Thiết kế giá nâng hàng cho xe nâng cỡ nhỏ (word + bản vẽ)

Xe nâng hàng tự hành là một dạng riêng của máy trục vận chuyển, nókhông chỉ đợc dùng đẻ nâng hạ xếp dỡ và vận chuyển các loại hàng kiện,hàng bao gói, hàng hòm, comtainer nhỏ và các cấu k

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Hµ Néi

M c l cục lục ục lục

Lời nói đầu……… 1

Phần I – K49 Giới thiệu tổng quan về xe nâng hàng ……… 2

1.1 Định nghĩa ……… 2

1.2 Công dụng và phân loại……… 2

1.2.1 Công dụng……… 2

1.2.2 Phân loại ……… 3

a Xe nâng hàng bằng tay……… 3

b Xe nâng hàng bằng điện……… 4

c Xe nâng hàng bằng động cơ……… 5

1.3 Phạm vi hoạt động……… 6

1.4 Cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của xe nâng hàng………… 7

1.4.1 Cấu tạo chung……… 7

1.4.2 Nguyên lý hoạt động,……… 8

1.5 Các hệ thống truyêng lực……… 11

Phần II– K49 Phân tích lựa chọn ph ơng án ……… 15

2.1 Các phơng án bố trí hệ thống nâng của xe nâng hàng ………… 15

2.2.1 Phơng án 1 ……… ……… 15

2.2.2 Phơng án 2 ……… ……… 16

2.2.3 Phơng án 3 ……… ……… 17

2.2 Sơ đồ cơ cấu nâng hàng và các bộ phận của nó……… ………… 18

Phần III– K49 Tính toán thiết kế và các xylanh cho thủy lực cho cơ cấu nâng ………

21 3.1 Sơ đồ thủy lực của cơ cấu nâng hàng cho xe ……… 21

3.2 Tính toán và thiết kế xylanh ……… 22

3.2.1 Tính toán trên cần piston ……… 23

3.2.2 Tính toán các thông số xylanh nâng ……… 29

3.2.3 Kiểm tra bền ống xylanh ……… 29

3.2.4 Kiểm tra bền nén của cần piston ……… 31

3.2.5 Kiểm tra cần piston theo điều kiện ổn định ……… 32

3.3 Tính toán và thiết kế xylanh nghiêng khung…… ……… 33

3.3.1 Tính lực trên cần pitston của xylanh nghiêng khung …… ………… 33

3.3.2 Tính toán các kích thớc của xylanh nghiêng khung …… ………… 36

3.3.3 Kiểm tra bền của xylanh nghiêng khung …… ……… 36

3.3.4 Kiểm tra bền nén của cần piston …… ………… 38

Phần IV– K49 Tính toán và thiết kế các phần tử của cơ cấu nâng ………

40 4.1 Tính toán và thiết kế xích tải……… …… ……… 40

4.1.1 Các dạng h hỏng của xích ……… …… ………… 40

4.1.2 Kiểm tra ấp ssuất trong bảng lề xích ……… …… 40

4.1.3 Kiểm nghiệm xích về bền kéo ……… …… ………… 41

4.2 Tính toán về phần tử khung nâng………… …… ……… 41

4.2.1 Kết cấu khung nâng ……… …… ………… 41

4.2.2 Các giả thiết khi tính toán ……… …… 42

4.2.3 Các tính toán về khung ……… 42

Phần V– K49 Tính chọn bơm và các phần tử thuỷ lực……… 69

5.1 Các phơng án lựa chọn… ……… …… ……… 69

5.2 Các chế độ làm việc của bơm……… …… ……… 71

5.3 Cơ cấu điều chỉnh áp lực… ……… …… ……… 72

Phần VI– K49 Tính ổn định của xe………

77 6.1 Các giả thiết khi tính ổn định……… …… ……… 77

6.2 Các trờng hợp ổn định của xe nâng……… …… ……… 77

6.2.1 Trờng hợp 1 ……… …… ………… 77

6.2.2 Trờng hợp 2 ……… …… ………… 79

6.2.3 Trờng hợp 3 ……… …… ………… 80

6.2.4 Trờng hợp 4 ……… …… ………… 82

Phần VII– K49 Thiết kế công nghệ………

84 7.1 Phân tích kết cấu và đặc tính kỹ thuật…… …… ……… 84

7.2 Phân tích tính công nghệ…… …… ……… 84

7.3 Các nguyên công gia công chi tiết…… …… ……… 85

7.3.1 Nguyên công 1 ……… …… ………… 85

7.3.2 Nguyên công 2 ……… …… ………… 86

7.3.3 Nguyên công 3 ……… …… ………… 87

7.3.4 Nguyên công 4 ……… …… ………… 88

7.3.5 Nguyên công 5 ……… …… ………… 88

7.3.6 Nguyên công 6 ……… …… ………… 89

Phần VIII– K49 H ớng dẫn sử dụng máy nâng……… 90

8.1 Nguyên lý của xe nâng……… …… …… ……… 90

8.2 Yêu cầu kỹ thuật……… …… ……… 90

8.3 Những chú ý khi sử dụng……… …… ……… 92

Lêi nãi ®Çu

Cïng víi sù ph¸t triÓn chung cña x· héi c¸c ph¬ng tiÖn xe m¸y dïngtrong c¸c ngµnh giao th«ng vËn t¶i, ngµnh x©y dùng, c¸c nhµ m¸y xÝ nghiÖp,

các kho hàng bến bãi, khai thác hầm mỏ… Cũng đợc phát triển rất đa dạng vè

số lợng, kiểu mẫu, tính năng hoạt động tối u do đợc áp dụng nhiều thành tựukhoa học kỹ thuật tiên tiến, tất cả những điều đó đòi hỏi ngời kỹ s khi ra trờngphải có hiểu biết sâu rộng về ngành học của mình đặc biệt là về chuyên ngànhcần nắm vững cấu tạo, nguyên lý hoạt động, cách vận hành các phơng tiện nóitrên Từ đó biết cách sử dụng, sửa chữa, thay thế phục hồi chứ năng hoạt độngcủa chúng khi cần thiết Chính vì vậy em đợc nhận đồ án “Tính toán thiết kếgiá nâng cho xe nâng hàng cỡ nhỏ”

Đây là đề tài có tính thực tiễn cao và đáng chú ý vì nớc ta đang thời kỳphát triển đòi hỏi số lợng xe máy chuyên dùng trong các nhà máy, xí nghiệp,bến cảng kho hàng lớn, tính năng hoạt động tối u, kết cấu nhỏ gọn… Đó cũng

là yếu tố thúc đẩy em thực hiện đề tài của minh

Sau một thờ gian tìm hiểum, nghiên cứu lựa chọn các thông số và tínhtoán dới sự tận tình hớng dẫn của thầy Phạm Huy Hờng em đã hoàn thành đợc

đề tài của minh Tuy nhiên do thời gian có hạn và trình độ bản thân còn hạnchế nên không thể tránh đợc những sai sót trong quá trình tính toán thiết kế.Chính vì vậy em rất mong sự chỉ bảo của các thầy để đồ án cỉa em hoàn thiệnhơn

Qua đây em xin gửi tới thầy hớng dãn Phạm Huy Hờng và các thầytrong bộ môn lời cảm ơ n chân thành nhất

Hà Nội, ngày… tháng … năm 2009

Sinh viên Đặng Quang Hng

Phần I - Giới thiệu tổng quan về xe nâng hàng

1.1 Định nghĩa

Xe nâng hàng là loại xe chuyên dùng phục vụ vào việc vận chuyển, bốcxếp, nâng hạ hàng hóa và đợc thiết kế dựa trên xe cơ sở có bổ xung thêm cácthiết bị nâng hạ

1.2 Công dụng và phân loại

1.2.1 Công dụng

Xe nâng hàng tự hành là một dạng riêng của máy trục vận chuyển, nókhông chỉ đợc dùng đẻ nâng hạ (xếp dỡ) và vận chuyển các loại hàng kiện,hàng bao gói, hàng hòm, comtainer nhỏ và các cấu kệin bê tông có trọng lợngtơng đối lớn Nó cũng có thể lắp các thiết bị kẹp hàng để vận chuyển cáchàng ống dài Đôi khi cũng có thể nâng và vận chuyển các vật liệu rời nhngchúng phải đợc bao gói hoặc đựng trong thùng chứa, cự ly vận chuyển không

xa (400m)

Nguồn động lực sử dụng cho xe nâng hàng có thể là: ắc quy, động cơtốt trong hay động lực kết hợp Trong xây dựng thờng sử dụng loại xe nânghàng tự hành với nguồn lcj là động cơ đốt trong, bộ di chuyển có kết cấu kiểu

ô tô với kích thớc bao nhỏ hơn ô tô

Dạng cơ bản của bộ công tác đặt trên xe nâng tự hành là bàn nâng cógắn với hai càng nâng hình chữ L (gọi là cặp đĩa nâng) Với hai càng nângnày, nó có thể mang bất kỳ loại hàng nào: bằng cách đặt thân tấm bản đáy lênhai càng nâng hoặc chứa sắc trong thùng chứa bằng gỗ hay thép, còn vật liệurời thì dùng gầu xíc treo trên bàn nâng

Đặc điểm cơ bản của máy là: Có tính cơ động cao, có nhiều cức năng:+ Nâng hạ

+ Bốc xếp

+ Khă năng quay vận chuyển hàng

Tải trọng nâng lớn nấht mà xe nâng có thể từ đèn 5 tấn, chiều cao nâng

có thể đạt 6m, tốc độ nâng hàng của càng đạt 0,27m/s, tốc độ di chuyển trênnền đạt 20km/h

Xe nâng hàng đợc sử dụng rất nhiều trong các bến cảng, kho bãi, ga ờng sắt hay trong các kho hàng; xe có thể làm việc trong môi trờng từ 10 -

đ-400C

Ngày nay ngời ta đã sử dụng một số xe nâng hàng chuyên dùng có tảitrọng nâng đến 25 tấn với kích thớc bao của hàng rất lớn, nh xe nâng chuyênxếp dỡ hàng Comtainer,

1.2.2 Phân loại

Xe nâng hạ đợc chia làm 3 loại chính dựa trên nguyên tắc từ đơn giản

đến phức tạp, từ nhẹ đến nặng, từ thấp đến cao Ba loại chính bao gồm:

a Xe nâng hạ bằng tay

Xe nâng hạ bằng tay là xe nâng dùng thủ công để di chuyển hànghoágồm các loại xe nâng tay, xe đẩy tay hoặc có thể vừa di chuyển hàng hoá vừa

nâng hàng hoá lên cao bao gồm các loại xe nâng cao Tại trọng nâng và chiềucao nâng cho loại xe nâng bằng tay này đều rơi vào loại nhẹ và đơn giản từ0,5 - 1 tấn cho loại vừa di chuyển vừa nâng lên cao hoặc 2,5 tấn cho loại chỉ dichuyển chứ không nâng lên cao.

b Xe nâng hạ bằng điện.

Xe nâng hạ bằng điện là loại xe dùng ắc quy hoặc cấm điện để thay chosức ngời để di chuyển hàng bà nâng hàng Nó sử dụng 2 mô tơ, mô tơ dichuyển dành cho việc di chuyển và mô tơ nâng hạ dành cho việc nâng hạ Nếuchỉ sử dụng một mô tơ cho việc nâng hạ hoặc chỉ đạo việc di chuyển thì ng ời

ta gọi là xe nâng bán tự động, vì chỉ có một nửa công nâng dùng ắc quy Nếudùng cả 2 mô tơ cho cả việc di chuyển và việc nâng hạ, thì ngời ta gọi là xenâng tự động hoặc xe nâng điện

T¹i träng n©ng vµ chiÒu cao n©ng cho lo¹i xe n©ng b»ng ®iÖn cao h¬n

xe n©ng tay mét chót, cã thÓ n©ng 2,5 tÊn víi chiÒu cao n©ng 6m C¸c lo¹i xenµy thêng hay sö dông víi hÖ thèng gi¸ kÖ

ngời ta phải sử dụng nâng dơ và di chuyển hàng hoá khối lợng lớn, tần suấtcao mà các loại xe khác không thể đáp ứng đợc.

Cấu tạo của xe chủ yếu bao gồm có động cơ chạy bằng liệu xăng, dầudiesed, gas Khung gầm lốp xe cấu tạo nh ô tô, ngoài ra còn có thêm hệ thốngthuỷ lực để nâng cấp hàng hoá.

Tải trọng của loại xe nâng bằng động cơ xuất phát có thể từ 1 tấn lền

đến hàng trục tấn Thông thờng các loại xe nâng từ 5 tấn trở xuống dùng đạitrà 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 tải trọng lớn

nâng hàng, địa hình làm việc tuỳ thuộc vào yêu cầu thực tế và mục đích sửdụng.

1.4 Cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của xe nâng hàng

1.4.1 Cấu tạo chung.

Cấu tạo chung của xe nâng hàng tự hành với bộ di chuyển bánh lốp, lắphai càng nân, nguồn động lực lái động cơ đốt trong đợc thể hiện trên hình gồmcác bộ phận chính sau:

1 Khung nâng 8 Ghế ngồi điều khiển

2 Xylanh nâng 9 Cụm bơm thủy lực

3 Tay gạt điều khiển 10 Đối trọng

- Bộ phận di chuyển của xe gồm cầu trớc, cầu sau và các bánh lốp

- Do đặc điểm cấu tạo và do tính chất công việc mà cầu trớc của xenâng thờng là cầu chủ động và bánh lốp di chuyển có đờng kính lớn hơn để cóthể đỡ phần chủ yếu của trọng lợng hàng nâng, còn cầu sau dẫn hớng, trên nó

và hạ hàng xuống, nghiêng khung chính về phía trớc, lùi máy và di chuyểnmáy trở lại vị trí ban đầu để tiếp tục chu kỳ làm việc Khi muốn nâng hàngcùng với càng nâng lên cao thì điều khiển xylanh nâng làm khung di động dichuyển theo rãnh của khung cố định mà đi lên Xylanh nâng tì lên dầm ngangcủa khung chính ở phía dới, còn cần xylanh nâng đẩy liên kết bản lề với dầmtrên của khung di động đồng thời bàn nâng đợc di chuyển theo rãnh dẫn hớngcủa khung nhờ palăng xích Palăng gồm 2 dải xích vòng qua 2 con lăn đặt tại

đầu trên của xylanh nâng Một đầu của xích bắt với ống xylanh nâng còn đầukia bắt với bàn nâng Nhờ vậy tốc độ và hành trình của bàn nâng lớn gấp 2 lầntốc độ và hành trình của xylanh nâng

Trình tự các thao tác vào lấy hàng và xếp hàng của xe nâng tự hành đợctrình bày ở hình sau:

Hình 2: Trình tự thao tác xếp của xe nâng

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 đa khung chính về vị trí thẳng đứng

5 Hạ hàng xuống và xếp hàng vào đúng vị trí

6 Lùi máy ra đến vị trí cần thiết (càng nâng đợc rút ra khỏi đáy kiệnhàng)

7 Nghiêng khung chính về phía sau

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

Hình 3: Trình tử thao tác lấy dỡ hàng của xe nâng

1 Cho máy tiến gần đến kiện hàng, khung chính nghiêng về phía sau

2 Điều khiển cho lỡi nâng nằm ngang, khung chính đứng thẳng

3 Nâng càng nâng lên cao ngang vị trí lấy hàng

4 Tịnh tiến máy, đa càng nâng vào đúng vị trí dới kiện hàng

5 Nâng hàng lên đến chiều cao cần thiết

6 Nghiêng khung chính về phía sau, càng nâng nghiêng theo, để giữahàng không bị trợt ra

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

8 Hạ hàng xuống đến vị trí cần thiết (thờng cách mặt đất 0,5 – K49 1m)

l-Ưu điểm:

- Hiệu suất của hệ thống truyền lực và của các chi tiết cao

- Độ tin cậy của hệ thống cao, dễ vận hành và sửa chữa

Nhợc điểm:

Gây ra ồn lớn, truyền động không êm dịu

Kết cấu các chi tiết cồng kềnh

* Hệ thống truyền động thuỷ động

Hình 6 Sơ đồ hệ thống truyền lực thuỷ động

Ưu điểm:

Truyền động nhẹ nhàng và êm dịu, giảm sức lao động cho ngời lái

Sau khi đã lựa chọn phơng án truyền lực cho xe nâng ta lấy luôn độngcơ nhiệt dẫn động bơm thuỷ lực cung cấp cho hệ thống thuỷ lực của cơ cấunâng.

Phần II - Phân tích lựa chọn phơng án

Trong thực tế xe nâng đã đợc sử dụng vào nhiều lĩnh vực và trong nhiềungành khác nhau Tuỳ thuộc vào tính chất công việc, địa hình hoạt động màtrớc khi đi vào thiết kế một xe nâng ta cần phân tích các phơng án về u và nh-

ợc điểm để sau đó chọn ra phơng án tối u nhất sao cho phù hợp với mục đích

Trên xe bố trí một xy lanh nâng và một xi lanh nghiêng đổ Xi lanhnghiêng đổ đợc đặt trên cao của nóc xe,

* ¦u ®iÓm: Do bè trÝ hai xi lanh nghiªng ë hai bªn nªn chiÒu ao cña xethÊp, kÝch thíc xe nhá gän §êng kÝnh xi lanh nghiªng nhá.

* Nhîc ®iÓm: C¸c van ph©n phèi sÏ phøc t¹p, viÖc chÕ t¹o c¸c xi lanhhai chiÒu vµ lµm kÝn khã kh¨n h¬n

* KÕt luËn: Qua ph©n tÝch ba ph¬ng ¸n trªn thêng gÆp trong thùc tÕ Do

yªu cÇu thiÕt kÕ xe n©ng hµng ë c¸c bÕn b·i víi hµng ho¸ gän nªn ta lùa chänph¬ng ¸n 2 V× ®iÒu khiÓn kh«ng cho phÐp nªn em chØ ®i thiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n

hÖ thèng thuû lùc cho c¬ cÊu n©ng cña xe n©ng hµng

2.2 Sơ đồ cơ cấu nâng hàng và các bộ phận của nó

Hình 11 Sơ đồ cơ cấu nâng hàng và các bộ phận

3 Con lăn của khung cố định 8 Puli xích

4 Khung di động 9 Con lăn của hộp nâng

5 Con lăn của khung di động 10 Xích tải

11 Xi lanh nghiêng

* Các bộ phận của cơ cấu nâng:

a Giá nâng hàng (hay còn gọi là khung di động):

Đợc cấu tạo bởi hai thanh thép đặc hình chữ I Giá nâng hàng đợc dichuyển lên xuống trên hai rãnh của khung ngoài nhờ các con lăn chính và cáccon lăn bên

b Thanh đỡ giá nâng hàng (Khung cố định)

Khung cố định có kết cấu là thép hình chữ U Trên thanh đỡ giá nânghàng có các bộ phận để cố định xi lanh lực và xi lanh điều khiển độ nghiêngcủa khung cố định

c Xích tải

Có tác dụng treo giá nâng hàng, một đầu đợc cố định vào thân xi lanhlực nâng đầu còn lại cố định vào hộp nâng có chứa càng nâng Kích thớc xíchtải tuỳ thuộc vào tải trọng nâng

d Xi lanh lực nâng hàng

Đợc thiết kế xi lanh một chiều, khi nâng hàng bằng cách bơm dầu vàkhi hạ thì dùng cách xả dầu về thùng chứa qua các van tiết lu.

e Xi lanh điều khiển độ nghiêng của cơ cấu nâng

Để vận chuyển bốc xếp hàng hoá đợc thuận lợi ngời ta có bố trí hai xilanh lực hai bên, một đầu gắn vào thanh cố định một đầu gắn vào khung xe.Hai xi lanh điều khiển độ nghiêng của giá nâng hàng phải là xi lanh hai chiều

Khi đi tính toán và thiết kế hệ thống thuỷ lực của cơ cấu nâng cho xenâng hàng ta dựa vào các thông số của xe tham khảo có ký hiệu 4023 của LiênXô sản xuất, và một số thông số của xe Komatsu

Xe nâng mà ta thiết kế có chức năng chủ yếu là nâng hạ hàng, dichuyển có hàng và không hàng trong phạm vi không gian nhỏ hẹp, địa hìnhkhông cho phép những phơng tiện khác hoạt động nh ở nhà máy, xí nghiệp,phân xởng, kho hàng, bến bãi để hàng

Th«ng sè vµ tÝnh n¨ng cña xe tham kh¶o KOMATSU

TT Tªn danh nghÜa KÝ hiÖu Gi¸ trÞ §¬n vÞ

Hình 12 Sơ đồ thuỷ lực của cơ cấu nâng hàng

1 Xi lanh nghiêng

2 Van một chiều

3 Xi lanh lực nâng

4 Van tiết lu có điều khiển của xi lanh nâng

5 Con trợt phân phối điều khiển xi lanh nâng

13 Bộ lọc dầu thuỷ lực (lọc tinh)

14 Con trợt phân phối điều khiển xi lanh nghiêng

15 Van một chiều

16 Van tiết lu có điều khiển của xi lanh nghiêng

3.2 Tính toán và thiết kế xi lanh nâng

Đối với xe nâng hàng, do điều kiện thời gian không cho phép nên trongquá trình làm đồ án này em chỉ đi sâu vào tính toán và thiết kế hệ thống thuỷlực của cơ cấu nâng cho xe nâng hàng Ngoài ra các phần tử khác nh động cơnhiệt, hệ thống truyền động cơ khí coi nh đã đợc chọn dựa vào mẫu xe thamkhảo

Chính vì vậy trong quá trình tính toán em đã bỏ qua phần tính toán vàlựa chọn động cơ nhiệt mà lấy luôn động cơ tham khảo Động cơ tham khảo

Sau khi có động cơ nhiệt dẫn động bơm thuỷ lực ta đi tính toán xi lanhlực nâng từ yêu cầu thực tế là nâng hàng tải 3,2 T

Do điều kiện làm việc là nâng và hạ hàng nên ta chọn xi lanh nâng là xilanh một chiều, khi nâng bằng cách bơm dầu khi hạ xuống nhờ trọng lợnghàng Sơ đồ tính toán xi lanh lực:

Hình 13 Sơ đồ lực tác dụng trên khung

3.2.1 Tính toán trên cần piston

Lực cản nâng xác định rất phức tạp do tính toán và thiết kế các trọng ợng của các phân tử mấy nâng cha rõ và sức cản lăn của các con lăn trong dẫnhớng là cha biết Trờng hợp này tất cả sức cản nâng đánh giá bằng hiệu suấtchung n = 0,5  0,7

l-i: là nhánh xích, trong trờng hợp này i = 2

Q: Tải trọng nâng

Tuy nhiên tính toán này không phản ánh tổn thất thực tế mà cụ thể làcác tổn thất do sức cản nh đã nêu trên Tính toán chính xác phải kể đến tất cảsức cản nâng của hàng Lực nâng cực đại đợc xác định tại vị trí khi máy nângthẳng đứng, nạng và tải nâng ở độ cao cực đại và máy nâng đứng trên độ dốc

có góc nghiên bên  = 30 Với các ký hiệu nh sau:

3.2.1.1 Các ký hiệu khi tính toán

* Gk: Trọng lợng bộ con lăn và nạng nâng

* Gb: Trọng lợng của khung di động

* S: Lực căng của một nhánh tải xích

* dk, Dk: Đờng kính trong và đờng kính ngoài của con lăn chính

* dk’, Dk’: Đờng kính trong và đờng kính ngoài của con lăn bên

* W1: Sức cản nâng của hàng, hộp nâng và nạng

* W2: Sức cản nâng của khung di động, piston, thanh ngang và xích tải

* W3: Sức cản nâng của con lăn chính theo đờng dẫn hớng

* W4: Sức cản nâng của con lăn bên theo đờng dẫn hớng

3.2.1.2 Lực trên cần piston của xi lanh nâng

Với 1, 2: Hiệu suất truyền lực

1: Hiệu suất truyền lực của xích: Chọn lấy 1 = 0,98

2: Hiệu suất truyền lực của xi lanh: 2 = 0,96

* Trọng lợng của khung di động và piston là: GB

GB = m*lB

m: Hệ số qui về 1m độ cao nâng (N/m)

lB: Chiều dài khung di động

Khi nạng nâng cực đại lấy khoảng cách theo phơng thẳng đứng giữa cáccon lăn chính của khung ngoài và khung trong thờng lấy a1 = a

Khi a1 = a phản lực ở các con lăn chính của khung ngoài RH và phản lựckhung trong RB lấy bằng nhau và bằng:

2772 96

, 0

* 98 , 0

) 5000 3200

(

* 2



TÝnh RH’:

NgÉu lùc 2F cã trÞ sè:

2 1

* 4

) 3654 3654

( 0097 , 0

* 2 5000 3200

l2 = 100mm S = 9802N H1 3800mm

=> 2F = 2*9802* 100

3800 = 515(N)Thay trÞ sè 2F vµo c«ng thøc tÝnh RH

* 5000 675

* 3200

* 0097 , 0

* 2 96

, 0

* 98 , 0

) 3654 3654

( 0097 , 0

* 2

Ngoài ra khi nâng hàng xuất hiện sức cản lớn do phản lực con lăn bêntrong của khung trong và ngoài Khi máy nâng đứng ở mặt phẳng có độnghiêng bên  = 30 coi con lăn bên đợc bố trí ở tâm con lăn chính Lực cản lănkhi nâng hàng là W4 = 4*(2XK + XH + XB)

3.2.2 Tính toán các thông số của xilanh nâng

Trong thiết kế chọn xilanh nâng là xi lanh một chiều nên ta có đờngkính xi lanh tính theo công thức:

u

4 *Sd

* p



Chọn áp suất dầu làm việc trong hệ thống p = 130(KG/cm2)

Khi đó đờng kính cần piston tính theo công thức sau:

Hình 15 Biểu đồ ứng suất trong ống xilanhứng suất tơng tại mép trong (A)

2 2

2

/ 10

* 851 10

* 5 6

6

* 130

* 2

m N

Vì vậy xilanh thiết kế đảm bảo đủ bền

3.2.4 Kiểm tra bền nén của cần piston:

áp lực lớn nhất do chất lỏng sinh ra:

Tiết diện ngang cần piston: Fc

c

* d * 6zF

6

* 14 , 3

10205

* 4

m N F

P

c



Chọn vật liệu cần piston là thép có b = 100(MPa)

3.2.5 Kiểm tra cần piston theo điều kiện ổn định:

Do cần piston của xilanh nâng có chiều dài lớn hay là tỉ số 1

d đã lớnnên ta phải đi kiểm nghiệm cần piston theo điều kiện ổn định:

Độ mảnh của cần piston: tính theo giáo trình đàn hồi ứng dụng ta có:

min

* l.i



  Với min

min

ji

7

/ 10

* 3 , 69325 3

, 53

10

* 2

* 14 , 3

m N

 Đờng kính cần piston d = 60mm

 Xilanh là một chiều

3.3 Tính toán xilanh nghiêng khung

3.3.1 Tính lực trên cần piston của xilanh nghiêng khung

Xilanh nghiêng đổ thiết kế là xilanh 2 chiều Lực cực đại trên cầnpiston xilanh xuất hiện khi máy nâng quay ngợc có hàng (Độ nghiêng về phíatrớc trong giới hạn góc nghiêng ) Để tính toán ta có các vị trí sau:

+ Toạ độ trong tâm hàng theo mặt phẳng ngang cách mặt phẳng nạngmột khoảng là 1

+ Toạ độ trọng tâm bộ con lăn và nạng ở điểm giã bề dày tấm

+ Toạ độ trọng tâm khung máy nâng và xi lanh nâng nằm ở giữa khung+ Q: Tải trọng nâng

+ GK: Trọng lợng hộp nâng và bộ con lăn, nạng

+ GB: Trọng lợng khung di động

+ GH: Trọng lợng khung ngoài

+ H1, H2, H3, H4: Chiều cao từ tâm quay của máy nâng tơng ứng với toạ

độ trọng tâm nh: Hàng, bộ con lăn, nạng, khung di động, khung cố định và

điểm đặt xilanh nghiêng trên khung cố định

+ b’: Khoảng cách từ toạ độ trọng tâm hàng đến toạ độ trọng tâmkhung Đợc tính theo công thức: b’ = b +l1

Hình 16: Sơ đồ lực tác động lên cần pistion của xilanh nghiêng

Với b, l1: Các thông số tham khảo của xe tra bảng 16 sách tham khảo.b’1: Khoảng cách từ toạ độ trọng tâm bộ con lăn nâng tính đến trục củakhung di động

S’u: Lực tác động trên cần piston của xilanh nghiêng

: Góc nghiêng có tính đến góc nghiêng của máy ở phía trớc gócnghiêng 

Các tính toán cụ thể nh sau:

Khi đó góc  sẽ là  = 260 Viết phơng trình mômen cân bằng tại A tacó:

Qsin*H1 + GK*sin*H1+GB*sin*H2+Q*cos*(a+b’)+GK*cos*(a+b1’)+(GK + GH)*cos*a+Su’*sin*b2-Su’*cos*H4 = 0

Giải phơng trình cân bằng trên tìm lực trên cần piston xilanh nghiêng:

 = 37770(N)

3.3.2 Tính toán các kích thớc của xilanh nghiêng khung

Mặt khác do thiết kế xilanh nghiêng là xilanh 2 chiều nên tính đờngkính xilanh theo công thức:

 2 2

c '

ul

* d d * pS

Chọn đờng kính ngoài xilanh D = 96mm

Chiều dày thành xilanh D d

2



Chiều dài xilanh: 400mm

3.3.3 Kiểm bền xilanh nghiêng khung

Theo lý thuyết đờng ống chịu áp lực đều và theo giáo trình đàn hồi ứngdụng: ứng với trờng hợp ống đơn chịu áp suất bên trong thì ứng suất tiếp tuyến

và ứng suất pháp tuyến trên một điểm thuộc thành ống đợc xác định:

Hình 17: Mắt cắt ngang của xilanh nghiêng

Hình 18: Sơ đồ ứng suất trong ống xilanh nghiêng

ứng suất tơng tại mép trong (A)

2 2

2

/ 10

* 851 10

* 4 8 , 4

8 , 4

* 130

* 2

m N

Vậy điều kiện bền đợc thoả mãn

3.3.4 Kiểm tra bền nén của cần piston

- áp lực lớn nhất do chất lỏng sinh ra:

* d * 4,8F

N F

P

c

8 , 4

* 14 , 3

10

* 4180

Chọn vật liệu cần piston là thép có b = 100(MPa)

cn = 23,1MPa < b = 100(MPa) Vậy cần piston đủ bền nén

Ta cần không cần kiểm tra cần piston theo điều kiện ổn định vì chiềudài cần piston so với đờng kính piston là không lớn lắm Vì thế mà kiểm trabền nén là đủ Hệ thống xilanh thiết kế đủ bền

Phần IV - Tính toán và thiết kế các phần tử cơ khí của

cơ cấu nâng 4.1 Tính toán và thiết kế xích tải

Xích tải là một chi tiết quan trọng trong hệ thống nâng, Thông qua xíchtải để kéo hộp nâng hàng đi lên trong rãnh của khung di động bằng các conlăn Nh đã tính toán ở phần trên lực căng ở một nhánh xích tải là S = 980(KG).Trong quá trình hoạt động các dạng hỏng thờng gặp của xích tải nh sau:

4.1.1 Các dạng h hỏng của xích tải

* Mòn bản lề xích: Do khi làm việc các bản lề chịu áp suất lớn Bản lề

bị mòn khiến bớc xích tăng Vì vậy trong quá trình sử dụng cần phải bôi trơnxích và hạn chế sự tăng áp suất trong bản lề bằng cách không nâng hàng quátải trọng cho phép

* Các phần tử xích bị hỏng do mỏi, dẫn đến xích bị đứt Xích bị hỏngmỏi do tác dụng của ứng suất thay đổi gây nên bởi tải trọng làm việc, thờngthì tải trọng làm việc lớn Khi phần tử xích bị đứt thì rất nguy hiểm cho hànghoá và ngời điều khiển phơng tiện, vì thế cần thờng xuyên kiểm tra xem xétcác phần tử này để có biện pháp khắc phục

* Qua các dạng hỏng hay gặp trên ta đi tính toán và kiểm bền cho dạnghỏng hay gặp nhất là đứt xích và mòn bản lề dẫn đến đứt xích

* Dựa vào tải trọng nâng định mức ta chọn xích theo tiêu chuẩn xích:305-71-10320

4.1.2 Kiểm tra áp suất trong bản lề xích:

áp suất trong bản lề xích là một trong các nhân tố chủ yếu quyết định

đến buổi thọ của xích Xích có thể làm việc tốt nếu áp suất sinh ra trong bản lề

p < [p]