.2 Tính toán liên kết 57

4.4 Tính bền khung xe 60

4.5 Thống kê các tổng thành, cụm chi tiết 66

4.6 Kết luận 68

Chương 5: HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự đi lên của nền kinh tế thế giới thì nền kinh tế Việt Nam ngày naycũng đang có những bước tiến khá mạnh mẽ Đi cùng với nó chính là nhu cầu cuộcsống của người dân đang đòi hỏi ngày một cao hơn Một trong nhửng nhu cầu đóchính là nhu cầu về nâng chuyển hàng hóa, việc nâng chuyển hàng hóa yêu cầu cầnphải nhanh lẹ hơn, khối lượng hàng hóa lớn hơn, an toàn hơn và phải tiết kiệm đượcsức lao động của con người hơn

Em được giao đề tài “ Thiết kế lắp đặt cẩu Unic trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO500FC9JJSW ” Đây là một đề tài rất thực tế, phù hợp với điều kiện phát triển củanền công nghiệp ô tô nước ta hiện nay Xe tải HINO là một loại phương tiện giaothông vận tải rất phổ biến ở Việt Nam, nó có nhửng ưu điểm khá nổi trội cho việclưu chuyển hàng hóa đối với điều kiện đường xá của nước ta hiện nay Từ sat-xi xetải HINO 500FC9JJSW ta tiến hành cải tạo để gắn lên nó chiếc cẩu Unic có tảitrọng phù hợp tạo thành ô tô tải cẩu mới dùng để cẩu hàng hóa hay vận chuyển hànghóa để đáp ứng nhu cầu vận chuyển hàng hóa ngày càng cao trong nước

Được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo Th.S Nguyễn Văn Đông, cùng với

sự cố gắng của bản thân bằng cách vận dụng những kiến thức đã học và tìm hiểuthêm ngoài thực tế em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình Tuy nhiên do kiếnthức còn hạn chế, điều kiện tiếp xúc với thực tế còn ít nên khi làm đồ án này chắcchắn sẽ không tránh khỏi sai sót Em xin các thầy cô và các bạn tận tình chỉ bảothêm

Trong quá trình làm đồ án em nhận được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầyhướng dẫn ThS Nguyễn Văn Đông, em xin thành thật cảm ơn thầy Em cũng xincảm ơn các thầy cô đã trang bị kiến thức cho em để em có thể hoàn thành đồ án này

Đà nẵng, ngày … tháng … năm 2015

Sinh viên thực hiện

Trần Văn Tân

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Mục đích ý nghĩa của đề tài

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế thế giới thì ngày càng có nhiều loạihàng hóa với khối lượng chuyên chở cũng lớn hơn Vận tải hàng hóa và hành kháchtrong cuộc sống hiện đại đòi hỏi ngày càng phải an toàn, nhanh, khả năng vậnchuyển lớn, tiết kiệm, đảm bảo sức khỏe con người

Do đó, trên thế giới ngành giao thông vận tải đóng một vai trò hết sức quantrọng đối với sự phát triển của tất cả các quốc gia nói chung và Việt Nam nói riêng.Đòi hỏi các quốc gia tập trung phát triển các ngành giao thông sao cho hiện đại, có

sự tương trợ tốt giữa đường không, đường bộ, thủy, đường sắt,

Riêng đối với đường bộ có nhiều ưu việt do vạy trong những năm gần đây, cácphương tiện vận tải hàng hóa phát triển mạnh mẽ do có sự đầu tư về cơ sở hạ tầng

và phương tiện nhiều hơn

Ưu điểm của vận chuyển đường bộ là thời gian vận chuyển nhanh,quá trìnhthực hiện đơn giản, chi phí cố định thấp, khả năng bảo quản nhiều loại hàng, tínhlinh hoạt và độ tin cậy cao…

Hình 1-1 Ảnh xe tải cẩu

to vượt quá khối lượng an toàn cho phép sức nâng của con người như máy móc, cộtđiện, cây gỗ, thì có thể gây ra nguy hiểm, trong những trường hợp như thế cầnthiết là phải sự dụng một máy nâng chuyển để đảm nhận công việc đó thay thế conngười

Việc sử dụng các loại máy nâng chuyển cũng đặt ra một bài toán làm sao đểphục vụ quá trình bốc xếp hàng nhanh, an toàn và tiết kiệm chi phí nhất Chúng ta

có thể mua một chiếc xe tải cẩu, nhưng phương án này chi phí rất cao, không phùhợp, không khai thác được chiếc xe cơ sở hiện có Chúng ta cũng có thể mua máynâng chuyển như pa lăng hoặc tời mang theo xe, việc này không có tính cơ độngcao, tốn thời gian gá đặt cho mỗi lần bốc xếp hàng hóa

Cuối cùng chúng ta có thể thiết kế lắp đặt lên xe tải hiện tại một cần cẩu đểthực hiện công việc bốc dỡ hàng hóa phục vụ cho xe đó, và một số việc phụ khácnhư cẩu hàng từ vị trí này sang vị trí kia (dịch chuyển khoảng cách gần) Phương ánnày có tính khả thi nhất vì giảm chi phí tận dụng được phương tiện hiện có Nhưvậy mục đích hướng tới của đề tài là thiết kế, lắp đặt một chiếc cần cẩu lên xe cơ sở

đã có để biến nó thành một chiếc xe tải cẩu vững chắc, có khả năng bốc dỡ, vậnchuyển hàng hóa một cách nhanh chóng, đảm bảo độ bền, tuổi thọ, tính ổn định vàtính an toàn cao

1.1.2 Ý nghĩa đề tài

Trong tình hình nền kinh tế thị trường như hiện nay, xã hội ngày càng pháttriển, con người đã biết lợi dụng máy móc để làm thay công việc của mình, giảmcông việc lao động chân tay nặng nhọc Quá trình vận tải hàng hóa thì thời gian bốcxếp hàng chiếm một phần thời gian công việc, việc này nếu thực hiện bằng sứcngười thì sẽ rất tốn công sức, mất thời gian và không có hiệu quả kinh tế, mặt khácnếu như khối lượng của hiện hàng quá lớn, quá to vượt quá cho phép sức nâng củacon người như máy móc, cột điện, cây gỗ… thì có thể gây ra nguy hiểm, trong

những trường hợp như thế cần thiết là phải sử dụng một máy nâng chuyển để đảmnhận công việc đó thay thế con người.

Nên cần thiết phải có xe tải cẩu để làm thay con người những công việc nặngnhọc đó, mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn Bên cạnh đó, nếu chúng ta đi nhập khẩumột chiếc xe tải cẩu từ nước ngoài về thí giá thành của chiếc xe là rất cao, khôngphù hợp với tình trạng kinh tế hộ gia đình, hoặc các xí nghiệp vừa và nhỏ muốnkinh doanh vận tải hàng hóa với xe tải cẩu

Vì thế cần phải thiết kế xe tải cẩu mang thương hiệu của Việt Nam Với đề tài

“Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW”, là một đề

tài hết sức thực tế và áp dụng rộng rãi trong xã hội hiện nay

Từ đề tài này không những nó làm cho chiếc xe tải HINO trở thành một chiếc

xe tải có cần cẩu mà còn giúp cho ta hiểu được quá trình tiến hành cải tạo lắp đặtcần trục lên xe tải, đề tài này là tiền đề cho quá trình tiến hành cải tạo lắp đặt cầntrục lên xe tải khác sau này Việc lắp đặt cần cẩu lên xe tải HINO là một công việcthực tế và phù hợp với điều kiện kinh tế nước ta hiện nay Việc làm trên giúp ta tậndụng được nguồn lực sẵn có, đáp ứng được nhu cầu xã hội, giảm tối đa mọi chi phí,nâng cao hiệu quả kinh tế

1.2 Tính năng kỹ thuật của ôtô trước cải tạo

1.2.1 Thông số kỹ thuật của ô tô trước cải tạo

Xe ô tô tải HINO 500FC9JJSW là một loại phương tiện vận tải do Nhật Bảnsản xuất Nó ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu vận chuyển hàng hóa và nó có nhửng ưuđiểm nổi trội so với các loại ô tô tải khác Dòng xe HINO 500FC9JJSW với mức độtin cậy cao để giành được tình cảm của khách hàng.Cùng với sử dụng nhiên liệuhiệu quả và khí thải thấp, dòng xe 500FC9JJSW được thiết kế cho tính năng vậnhành mạnh mẽ, bền bỉ, tiện nghi kinh tế cũng như chất lượng vận tải cao và khảnăng chuyên chở linh hoạt

Hình 1-2 Ảnh sat-xi xe tải HINO 500FC9JJSW

Các thông số kỹ thuật của sat-xi xe tải HINO 500FC9JJSW trước khi cảitạo được thể hiện như bảng 1-1 dưới đây:

Bảng 1-1 Các thông số kỹ thuật của sat-xi xe tải HINO 500FC9JJSW

7

Trọng lượng toàn bộ:

+ Phân bố cầu trước:

+ Phân bố cầu sau:

G

G1

G2

1040034007000

KGKGKG

8

Động cơ:

+ Công suất cực đại

+ Số vòng quay cực đại

kwvòng/phút

Xe tải HINO 500FC9JJSW được lắp động cơ mang ký hiệu J05E TE/ EURO 2

và được đặt ở phía trước xe để truyền động cho cầu sau

- Kí hiệu động cơ: J05E TE/ EURO 2

- Loại nhiên liệu: Diesel

- Số xy lanh: 4 xy lanh

- Tỉ số nén động cơ: 18:1

- Đường kính xi lanh: 112 mm

- Hành trình piston: 130 mm

- Công suất cực đại: 121 KW

- Số vòng quay cực đại: 2500 vòng/phút

Hình 1-4 Sơ đồ hệ thống truyền lực xe cơ sở HINO

1 – Động cơ; 2 – Ly hợp; 3 – Hộp số; 4 – Các đăng; 5 – Truyền lực chính;

6 –Vi sai; 7 – Bán trục

- Ly hợp: Loại ly hợp một đĩa ma sát khô, dẫn động bằng thủy lực trợ lực khínén

- Hộp số: Hộp số điều khiển băng cơ khí, có 6 số tiến và một số lùi

- Truyền lực chính hai cấp: 2 trục các đăng, 4 khớp các đăng không đồng trục.1.2.2.3 Hệ thống phanh

Hình 1-5 Hệ thông phanh thủy lực trợ lực khí nén

1 – Bàn đạp; 2 – Đòn bẩy; 3 – Cụm van khí nén; 4 - Bình chứa khí nén;

5 – Xi-lanh lực; 6 – Xi-lanh chính; 7,9 – Đường ống dẫn dầu đến các xi-lanh bánh

xe; 8,10 – Xi-lanh bánh xe

- Phanh chính: Cả bánh trước và bánh sau đều sử dụng loại tang trống

- Dẫn động phanh: Bằng thủy lực dẫn động khí nén mạch kép,trợ lực chânkhông

- Phanh tay: Kiểu trống trên bánh sau, dẫn động bằng khí nén

1.2.2.4 Hệ thống lái

Hệ thống lái trục vít ecu , trợ lực thủy lực

Hình 1-6 Hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc

1 - Vô lăng; 2 – Trục lái; 3 – Cơ cấu lái; 4 – Trục ra của cơ cấu lái; 5 – Đònquay đứng; 6 – Thanh kéo dọc; 7 – Đòn kéo ngang; 8 – Cam quay; 9 – Cạnhbên hình thang lái; 10 – Thanh kéo ngang; 11 – Bánh xe; 12 – Bộ phận phân

phối; 13 – Xi-lanh trợ lực

Hệ thống lái của các loại ôtô ngày nay hết sức đa dạng và phong phú vềnguyên lý cũng như về kết cấu, tuy nhiên về cơ bản chúng đều có 4 bộ phận chínhsau đây: vành lái, trục lái, cơ cấu lái (hộp số lái), dẫn động lái

Cơ cấu lái có chức năng biến chuyển động quay của trục lái thành chuyểnđộng thẳng dẫn đến các đòn kéo dẫn hướng

Cơ cấu lái sử dụng trên ôtô hiện nay rất đa dạng tuy nhiên để đảm bảo thựchiện tốt được chức năng trên thì chúng phải đảm bảo được các yêu cầu sau:

+ Tỷ số truyền của cơ cấu lái phải đảm bảo phù hợp với từng loại ôtô

+ Có kết cấu đơn giản, tuổi thọ cao và giá thành thấp, dễ dàng tháo lắp và điềuchỉnh

+ Hiệu suất truyền động thuận và nghịch sai lệch không lớn

+ Độ rơ của cơ cấu lái phải nhỏ

1.2.2.5 Hệ thống treo

Hệ thống treo trước: phụ thuộc, nhíp lá, giảm chấn thủy lực

Hệ thống treo sau: phụ thuộc, nhíp chính và nhíp phụ gồm các lá nhíp dạng báne-lip

Hình 1-7 Hệ thống treo phụ thuộc

Hệ thống treo phụ thuộc: hai bánh xe trái và phải được nối với nhau bằng mộtdầm cứng nên khi dịch chuyển một bánh xe trong mặt phẳng ngang thì bánh xe kiacũng dịch chuyển Do đó hệ thống treo phụ thuộc không đảm bảo đúng hoàn toànđộng học của bánh xe dẫm hướng

Hệ thống treo này có kết cấu đơn giản, dễ sử dụng, sửa chữa và thay thế Kếtcấu của hệ thống đơn giản nhưng vẫn đảm bảo được tính êm dịu của ôtô khi làmviệc Do một số tính chất mà chỉ có nhíp mới có được (vừa là bộ phận đàn hồi, vừa

là bộ phận dẫn hướng và có thể tham gia giảm chấn)

1.2.2.6 Hệ thống chuyển động

- Có 6 bánh, công thức bánh xe 4x2

- Kiểu lốp hơi thay đổi áp suất

1.2.2.7 Khung, vỏ, Cabin xe

- Cabin loại ngắn, được đặt phía trước, trên động cơ và có 3 chỗ ngồi

- Khung xe: Thanh dọc là 2 thanh thép chử U

1.2.2.8 Hệ thống điện

- Máy phát điện xoay chiều: 12V/50A

- Máy khởi động: Công suất 2,9Kw ở 2,4V

- Ắc quy: có 2 ắc quy 12V,75A.h

1.3 Tính năng kỹ thuật của cẩu tự nâng hàng được sử dụng

Hiện nay trên thị trường có các loại cẩu như: UNIC, TADANO,MAEDA Tachọn loại cẩu UNIC để lắp đặt trên sat-xi xe tải HINO 500FC9JJSW

Cẩu UNIC có nhiều loại khác nhau như URV230, URV260, UR290, URV300,URV340, URV370, URV500…Mỗi loại phù hợp với các loại xe khác nhau Vớicác thông số của xe tải HINO 500FC9JJSW, ta thấy đây là loại xe tải cở trung bìnhnên ta chọn loại cẩu sử dụng cho loại xe này là cẩu URV340.

Cẩu URV340 do hảng UNIC của Nhật Bản sản xuất nhằm đáp ứng nhu cầunâng cẩu hàng hóa đặc biệt là nhửng loại hàng hóa có khối lượng lớn đòi hỏi cần cósức lao động lớn Cẩu URV340 được dẫn động bởi hệ thống thủy lực và điều khiểnbằng các tay cần điều khiển đặt trên cẩu

Theo tài liệu [3] ta có các thông số kỹ thuật của cẩu như bảng 1-2 sau:

Bảng 1-2 Các thông số kỹ thuật của cẩu UNIC 340

6 Chiều cao, tính từ mặt tựa bệ

20003500

mmmm

8 Chiều cao chân khi thu, tính từ

Yêu cầu nguồn động lực:

- Giá trị áp suất dầu

- Lưu lượng dầu cung cấp

Py

Qy

Trích lực, trích công

suất12042

KG/cm2

Lít/ph Tải trọng mà cẩu UNIC 340 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 1-3

và bảng 1-4 dưới đây:

Bảng 1-3 Thông số vận hành của cẩu URV340 khi hoạt động ở tầng 1 và 1+2Khẩu độ [m] 2,0 2,5 2,7 3,0 3,12 3,2 3,5 4,0 4,5 5,0 5,36

10o o

67891011

Hình 1-8 Biểu đồ tải trọng và khẩu đồ cẩu UNIC 340

CHƯƠNG 2: BỐ TRÍ CHUNG CỦA XE TẢI HINO 500FC9JJSW SAU KHI

CẢI TẠO ĐỂ LẮP ĐẶT CẨU 2.1 Phân tích phương án cải tạo xe tải HINO 500FC9JJSW để lắp đặt cẩu

2.1.1 Phương án thiết kế xe tải HINO 500FC9JJSW để lắp đặt cẩu

Hình 2-1 Sơ đồ chung của xe tải sau cải tạoVới các thống số kĩ thuật của sat-xi xe tải HINO 500FC9JJSW và cẩuURV340 như đã nêu ở trên ta thấy chiều dài của sat- xi xe so với cẩu là tương đốingắn Do vậy ta cần tăng chiều dài của khung để phù hợp với chiều dài của cẩu.Muốn vậy, ta cần cải tạo tăng chiều dài khung xe Điều này dẫn đến cần tăng chiềudài cơ sở, thêm một trục cac đăng trung gian sao cho phù hợp với chiều dài cơ sơthiết kế Đồng thời phải thiết kế thùng xe để phù hợp với chiều rộng và chiều dàicủa xe sau khi tăng chiều dài khung xe.

2.1.2 Tiến hành cải tạo

Thiết kế khung xe có chiều dài: LNK = 6200 [mm] Cụm trục sau được dịch

về phía sau để có chiều dài cơ sở mới L* sao cho phù hợp với sự phân bố trọnglượng của ô tô khi đầy tải vẩn không đổi Tức là ta cần thiết kế thùng hàng có kíchthước Lt x Bt = 6200 x 2270 x 500 Lắp đặt lên xe tải cẩu Sau đó tính khối lượng

mà xe có thể vận chuyển rồi dịch chuyển cầu sau một khoảng ∆L nào đó để thỏamản điều kiện: Z1 = 3400 [KG]

Z2 = 7000 [KG]

2.2 Thiết kế thùng hàng

2.2.1 Phân tích các yêu cầu đặt ra đối với thùng hàng xe tải cẩu

- Thùng xe thiết kế dành cho tất cả các loại xe phải đảm bảo được độ bền cao,riêng đối với dòng xe tải cẩu là dòng xe chuyên dụng có thể chở được các loại hànghóa cồng kềnh, khối lượng lớn nên để đảm bảo yêu cầu an toàn không xảy ra trườnghợp hàng hóa bị rơi ra khỏi thùng xe khi xe chuyển động thì yêu cầu về dộ bền, độcứng của thùng được đặt lên hàng đầu

- Thùng xe không được chao qua lại hay bị rơi ra khỏi khung xe khi xe chuyểnđộng với tốc độ cao hay trên đường gồ ghề gây mất ổn định của xe, dễ xảy ra tainạn, điều này được đảm bảo bởi mối liên kết của thùng xe và chassis phải chắcchắn, có hệ số an toàn cao

- Thùng xe phải đảm bảo được sự linh hoạt trong việc bốc dỡ hàng hóa, vì xedùng cẩu để cẩu hàng có khối lượng lớn nên thùng xe phải được tháo và lắp mộtcách đơn giản trước và sau khi cẩu hàng để đảm bảo việc chở hàng hóa được nhanhchóng và linh hoạt

- Đối tượng chuyên chở của loại xe này ngoài những hàng hóa có trọng lượnglớn thì nó phải có khả năng chở những loại hàng hóa cồng kềnh, có chiều dài lớn

mà những loại xe tải thông thường khác không chở được như những ống thép cóchiều dài 6[m] trở lên, vì vậy chiều dài thùng phải được thiết kế đủ dài sao cho đảmbảo được việc bố trí hàng hóa lên thùng là thuận tiện, tiết kiệm được không gian vàđảm bảo tính kinh tế

- Tải trọng chở cho phép chở của thùng không được vượt qua được tải trọngđịnh mức của xe cơ sở để đảm bảo an toàn cho các hệ thống của xe

- Việc thiết kế thùng đảm bảo theo tiêu chuẩn của “Bộ giao thông vận tải về thiết kế thùng xe cho xe chuyên dùng” Trong đó:

+ Chiều dài của đuôi thùng không vượt quá 60% chiều dài cơ sở xe

+ Chiều rộng của thùng không lớn hơn 2.5[m]

Với các kích thước đã nêu ở trên ta dự kiến thùng hàng gồm có các chi tiết sauđây: Theo tài liệu [7]

- Dầm dọc: Thép định hình : 2 thanh [120

Hình 2-5 Mặt cắt ngang thép thành bên và thành hậu

- Thành trong thép hộp 20x40x1,5 ; phủ tôn dày 1,2 mm

Hình 2-6 Mặt cắt ngang thành trong

- Thành bên và thành hậu liên kết với thùng bằng bản lề

Hình 2-7 Thành hậu

Hình 2-8 Liên kết thành hậu và cột đỡ bằng khóa

- Thành trước: Khung viền ngoài thép hộp60x40x1,5

- Thành trong thép hộp 20x40x1,5; phủ tôn dày 1,2 mm.Thành trước cố địnhvới sàn thùng

- Cột đở thùng: thép hộp 80x40x2

Hình 2-9 Mặt cắt ngang thép cột đở thùng

- Liên kết thành bên và be sàn thùng: 9 bản lề mổi bên

- Liên kết thành hậu và be sàn thùng: 4 bản lề

- Cố định thành bên, thành hậu với cột: Khóa ở đầu cột

- Liên kết thùng với khung xe: Bu lông tại các bát liên kết, có 7 bu lông quangθ14 ở mổi bên

2.2.2 Tính toán trọng lượng thùng hàng

Hình 2-10 Kết cấu của thùng hàng 1-Sàn thùng; 2- Thành thùng sau; 3- Thành dọc của thùng xe; 4- Móc khóa thànhthùng; 5- Thanh dọc; 6- Thành bên thùng xe; 7- Bản lề; 8- Thanh be dọc của thùng;

9- Thành trước của thùng; 10- Thanh be ngang thành trước

- Phần kết cấu khung bao tạo dáng thể tích thùng chứa, có nhiệm vụ cố địnhcác loại hàng hóa, không cho chúng rơi ra khỏi thùng, ta chọn các loại thép hộp đểchế tạo khung bao này

- Phần kết cấu khung chịu lực chính của thùng bao gồm sàn thùng, các thanhdọc, thanh ngang, đây là phần kết cấu chịu lực lớn nhất do phần khối lượng củahàng hóa gây ra, có nhiệm vụ đỡ toàn bộ kết cấu khung bao và khối lượng hàng hóatrong thùng

- Dầm dọc là một thép hộp có nhiệm vụ chịu tải chính toàn bộ thùng và trọnglượng hàng hóa chứa trong thùng, ngoài ra dầm dọc làm cho thùng có một khoảngcách an toàn không thể va chạm và làm hư hỏng các thiết bị khác lắp trên khung xe.Dầm dọc được đặt trực tiếp lên sát-xi xe cơ sở, do đó ta lựa chọn khoảng cách giữahai dầm dọc bằng với khoảng cách giữa hai thanh dọc của sát-xi xe cơ sở và bằng840[mm], liên kết giữa dầm dọc bằng các bu lông quang phân bố đều hai bên sát-xicủa xe cơ sở

- Dầm ngang gồm 13 thanh chịu lực phân bố đều từ sàn thùng truyền đến,được hàn cứng với dầm dọc và có nhiệm vụ tăng cứng cho sàn thùng, tránh xảy rahiện tượng sàn thùng bị võng, 13 thanh ngang này liên kết với sàn thùng bằng cácmối hàn.

- Trọng lượng của 2 dầm dọc:

Chiều dài 2 dầm dọc gồm chiều dài của thùng và khoảng 600 [mm] để tạokhông gian lắp đặt cẩu lên khung xe Nên ta lấy chiều dài 2 dầm dọc là 6,80 m.Theo tài liệu [7] thì 1m chiều dài của thép [120 có trọng lượng là 10,4 KG nêntrọng lượng của hai dầm dọc là:

Gd = 2 x 6,80 x 10,4 = 141 [KG]

- Trọng lượng của 13 dầm ngang làm băng thép [120 là:

Gdn = 13 x 2,2 x 10,4 = 297 [KG]

- Trọng lượng của be bên sàn: Gbs

Trọng lượng của 1m chiều dài của thép [100 theo tài liệu [4] là 8,59 KG

+ Trọng lượng khung viền ngoài:

Trọng lượng 1 m dài của thép hộp 60x40x1,5 là:

g t = [(0,06 x 0,04 x 1) – (0,0585 x 0,385 x 1)] x 7800 = 1,17 [KG]

Gkv = 6,13 x 4 x 1,17= 28 [KG]

+ Trọng lượng các thanh phía trong:

Trọng lượng 1 m dài của thép hộp 20x40x1,5 là:

2.3 Xác định các thông số của xe cải tạo

2.3.1 Kich thước bao của ô tô

Khi cải tạo, thùng hàng có chiều dài 6200 [mm] Dịch thùng về sau một khoảng

600 [mm] để tạo không gian lắp đặt cẩu Như vậy:

Trong đó: Hsx = 800 Chiều cao mặt trên sat-xi

Hd = 120 Chiều cao đệm chân cẩu

Hcc = 2092 Chiều cao cẩu

2.3.2 Trọng lượng và phân bố trọng lượng

- Trọng lượng cụm cẩu tự nâng hàng: Gc = 1045 [KG]

- Trọng lượng sát-xi trước cải tạo: GT

S = 2980 [KG]

- Ô tô sau cải tạo:

+ Trọng lượng thùng cải tạo: Gt = 921 [KG]

+ Trọng lượng bản thân sau cải tạo:

G0 = GT

S + Gc + Gt = 2980 + 1045 + 921 = 4946 [KG]

+ Trọng lượng người trên cabin:

Gn = 3 x 65 = 195 [KG]

+ Tải trọng vận chuyển:

Qc = G - Gn – G0 = 10400 – 195 – 4946 = 5259 [KG]

2.4 Các bước tiến hành lắp đặt cẩu URV340 lên xe

- Sat-xi xe HINO 500FC9JJSW nguyên thủy với các thông số kỉ thuật như trênsau khi cải tạo có các thông số kỉ thuật sau:

+Kích thước sàn thùng: Lt x Bt = 6200 x 2270

+ Kích thước bao của xe: Chiều dài L = 8655 [mm]

Chiều rộng B = 2275 [mm]

+ Tải trọng vận chuyển: Qc = 5259 [KG]

+ Trọng lượng bản thân sau cải tạo: G0 = 4946 [KG]

Như vậy trình tự các bước lắp ráp cẩu được tiến hành như sau:

- Tháo các bộ phận cần thiết phải tháo khi cải tạo như: Hệ thống điện ở phầnsau và phía dưới xe; bình chứa nhiên

- Thiết kế khung xe có chiều dài LNK = 6800 [mm] Cải tạo dịch cụm trục sautăng chiều dài cơ sở thành L = 4600 [mm] Thêm một trục cac đăng trung gian dẫnđộng từ hộp số đến cac đăng chính dẫn động cầu sau

- Đóng thùng hàng có kích thước sàn: Lt x Bt = 6200x2270

- Lắp đặt cẩu tự nâng hàng của nước ngoài có nhãn hiệu UNIC URV340 lênkhung ô tô cải tạo Sử dụng hộp trích công suất của ô tô tải tự đổ HINO Bơm dầuthủy lực kiểu SHIMADUZU kiểu 23-2690 đồng bộ theo cụm cẩu

- Lắp đặt các bộ phận đã tháo ở bước đầu

- Tổng kiểm tra thử xe

Chương 3 TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TÍNH ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC

CỦA XE TẢI CẨU HINO 500FC9JJSW 3.1 Xác định tọa độ trọng tâm và bán kính quay vòng của xe tải cẩu

3.1.1 Xác định tọa độ trọng tâm

Ta có sơ đồ phân bố trọng lượng trên ô tô sau cải tạo như hinh vẽ dưới đây:

G6

G5

G1 G23

G2 - Tải trọng phần khung nối đuôi

G3 - Tải trọng phần khung gia cường

G4 - Tải trọng phần còn lại của sat-xi xe trước cải tạo

G5 - Tải trọng phần thân cẩu

G6 - Tải trọng phần cần cẩu

G7 - Tải trọng phần thùng xe

Q - Tải trọng phần hàng

Theo tài liệu [1] ta có công thức xác định toạ độ trọng tâm x của 1 hệ có n vật

có khối lượng mi, tương ứng với toạ độ xi như sau:

i i

G

m x x

Gi - Trọng lượng của vật thứ i

Để giải hệ phương trình: Z1 = 3400 [KG]

Z2 = 7000 [KG]

Ta có kết quả:

- Chiều dài cơ sở của xe thiết kế: L* = 4600 [mm]

- Vị trí trọng tâm khi ô tô mang tải trọng định mức Q = 5259 [KG] là:

+ Khoảng cách đến tâm trục trước: a = 2 7000

4600 3096 [ ]10400

n i

i i g







 1 Trong đó:

hi: toạ độ trọng tâm theo chiều cao thành phần trọng lượng thứ i của ôtô

Gi: trọng lượng của thành phần thứ i của ôtô

Ta có:

h1: toạ độ trọng tâm theo chiều cao của sát-xi xe HINO 500FC9JJSW Giá trị

h1 được lấy theo thực nghiệm: h1 = 710 [mm]

h2: toạ độ trọng tâm theo chiều cao của bệ cẩu Bệ cẩu được lắp trên khung

xe qua hai thanh dọc có chiều cao 120 (mm)

' 2 1



710 2980 2842 732 1966 313 195 1350 1050 (5259 921)

111210400

g

3.1.2 Tính toán động học quay vòng.

A

N' N

M' M

C

B L

L1

P

Hình 3-2 Sơ đồ tính toán bán kính quay vòng của xe

Kí hiệu:

M - Tâm trục quay đứng của bánh xe dẫn hướng phía ngoài

N - Tâm trục quay đứng của bánh xe dẫn hướng phía trong

M’, N’ - Tấm vết bánh xe dẫn hướng phía ngoài và phía trong

A - Điểm biên ngoài đầu ô tô

B - Điểm biên trong tại tâm của cụm trục sau

C - Điểm biên ngoài tại tâm cảu cụm trục sau

Rmin = PM’ - Bán kính quay còng tính theo tâm bánh xe dẫn hướng ngoài

Hq = RA - RB - Hành lang quay vòng của ô tô

Đo thực tế trên xe HINO 500FC9JJSW , trên ô tô nguyên thủy , ta có các kết quảsau:

- Khoảng cách tâm 2 trụ quay đứng: MN = 1535 [mm]

- Góc quay lớn nhất của bánh xe dẩn hướng ngoài ( ô tô chưa cải tạo):

Rt min = 7500 [mm] - Bán kính quay vòng ô tô trước cải tạo.Nên: αn = arcsin 4350 0

3.2 Kiểm tra ổn định của xe

3.2.1 Tính ổn định của ô tô khi không thao tác cẩu.

G

Hình 3-3 Sơ đồ tính toán ổn định dọc khi xe lên dốc

Trường hợp khi xe lên dốc với tốc độ nhỏ và chuyển động ổn định thì ta xem như Pj

Trong đó : α - góc dốc giới hạn

b - khoảng cách từ trọng tâm xe tới bánh sau của xe b = 1504 [mm]

hg - Chiều cao trọng tâm của xe hg =1112 [mm]

Trường hợp khi xe chuyển động xuống dốc với tốc độ nhỏ và chuyển động ổn định

tgβ = 2B hTrong đó:

β- Góc dốc giới hạn của ô tô và mặt đường

B - Khoảng cách giữa 2 bánh sau

h- Chiều cao trọng tâm của xe

Khi ô tô chuyển động quay vòng, xuất hiện lực quán tính ly tâm làm xe có thể

bị lật ngang Theo [1] lực ly tâm này có giá trị là:

- Theo tài liệu [1] khi hướng nghiêng của đường ngược phía với trục quay vòngthì vận tốc nguy hiểm khi xe bị lật đổ là:

n

h

tg C

tg h C R g

2





Trong đó:

C- Khoảng cách giữa 2 bánh sau

β- Góc nghiêng của mặt đường β= 38035’

2 1,112

tg tg

tg h C R g

v n

21

2 1,112

tg tg

3.2.2 Tính ổn định của ô tô khi thao tác cẩu

Khi cẩu làm việc thường thì chân chống của cẩu được rút dài ra và hạ xuốngchống lên mặt đất để cho tải trọng trên cẩu phần lớn được truyền xuống đường đểchống uốn khung xe và giảm tải trọng tác dụng lên cầu của xe và tăng tính ổn địnhcủa xe khi cẩu hàng Đối với cẩu UNIC URV340 thì chiều rộng của chân chống có

3 mức: mức I, II và mức III Khi cẩu hàng hoá trong điều kiện mặt bằng rộng lớn,trọng lượng của hàng hoá cần cẩu là lớn thì ta kéo chân chống ra ở mức rộng nhất làmức III Còn khi cẩu hàng hoá ở điều kiện mặt bằng chật hẹp hơn hay tải trọng nhỏthì tuỳ theo chiều rộng cho phép mà ta sử dụng chân chống ở mức II hay mức I

Khi cẩu cẩu hàng hoá thì ta xem chính phần trọng lượng của hàng hoá gây lật

xe Phần trọng lượng trên bản thân ôtô làm đối trọng chống lại sự lật đổ này Vì vậy

ta cần tính toán kiểm tra tính ổn định của ôtô khi cẩu làm việc để xác định giới hạnlàm việc của cẩu để ôtô không bị lật

Khi tính toán ổn định cho ôtô khi cẩu làm việc, ta xét cho 2 trường hợp làcẩu hàng hóa theo phương dọc và phương ngang của ôtô ứng với trạng thái ôtôkhông tải vì lúc này đối trọng nhỏ nhất nên ôtô dễ bị lật nhất.

Ta có trọng lượng của ôtô khi không tải:

G sx  sx bc bc cc cc t t

Trong đó:

Gsx- Trọng lượng sat-xi

xsx- Tọa độ trọng tâm của sat-xi

Gbc- Trọng lượng của bệ cẩu

xbc- Tọa độ trọng tâm của bệ cẩu

xsx- Tọa độ trọng tâm của sat-xi xsx = 710 [mm]

Gbc- Trọng lượng của bệ cẩu Gbc= 1966 [KG]

xbc- Tọa độ trọng tâm của bệ cẩu xbc= 313 [mm]

Khi cẩu hàng hoá theo phương dọc ở phía sau của ôtô thì ta có tâm đường lậtcủa xe là đường tiếp xúc giữ các bánh xe sau cùng với mặt đường (đường m2m2).Lúc này ôtô được ổn định hơn các trường hợp khác do mômen gây lật nhỏ hơn trêncẩu nhỏ hơn mômen do đối trọng do ôtô gây ra Nên ta chỉ xét tính ổn định của ôtôkhi cẩu hàng hoá ở phía trước, khi đó đường tâm lật của ôtô là đường nối giữa haivết tiếp xúc của 2 bánh xe trước với mặt đường (đường m1m1)

Ta có sơ đồ lực và mômen tác dụng lên xe tải cẩu khi cẩu hàng hoá ở phíatrước:

x2 xi

Mi : mô men gây ra lật ô tô do trọng lượng hàng mà cẩu cần nâng

Mdt: Mômen chống lại mômen lật do trọng lượng của chính bản thân ôtô G0

gây nên

x2 = 750 [mm] - khoảng cách từ trọng tâm của cẩu đến đường m1m1.

x0 = 2335 [mm] - khoảng các từ toạ độ trọng tâm của xe tải cẩu khikhông tải đến đường m1m1.

Như vậy khi cẩu hàng theo phương dọc nếu xe bị lật nó sẽ lât quanh đường

m1m1 Do đó, ta có công thức tính mô men lật trong trường hợp này là:

Mi

6,06 7,58 8,18 7,44 7,27 7,3 7,1 6,92 6,89 6,65 6,86

Bảng 3-2 Mô men lât khi hoạt động ở tầng 1+2+3Khẩu độ

Mi

5,83 6,39 6,23 5,92 5,76 5,65 5,67 5,58 5,4 5,11 5,107

Như vậy mô men gây lật lớn nhất là mômen tại vị trí có khẩu độ x = 2,7 [mm]

và tải trọng Qc = 3,03 [T] Tại đây giá trị mômen lật của nó là: ML = 8,18 [KGm]

Mô men do trọng lượng bản thân của xe gây nên (momen đối trọng):

M0 = G0 x x0 = 4,946 x 2,335 = 11,55 [KGm]

So sánh momen lật của cẩu và momen đối trọng của xe ta thấy: M0 > ML

Do vậy trong trường hợp cẩu hàng theo phương dọc xe đảm bảo ổn định

3.2.2.2 Tính toán ổn định ôtô khi cẩu hàng theo phương ngang

Ổn định của ô tô khi cẩu hàng theo phương ngang là nguy hiểm hơn so với cẩuhàng theo phương dọc

Khi thao tác cẩu, tùy theo tải trọng cẩu mà vận hành cẩu với khẩu độ thích hợp.Trước khi cẩu phải vận hành điều chingr độ rộng chân đế bằng cách rút chân chốngtrượt theo đầm ngng mang chân chống; sau đó điềuu khiển chống chân chống xuốngmặt đường để nâng xe sao cho các bánh xe trước vừa chớm nhấc lên khỏi mặtđường

Do tính đối xứng của ôtô nên khi cẩu hàng hoá theo phương ngang ở bên tráihay bên phải ôtô đều có đường tâm lật giống nhau là đường nối từ tâm của chânchống cẩu đến tâm của vết tiếp xúc ngoài của của bánh xe

Khảo sát mômen lật do trọng lượng vật nâng gây ra ta có công thức tính sau:

ML = xi × Qci

Trong đó:

+ ML - Momen lật do tải trọng vật nâng

+ xi - Khẩu độ của vật nâng so với tâm quay của cẩu

+ Qci - Tải trọng của vật nâng

Ta có momen lật ứng với từng khẩu độ và tải trọng của vật nâng như bảng sauđây:

Bảng 3-3 Khi cẩu hoạt động ở tầng 1 và 1+2Khẩu độ [m]

(Bán kính) 2,0 2,5 2,7 3,0 3,12 3,2 3,5 4,0 4,5 5,0 5,36Tải trọng [T] 3,03 3,03 3,03 2,48 2,33 2,28 2,03 1,73 1,53 1,33 1,28momen lật

Mi

5,83 6,39 6,23 5,92 5,76 5,65 5,67 5,58 5,4 5,11 5,1

Như vậy mômen lật lớn nhất là momen tại vị trí có khẩu độ 2,7 mm với trọnglượng vật nâng là 3,03 tấn

Khi thay đổi khoảng cách chân cẩu, mặt chân đế sẽ thay đổi Khi kéo chân cẩu

ra để thay đổi mặt chân đế, phải hãm cố định bằng chốt hãm trên dầm ngang châncẩu Có tất cả 3 vị trí chân cẩu được hảm là:

n

a Lcc

Hình 3-7 Sơ đồ tính toán ổn định ngang của xe

Momen ổn định của ô tô, do trọng lượng bản thân xe:

BE EC DE AC

BE

DE EC

DE AC

Bảng 3-5 Momen ổn định của xe ứng với từng vị trí của chân chống

Vị trí

chân(AC)

AC[mm]

DE[mm]

DC[mm]

CG[mm]

DG[mm]

(AD,DC)[Rad]

GH[mm]

3.3 Tính toán động lực học của ô tô tải cẩu

Sau khi thiết kế xong xe tải cẩu ta cần phải tính toán sức kéo của ôtô Khi tínhtoán sức kéo ta xây dựng các đồ thị sau: đồ thị cân bằng công suất của ôtô N=f(V),

đồ thị cân bằng lực kéo P=f(V), đồ thị nhân tố động lực học D=f(V), đồ thị gia tốcJ=f(V) Dựa vào những đồ thị trên mà ta có thể xem xét, đánh giá, so sánh khảnăng và chất lượng động lực của ôtô, cũng như cho ta những nhận định như: tìmvận tốc lớn nhất của ôtô trên mỗi đoạn đường, tìm tỷ số truyền hợp lý nhất đối vớitừng loại đường, xác định khả năng tăng tốc, leo dốc, sức cản lớn nhất của đường

mà xe có thể vượt qua ở từng số truyền ứng với một tải trọng nào đó

3.3.1 Các thống số tính toán

Ôtô tải cẩu thiết kế dựa trên sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW, nên nó có cácthông số về động cơ và hệ thống truyền lực như sau:

Bảng 3-6 Các thông số để tính toán sức kéo ôtô

1

Trọng lượng toàn bộ

- phân bố lên cầu trước

- phân bố lên cầu sau

kGkGkG

1040034007000

3 Tỷ số truyền của hộp số: 8,19; 5,072; 2,981; 1,848

1,343; 1

3.3.2 Xây dựng các đồ thị đặc tính của ôtô đóng mới.

3.3.2.1 Xác định đặc tính ngoài của động cơ

Ta có công thức S.R Đécman có dạng như sau:[1]

max

N

e N

e N

Ne [kW], ωe [v/p]: công suất hữu ích của động cơ và tốc độ góc của trụckhuỷu ứng với một thời điểm bất kỳ của đồ thị đặc tính ngoài

Nmax [kW], ωN [v/p]: công suất có ích cực đại của động cơ và tốc độ góc củatrục khuỷu ứng ứng với công suất nói trên

a, b, c: các hệ số thực nghiệm được chọn theo loại động cơ Đối với động

max 0 , 5 1 , 5

N

e N

e N

e

e N N

. .2500 261, 79

N N

N M

Suy ra ta lập được bảng các giá trị của đặc tính ngoài của động cơ

Bảng 3-7 Giá trị đặc tính ngoài động cơ