Nghiên cứu thiết kế tính toán kiểm bền khung gầm và đánh giá ổn định lật của xe nâng điện cỡ nhỏ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - - NGÔ XUÂN DUY NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ TÍNH TỐN KIỂM BỀN KHUNG GẦM VÀ ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH LẬT CỦA XE NÂNG ĐIỆN CỠ NHỎ Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS TRẦN THANH TÙNG HÀ NỘI - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu riêng hướng dẫn TS Trần Thanh Tùng Đề tài thực mơn Ơ tơ xe chun dụng – Viện Cơ khí Động lực – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Các số liệu, kết trình bày luận văn hồn tồn trung thực chưa cơng bố cơng trình Hà Nội, ngày 22 tháng 03 năm 2018 Tác giả Ngô Xuân Duy i LỜI CẢM ƠN Trong suốt hai năm học tập Viện Sau đại học – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, tơi học viên cao học khóa 2015B nhận hướng dẫn, giúp đỡ tận tình thầy giáo cán Viện Chúng học tập tiếp thu kiến thức, phương pháp nghiên cứu khoa học vô quý báu mà thầy cô dày công nghiên cứu, truyền đạt lại cho buổi học Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành lòng biết ơn sâu sắc tới TS Trần Thanh Tùng – người tận tình bảo, hướng dẫn cung cấp nhiều tài liệu khoa học có giá trị suốt q trình tơi thực Luận văn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn tới thầy cô giáo, cán nhân viên trường Đại học Bách Khoa Hà Nội nói chung, khoa Viện đại học nói riêng Trong suốt q trình thực luận văn, thân không ngừng cố gắng học hỏi, với kinh nghiệm vốn hiểu biết hạn chế nên Luận văn khó tránh khỏi tồn tại, thiếu sót Tơi mong nhận bảo ý kiến đóng góp thầy bạn bè, đồng nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 22 tháng 03 năm 2018 Tác giả Luận văn Ngô Xuân Duy ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH ẢNH vi DANH MỤC BẢNG VÀ BIỂU ĐỒ viii LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ XE NÂNG HÀNG 1.1.Khái niệm xe nâng hàng 1.2.Lịch sử phát triển xe nâng hàng 1.3.Phân loại xe nâng hàng 1.3.1.Xe nâng hạ tay 1.3.2.Xe nâng hàng dùng động đốt 1.3.2.1.Xe nâng động dầu diesel 1.3.2.2.Xe nâng động xăng 1.3.2.3.Xe nâng dùng chạy khí hóa lỏng(Gas) 10 1.3.3.Xe nâng hàng điện 11 1.3.3.1.Xe nâng điện bánh 12 1.3.3.2.Xe nâng điện bánh 13 1.3.3.3.Xe nâng điện đứng lái 14 1.4.Cấu tạo chung nguyên lý hoạt động xe nâng chạy điện 15 1.4.1.Cấu tạo chung xe nâng bánh chạy điện 15 1.4.1.1.Buồng lái 16 1.4.1.2.Ghế lái 16 1.4.1.3.Mui xe 17 1.4.1.4.Vô lăng 17 1.4.1.5.Trụ nâng 17 1.4.1.6.Xích/ xy lanh nâng 18 1.4.1.7.Giá đỡ 19 1.4.1.8.Giàn nâng 19 1.4.1.9.Càng nâng 20 1.4.1.10.Xy lanh nghiêng 20 1.4.1.11.Bánh trước 21 iii 1.4.1.12.Bánh sau 21 1.4.1.13.Đối trọng 21 1.4.1.14.Ắc qui điện 22 1.4.2.Nguyên lý hoạt động xe nâng điện 23 1.4.2.1.Mơ tả quy trình xếp dỡ hàng hóa xe nâng 23 1.4.2.2.Nguyên lý hoạt động cấu khung nâng hàng 26 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THỰC TẾ CỦA ĐỀ TÀI 28 2.1.Cơ sở lý thuyết đề tài 28 2.1.1.Cơ sở lý thuyết sức bền vật liệu 28 2.1.1.1.Các định nghĩa 29 2.1.1.2.Các giả thiết vật liệu 30 2.1.1.3.Uốn thẳng 31 2.1.1.4.Dầm chịu uốn túy phẳng 34 2.1.1.5.Dầm chịu uốn ngang phẳng 37 2.1.2.Cơ sở lý thuyết học ứng dụng 40 2.1.3.Các định nghĩa quan trọng 40 2.1.3.1.Véctơ lực chính, mơmen hệ lực 40 2.1.3.2.Điều kiện cân hệ phương trình cân hệ lực khơng gian 41 2.1.3.3.Bài toán đặc biệt cân bằng: Lật 42 2.2.Cơ sở thực tiễn đề tài 43 2.2.1.Thông tư số: 06/VBHN-BGTVT 43 2.2.2.Thông tư số 51/2015/TT-BLĐTBXH 47 2.2.3.Quy trình kiểm định QTKĐ: 21-2014/BLĐTBXH 47 CHƯƠNG TÍNH TỐN, KIỂM NGHIỆM BỀN KHUNG GẦM, ỔN ĐỊNH LẬT CHO XE NÂNG ĐIỆN 52 3.1.Tính tốn, kiểm nghệm bền cho khung gầm xe nâng 52 3.1.1.Kiến thức chung khung gầm 52 3.1.2.Xác định loại khung gầm sử dụng cho xe nâng điện 54 3.1.3.Chế độ tính toán 60 3.1.4.Tính bền cho khung xe 60 3.1.4.1.Điều kiện biên toán 60 3.1.4.2.Thiết lập đánh giá thông số mơ 62 3.1.4.3.Phân tích kết mô 62 iv 3.2.Tính tốn ổn định lật cho xe nâng 64 3.2.1.Các giả thiết sử dụng tính tốn 64 3.2.2.Tính tốn ổn định 64 3.2.2.1.Trường hợp 64 3.2.2.2.Trường hợp 72 KẾT LUẬN 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 v DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Xe nâng tay thấp Hình 1.2 Xe nâng tay cao Hình 1.3 Xe nâng động dầu diesel Hình 1.4 Xe nâng động xăng Hình 1.5 Xe nâng động xăng Hình 1.6 Xe nâng động gas 10 Hình 1.7 Xe nâng bánh điện 12 Hình 1.8 Xe nâng điện bánh 13 Hình 1.9 Xe nâng điện đứng lái .14 Hình 1.10 Sơ đồ tổng thể xe nâng bánh chạy điện .15 Hình 1.11 Sơ đồ thể vị trí lắp ắc qui 16 Hình 1.12 Cơ cấu trụ nâng tầng điển hình 18 Hình 1.13 Kết cấu giàn nâng 19 Hình 1.14 Cơ cấu nâng 20 Hình 1.15 Bố trí đối trọng xe nâng điện 22 Hình 1.16 Trình tự xếp hàng hóa xe nâng điện 24 Hình 1.17 Trình tự dỡ hàng hóa xe nâng điện 25 Hình 1.18 Cơ cấu nâng hàng 27 Hình 2.1 Thanh dầm 29 Hình 2.2 Tải trọng tác dụng .29 Hình 2.3 Ứng suất mặt cắt 30 Hình 2.4 Các thành phân lực mặt cắt 30 Hình 2.5 Mơ hình uốn phẳng 32 Hình 2.6 Quy ước dấu tính uốn 33 Hình 2.7 Mặt cắt ngang 38 Hình 2.8 Mơ hình tốn lật 42 Hình 3.1 Mối ghép hàn 54 Hình 3.2 Mối ghép đinh tán bulong dùng xe tải 54 Hình 3.3 Mơ 3D hình xe nâng 56 Hình 3.4 Hệ thống khung xe nâng 3D nhìn từ phía trước 56 Hình 3.5 Hệ thống khung xe nâng 3D nhìn từ phía sau 57 Hình 3.6 Hệ thống khung xe nâng 3D nhìn từ phía 57 vi Hình 3.7 Điều kiện biên mô 61 Hình 3.8 Điều kiện biên mơ 62 Hình 3.9 Ứng suất khung, vỏ chi tiết 63 Hình 3.10 Chuyển vị khung, vỏ chi tiết 63 Hình 3.11 Mơ hình tính ổn định cho xe nâng TH1 65 Hình 3.12 Mơ hình tính ổn định cho xe nâng TH2 74 vii DANH MỤC BẢNG VÀ BIỂU ĐỒ Bảng 3.1 Bảng thơng số kỹ thuật xe nâng tính tốn: 58 Bảng 3.2.Tính cho độ cao nâng hàng tối đa: mét 68 Bảng 3.3 Tính cho độ cao nâng hàng tối đa: 2,5 mét 69 Bảng 3.4 Tính cho độ cao nâng hàng tối đa: mét 70 Bảng 3.5 Tính cho độ cao nâng hàng tối đa: mét 71 Bảng 3.6 Tính cho TH2: độ cao nâng hàng 300mm 76 Biểu đồ 3.1.Thể thay đổi hệ số Kod theo góc nghiêng β1 (H=3000mm) 69 Biểu đồ 3.2 Thể thay đổi hệ số Kod theo góc nghiêng β1 (H=2500mm) 70 Biểu đồ 3.3 Thể thay đổi hệ số Kod theo góc nghiêng β1 (H=2000mm) 71 Biểu đồ 3.4 Thể thay đổi hệ số Kod theo góc nghiêng β1 (H=1000mm) 72 Biểu đồ 3.5 Thể thay đổi hệ số Kod theo góc nghiêng β1 (H=300mm) 76 viii LỜI MỞ ĐẦU Ở nước phát triển phát triển giới, vấn đề tăng trưởng kinh tế bền vững với giảm ô nhiễm môi trường quan tâm hàng đầu Theo thống kê, khí thải khói nhà máy phát sinh từ sở sản xuất xi măng, nhiệt điện, hóa chất, phân bón, dầu mỏ tất nước phát triển nói chung hay Việt Nam nói riêng chiếm lượng lớn Ngồi ra, cịn phải kể đến ngành giao thơng vận tải với tăng trưởng không ngừng Việc hoạt động 24/24 vận tải người hàng hóa phương tiện máy bay, tàu hỏa, đặc biệt ô tô phương tiện nhà máy, khu cơng nghiệp cẩu, xe móc, xe nâng hàng với cường dộ làm việc ca ngày phát sinh lượng phần khí thải khơng nhỏ Vì vậy, chạy đua tìm nguồn lượng cho phương tiện vận tải nói chung tơ nói riêng để tăng cao chất lượng khí thải, giảm ô nhiễm môi trường trọng Vấn đề đặt ra, để giảm nhiễm mơi trường, nâng cao chất lượng khí thải tiến tới giảm lượng khí thải Các biện pháp áp dụng quy mô lớn cải tiến động đốt truyền thống kết cấu nhiên liệu để đạt hiệu suất cao nâng cao chất lượng khí thải; sử dụng lượng từ nguồn nhiên liệu mới… Động đốt động nhiệt, việc đốt cháy nhiên liệu biến đổi nhiệt thành tiến hành xy lanh động Hiệu suất động theo thống kê cao từ 20-45% Về mặt thay đổi cải tiến kết cấu chế độ làm việc động đốt trong, qua nghiên cứu khơng thay đổi nhiều hiệu suất Về mặt nhiên liệu cho động nhiệt, chất lượng loại nhiên liệu lỏng truyền thống nâng cao, loại nhiên liệu khí (Liquefied Petroleum Gas, khí thiên nhiên) áp dụng rộng rãi ô tô phương tiện vận tải, loại nhiên liệu sinh học (như ethanol, colza) có lợi so sánh thấp mặt mơi Sơ đồ hình vẽ sau: O O' GH ß O2 O'2 ?1 ? h2 h G2 O1 h1 G1 h C a2 l a'2 a1 l' Hình 3.11 Mơ hình tính ổn định cho xe nâng TH1 Hệ số ổn định K od tính sau: = k od G1 * a1 − G * a '2 ≥ 1,1 G H * l' Trong tính tốn dùng ký hiệu sau: + G1 = 2185kg -Khối lượng sở xe nâng hàng thiết bị nâng + G2 = 465kg - Khối lượng thiết bị nâng (khung động, khung tĩnh, bàn trượt) + GH = 1000kg - Khối lượng nâng hàng định mức + a1 = 730mm - Khoảng cách từ trục cầu trước(cạnh lật) đến trọng tâm O1 xe + h1 = 700mm - Khoảng cách từ trọng tâm xe O1 đến mặt (thẳng) 65 + a2 = 375mm -Khoảng cách từ cầu trước đến trọng tâm O2 khung nâng (ngang) + h2 = 1600mm -Khoảng cách từ trọng tâm O2 khung nâng đến mặt (thẳng) + h =H + 500 =3000 + 500 =3500 mm - Khoảng cách từ trọng tâm hàng O đến mặt + hc = 275mm -Khoảng cách từ tâm xoay C đến mặt (thẳng) + H = 3000mm - Chiều cao nâng hàng tối đa + l = 700mm - Khoảng cách từ trục cầu trước đến trọng tâm hàng O (ngang) +α (độ) - Góc nghiêng theo phương ngang mặt đường + a '2 -Khoảng cách từ trục cầu trước đến trọng tâm khung nâng khung nâng nghiêng: a’2 = ac+O’2C*cos(γ1-β) Trong O’2C = O2C = (a − a c ) + (h − h c ) = (375 − 0) + (2015 − 275) = 1780 mm Với - ac khoảng cách từ trục cầu trước đến tâm xoay C Tâm quay C gắn trục cầu trước nên ta có: ac = 0mm - γ (°) -Góc đường nối từ trọng tâm khung nâng đến tâm xoay phương ngang γ1= Arctg h2 − hc 2015 − 275 =Arctg =77,84 (độ) a2 − ac 375 − 66 - β (độ) :Góc nghiêng hệ thống β= β1 + β - β1 (độ) :Góc nghiêng ngồi xylanh nghiêng điều chỉnh - β (độ) :Góc nghiêng biến dạng kết cấu lốp bị lún xuống Theo giả thuyết trường hợp tính ổn định ta có: góc nghiêng xylanh điều chỉnh nghiêng ngồi góc tối đa theo thiết kế β1 =6 (độ) góc nghiêng biến dạng kết cấu, lốp lún xống β =2 (độ) Như : β= β1 + β =8 (độ) Từ đó, suy a’2 = ac+O’2C*cos(γ1-β)=0+1780*cos(77,84-8)= 613,5 mm + l - Khoảng cách từ trục cầu trước đến trọng tâm O củahàng nâng điều chỉnh ' ' xylanh cho hệ thống nâng nghiêng phía trước góc β l ' = ac + O’C*cos (γ - β) Trong O'C = OC = - (l − a c ) + (h − h c ) = (700 − 0) + (3500 − 275) =3300 mm γ (°) - Góc đường nối từ trọng tâm O hàng đến tâm xoay phương ngang γ = Arctg h − hc 3500 − 275 == Arctg =77.75 (độ) l − ac 700 − Từ đó, suy l ' = ac + O’C*cos (γ - β)=0+3300*cos(77.75-8)=1142 mm Với giá trị tính tốn ta thay vào cơng thức tính hệ số ổn định xe nâng nêu trên: 67 K = od G1 * a1 − G * a '2 2185* 730 − 465* 613,5 = = 1.15 ≥ 1.1 G H * l' 1000 *1142 Giá trị hệ số ổn định K od tính đạt yêu cầu, đảm bảo cho xe nâng ổn định điều kiện chịu tải nặng Dưới giá trị tính tốn ốn định xe nâng trường hợp xe làm việc mặt sàn ngang tức góc nghiêng α=0(độ) vị trí có độ cao khác mét, 2,5 mét, mét, mét; đồng thời xylanh nghiêng điều chỉnh vị trí từ nghiêng ngồi góc tối đa độ đến quay vào phía 12 độ Với quy ước giá trị góc β1 dương (+) xylanh nghiêng điều chỉnh cho khung nâng nghiêng phía ngồi β1 âm (-) khi xylanh nghiêng điều chỉnh cho khung nâng nghiêng phía Bảng 3.2.Tính cho độ cao nâng hàng tối đa: mét G1 (kg) G2 (kg) GH (kg) a1 (mm) h1 (mm) a2 (mm) h2 (mm) hc (mm) H (mm) l (mm) ac (mm) h (mm) 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 3000 700 3500 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 3000 700 3500 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 3000 700 3500 O2C (mm) β1 (°) β2 (°) γ1 (°) a'2 (mm) OC (mm) γ (°) l' (mm) 1780 -12 77,84 67,16 3300 77,75 129,4 1780 -10 77,8 129 3300 77,8 244 1780 -8 77,8 191 3300 77,8 359 Kod 12,09 6,28 4,19 Thông số đầu vào 2185 2185 2185 2185 465 465 465 465 1000 1000 1000 1000 730 730 730 730 700 700 700 700 375 375 375 375 2015 2015 2015 2015 275 275 275 275 3000 3000 3000 3000 700 700 700 700 0 0 3500 3500 3500 3500 Các giá trị tính tốn 1780 1780 1780 1780 -6 -4 -2 2 2 77,84 77,8 77,8 77,8 252,7 314 375 435 3300 3300 3300 3300 77,75 77,8 77,8 77,8 473,3 587 700 812 Kết hệ số ổn định 3,12 2,47 2,03 1,71 68 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 3000 700 3500 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 3000 700 3500 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 3000 700 3500 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 3000 700 3500 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 3000 700 3500 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 3000 700 3500 1780 77,8 466 3300 77,8 868 1780 2 77,8 495 3300 77,8 923 1780 77,8 525 3300 77,8 978 1780 77,8 555 3300 77,8 1033 1780 77,8 584 3300 77,8 1088 1780 77,8 614 3300 77,8 1142 1,59 1,48 1,38 1,29 1,22 1,15 Biểu đồ 3.1.Thể thay đổi hệ số Kod theo góc nghiêng β1 (H=3000mm) Biểu đồ Kod với H=3000mm 15 12.1 10 6.3 4.2 3.1 2.5 -6 -4 -5 -10 -12 -8 -10 2.0 -2 1.7 1.6 1.5 1.4 10 1.3 1.2 1.1 11 12 13 -15 Góc nghiêng Kod Bảng 3.3 Tính cho độ cao nâng hàng tối đa: 2,5 mét G1 (kg) G2 (kg) GH (kg) a1 (mm) h1 (mm) a2 (mm) h2 (mm) hc (mm) H (mm) l (mm) ac (mm) h (mm) 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 2500 700 3000 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 2500 700 3000 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 2500 700 3000 O2C (mm) β1 (°) β2 (°) γ1 (°) a'2 (mm) OC (mm) γ (°) l' (mm) 1780 -12 77,84 67,16 2813 75,59 216,2 1780 -10 77,84 129,2 2813 75,59 313,9 1780 -8 77,84 191,1 2813 75,59 411,3 Kod 7,23 4,89 3,66 Thông số đầu vào 2185 2185 2185 2185 2185 465 465 465 465 465 1000 1000 1000 1000 1000 730 730 730 730 730 700 700 700 700 700 375 375 375 375 375 2015 2015 2015 2015 2015 275 275 275 275 275 2500 2500 2500 2500 2500 700 700 700 700 700 0 0 3000 3000 3000 3000 3000 Các giá trị tính toán 1780 1780 1780 1780 1780 -6 -4 -2 2 2 77,8 77,8 77,84 77,84 77,8 253 314 375 435,5 466 2813 2813 2813 2813 2813 75,6 75,6 75,59 75,59 75,6 508 604 700 794,7 842 Kết hệ số ổn định 2,91 2,4 2,03 1,75 1,64 69 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 2500 700 3000 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 2500 700 3000 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 2500 700 3000 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 2500 700 3000 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 2500 700 3000 1780 2 77,84 495,5 2813 75,59 888,4 1780 77,8 525 2813 75,6 935 1780 77,84 554,8 2813 75,59 981 1780 77,8 584 2813 75,6 1027 1780 77,84 613,5 2813 75,59 1072 1,54 1,44 1,36 1,29 1,22 Biểu đồ 3.2 Thể thay đổi hệ số Kod theo góc nghiêng β1 (H=2500mm) Biểu đồ Kod với H=2500mm 10 7.2 4.9 3.7 2.9 2.4 -8 -6 -4 -5 -10 -12 -10 2.0 -2 1.8 1.6 1.5 1.4 10 1.4 1.3 1.2 11 12 13 -15 Góc nghiêng Kod Bảng 3.4 Tính cho độ cao nâng hàng tối đa: mét G1 (kg) G2 (kg) GH (kg) a1 (mm) h1 (mm) a2 (mm) h2 (mm) hc (mm) H (mm) l (mm) ac (mm) h (mm) 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 2000 700 2500 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 2000 700 2500 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 2000 700 2500 O2C (mm) β1 (°) β2 (°) γ1 (°) a'2 (mm) OC (mm) γ (°) l' (mm) 1780 -12 77,84 67,16 2333 72,54 303 1780 -10 77,84 129,2 2333 72,54 383,5 1780 -8 77,8 191 2333 72,5 464 Kod 5,16 3,25 Thông số đầu vào 2185 2185 2185 2185 465 465 465 465 1000 1000 1000 1000 730 730 730 730 700 700 700 700 375 375 375 375 2015 2015 2015 2015 275 275 275 275 2000 2000 2000 2000 700 700 700 700 0 0 2500 2500 2500 2500 Các giá trị tính toán 1780 1780 1780 1780 -6 -4 -2 2 2 77,84 77,8 77,8 77,8 252,7 314 375 435 2333 2333 2333 2333 72,54 72,5 72,5 72,5 543,1 622 700 777 Kết hệ số ổn định 2,72 2,33 2,03 1,79 70 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 2000 700 2500 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 2000 700 2500 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 2000 700 2500 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 2000 700 2500 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 2000 700 2500 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 2000 700 2500 1780 77,8 466 2333 72,5 815 1780 2 77,8 495 2333 72,5 854 1780 77,8 525 2333 72,5 891 1780 77,8 555 2333 72,5 929 1780 77,8 584 2333 72,5 966 1780 77,8 614 2333 72,5 1003 1,69 1,6 1,52 1,44 1,37 1,31 Biểu đồ 3.3 Thể thay đổi hệ số Kod theo góc nghiêng β1 (H=2000mm) Biểu đồ Kod với H=2000mm 10 5.2 4.0 3.2 2.7 -6 -5 -10 -12 -10 -8 2.3 -4 2.0 -2 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 10 11 1.4 1.3 12 13 -15 Góc nghiêng Kod Bảng 3.5 Tính cho độ cao nâng hàng tối đa: mét G1 (kg) G2 (kg) GH (kg) a1 (mm) h1 (mm) a2 (mm) h2 (mm) hc (mm) H (mm) l (mm) ac (mm) h (mm) 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 1000 700 1500 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 1000 700 1500 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 1000 700 1500 O2C (mm) β1 (°) β2 (°) γ1 (°) a'2 (mm) OC (mm) γ (°) l' (mm) 1780 -12 77,84 67,16 1411 60,26 476,6 1780 -10 77,84 129,2 1411 60,26 522,7 1780 -8 77,84 191,1 1411 60,26 568,1 3,28 2,94 2,65 Kod Thông số đầu vào 2185 2185 2185 2185 2185 465 465 465 465 465 1000 1000 1000 1000 1000 730 730 730 730 730 700 700 700 700 700 375 375 375 375 375 2015 2015 2015 2015 2015 275 275 275 275 275 1000 1000 1000 1000 1000 700 700 700 700 700 0 0 1500 1500 1500 1500 1500 Các giá trị tính tốn 1780 1780 1780 1780 1780 -6 -4 -2 2 2 77,8 77,8 77,84 77,84 77,8 253 314 375 435,5 466 1411 1411 1411 1411 1411 60,3 60,3 60,26 60,26 60,3 613 657 700 742,3 763 Kết hệ số ổn định 2,41 2,21 2,03 1,88 1,81 71 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 1000 700 1500 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 1000 700 1500 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 1000 700 1500 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 1000 700 1500 2185 465 1000 730 700 375 2015 275 1000 700 1500 1780 2 77,84 495,5 1411 60,26 783,7 1780 77,8 525 1411 60,3 804 1780 77,84 554,8 1411 60,26 824,2 1780 77,8 584 1411 60,3 844 1780 77,84 613,5 1411 60,26 863,7 1,74 1,68 1,62 1,57 1,52 Biểu đồ 3.4 Thể thay đổi hệ số Kod theo góc nghiêng β1 (H=1000mm) Biểu đồ Kod với H=1000mm -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 3.3 2.9 2.7 2.4 2.2 2.0 -6 -4 -2 6 1.9 1.8 1.7 1.7 1.6 1.6 1.5 10 11 12 13 -8 -10 -12 Góc nghiêng Kod 3.2.2.2.Trường hợp Tính tốn ổn định xe nâng trường hợp hàng nâng vượt mức 10% tức QH ' = 1,1QH Xe tiến hành nâng hàng lên cách mặt khoảng H=300mm, khung nâng điều chỉnh tối đa sau góc β1 =12(độ) Đồng thời, xe nâng chạy hãm phanh với gia tốc lớn j=1,5 m / s Trong trình tính tốn dùng ký hiệu: O, O2 : Tọa độ trọng tâm hàng nâng thiết bị nâng nâng vật độ cao 300mm thiết bị nâng vị trí thẳng đứng O1 : Tọa độ trọng tâm xe nâng khơng tính đến thiết bị nâng O '' , O2 '' : Tọa độ trọng tâm hàng nâng thiết bị nâng nâng độ cao 300mm, thiết bị nâng nghiêng sau góc β= β1 − β β1 : Góc nghiêng phía sau thiết bị nâng điều chỉnh xylanh nghiêng β1 =12 (độ) 72 β : Góc nghiêng phía trước phần tử đàn hồi, lốp xệ xuống β =2 (độ) Các ký hiệu tính tốn dùng trường hợp Sơ đồ hình vẽ 4.12 Các khoảng cách tính sau: a”2 = ac + O”2C*cos (γ2 + β) O”2C = O2C = γ2 = Arctg (a − a c ) + (h − h c ) h2 − hc a2 − ac Khi nâng hàng độ cao 300mm tọa độ trọng tâm thiết bị nâng so với h2 = 1400mm =>γ2 = Arctg O"2C = 1400 − 275 = 71,560 375 − (375 − 0) + (1400 − 275)= 1185,85mm Gócβ = β1 - β2 = 120 - 20 = 100 a”2 = + 1185,85 * Cos (71,56 + 10) = 174mm h: Tọa độ trọng tâm hàng nâng hàng độ cao 300mm, h = 575mm O"C = OC = (l − a c ) + (h − h c ) = (700 − 0) + (575 − 275) = 761,6mm 1” = ac + O” C* Cos (γ + β) Vớiγ = Arctg h − hc 575 − 275 = Arctg = 23,20 l − ac 700 − => 1” = 0+ 761,6 * Cos(23,2 + 10) = 637,27mm 73 h”2 = hc + O2” Csin (γ2 + β) =275 + 1185,85 *Cos (71,56+10) = 1448mm h’’ = hc + O”C*Cos (γ2 + β) = 275 + 761,6 *Cos (23,2 + 10) = 1267mm Hệ số ổn định trường hợp tính sau: k od = G1 * a1 − G * a "2 − F * h"− F1 * h1 − F2 * h "2 1,1* Q * l" Hình 3.12 Mơ hình tính ổn định cho xe nâng TH2 Với FH , F1 , F2 : lực quán tính hàng nâng, xe nâng khơng tính đến thiết bị nâng thiết bị nâng Fi = a *M g M = GH , G1 G2: Trọng lượng hàng nâng, xe nâng khơng có thiết bị nâng thiết bị nâng 74 a: Gia tốc phanh, lấy a = 1,5m/s2 g: Gia tốc trọng trường, lấy g = 9,8m/s2 ⇒= F G H * a 1100 *1,5 = = 168,37 N g 9,8 = F1 G1 * a 2185 *1,5 = = 327,8 N g 9,8 = F2 G2 * a 465*1,5 = = 71,7 N 9,8 g Vậy, ta có kết sau K od 2185* 730 − 465*174 − 168,37 *1267 − 700 *327,6 − 1267 * 71,7 = 1,38 1,1*1000 * 637,27 Theo điều kiện ổn định K od >1,1 Từ kết ta kết luận trường hợp xe nâng hoạt động ổn định an tồn Dựa cơng thức tính áp dụng tính tốn trên, tiếp tục mở rộng toán ổn định lật xe nâng trường hợp xylanh nghiêng xe nâng điều chỉnh theo ý kiến chủ quan người vận hành xe, thay đổi góc nghiêng khung nâng từ 12 độ ngả vào đến độ ngả phía ngồi.Với quy ước giá trị góc β1 âm (-) xylanh nghiêng điều chỉnh cho khung nâng nghiêng phía ngồi β1 dương (+) khi xylanh nghiêng điều chỉnh cho khung nâng nghiêng phía Ta có bảng tính kết hệ số K od bảng tính Theo kết nhận được, thấy người điều khiển xe điều chỉnh xylanh nghiêng đến vị trí trụ nâng thẳng đứng hệ số K od = 1,08< 1,1 tiếp tục giảm trụ nâng ngả phía ngồi Như xe dần độ ổn 75 địnhtrong trường hợp Dựa vào đó, đưa khuyến cáo điều chỉnh cho khung nghiêng vào phía để đảm bảo việc vận hành xe an tồn Bảng 3.6 Tính cho TH2: độ cao nâng hàng 300mm G1 (kg) G2 (kg) GH (kg) a1 (mm) h1 (mm) a2 (mm) h2 (mm) hc (mm) l (mm) ac (mm) α (°) h' j (m/s2) Qđm (kg) β1 (°) β2 (°) O''C (mm) γ (°) h (mm) γ2 (°) O''2C a''2 FH(kg) F1 (kg) F2 (kg) h'' h''2 l'' Kod 2185 465 1000 730 700 375 1400 275 700 -3 500 1,5 2185 465 1000 730 700 375 1400 275 700 -2,5 500 1,5 2185 465 1000 730 700 375 1400 275 700 -2 500 1,5 2185 465 1000 730 700 375 1400 275 700 -1,5 500 1,5 1100 12 761,58 23,20 575,00 71,57 1185,85 173,95 168,37 327,75 71,17 1267,30 1448,03 637,27 1100 10 761,58 23,20 575,00 71,57 1185,85 214,78 168,37 327,75 71,17 1289,35 1441,24 651,44 1100 761,58 23,20 575,00 71,57 1185,85 255,35 168,37 327,75 71,17 1310,17 1433,04 664,81 1100 761,58 23,20 575,00 71,57 1185,85 295,61 168,37 327,75 71,17 1329,73 1423,42 677,37 1,38 1,32 1,26 1,21 Thông số đầu vào 2185 2185 2185 2185 465 465 465 465 1000 1000 1000 1000 730 730 730 730 700 700 700 700 375 375 375 375 1400 1400 1400 1400 275 275 275 275 700 700 700 700 0 0 -1 -0,5 0,5 500 500 500 500 1,5 1,5 1,5 1,5 Các giá trị tính tốn 1100 1100 1100 1100 -1 2 2 761,58 761,58 761,58 761,58 23,20 23,20 23,20 23,20 575,00 575,00 575,00 575,00 71,57 71,57 71,57 71,57 1185,85 1185,85 1185,85 1185,85 335,51 375,00 414,03 433,36 168,37 168,37 168,37 168,37 327,75 327,75 327,75 327,75 71,17 71,17 71,17 71,17 1348,01 1364,97 1380,61 1387,93 1412,40 1400,00 1386,23 1378,83 689,10 700,00 710,04 714,74 Kết hệ số ổn định 1,06 1,16 1,12 1,08 2185 465 1000 730 700 375 1400 275 700 500 1,5 2185 465 1000 730 700 375 1400 275 700 1,5 500 1,5 2185 465 1000 730 700 375 1400 275 700 500 1,5 2185 465 1000 730 700 375 1400 275 700 2,5 500 1,5 2185 465 1000 730 700 375 1400 275 700 500 1,5 1100 -2 761,58 23,20 575,00 71,57 1185,85 452,56 168,37 327,75 71,17 1394,90 1371,10 719,22 1100 -3 761,58 23,20 575,00 71,57 1185,85 471,62 168,37 327,75 71,17 1401,54 1363,04 723,48 1100 -4 761,58 23,20 575,00 71,57 1185,85 490,54 168,37 327,75 71,17 1407,83 1354,64 727,52 1100 -5 761,58 23,20 575,00 71,57 1185,85 509,31 168,37 327,75 71,17 1413,78 1345,91 731,34 1100 -6 761,58 23,20 575,00 71,57 1185,85 527,92 168,37 327,75 71,17 1419,38 1336,86 734,94 1,04 1,02 1,00 0,99 0,97 Biểu đồ 3.5 Thể thay đổi hệ số Kod theo góc nghiêng β1 (H=300mm) Biểu đồ Kod với H=300mm 15 10 12 1.38 10 1.32 1.26 1.21 1.16 1.12 1.08 -5 1.06 -1 -10 Góc nghiêng 76 Kod 1.04 -2 1.02 -3 1.00 0.99 0.97 -4 -5 -6 KẾT LUẬN Nhờ vào kiến thức đã tích lũy từ giảng, tài liệu tham khảo định hướng, góp ý tận tình giảng viên môn, đặc biệt TS Trần Thanh Tùng mà luận văn tốt nghiệp em đến hoàn thành tiến độ Phần thuyết minh bao gồm nội dung hiểu biết xe nâng nói chung xe nâng điện nói riêng, thiết bị quan trọng hỗ trợ người việc vận chuyển hàng hóa; đồng thời nghiên cứu tính tốn, kiểm độ bền khung gầm kiểm nghiệm độ ổn định điều kiện vận hành làm việc xe nâng - Tính thực tế đề tài: Luận văn phân tích tìm hiểu Quy chuẩn, Tiêu chuẩn, Nghị định ban hành Bộ GTVT để áp dụng tính tốn kiểm nghiệm cho mơ hình xe nâng điện cỡ nhỏ Việc thiết kế kỹ thuật ô tô cần đảm bảo: Theo tiêu chuẩn quy chuẩn văn pháp luật thông tư hành Bộ Giao thơng vận tải Học viên xây dựng mơ hình khung xe nâng điện dựa tham khảo mẫu xe thực tế lưu hành thị trường - Tính khoa học đề tài: học viên nghiên cứu phần mềm sử dụng, áp dụng để tính tốn kiểm nghiệm mơ hình xe nâng điện theo tiêu chuẩn hành - Tính đề tài: Học viên xây dựng mơ hình 3D khung xe nâng điện cỡ nhỏ, áp dụng phần mềm mơ 3D để giải phân tích tốn kiểm bền Kết đưa có độ xác hợp lý đưa thêm giả thiết không gian vào để mô Kết chung: đánh giá khung gầm xe nâng đảm bảo đủ bền chịu loại tải trọng thỏa mãn tiêu chuẩn bền Một số hạn chế luận văn: Ngoài kết kết đạt luận văn số hạn chế như: • Các tốn cịn chứa nhiều giả thiết tương đối 77 • Việc kiểm bền khung kiểm chứng cho trường hợp tải tĩnh chưa kiểm nghiệm cho trường hợp khung chịu tải động phải xử lý cách lấy hệ số tải động cho khung • Việc tính ổn định cho xe nâng, vào số trường hợp cụ thể xe nâng, chưa thể đánh giá hết trường hợp, điều kiện làm việc thực tế xe nâng • Hướng nghiên cứu tiếp theo: +Mô đầy đủ trường hợp kết hợp với việc đo đạc thực tế để kiểm chứng, tối ưu hóa kết cấu khung khung thừa bền nhiều gia cố, thay đổi kết cấu khung không đủ bền + Nghiên cứu đưa thêm đa dạng trường hợp làm việc thực tế xe nâng 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO Thông tư số 06/VBHN-BGTVT; 30/2011/TT – BGTVT; 35/2013/TT – BGTVT; 54/2014/TT – BGTVT Bộ Giao thông vận tải.Thông tư số 51/2015/TT-BLĐTBXH Thơng tư số 51/2015/TT-BLĐTBXH;quy trình kiểm định QTKĐ: 212014/BLĐTBXH: Quy trình kiểm định kỹ thuật an tồn xe nâng hàng Bộ Lao động thương binh xã hội Nguyễn Hữu Cẩn, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Dư Quốc Thịnh, Lý thuyết ô tô máy kéo Nhà xuất Đại học THCN Hà Nội 1978 PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan Bài giảng thiết kế tính tốn tơ PGS.TS Lưu Văn Tuấn Bài giảng Lý thuyết ô tô Nguyễn Khắc Trai, Nguyễn Trọng Hoan, Hồ Hữu Hải, Phạm Huy Hường, Nguyễn Văn Chưởng, Trịnh Minh Hoàng, Kết Cấu Ơ Tơ Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội Thái Thế Hùng Sức bền vật liệu Nhà xuất khoa học kỹ thuật Võ Văn Hường, Nguyễn Tiến Dũng, Dương Ngọc Khánh, Đàm Hoàng Phúc: Động lực học ô tô Nhà xuất Giáo dục Việt Nam, 2014 Nguyễn Văn Khang, Động lực học hệ nhiều vật, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2007 10 Nguyễn Hữu Quảng, Máy nâng tự hành, Nhà xuất Đại học Giao thông vận tải, TP Hồ Chí Minh, 2011 79 ... tài ? ?Nghiên cứu thiết kế tính tốn kiểm bền khung gầm đánh giá ổn định lật xe nâng điện cỡ nhỏ? ?? đề tài nhằm mục đích khảo sát kết thiết kế kết cấu đối tượng xe nâng hoạt động hoàn toàn lượng điện; ... 47 CHƯƠNG TÍNH TỐN, KIỂM NGHIỆM BỀN KHUNG GẦM, ỔN ĐỊNH LẬT CHO XE NÂNG ĐIỆN 52 3.1 .Tính tốn, kiểm nghệm bền cho khung gầm xe nâng 52 3.1.1.Kiến thức chung khung gầm 52... với chiều cao mét Các loại xe thường dùng hệ thống giá kệ Xe nâng điện chia làm loại chính: xe nâng điện bánh, xe nâng điện bánh xe nâng điện đứng lái 11 1.3.3.1 .Xe nâng điện bánh Ưu điểm Nhược