Tinh toán thiết kế xe nâng người làm việc trên cao

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ MƠ HÌNH XE NÂNG NGƯỜI LÀM VIỆC TRÊN CAO Sinh viên thực hiện: NGUYỄN PHÚ KHOA ĐỖ LINH KHA Đà Nẵng – Năm 2018 TĨM TẮT Tên đề tài: TÍNH TỐN THIẾT KẾ XE NÂNG NGƯỜI LÀM VIỆC TRÊN CAO Sinh viên thực Số thẻ SV : Đỗ Linh Kha : 103130036 Lớp: 13C4A Sinh viên thực : Nguyễn Phú Khoa Số thẻ SV : 103130038 Lớp: 13C4A Tất nội dung đồ án, tồn bao gồm có chương với nội dung chương khác chúng có liên kết chặt chẽ bổ sung cho để tạo thành tổng thể hồn chỉnh Dưới phần tóm tắt nội dung chương trình bày theo trình tự sau: Chương 1: Tổng quan:giới thiệu mục đích ý nghĩa đề tài Chương 2: Tính tốn thiết kế xe nâng.Tính chọn để tìm xe sở cẩu Chương 3: Tính tốn lắp đặt xe nâng.Thiết kế giỏ để lắp vào cẩu,xác áp suất hoạt động dầu,tìm hiểu ngun lí hoạt động mạch thủy lực,lắp đặt cẩu lên xe cở Chương 4: Thiết kế thùng hàng.Tìm hiểu khả làm việc,từ thiết kế thùng hàng cho xe sở Chương 5: Tính toán động học động lực học.Kiểm tra ổn định xe tính động lực học Chương 6: Tính tốn chi tiết tổng thành sản phẩm ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên Số thẻ SV Lớp Đỗ Linh Kha 103130036 13C4A Kĩ Thuật Cơ Khí Nguyễn Phú Khoa 103130038 13C4A Kĩ Thuật Cơ Khí TT Ngành Tên đề tài đồ án: TÍNH TỐN THIẾT KẾ XE NÂNG NGƯỜI LÀM VIỆC TRÊN CAO Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: TT Hạng mục Thông số Đơn vị Kiểu loại Ơ tơ chun dùng Chiều cao hoạt động 14-15 Khối lượng giỏ nâng 200 m kg Nội dung phần thuyết minh tính tốn: a Phần chung: Họ tên sinh viên Đỗ Linh Kha Nguyễn Phú Khoa b Phần riêng: TT Họ tên sinh viên Đỗ Linh Kha Nội dung Chương 1:TỔNG QUAN Chương 2:TÍNH TỐN THIẾT KẾ XE NÂNG Nội dung Chương 3:TÍNH TỐN LẮP ĐẶT XE NÂNG NGƯỜI Chương 4: THIẾT KẾ THÙNG HÀNG Chương 5:TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC Chương 6: TÍNH TỐN KIỂM TRA CÁC CHI TIẾT VÀ TỔNG THÀNH CỦA XE Nguyễn Phú Khoa 5.Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): a Phần chung: TT Họ tên sinh viên Đỗ Linh Kha Nguyễn Phú Khoa b Phần riêng TT Họ tên sinh viên Đỗ Linh Kha Nội dung Tổng thể Chassis xe tải HD 170 (A3) Sơ đồ hệ thống thủy lực cẩu (A3) Nội dung Tổng thể kết cấu rổ nâng (A3) Kết cấu liên kết phần cẩu dầm Chassis (A3) Kết cấu thùng xe (A3) Tổng thể chi tiết kết cấu thùng xe (A3) Kết cấu thùng xe (A3) Nguyễn Phú Khoa Tổng thể cần nâng URV 554 (A3) Tổng thể xe nâng HD 170 (A3) Quan hệ bán kính chiều cao làm việc cần nâng (A3) Đồ thị đặc tính tơ(A3) Họ tên người hướng dẫn: TS.PHAN MINH ĐỨC Phần/ Nội dung: Thuyết minh tính toán Bản vẽ đồ thị Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày hoàn thành đồ án: 5/2/2018 23/5/2018 Đà Nẵng, ngày 23 tháng năm 2018 Trưởng Bộ môn Người hướng dẫn PGS.TS Dương Việt Dũng TS.Phan Minh Đức LỜI NĨI ĐẦU Trong chương trình đào tạo Kỹ sư ngành Cơ Khí Giao Thơng đồ án tốt nghiệp thiếu, điều kiện tất yếu quan trọng mà sinh viên cần phải hoàn thành, để hiểu biết cách chặt chẽ nắm vững sâu tơ Trong q trình học tập, tích lũy kiến thức, việc bắt tay vào khảo sát hệ thống xe hay tổng thể xe việc quan trọng Điều củng cố kiến thức học, thể am hiểu kiến thức vận dụng lý thuyết vào thực tế cho hợp lý: Nghĩa lúc sinh viên làm việc cán kỹ thuật Trong tập đồ án tốt nghiệp em chọn thực đề tài “Tinh toán thiết kế xe nâng người làm việc trên” Nội dung đề tài giúp em hệ thống kiến thức học, nâng cao tìm hiểu vấn đề cải tạo,sử dụng xe chuyên dụng cách tốt ; từ sâu nghiên cứu chun mơn Để hồn thành tốt đề tài tốt nghiệp này, trước hết em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn: TS Phan Minh Đức dành phần thời gian quý báu để bảo tận tình, giúp đỡ hướng dẫn em suốt thời gian thực đồ án Và em xin gửi lời cảm ơn tới tất thầy, cô giảng dạy khoa khí giao thơng trường đại học bách khoa Đà Nẵng truyền đạt lại kiến thức quý báu từ đến chuyên môn để em vận dụng hồn thành đồ án Tuy nhiên kiến thức hạn hẹp, chưa tiếp xúc nhiều với thực tiễn tài liệu tham khảo cịn q thời gian thực có hạn nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận lời dẫn thêm từ thầy Em xin chân thành cảm ơn ! CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nộ dung nghiên cứu riêng nhóm hướng dẫn tận tình TS.Phan Minh Đức.Các nội dung nghiên cứu,kết đề tài hồn tồn trung thực khơng chép từ đồ án trước đây.Những số liệu,,công thức,lý thuyết có thuyết minh phục vụ cho việc phân tích,nhận xét,đánh giá,được tác giả thu thập từ nguồn khác có ghi rõ phần Tài liệu tham khảo Ngồi ra,trong nội dung cịn sử dụng số nhận xét,đánh số liệu tác giả,cơ quan,tổ chức khác có trích dẫn thích nguồn gốc.Nếu có phát gian lận tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung đồ án Sinh viên thực MỤC LỤC TÓM TẮT LỜI NÓI ĐẦU ii CAM ĐOAN iii MỤC LỤC iv DANH SÁCH CÁC BẢNG,HÌNH VẼ v MỞ ĐẦU CHƯƠNG : TỔNG QUAN 1.1.Mục đích ý nghĩa đề tài 1.2.Tổng quan xe nâng 1.2.1 Giới thiệu xe nâng 1.2.2 Công dụng 1.2.3 Yêu cầu 1.2.4 Cấu tạo cẩu nâng người CHƯƠNG : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XE NÂNG 2.1 Chọn xe sở 2.1.1 Tính kỹ thuật ô tô tải trước cải tạo 2.1.2 Thông số kỹ thuật ô tô trước cải tạo 2.1.3 Giới thiệu tổng thành xe tải HYUNDAI HD170 2.1.3.1 Hệ thống truyền lực 2.1.3.2 Hệ thống phanh 2.1.3.3 Hệ thống lái 10 2.1.3.4 Hệ thống treo 12 2.1.3.5 Hệ thống chuyển động 12 2.1.3.6 Khung, vỏ, Cabin xe 12 2.1.3.7 Hệ thống điện 12 2.2 Chọn cần nâng 12 CHƯƠNG : TÍNH TOÁN LẮP ĐẶT XE NÂNG NGƯỜI 18 3.1 Dẫn động thủy lực 18 3.1.1 Tính tốn chọn chi tiết hệ thống thủy lực dẫn động cẩu 18 3.1.2 Sơ đồ lắp đặt hệ thống thủy lực cần cẩu 19 3.2 Tính tốn lắp đặt rổ nâng vào cần nâng 21 3.3 Tính tốn lắp đặt cần nâng lên xe Chassis 23 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ THÙNG HÀNG 26 4.1 Phân tích yêu cầu đặt thùng hàng xe tải cẩu 26 4.2 Chọn sơ kích thước thùng 26 4.3 Tính tốn chi tiết thùng hàng 28 4.3.1 Kết cấu sàn thùng 28 4.3.2 Mơ hình tính tốn 29 4.3.3 Bố trí liên kết 34 4.3.4 Các chi tiết thùng hàng 36 4.4 Tính tốn trọng lượng thùng hàng 40 4.5 Xác định thông số xe sau cải tạo 41 4.5.1 Kích thước bao tô 41 4.5.2 Trọng lượng phân bố trọng lượng 42 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC 43 5.1 Xác định tọa độ trọng tâm bán kính quay vòng xe tải cẩu HD170 43 5.1.1 Xác định phân bố tải trọng lên cầu trước, cầu sau sau lắp đặt cẩu xe chế độ toàn tải 43 5.1.2 Xác định tọa độ trọng tâm xe sau lắp đặt cẩu 44 5.1.3 Tính tốn động học quay vịng tơ 47 5.2 Kiểm tra tính ổn định xe 49 5.2.1 Tính ổn định dọc ô tô không thao tác cẩu 49 5.2.1.1 Tính ổn định dọc động 49 5.2.2 Tính ổn định dọc ô tô thao tác cẩu 52 5.2.3 Tính tốn ô tô cẩu hàng theo phương dọc 54 5.2.4 Tính tốn ổn định ôtô cẩu hàng theo phương ngang 56 5.3 Tính tốn động học ô tô tải cẩu 58 5.3.1 Các thơng số tính tốn 58 5.3.2 Xây dựng đồ thị đặc tính tơ sau cải tạo 59 5.3.2.1 Xác định đặc tính ngồi động sau cải tạo 59 5.3.2.2 Xây dựng đồ thị cân công suất ô tô 60 5.3.2.3 Đồ thị cân lực kéo ô tô 64 5.3.2.4 Xây dựng đồ thị nhân tố động lực học ô tô 67 CHƯƠNG : TÍNH TỐN KIỂM TRA CÁC CHI TIẾT VÀ TỔNG THÀNH CỦA XE 73 6.1 Tính bền thùng xe 73 6.1.1 Tính tốn bulơng để chống thùng trượt dọc 73 6.1.2 Tính bu lơng quang treo thùng xe chống trượt ngang 75 6.2 Tính bền liên kết bệ cẩu với khung xe 77 6.2.1.Bố trí liên kết 77 6.2.2 Tính tốn liên kết 77 6.2.2.1 Tính tốn bu lơng để cẩu khơng bị trượt dọc 77 6.2.2.2 Tính tốn mối ghép bu lơng nâng hàng 79 6.3 Tính bền khung xe 80 6.4 Thống kê tổng thành cụm chi tiết 85 KẾT LUẬN 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 DANH SÁCH CÁC BẢNG,HÌNH VẼ Bảng Các thông số kỹ thuật xe HD170 Bảng 2 Các thông số kỹ thuật cẩu hãng TADANO 12 Bảng Các thông số kỹ thuật cẩu hãng SOOSAN .13 Bảng Các thông số kỹ thuật cẩu URV554 .13 Bảng Thông số vận hành cần cẩu nâng URV554 16 Bảng Thông số bơm thủy lực cẩu URV 18 Bảng Thông số kỹ thuật cẩu 20 Bảng Khối lượng chiều cao trọng tâm xe 46 Bảng Bảng giá trị mô men lật ứng với độ cẩu 55 Bảng Momen ổn định xe ứng với vị trí chân chống 58 Bảng Các thơng số để tính tốn sức kéo tô 58 Bảng 5 Giá trị đặc tính ngồi động .59 Bảng Giá trị vận tốc công suất ứng với tay số 61 Bảng Giá trị vận tốc công suất Nω, Nf (Nω+Nf) 63 Bảng Giá trị vận tốc lực kéo tương ứng với tay số 65 Bảng Giá trị vận tốc lực cản Pω+Pf 65 Bảng 10 Giá trị nhân tố động lực học ôtô 68 Bảng 11 Giá trị góc α đồ thị tia 70 Bảng 12 Giá trị gia tốc j ứng với vận tốc tay số ô tô chuyển động 71 Bảng Bảng thông số kỹ thuật ô tô tải cẩu Hyundai HD170 85 Bảng Các lỗi thường gặp cách sửa chữa 86 Hình 1 Tổng thể xe nâng người làm việc cao Hình Tổng thể thiết bị cần nâng .4 Hình Xe Hyundai HD170 Hình 2 Kích thước xe sở HD170 trước cải tạo Hình Sơ đồ hệ thống truyền lực xe tải HD170 Hình Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh Hình Sơ đồ hệ thống lái xe HD170 10 Hình Sơ đồ hệ thống thuỷ lực cẩu 19 Hình Kết cấu rổ nâng 22 Hình 3 Cẩu UNIC 554 sau lắp rổ nâng 22 Hình Chassis HD170 23 Tính toán thiết kế xe nâng người làm việc cao Như giả thiết đưa ra, ta chưa xét đến sức liên kết bu lông quang mà ứng suất cắt tối đa sinh bu lông nằm giới hạn cho phép, ta kết luận bulơng nhóm chịu cắt đủ bền 6.1.2 Tính bu lơng quang treo thùng xe chống trượt ngang Khi tơ chạy đường cong có bán kính R phát sinh lực li tâm, lực ly tâm có xu hướng làm lật xe theo hướng xa tâm quay, xe có xu hướng lật quanh bánh Để xét liên kết bulơng quang treo ta xét phần khối lượng phía khung xe (Những thành phần mà khối lượng chúng sinh lực ly tâm tác dụng lên bu lơng quang xe quay vịng) Ta tính tốn cho trường hợp ơtơ đầy tải quay vịng ổn định đường vịng với góc nghiêng ngang đường B-B 185 107 60 M16 B 302 120 10 B Hình Liên kết thùng xe với khung xe (Nhờ bulông quang) Ta thấy xe quay vịng ổn định đường vịng thùng xe có khả bị trượt ngang tác dụng lực ly tâm - Lực quán tính li tâm xe quay vòng theo [1]: Pltn = m.a = G t Vn2 [KG] g.R - Trong đó: Pltn = m.a = (Gt V2n ) / (g Rmin) + Pltn – Lực quán tính li tâm; + a – Gia tốc ôtô; + m – Khối lượng ôtô; + G – Tải trọng tác dụng hệ : thùng + hàng + cẩu SVTH: Nguyễn Phú Khoa Hướng dẫn: TS.Phan Minh Đức 75 Tính tốn thiết kế xe nâng người làm việc cao Gh = 1078 + 7407 + 1755 = 10240 [KG] + Vn – Vận tốc giới hạn (vận tốc nguy hiểm) xe quay vòng ổn định đường vòng theo [1] Vn = g.R C 2.h g [m/s] Trong đó: Vn: vận tốc giới hạn xe quay vòng ổn định đường vòng Rmin = 9,362 [m]: Bán kính quay vịng nhỏ xe C = 1,850 [m]: bề rộng trung bình vết tiếp xúc vết bánh xe sau Do : Vn = 9,81.9,362.1,85 = 7, [m/s] 2.1, 471 Vậy nên lực quán tính li tâm xe là: 10240.7, 62 Pltn = = 6440 [KG] 9,81.9,362 – Để thùng không bị trượt ngang ô tô quay vịng đường thì: ( V + G t ) f  Pltn Trong đó: V – lực siết bu quang treo; f – Hệ số ma sát hai dọc thùng xe với khung sat–xi Theo [1]: Ta chọn hệ số ma sát f = (0,15 ÷ 0,2) chọn f = 0,18 Suy ra: 6440 − 10240 = 25538 [ KG] V = p ltn − G t = 0,18 f Vậy lực siết bu lông quang treo là: v= V 25538  = 4256, [KG] = 42563 [N] 6 Ứng suất kéo phát sinh bu lông: v v.4 [N/mm2] = d π.d π Trong đó: σ= d – Đường kính bu lơng d = 16 [mm] Do đó: SVTH: Nguyễn Phú Khoa Hướng dẫn: TS.Phan Minh Đức 76 Tính tốn thiết kế xe nâng người làm việc cao 42563 42563.4 = = 212 [N/mm2] 162 π.162 π Ứng suất kéo cho phép thép theo [5]: σ= [σ] = 300 [N/mm2] Như so sánh ứng suất kéo phát sinh ứng suất kéo cho phép ta thấy bu lông đủ bền 6.2 Tính bền liên kết bệ cẩu với khung xe 6.2.1.Bố trí liên kết M24 30 11 A-A 10 A 10 120 7.1600 302 2.6240 2.4640 I 107 A Hình Liên kết cẩu khung xe 1– Thành trước thùng xe; 2– Bu lông liên kết cẩu khung xe; 3– Dầm dọc thùng; 4– Tấm lót; 5– Bu lơng quang; 6– Bát liên kết; 7– Thân cẩu; 8– Dầm ngang thân cẩu ; 9Khung gia cường dầm dọc Chassis ; 10- Bulong giữ khung gia cường ; 11- Tấm thép gia cường dầm dọc thùng xe Cách bố trí liên kết bệ cẩu khung xe mối ghép bu lơng bao gồm: – Phía trước: bu lơng M24; liên kết bệ chân vơi thép hàn dầm dọc thùng – Phía sau: bu lơng M24 liên kết chân tự lựa với thép hàn dầm dọc thùng 6.2.2 Tính tốn liên kết 6.2.2.1 Tính tốn bu lơng để cẩu khơng bị trượt dọc Cẩu có khả trượt dọc lớn so với khung xe xe phanh đột ngột xuống dốc, cẩu có trượt phía trước Lực siết bu lông quang treo phải đủ lớn để không cho cẩu trượt phía trước SVTH: Nguyễn Phú Khoa Hướng dẫn: TS.Phan Minh Đức 77 Tính tốn thiết kế xe nâng người làm việc cao Hình Sơ đồ lực tác dụng lên cẩu xe phanh đột ngột xuống dốc Ta có: – Lực qn tính phanh: Pqt = m.a [N] Trong đó: m – Khối lượng vật; a – Gia tốc chậm dần phanh Vậy áp dụng tính cho cẩu Pj = Jp.Gc [N] Với : Jp – Gia tốc chậm dần phanh ô tô Gc = 1755 [kg] Theo [1] ta chọn Jp = [m/s2] gia tốc phanh lớn nhất, lực qn tính sinh lớn Lực xê dịch cẩu lực quán tính sinh ra: Pj = 1755 = 10530 [N] Ta có: α’ = arctg 3695 a = 68017 ' = arctg 1471 hg – Chọn góc dốc tính tốn 450 Lực xê dịch cẩu khối trọng lực gây ra: Pα = Gc.sinα = 1755.g.sin450 = 12174 [N] Hợp lực làm xê dịch cẩu: P = Pα + Pj = 10530+ 12174 = 22704 [N] SVTH: Nguyễn Phú Khoa Hướng dẫn: TS.Phan Minh Đức 78 Tính tốn thiết kế xe nâng người làm việc cao Giá trị ứng suất cắt thân bulông: P τ= d2 n b π Trong đó: [N/mm2] nb = 8, Số bu lông liên kết bệ cẩu với dọc thùng d – đường kính bu lơng liên kết Do đó: 22704 = 6, 28[N / mm ] 24 8.3,14 Ứng suất cắt cho phép thép 45 là: [  ] = 100 [N/mm2] [5] τ= Như bulông đủ bền chịu trượt dọc 6.2.2.2 Tính tốn mối ghép bu lơng nâng hàng Bỏ qua ảnh hưởng trọng lượng phầm thân cẩu (có tác dụng chống lật) momen cực đại tác dụng lên nhóm bulơng momen lật nâng hàng: MLmax = max( xi Qci) = 12,505 [Tấn.m] Xi Qc L BL Hình 6 Sơ đồ lực tác dụng lên bu lông cẩu hàng Giả thiết bu lơng chịu lực lực kéo phát sinh thân bulơng phía trước (Bao gồm bu lơng M24 chia phía trước phía sau: FBL = M L max 4.LBL [N/mm2] Trong đó: LBL– Khoảng cách xa bu lơng theo phương dọc SVTH: Nguyễn Phú Khoa Hướng dẫn: TS.Phan Minh Đức 79 Tính tốn thiết kế xe nâng người làm việc cao LBL = 400 [mm] Do vậy: FBL = 9,81.12,505.103 = 76671,3 [N/mm2] 4.0, – Giá trị ứng suất kéo phát sinh trong thân bu lông: σ= FBL 76671,3 = =170[N / mm ] 2 d 24 π b 3,14 4 – Giá trị ứng suất kéo thép 45 là: [σ] =300 [N/mm2] [5] Như so sánh ứng suất phát sinh ứng suất cho phép ta thấy bu lông đủ bền chống lại momen lật cẩu 6.3 Tính bền khung xe Mặc dù trọng lượng phần tác dụng lên khung gần không thay đổi nhiên việc tăng chiều dài sở xe làm cho phân bố tải trọng lên khung xe thay đổi cần thiết phải kiểm tra bền khung xe Khi cẩu hàng, phải chống chân chống cẩu vững để đảm bảo không lún bệ chân chống ảnh hưởng xấu đến khung xe Các trạng thái xảy nguy hiểm khung xe: – Trạng thái 1: Ơtơ chở tải trọng Q = 7407 [KG] chuyển động thẳng đường – Trạng thái 2: Ơtơ cẩu hàng với tải trọng cẩu Qc = 3050 [KG] Hệ thống treo ơtơ gồm nhíp trục trước trục sau Như vậy, xem dầm dọc khung xe có điểm tựa: điểm tương ứng với bệ nhíp trục trước điểm tương ứng với bệ nhíp trục sau Đối với kiểu khung ôtô trên, tiết diện nguy hiểm nằm khoảng không gian trục bánh xe Sự ảnh hưởng trọng lượng phần tử thuộc nhóm thứ nhất: cụm động – hộp số, buồng lái, két nước, bình nhiên liệu, bình acquy đến ứng suất tiết diện nguy hiểm nhỏ Giá trị ứng suất tiết diện nguy hiểm chủ yếu thành phần thuộc nhóm thứ hai: trọng lượng thân khung, trọng lượng thùng, trọng lượng hàng hóa, trọng lượng cẩu, trọng lượng vật nâng gây Do vậy, ta bỏ qua thành phần trọng lượng nhóm thứ xác định ứng suất tiết diện nguy hiểm mà đảm bảo độ xác cần thiết Trạng thái 1: “Trạng thái tính bền cho khung xe chất đầy tải đứng yên, chuyển động thẳng đường, không thao tác cẩu hàng’’ Giả thiết: SVTH: Nguyễn Phú Khoa Hướng dẫn: TS.Phan Minh Đức 80 Tính tốn thiết kế xe nâng người làm việc cao – Phân bố trọng lượng hai gối nhíp quy tâm trục – Trọng lượng khung phân bố dọc theo khung – Trọng lượng thùng hàng hóa phân bố dọc theo chiều dài thùng – Phân bố trọng lượng cẩu: + Khối lượng phần đế thân cẩu: GC1 = 1095 [Kg] + Khối lượng phần cần cẩu: C2 = 660 [Kg] Với giá trị ta xác định được: – Giá trị lực phân bố trọng lượng thân khung: G q1 = k Lk Trong đó: Gk – Khối lượng thân khung Gk = 690 [Kg] Lk – Chiều dài khung Lk = 9,33 [m] Do đó: q1 = 690 = 74 [ Kg / m] 9,33 – Trọng lượng thùng trọng lượng thùng hàng hóa: G +Q q2 = t L Trong đó: Gt – Khối lượng thùng Gt = 1078 [Kg] Q – Khối lượng hàng hóa thùng, Q = 7047 [Kg] Do đó: q2 = 1078 + 7047 =1305 [ Kg / m] 6,5 – Lực mômen phần thùng nhô khỏi khung xe chiều dài Ltn = 250 [mm] quy dẫn mặt cắt mút đuôi khung: Q1 = q2.Ltn = 1305.0,25 = 326,25 [KG] M1 = 326, 25.0, 25 / = 41 [ KG.m] – Lực tải trọng phần cần cẩu quy dẫn mặt cắt mép bệ cẩu Qc Mc: Qc = GCC = 660[KG] Mc = GCC.LCC /2 = 660.3.7/2 = 1221 [KG.m] – Lực phân bố khối lượng cabin Qc= 4000 [kg] lên dầm cầu với chiều dài 2.19[m]: q3= 4000 =1826[KG.m] 2.19 SVTH: Nguyễn Phú Khoa Hướng dẫn: TS.Phan Minh Đức 81 Tính tốn thiết kế xe nâng người làm việc cao Như momen uốn dầm dọc khung xe phát sinh vị trí đặt cẩu có giá trị lớn nhất: Mumax = 2,25.103 [KG.m] = 2,25.103.9,81 = 22.103 [N.m] Momen chống uốn dầm dọc khung xe tiết diện nguy hiểm nói trên: b.h2 9.30, 22 = Wux = =263,8 [cm3] 6 Ứng suất nguy hiểm lớn tiết diện nguy hiểm: Mumax 2, 25.10 10 = = 426,5[KG / cm2 ] σumax= 2.Wux 2.263,8 So sánh với ứng suất uốn cho phép [σumax] = 3450 [KG / cm ] ta thấy dầm đủ bền Trạng thái 2: Là trạng thái xe cẩu hàng với khối lượng hàng 4683 [kg] đứng yên với khối lượng cẩu 3050 [kg] Giả thiết: – Trọng lượng khung phân bố dọc theo khung – Phân bố trọng lượng cẩu: + Trọng lượng bệ cẩu: Gbc = 1095 [KG] + Trọng lượng cần cẩu: Gcc = 660 [KG] Với giả thiết ta xác định được: – Giá trị lực phân bố trọng lượng thân khung: G q1 = k Lk Trong đó: Gk – Trọng lượng thân khung Gk = 690 [KG] Lk – Chiều dài khung Lk = 8,91 [m] Do đó: q1 = 690 = 74 [ KG / m] 9,33 Để đảm bảo xe chở tải trọng cho phép tổng khối lượng hàng hóa xe có trọng lực là: Ghc = Q – 3050 Ghc = 7407 – 3050 = 4357 [KG] – Giá trị phân bố trọng lượng phân bố thùng hàng hóa: SVTH: Nguyễn Phú Khoa Hướng dẫn: TS.Phan Minh Đức 82 Tính tốn thiết kế xe nâng người làm việc cao q2 = G t + G hc 1078 + 4357 = = 836,15[KG / m] Lt 6,5 – Giá trị phân bố trọng lượng phân bố cabin: q3 = 4000 = 1826[ Kg / m] 2,19 – Lực momen phần thùng nhô khỏi khung xe chiều dài Ltn = 250 [mm] quy dẫn mặt cắt mút đuôi khung: Q1 = q2 Ltn = 836,15.0,25= 209 [KG] M1 = 209.0, 25 / = 26,125 [ KG.m] – Lực momen phần cần cẩu quy dẫn mặt cắt mép bệ chân cẩu: Q2 M2 Vật nâng có trọng lượng 3050[KG] độ 4.1[m] lực momen vật nâng quy dẫn mặt cắt mép bệ chân cẩu Qc Mc, Như mép bệ chân cẩu có lực mơ men tác dụng sau: + Q2 trọng lượng bệ cẩu, Q2 = 1095[KG] + Qh trọng lượng cần cẩu trọng lượng hàng cẩu quy mép bệ chân cẩu: Qh = 3050 + 660 = 3710[KG] + Mc giá trị mô men thành phần hàng thành phần cần cẩu gây độ 4.1[m]: Mc = 660 4,1 + 3050.4,1 = 13858[KG.m] Sử dụng phần mềm tính tốn sức bền ta có momen uốn dầm dọc khung xe phát sinh vị trí có giá trị lớn nhất: Mumax =9,5.103 [KG.m] Momen chống uốn dầm dọc khung xe tiết diện nguy hiểm nói trên: Wux = 263,8 [cm3] Ứng suất nguy hiểm lớn tiết diện nguy hiểm: M umax 9,5.103.102 = =1800[KG / cm ] σumax = 2.Wux 2.263,8 So sánh với ứng suất uốn cho phép [σumax] = 3450 [KG / cm ] ta thấy dầm đủ bền Nhận xét: Khung xe trình làm việc chịu ứng suất uốn thành phần tải trọng gây So sánh trường hợp nói trên, ta thấy trường hợp ứng suất uốn cực đại sinh trong khung xe lớn nguy hiểm hơn, giá trị gấp đôi giá trị ứng suất nguy hiểm, nhiên trình vận hành, xuất thêm độ mỏi dầm SVTH: Nguyễn Phú Khoa Hướng dẫn: TS.Phan Minh Đức 83 Tính tốn thiết kế xe nâng người làm việc cao dẫn đến cong vênh hay nứt, để đảm bảo an tồn cho xe, ta lắp thêm khung gia cường Khung gia cường loại thép chữ U dập từ thép tấm, tiết diện khung gia cường sau: 1000 286 80 Hình Tiết diện khung gia cường Khung gia cường ốp vào mặt sát xi xe sở bu lông vị trí lắp bệ cẩu 286 302 Hình Khung gia cường ốp vào mặt sát xi xe sở 1- Sát xi xe sở; 2- Khung gia cường 1000 Hình Liên kết khung gia cường Ngoài để đảm bảo bền cho dầm dọc thùng xe vị trí lắp cẩu, ta lắp đặt thép gia cường dầm dọc thùng xe dài 1m vị trí bệ chân cẩu mối lắp ghép hàn SVTH: Nguyễn Phú Khoa Hướng dẫn: TS.Phan Minh Đức 84 Tính tốn thiết kế xe nâng người làm việc cao 700 3130 3560 Hình 10 Liên kết dầm dọc thùng xe gia cường 1-Dầm dọc thùng xe ; 2- Tấm thép gia cường 6.4 Thống kê tổng thành cụm chi tiết 1495 150 5850 300 2180 2495 2500 9825 6500 Hình 11 Tổng thể tô tải nâng sau cải tạo Xe tải cẩu xe Hyundai sau cải tạo để lắp đặt cẩu URV554 Nó bao gồm chi tiết cải tạo sau: – Thiết kế giỏ làm việc cao – Lắp cẩu tự nâng hàng URV 554 – Thiết kế thùng cho xe tải cẩu, thùng xe có kích thước – Sử dụng hộp trích công suất ô tô tải Hyundai HD170 – Bơm dầu thủy lực kiểu SHIMADZU kiểu SGP1-36 đồng theo cụm cẩu Bảng Bảng thông số kỹ thuật ô tô tải cẩu Hyundai HD170 TT Thông số I Ký hiệu Giá trị Đơn vị Thông số xe SVTH: Nguyễn Phú Khoa Hướng dẫn: TS.Phan Minh Đức 85 Tính tốn thiết kế xe nâng người làm việc cao Chiều dài sở L0 5850 Mm Chiều dài toàn L 9825 Mm Chiều cao toàn H 3560 Mm Chiều rộng sở B0 2495 Mm +Hai bánh trước Bt 2040 Mm +Hai bánh sau Bs 1850 Mm Khoảng sáng gầm xe H 285 Mm Trọng lượng (cabin+chassis+cẩu) G0 9413 KG Trọng lượng toàn G 17100 KG Phân bố cầu trước G1 6300 KG Phân bố cầu sau G2 10800 KG Khoảng cách hai bánh Số chỗ ngồi Bán kính quay vịng nhỏ Rmin 9.632 10 Truyền lực i0 4.333 11 Góc vượt dốc lớn tg(φ) 0.341 12 Vận tốc lớn vmax 120 Km/h 13 Kích thước thùng DxRxC 6500x2500x700 Mm 14 Khối lượng hàng chở Qh 7407 KG M *Hướng dẫn vận hành bảo dưỡng 1.Vận hành Khởi động bơm thủy lực Mở rộng chân chống Nâng/hạ cần Nâng/hạ móc cẩu/giỏ nâng người Thu vào/giãn cần thang nâng Xoay thang nâng Xếp chân chống Kiểm tra tổng quát trước lưu thông Các lỗi thường gặp cách sửa chữa Bảng Các lỗi thường gặp cách sửa chữa Mục Lỗi Xe SVTH: Nguyễn Phú Khoa Nguyên nhân Phương án Hết bình Xạc bình Hướng dẫn: TS.Phan Minh Đức 86 Tính tốn thiết kế xe nâng người làm việc cao Khơng hoạt động Khơng có nhiên liệu Thay bình P.T.O khơng Bị lỗi kích hoạt Thay cáp P.T.O P.T.O hoạt động êm Bánh P.T.O bị hỏng Kiểm tra thay Không đủ dầu Thêm dầu Bơm Lỗi hệ thống thủy lưc Bơm bị lỗi Sửa thay bơm Dầu bị giảm độ nhớt Thay dầu Kiểm tra vị trí nối Cần Xy lanh Bơm bị ồn hệ thống Ống lồng bị cong Bảo trì sửa chữa lồng Hoạt động bị lỗi Ma sát va chạm gây tiếng ồn Không hoạt động Mâm quay Quay toa khó toa khăn Tra thêm mỡ Dđiều khiển nâng hạ bị lỗi Kiểm tra làm thay Không đủ dầu Thêm dầu Van an toàn bị lỗi Kiểm tra thay Động thủy lực hoạt động không Sửa chữa thay động Hộp giảm tốc bị lỗi Sửa chữa thay hộp giảm tốc Rổ Khó cân Xy lanh bị lỗi Sửa chữa thay Tốc độ Hệ thống thủy Thiếu dầu Thêm dầu giảm lực bị lỗi Bơm bị lỗi Sửa chữa thay bơm Chưa bật nguồn Bật cơng tắc Cầu chì bị cháy Mở kiểm tra thu thay cầu chì Thiết bị điện Điều khiển từ xa bị lỗi SVTH: Nguyễn Phú Khoa Hướng dẫn: TS.Phan Minh Đức 87 Tính tốn thiết kế xe nâng người làm việc cao KẾT LUẬN - Ơtơ tải nâng người thiết kế đảm bảo thơng số u cầu: + Ơtơ đạt tốc độ lớn 120 [km/h] + Xe có khả vượt qua độ dốc 34% + Bán kính quay vòng nhỏ xe đạt 9.632 [m] + Giá trị công suất nhận bánh xe chủ động lớn giá trị công suất lực cản lăn lực cản khơng khí vị trí tốc độ xe + Khi xe chuyển động đường nằm ngang tất giá trị nhân tố động lực học (D) ôtô tay số tốc độ thắng lực cản mặt đường - Ngoài ôtô tải cẩu thiết kế đảm bảo tính u cầu kỹ thuật ơtơ cẩu: yêu cầu độ ổn định cho ôtô tải cẩu cẩu hàng Tồn tính sử dụng cẩu URV 554 sử dụng hết ôtô tải nâng thiết kế - Ơtơ tải nâng có khả mang tải 7407 [kg] , nâng trọng lượng 200kg - Khi sử dụng cẩu phải tuân thủ yêu cầu sử dụng, tải trọng cẩu, tải trọng nâng hàng, ta sử dụng cẩu xe dừng hẳn SVTH: Nguyễn Phú Khoa Hướng dẫn: TS.Phan Minh Đức 88 Tính tốn thiết kế xe nâng người làm việc cao TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyển Hửu Cẩn “Lý thuyết ô tô máy kéo” nhà xuất khoa học kỹ thuật năm 2000 [2] Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên “Thiết kế tính tốn ơtơ máy kéo, tập 3” Hà Nội: Nhà xuất Đại Học Trung Học Chuyên Nghiệp; 1985 [3] Lê Viết Giảng, Phan Kỳ Phùng “ Sức bền vật liệu 1” nhà xuất giáo dục năm 1997 [4] Lê Viết Giảng, Phan Kỳ Phùng “ Sức bền vật liệu 2” nhà xuất giáo dục năm 1997 [5] Nguyễn Trọng Hiệp “Chi tiết máy 1” Hà Nội, Nhà xuất đại học trung học chuyên nghiệp năm 1969 [6] Kết cấu thép – Nhà XB KHKT năm 2006 [7] Nguyễn Văn Yến “Giáo trình chi tiết máy” nhà xuất bàn Giao thông vận tải năm 2000 http://www.uniccrane-global.com/products/pdf/v550_english.pdf http://www.xechuyendung.net.vn/Data/Sites/1/media/tailieu/cauu/hd-lap-dat-cauunic-(phan-tinh-toan-lap-dat) -rut-gon.pdf SVTH: Nguyễn Phú Khoa Hướng dẫn: TS.Phan Minh Đức 89 ... mạng cao, người cần thiết bị đảm bảo làm đượcviệc Để giải vấn đề này,yêu cầu cấp bách đặt cần thiết kế loại xe nâng có khả nâng người lên cao làm cách an toàn Để nâng cao hiệu suất làm việc, ... làm việc nước Một số yêu cầu xe sau thiết kế xong: - Có kết cấu phù hợp để làm việc ổn định, an toàn đưa người lên cao làm việc - Có kết cấu bảo đảm dễ dàng nâng hạ củng di chuyển trình làm việc. .. 1.2.1 Giới thiệu xe nâng Việc làm việc cao bên ngồi tịa nhà,hệ thống điện chiếu sáng cao hay khu vực làm việc cao cần tính động thực khó khăn.Để giải vấn đề xe nâng người làm việc cao đời giải pháp