Nội dung đề tài gồm Tổng quan Giới thiệu xe cơ sở và cẩu Unic Urv 554 gắn xe Tính toán lắp đặt cẩu lên xe cơ sở Tính toán thiết kế thùng hàng Tính toán kiểm tra các chi tiết và tổng thành của xe Nội dung đề tài gồm Tổng quan Giới thiệu xe cơ sở và cẩu Unic Urv 554 gắn xe Tính toán lắp đặt cẩu lên xe cơ sở Tính toán thiết kế thùng hàng Tính toán kiểm tra các chi tiết và tổng thành của xe luận văn tốt nghiệp thạc sĩ
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG THIẾT KẾ LẮP ĐẶT CẦN CẨU UNIC URV 554 LÊN XE CƠ SỞ Ô TÔ TẢI THACO AUMAN C34 Sinh viên thực hiện: NGUYỄN ĐẮC HOÀNG NHÂN Đà Nẵng – Năm 2019 Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tô tải Thaco Auman C34 MỞ ĐẦU Ngày nay, ô tô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng cho hành khách hàng hoá ngành kinh tế nước nhà, đồng thời trở thành phương tiện, công cụ giúp người nâng hạ vật cồng kềnh địa hình mà người khó thực Ở nước ta, số lượng ô tô đặc biệt ô tô tải gắn cẩu gia tăng số lượng Trong đó, Chassis xe tô tải THACO AUMAN C34 Thaco Trường Hải lắp ráp phổ biến nước ta Nay lắp đặt lên chassis xe thùng hàng gắn thêm cần cẩu nhãn hiệu UNIC URV554 lên phía sau cabin nhằm mục đích thuận lợi cho việc xếp dỡ hàng hóa, phục vụ nhu cầu công việc Trong đề tài em tập trung vào vấn đề lắp đặt, chọn kích thước chi tiết theo quy chuẩn, kiểm tra bền sau lắp đặt gắn cẩu thùng hàng để đảm bảo tính an tồn vận hành lưu thông đường Em hy vọng đề tài tài liệu chung để giúp người có nhu cầu sử dụng xe tải cẩu phần hiểu quy trình lắp đặt, tự tìm hiểu kết cấu, ngun lý làm việc, bước tính tốn, lưu ý vận hành đảm bảo an toàn loại ô tô tải gắn cẩu SVTH: Nguyễn Đắc Hồng Nhân GVHD: TS Nguyễn Văn Đơng Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tô tải Thaco Auman C34 Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Mục đích, ý nghĩa đề tài Để giải phần sức lao động cho người công nhân, tăng hiệu làm việc giúp người đảm bảo an toàn tuyệt đối, thu ngắn thời gian làm việc tăng hiệu công việc làm việc Do cần thiết kế loại xe tải gắn cẩu có kết cấu đơn giản, dễ sử dụng, an toàn,đáp ứng nhu cầu làm việc nước Ngày nay, kinh tế nước ta thời kỳ phát triển, nhu cầu sử dụng phương tiện giao thông vận tải để vận chuyển hàng hoá hoạt động địa bàn đa dạng phong phú Vì phương tiện sử dụng cần có tính động hiệu sử dụng cao Trong thực tế, muốn vận chuyển hàng hoá từ nơi đến nơi khác mà sử dụng ơtơ vận tải thiết phải có cơng đoạn đưa hàng hố lên đưa xuống ơtơ Đối với loại hàng hố có khối lượng tương đối nhỏ, người ta sử dụng sức lao động trực tiếp cơng nhân, cịn loại hàng hố có khối lượng lớn cần phải sử dụng phương tiện nâng chuyển như: máy nâng chuyển, máy cẩu, Khi muốn vận chuyển hàng hoá từ nơi đó, hàng hố có khối lượng không lớn mà người ta sử dụng máy cẩu tơ vận tải hiệu tính động khơng cao Để hạn chế nhược điểm này, người sử dụng có phương án lắp thêm cẩu lên số ôtô tải phía sau buồng lái phía trước thùng hàng ô tô Nhìn chung, việc sử dụng ô tô tải có cẩu tương đối thuận lợi đáp ứng phần nhu cầu người sử dụng, tính động, hiệu sử dụng cao, đặc biệt vận chuyển hàng hố vùng xa xơi Ngồi ra, ô tô tải có cẩu sử dụng ô tô cẩu thông thường dùng để cẩu hàng hoá hay di dời hàng hoá từ nơi sang nơi Đề tài cịn sử dụng làm tư liệu để tính tốn lắp đặt số loại cẩu lên số loại ôtô hay dùng để tìm hiểu kết cấu, ngun lý làm việc để bảo dưỡng kỹ thuật, chẩn đoán trạng thái hư hỏng ơtơ tải có cẩu để tiến hành sửa chữa trình sử dụng loại ôtô đạt hiệu cao SVTH: Nguyễn Đắc Hồng Nhân GVHD: TS Nguyễn Văn Đơng Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tô tải Thaco Auman C34 1.2 Tổng quan xe tải cẩu 1.2.1 Giới thiệu xe tải cẩu Xe tải cẩu xe chuyên dụng cho việc nâng chở vật liệu, hàng hóa nặng cho cơng trình Bởi đặc thù nên xe tải gắn cẩu thường xe có trọng lượng lớn chắn Trên thị trường Việt Nam giới, có nhiều loại xe tải cẩu thuộc hãng khác Các loại xe tải cẩu đa phần hoạt động dựa vào hệ thống nâng hạ nhờ xylanh thủy lực 1.2.2 Công dụng Tác dụng xe cẩu tự hành sử dụng thay phương tiện truyền thống sức người việc bốc dỡ vận chuyển hàng hóa an tồn hiệu Xe tải có gắn sẵn cẩu tự hành có tính động cao di chuyển linh động đến địa điểm khác nhau, tiết kiệm thời gian chi phí cho người dùng Động mạnh mẽ, vận hành an tồn thích hợp vận chuyển đường dài điều kiện thời tiết khó khăn đảm bảo an tồn cho người điều khiển hàng hóa Xe cẩu tự hành có nhiều loại trọng tải khác cho người dùng lựa chọn, để phục vụ công việc vận chuyển hàng hóa trọng tải lớn nguyên vật liệu, máy móc cần thiết cho nhà máy cơng trường SVTH: Nguyễn Đắc Hồng Nhân GVHD: TS Nguyễn Văn Đông Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tơ tải Thaco Auman C34 Hình 1.1 Tổng thể xe tải cẩu Thaco Auman C34 1.2.3 Yêu cầu Phải thỏa mãn tiêu chuẩn an toàn kỹ thuật xe tải cẩu, thỏa mãn yêu cầu chuyên biệt cơng việc địi hỏi : + Sức nâng + Tầm với + Chiều cao nâng + Tốc độ làm việc: Tốc độ nâng hạ, tốc độ thay đổi tầm với, tốc độ quay cần, tốc độ di chuyển Các phụ tùng sử dụng phù hợp với khả cung ứng thị trường nước ta Đảm bảo cho ơtơ tải có cẩu sau đóng chuyển động ổn định an tồn đường giao thông công cộng, đảm bảo cho ôtô ổn định cẩu làm việc Dễ chế tạo, giá thành thấp Dễ vận hành thao tác, chăm sóc bảo dưỡng SVTH: Nguyễn Đắc Hoàng Nhân GVHD: TS Nguyễn Văn Đông Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tô tải Thaco Auman C34 Chương 2: GIỚI THIỆU XE CƠ SỞ VÀ CẨU UNIC URV 554 GẮN XE 2.1 Giới thiệu tổng thành, tính thơng số kỹ thuật xe Thaco Auman C34 2.1.1 Giới thiệu xe Thaco Auman C34 Trên sở xe tải nặng Thaco Auman C3000A, THACO tiếp tục nghiên cứu, phát triển, đưa thị trường sản phẩm Thaco Auman C34 (xe 10x4) với tải trọng cho phép lên đến 20,5T Thaco Auman C34 trang bị thêm cầu phụ, sử dụng lốp đơn, với cấu nâng hạ cầu khí nén, hệ thống treo sử dụng bầu Good Year (Mỹ) điều khiển điện, ưu việt vận hành điều kiện địa hình phức tạp Việt Nam Để đáp ứng điều kiện vận chuyển đường dài liên tục với tải trọng lớn, Thaco Auman C34 tối ưu hóa hệ thống truyền động, đảm bảo tiêu chí: an toàn cao vận hành ổn định địa hình Hệ thống phanh khí nén tác động dịng kết hợp phanh tay lị xo tích (lốc kê) phanh khí xả với hiệu phanh cao, đảm bảo an toàn đổ đèo Hộp số Fast Gear - Mỹ (cơ cấu 12 số tiến - số lùi) phù hợp để vận hành nhiều địa hình khác Ly hợp điều khiển thủy lực, trợ lực khí nén giúp lái xe vào số nhẹ nhàng, xác Hình 2.2 Xe tải thùng kèo Thaco Auman C34 SVTH: Nguyễn Đắc Hồng Nhân GVHD: TS Nguyễn Văn Đơng Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tô tải Thaco Auman C34 2.1.2 Thơng số kỹ thuật Bảng 2.1 Đặc tính kỹ thuật xe trước lắp đặt Thông số TT Thứ ngun Ơ tơ trước cải tạo 01 Kích thước bao ngồi (DxRxC) mm 12120x2500x3560 02 Kích thước thùng hàng (DxRxC) mm 9700x2380x2150 03 Chiều dài sở mm 8250 04 Vết bánh xe (trước/sau) mm 1954/1860 05 Trọng lượng thân kG 13305 06 Trọng tải kG 20500 07 Trọng lượng toàn kG 34000 08 Số người cho phép chở Người 09 Công thức bánh xe - 10x4 10 Bán kính quay vịng nhỏ m 11,5 11 Động - WP10.340E32 12 Dung tích xylanh cm3 9726 13 Cơng suất/số vịng quay kW/(v/p) 250/2200 14 Cỡ lốp trước/sau Inch 11.00R20/11.00R20 SVTH: Nguyễn Đắc Hoàng Nhân GVHD: TS Nguyễn Văn Đông Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tô tải Thaco Auman C34 2.1.3 Các hệ thống, cấu xe Thaco Auman C34 2.1.3.1 Động xe Auman C34 sử dụng động tập đoàn Weichai - đứng đầu sản xuất phân phối động toàn giới Động Weichai sản phẩm nghiên cứu, kết hợp kỹ thuật công nghệ Áo tạo nên sản phẩm mạnh mẽ 2.1.3.2 Hệ thống lái Hệ thống lái sử dụng cấu lái trục vít - ê cu bi, trợ lực thủy lực Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống lái xe Thaco Auman C34 1- Vô lăng; 2- Van phân phối; 3- Cơ cấu lái; 4- Đòn quay đứng ; 5- Đòn kéo dọc; 6- Đòn quay ngang; 7- Bánh xe dẫn hướng; 8- Đòn kéo ngang; 9-Ống dầu hồi, 10-Bầu lọc dầu; 11- Đường dầu đi; 12- Bơm phiến gạt Hệ thống lái Thaco Auman C34 có phận sau đây: Vành lái, trục lái, cấu lái (hộp số lái), dẫn động lái Cơ cấu lái có chức biến chuyển động quay trục lái thành chuyển động thẳng dẫn đến đòn kéo dẫn hướng Trên xe tải Thaco Auman C34 lắp cấu lái trục vít – ê cu bi 2.1.3.3 Hệ thống treo Xe sử dụng hệ thống treo phụ thuộc, nhíp lá, phía trước có giảm chấn thủy lực Hệ thống nhíp dày kết hợp với hệ thống Balance có khả chịu tải cao, phù hợp với địa hình SVTH: Nguyễn Đắc Hồng Nhân GVHD: TS Nguyễn Văn Đơng Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tô tải Thaco Auman C34 Hệ thống treo cầu phụ sử dụng hình thức treo khí nén sử dụng bầu Good Year, đê điều khiển nâng hạ cầu thứ Cầu phụ loại có tải trọng lên đến 10 nhờ cấu nâng hạ cầu đơn giản, an toàn, dễ sử dụng 2.1.3.4 Hệ thống phanh Hình 2.3 Hệ thống phanh khí nén xe 1- Bàn đạp phanh; 2- Van điều khiển phanh dừng; 3- Áp kế khơng khí; 4- Các bầu phanh trước; 5- Máy nén khí; 6- Bộ lắng lọc tách ẩm; 7- Bình xả; 8- Các bầu phanh sau bầu tích năng, 9- Van cấp nhanh khí nén; 10- Van đóng đường xả động cơ; 11- Tổng van phân phối; 12- Bình chứa khí nén; 13- Bình chứa khí nén cung cấp cho bầu phanh trước; 14- Bình chứa khí nén cung cấp cho bầu phanh sau bầu tích năng; 15- Van bảo vệ bốn ngả; 16- Đường khí nén dùng phụ trợ cho việc khác; 17- Van điện từ; 18Van cấp xả nhanh; 19- Van an toàn; 20- Van xả cặn Trên xe sử dụng hệ thống phanh khí nén đảm bảo an tồn, hiệu có trang bị phanh tay lốc kê Xe có trang bị điều chỉnh lực phanh theo tải trọng đảm bảo lực phanh tăng tính an tồn giảm mịn lốp phanh SVTH: Nguyễn Đắc Hoàng Nhân GVHD: TS Nguyễn Văn Đông Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tô tải Thaco Auman C34 Ngồi xe có trang bị hệ thống phanh khí xả (cup-pơ) giúp vận hành an tồn đoạn đường đèo dốc 2.2 Giới thiệu cẩu Unic URV 554 Hiện thị trường có nhiều loại cẩu như: UNIC, TADANO, MAEDA… Cẩu UNIC có nhiều loại khác URV230, URV260, UR290, URV300, URV340, URV370, URV500… Trong dịng URV500 có hai loại URV553 URV554, loại URV553 URV554 có sức nâng với bán kính giống nhau, khác số lượng cần chiều dài cần Cẩu Unic URV 554 dòng cẩu xuất phát từ Nhật Bản, sản xuất theo tiêu chuẩn dòng V-series, có chiều ngang hai chân cẩu duỗi thẳng 3,8m vừa đủ để giúp cẩu vận hành mức cân cao giúp an toàn cho cẩu, xe người sử dụng Cẩu có ưu điểm độ bền cao, cứng cáp, dễ sử dụng thích hợp với hầu hết dịng xe tải có thị trường Bảng 2.2 Các thơng số kỹ thuật cẩu URV554 TT Thơng số kỹ thuật Kí hiệu Giá trị Đơn vị Chiều dài bao Lcc 3837 mm Chiều rộng bao Bcc 2190 mm Chiều cao bao(tính từ chassis) Hcc 2319 mm Chiều rộng thu chân chống Ac 2470 mm Hành trình chân chống 742 : 1328 mm Chiều cao chân thu, tính từ Hbc mặt bệ chân 497,5 mm Khối lượng 1755 KG Khả xoay cần 360 độ 10 Góc nâng cần cực đại 78 độ 2,5 v/ph m/ph 11 Tốc độ xoay cần quanh trục đứng Htc Gc 12 Tốc độ chuyển động móc kéo (cuốn cáp) 12.4 13 Số đoạn cần 14 Tốc độ duỗi cần (3.6→10.87)/21.5 m/s 15 Chiều cao móc tối đa 12,6 m SVTH: Nguyễn Đắc Hoàng Nhân GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 10 Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tô tải Thaco Auman C34 Tầng (1+2) Bán kính (m) 2,2 2,5 2,9 3,3 3,5 Khốilượng (tấn) 4,05 4,05 4,05 3,35 3,35 MLi 8,91 10,125 11,745 11,055 11,725 Bán kính (m) 4.1 4.5 5,5 5,73 Khốilượng (tấn) 3,05 2.6 2,3 1,9 MLi 12,505 11,7 11,5 11 10,887 Tầng(1+2+3) Bán kính (m) 4,1 4,5 5,5 5,73 Khốilượng (tấn) 3,05 2,6 2,3 1,75 MLi (tấn.m) 12,505 11,7 11,5 11 10 Bán kính (m) 6,5 7,5 8,13 Khốilượng (tấn) 1,75 1,6 1,45 1,35 1,25 MLi (tấn.m) 10,5 10,4 10,15 10,125 10,16 Tầng(1+2+3+4) Bán kính (m) 5,5 5,73 6,5 Khốilượng (tấn) 1,5 1,5 1,35 1,25 1,2 MLi (tấn.m) 8,25 8,59 1,25 8,125 8,4 Bán kính (m) 7,5 8,31 10 10,6 Khốilượng (tấn) 1,1 1 0,9 0,85 MLi (tấn.m) 8,25 8,21 9 9,01 Momen gây lật lớn momen vị trí có độ x = 4,1[m] tải trọng Qc = 3,05 [T] Tại giá trị momen lật là: ML = 12,505.103 [KG.m] Momen trọng lượng thân xe gây nên (mômen đối trọng): M0 = G0 x0 = 11887 3721 = 44232.103 [KG.m] So sánh momen lật cẩu momen đối trọng xe ta thấy: M0 > ML Do trường hợp cẩu hàng theo phương dọc xe đảm bảo ổn định 6.2.4 Tính tốn ổn định ơtơ cẩu hàng theo phương ngang Ổn định ô tô cẩu hàng theo phương ngang nguy hiểm so với cẩu hàng theo phương dọc SVTH: Nguyễn Đắc Hoàng Nhân GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 66 Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tô tải Thaco Auman C34 Khi thao tác cẩu, tùy theo tải trọng cẩu mà vận hành cẩu với độ thích hợp Trước cẩu vận hành phải điều chỉnh độ rộng chân đế cách rút chân chống trượt theo dầm ngang mang chân chống, sau điều khiển chống chân chống xuống mặt đường để nâng xe cho bánh xe trước vừa chớm nhấc lên khỏi mặt đường Do tính đối xứng ơtơ nên cẩu hàng hoá theo phương ngang bên trái hay bên phải ơtơ có đường tâm lật giống đường nối từ tâm chân chống cẩu đến tâm vết tiếp xúc bánh xe Khảo sát momen lật trọng lượng vật nâng gây ta có cơng thức tính sau: ML = xi Qci Trong đó: + ML – Momen lật tải trọng vật nâng; + xi – Khẩu độ vật nâng so với tâm quay cẩu; + Qci – Tải trọng vật nâng; Ta có momen lật ứng với độ tải trọng vật nâng bảng trên, tương ứng với độ 4.1 [m] với tải trọng nâng 3.05 12505 [N.m] ta có giá trị mơ men lật lớn Khi thay đổi khoảng cách chân cẩu, mặt chân đế thay đổi Khi kéo chân cẩu để thay đổi mặt chân đế, phải hãm cố định chốt hãm dầm ngang chân cẩu Có tất vị trí chân cẩu hãm là: – Vị trí I: 1095 [mm] – Vị trí II: 1500 [mm] – Vị trí III: 1900 [mm] Sơ đồ chiếu ô tô cẩu theo phương nguy hiểm ứng với vị trí chân cẩu khác hình vẽ Khi cẩu hàng, xu hướng lật ô tô diễn quanh đường n–n SVTH: Nguyễn Đắc Hoàng Nhân GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 67 Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tơ tải Thaco Auman C34 Hình 6.7 Sơ đồ tính toán ổn định ngang xe Momen ổn định ô tô, trọng lượng thân xe: MOD = GH G0 Trong đó: G0 – Trọng lượng thân xe; G0 = 11887 [KG]; GH – Cánh tay đòn trọng lực G0; GH = DG sin(AC, AD); DG = DC – CG Xét hai tam giác đồng dạng: ADC ≈ BDE ta có: DE DC = BE AC DC = DE.AC DE.AC EC.BE ( DE + EC ) = DE = BE BE AC − BE Trong đó: BE = C2/2 =1860/2 = 930 [mm] EC = L – Lcc = 6675 – 830 – 350 = 5495 [mm] CG = a – Lcc = 2851 – 830 – 350 = 1671 [mm] Tùy thuộc vào AC (vị trí chân cẩu) ta có bảng kết sau đây: Bảng 6.5 Momen ổn định xe ứng với vị trí chân chống SVTH: Nguyễn Đắc Hoàng Nhân GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 68 Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tô tải Thaco Auman C34 Chân AC AC Đơn vị DE DA DG [mm] [mm] [mm] [mm] I 1095 30972 36483 34796 II 1500 8966 14539 III 1900 5268 10929 sin(AC, AD) GH Mođ [mm] N.m 0,03 1044 124100 12790 0,103 1320 156908 9092 0,174 1581 187933 So sánh momen lật gây ổn định MLmax đối trọng Mođ ta thấy cần phải kéo chân chống cẩu mức II mức III cẩu làm việc 6.3 Tính tốn động học tơ tải cẩu Khi tính tốn sức kéo ta cần xây dựng đồ thị sau: Đồ thị cân công suất động ô tô N = f(V); đồ thị cân lực kéo P = f(V); Đồ thị nhân tố động lực học D = f(V); Đồ thị gia tốc J = f(V) … Dựa vào đồ thị mà ta xem xét, đánh giá, so sánh khả năng, chất lượng động lực ô tô, đưa nhận định như: tìm vận tốc lớn tơ đoạn đường, tìm tỉ số truyền hợp lý loại đường, xác định khả tăng tốc, lên dốc, sức cản đường mà xe vượt qua tỉ số truyền với mức tải 6.3.1 Các thơng số tính tốn Bảng 6.6 Các thơng số để tính tốn sức kéo tô STT Thông số Giá trị Đơn vị 32582 9815 22767 KG KG KG Trọng lượng toàn Phân bố lên cầu trước Phân bố lên cầu sau Động Cơng suất cực đại–số vịng quay 250 – 2200 Momen cực đại – số vòng quay 1250 – 1500 Tỷ số truyền hộp số: -Ở tay số thấp: -Ở tay số cao: 12.1; 9.42; 7.32; 5.71; 4.46; 3.48 2.71; 2.21; 1.64; 1.28; 1.0; 0.78 Tỷ số truyền truyền lực 4,44 Cỡ lốp xe 11 x 20 KW–v/p Nm–v/p 6.3.2 Xây dựng đồ thị đặc tính tơ sau lắp đặt 6.3.2.1 Xây dựng đường đặc tính ngồi động sau lắp đặt Theo [1] ta có cơng thức tính cơng suất theo S.R Decman có dạng sau: SVTH: Nguyễn Đắc Hồng Nhân GVHD: TS Nguyễn Văn Đơng 69 Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tô tải Thaco Auman C34 ω ωe ωe e N e = N max a + b − c [Kw] ωN ωN ωN (6.1) Trong đó: Ne [kw], ωe [v/p] Cơng suất hữu ích động tốc độ vòng quay trục khuỷu ứng với thời điểm đồ thị đặc tính ngồi Nmax [kw], ωN [v/p] Cơng suất có ích cực đại động tốc độ vòng quay động ứng với công suất cực đại a, b, c: Các hệ số thực nghiệm, theo S.R Decman chọn theo loại động Theo [1] động diezel kỳ có buồng cháy trực tiếp thì: a = 0,5; b = 1,5; c = Thay hệ số a, b, c vào công thức (6.1) ta được: ωe ω e ωe N e = N max 0,5 + 1,5 − [Kw] ωN ω ω N N (6.2) Vận tốc góc trục khuỷu động ứng với công suất cực đại: ωN = π n N π 1900 = = 198,97 [rad/s] 30 30 Momen xoắn động tính theo cơng thức: Me = 103.N e [N.m] ωe (6.3) Bảng 6.7 Bảng giá trị đặc tính ngồi động ωe 19.90 39.79 59.69 79.59 99.49 119.38 139.28 159.18 179.07 198.97 SVTH: Nguyễn Đắc Hoàng Nhân Ne 16 38 65 94 125 156 186 212 234 250 Me 804.14 954.92 1080.56 1181.08 1256.47 1306.73 1331.86 1331.86 1306.73 1256.47 GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 70 Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tô tải Thaco Auman C34 1400.00 300 1300.00 250 Me (N.m) 1200.00 200 1100.00 150 1000.00 100 900.00 Ne (kW) Đặc tính ngồi động Me Ne 50 800.00 700.00 19.90 39.79 59.69 79.59 99.49 119.38 139.28 159.18 179.07 198.97 ωe (rad/s) Hình 6.8 Đồ thị đặc tính ngồi động 6.3.2.2 Xây dựng đồ thị cân công suất ô tơ Phương trình cân cơng suất động ô tô biểu diển đồ thị Chúng xây dựng theo quan hệ công suất phát động công suất cản trình tơ chuyển động, phụ thuộc vào vận tốc chuyển động ôtô Nghĩa N = f(v) Ta xây dựng đồ thị quan hệ công suất phát động cơ, công suất bánh xe chủ động với cơng suất cản q trình chuyển động phụ thuộc vào vận tốc chuyển động ô tô, nghĩa N = f(v) Trước hết ta xác định quan hệ tốc độ ôtô tốc độ góc trục khuỷu động Ta có: vi = rb ωe i i hi [m/s] (6.4) Trong đó: vi [m/s]: Vận tốc ô tô ứng với tay số i; rb [m]: Bán kính làm việc trung bình bánh xe; i0 = 4,44: Tỷ số truyền truyền lực chính; ihi: Tỷ số truyền tay số thứ i Ta xác định bán kính làm việc trung bình bánh xe (rb): SVTH: Nguyễn Đắc Hồng Nhân GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 71 Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tô tải Thaco Auman C34 rb = b.ro [mm] Theo [1] ta có: (6.5) Trong đó: ro bán kính thiết kế bánh xe, lốp cỡ 11.20 d 20 ro = B + 25, = 11 + 25, = 533, 4[ mm] 2 b hệ số biến dạng lốp, chọn phụ thuộc vào loại lốp Đối với lốp 10.20 loại lốp có áp suất cao nên ta có: b = 0,945 0,95, ta chọn = 0,95 Vậy: rb = 0,95.0,5334 = 0,507 [m] Thay giá trị rb i0 vào công thức (6.4) ta được: vi = rb ωe i i hi = 0,507.ωe [m/s] 4, 44.i hi (6.6) Ta có phương trình biểu thị cân công suất bánh xe chủ động ô tô sau: Nk = Ne – Nt = Nω + Nf ± Ni ± Nj Trong đó: Ne [kw]: công suất động phát ra; Nk [kw]: công suất động phát truyền đến bánh xe chủ động; Nt [kw]: công suất tiêu hao cho hệ thống truyền lực; Nω [kw]: công suất tiêu hao để thắng lực cản khơng khí; Nf [kw]: cơng suất tiêu hao để thắng lực cản lăn; Ni [kw]: công suất tiêu hao để thắng lực cản dốc; Nj [kw]: cơng suất tiêu hao để thắng lực cản qn tính Nk = Ne − N t = Ne ηt Ta có: Trong đó: ηt: Hiệu suất hệ thống truyền lực, theo [1] chọn ηt = 0.89 Thay số vào ta có: Nk = 0,89.Ne (6.7) Ta thay số liệu vào công thức (6.6) (6.7) ta giá trị vận tốc công suất tương ứng với tốc độ động Bảng 1.8 Giá trị vận tốc công suất ứng với tay số SVTH: Nguyễn Đắc Hoàng Nhân GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 72 Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tô tải Thaco Auman C34 ωe (rad/s) 19.90 39.79 59.69 79.59 99.49 119.38 139.28 159.18 179.07 198.97 ωe (rad/s) 19.90 39.79 59.69 79.59 99.49 119.38 139.28 159.18 179.07 198.97 Ne (kW) 16 38 65 94 125 156 186 212 234 250 Ne (kW) 16 38 65 94 125 156 186 212 234 250 Nk (kW) 14.24 33.82 57.85 83.66 111.25 138.84 165.54 188.68 208.26 222.5 Nk (kW) 14.24 33.82 57.85 83.66 111.25 138.84 165.54 188.68 208.26 222.5 v1 (m/s) 0.19 0.38 0.56 0.75 0.94 1.13 1.31 1.50 1.69 1.88 v7 (m/s) 0.84 1.68 2.52 3.35 4.19 5.03 5.87 6.71 7.55 8.38 v2 (m/s) 0.24 0.48 0.72 0.96 1.21 1.45 1.69 1.93 2.17 2.41 v8 (m/s) 1.03 2.06 3.08 4.11 5.14 6.17 7.20 8.22 9.25 10.28 v3 (m/s) 0.31 0.62 0.93 1.24 1.55 1.86 2.17 2.48 2.79 3.10 v9 (m/s) 1.39 2.77 4.16 5.54 6.93 8.31 9.70 11.08 12.47 13.85 v4 (m/s) 0.40 0.80 1.19 1.59 1.99 2.39 2.79 3.18 3.58 3.98 v10 (m/s) 1.78 3.55 5.33 7.10 8.88 10.65 12.43 14.20 15.98 17.75 v5 (m/s) 0.51 1.02 1.53 2.04 2.55 3.06 3.57 4.08 4.58 5.09 v11 (m/s) 2.27 4.54 6.82 9.09 11.36 13.63 15.90 18.18 20.45 22.72 v6 (m/s) 0.65 1.31 1.96 2.61 3.26 3.92 4.57 5.22 5.88 6.53 v12 (m/s) 2.91 5.83 8.74 11.65 14.56 17.48 20.39 23.30 26.22 29.13 Tiếp theo ta tính cơng suất cản q trình chuyển động tơ Ta có cơng suất cản q trình chuyển động ô tô gồm: Nc = Nω + Nf ± Ni ± Nj Đồ thị cân công suất tơ tính trường hợp tơ chuyển động đường nằm ngang, ta có Ni = 0; Nj = Khi cơng suất cản q trình chuyển động tô là: Nc = N ω + N f Trong theo [1] cơng suất tiêu hao lực cản khơng khí (Nω) tính theo cơng thức: K.F.v3 Nω = 1000 [kW] (6.8) Trong đó: K – Hệ số cản khơng khí, phụ thuộc vào dạng tơ, chất lượng bề mặt nó, phụ thuộc vào bề mặt khơng khí, Ns2/m4 Theo [1] ta chọn K = 0,6 [Ns2/m4] SVTH: Nguyễn Đắc Hoàng Nhân GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 73 Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tô tải Thaco Auman C34 F– Diện tích cản diện ô tô Theo [1] ô tô tải ta có cơng thức gần sau: F = B.H [m2] B – Chiều rộng sở ô tô; B=2,5 [m] H – Chiều cao lớn ô tô; B=3,56 [m] Suy ra: F = 2,5.3,56 = 8,9 [m2] v: Vận tốc tương đối ô tô không khí Ta cho trời khơng có gió vận tốc chuyển động tơ ứng với tay số Thay giá trị K F vào công thức (6.8) ta được: Nω = 0, 6.8,9.v3 = 5,34.10−3.v3 [kw] 1000 Ta tính cơng suất tiêu hao lực cản lăn Vì ta xét trường hợp ô tô chuyển động đường nằm ngang nên cơng suất tính theo cơng thức Nf = G f v [kW] 1000 (6.9) Trong đó: G: trọng lượng tồn tơ thiết kế Ta có G = 32582 [kG] f – Hệ số cản lăn Ta có 𝑓 = 0,015 (1 + 𝑣2 1500 ) (chạy đường tốt) V – Vận tốc ô tô ứng với tay số [m/s] Từ công thức (6.9) suy ra: Nf = G.v v2 0, 015 1 + [kW] 1000 1500 (6.10) Thay giá trị vào công thức (6.8) công thức (6.10) ta xác định Nω Nf theo tốc độ tơ Từ xây dựng đường đặc tính cản tơ (Nω + Nf) theo tốc độ ô tô tay số Bảng 6.9 Giá trị vận tốc công suất Nω, Nf (Nω+Nf) v(m/s) 12 15 18 21 SVTH: Nguyễn Đắc Hoàng Nhân Nω(kW) Nf(kW) Nω+Nf 0.14 1.47 1.62 1.15 3.00 4.16 3.89 4.64 8.53 9.23 6.43 15.66 18.02 8.43 26.45 31.14 10.70 41.84 49.45 13.28 62.73 GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 74 Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tô tải Thaco Auman C34 24 27 30 73.82 105.11 144.18 16.23 19.61 23.46 90.05 124.72 167.64 Để xây dựng đồ thị cân công suất động với công suất cản chuyển động theo vận tốc chuyển động ô tô, ta xây dựng hệ trục tọa độ Oxy, trục tung ta biểu thị giá trị công suất thành phần theo vận tốc ô tô Đồ thị nhận biểu diển mối quan hệ công suất động với công suất lực cản theo vận tốc chuyển động ô tô Từ số liệu thu từ bảng 6.8 6.9 ta vẽ đồ thị cân công suất tay số theo vận tốc ôtô Đồ thị cân công suất 250 N (kW) 200 150 100 50 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 V (m/s) Nk1 Nk2 Nk3 Nk4 Nk5 Nk6 Nk8 Nk9 Nk10 Nk11 Nk12 Nω+Nf Nk7 Hình 6.9 Đồ thị cân cơng suất ô tô hoạt động tay số 6.3.2.3 Xây dựng đồ thị cân lực kéo ô tô Lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động ô tô sử dụng để khắc phục lực cản chuyển động sau đây: lực cản lăn, lực cản dốc, lực cản khơng khí, lực qn tính Biểu thức cân lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động tất lực cản riêng biệt gọi phương trình cân lực kéo tơ SVTH: Nguyễn Đắc Hồng Nhân GVHD: TS Nguyễn Văn Đơng 75 Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tô tải Thaco Auman C34 Trong trường hợp tổng qt ta có phương trình cân lực kéo ô tô sau: Pk = Pf ± Pi ± Pω ± Pj [N] (6.11) Trong đó: Pk [N]: lực kéo tiếp tuyến bánh xe chủ động; Pf [N]: lực cản lăn; Pω [N]: lực cản khơng khí; Pi [N]: lực cản dốc; Pj [N]: lực cản qn tính Phương trình (6.11) biểu thị dạng khai triển sau: M e i h i ηt G = f.G.cosα + W.v G.sinα δi j rb g (6.12) Trong đó: Me: Momen xoắn động cơ; rb: Bánh kính làm việc bánh xe chủ động; α: Góc dốc mặt đường Ta xây dựng đồ thị cân lực kéo ô tô xét trường hợp ô tô chuyển động (ổn định), mặt đường nằm ngang, nghĩa là: j = 0; α = phương trình cân lực kéo là: Pk = Pf + Pω [N] Để biểu diễn phương trình cân lực kéo ô tô dạng đồ thị, ta tính P k tay số khác Ta có cơng thức: M i i η Pki = e hi t [N] (6.13) rb Trong đó: Pki: Lực kéo tay số i; ihi: Tỷ số truyền tay số i hộp số; Me: Momen động phát ; ( Me.ωe = Ne ) ηt: Hiệu suất truyền lực ; ηt=0.89 i0 : Tỷ số truyền lực ; i0 =4.44 rb: Bán kính trung bình xe Ta thay số liệu vào cơng thức ta tính giá trị Pki tương ứng với vận tốc tay số ô tô chuyển động tay số thấp tay số cao hộp số phụ Ta có cơng thức xác định lực cản lăn lực cản khơng khí: SVTH: Nguyễn Đắc Hồng Nhân GVHD: TS Nguyễn Văn Đơng 76 Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tô tải Thaco Auman C34 Pω + Pf = K.F.v2 + G.f vi2 Pω + Pf = K.F.v + G.0.015.(1 + ) 1500 i (6.14) Với ô tô tải chọn K = 0,6 ; Ta có: F = 8,9 [m2] Ta thay giá trị biết vào công thức (6.14) ta bảng giá trị lực cản thay đổi theo tốc độ ô tô ô tô chuyển động tay số thấp tay số cao giá trị trình bày bảng 6.10 bảng 6.11 Bảng 6.10 Giá trị lực kéo tương ứng tay số Pk1(N) 75837.28 90056.77 102696.32 111386.01 118495.76 123235.59 125944.06 125605.50 123235.59 118495.76 Pk7(N) 16985.04 20169.74 23000.58 24946.78 26539.13 27600.70 28207.31 28131.48 27600.70 26539.13 Pk2(N) 59040.27 70110.32 79950.36 86715.39 92250.42 95940.43 98049.01 97785.44 95940.43 92250.42 Pk8(N) 13851.27 16448.39 18756.93 20344.06 21642.61 22508.32 23003.01 22941.17 22508.32 21642.61 Pk3(N) 45878.42 54480.63 62127.03 67383.93 71685.04 74552.44 76190.95 75986.14 74552.44 71685.04 Pk9(N) 10278.77 12206.04 13919.17 15096.95 16060.58 16703.01 17070.10 17024.22 16703.01 16060.58 Pk4(N) 35787.68 42497.87 48462.48 52563.15 55918.25 58154.98 59433.11 59273.34 58154.98 55918.25 Pk10(N) 8022.46 9526.67 10863.74 11782.98 12535.09 13036.49 13323.01 13287.19 13036.49 12535.09 Pk5(N) 27953.25 33194.48 37853.36 41056.33 43676.95 45424.03 46422.36 46297.57 45424.03 43676.95 Pk11(N) 6267.54 7442.71 8487.30 9205.46 9793.04 10184.76 10408.60 10380.62 10184.76 9793.04 Pk6(N) 21811.05 25900.63 29535.80 32034.98 34079.77 35442.96 36221.93 36124.56 35442.96 34079.77 Pk12(N) 4888.68 5805.31 6620.09 7180.26 7638.57 7944.11 8118.71 8096.88 7944.11 7638.57 Bảng 6.11 Giá trị vận tốc lực cản Pω+Pf v(m/s) 0.00 3.00 SVTH: Nguyễn Đắc Hoàng Nhân Pf(N) Pω(N) 4887.30 0.00 4916.62 48.06 Pf+Pω 4887.30 4964.68 GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 77 Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tô tải Thaco Auman C34 6.00 9.00 12.00 15.00 18.00 21.00 24.00 27.00 30.00 5004.60 5151.21 5356.48 5620.40 5942.96 6324.17 6764.02 7262.53 7819.68 192.24 5196.84 432.54 5583.75 768.96 6125.44 1201.50 6821.90 1730.16 7673.12 2354.94 8679.11 3075.84 9839.86 3892.86 11155.39 4806.00 12625.68 Để xây dựng đồ thị cân lực kéo, ta dựng hệ trục tọa độ Oxy, trục tung ta đặt giá trị lực, trục hoành ta đặt giá trị vận tốc Đồ thị biểu diễn mối quan hệ lực nói vận tốc chuyển động tô gọi đồ thị cân lực kéo Từ số liệu bảng 6.10 bảng 6.11 ta xây dựng đồ thị cân lực kéo tơ hình 6.10 Đồ thị cân lực kéo 140000.00 120000.00 P (N) 100000.00 80000.00 60000.00 40000.00 20000.00 0.00 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 V (m/s) 25.00 Pk1 Pk2 Pk3 Pk4 Pk5 Pk6 Pk8 Pk9 Pk10 Pk11 Pk12 Pf+Pω 30.00 35.00 Pk7 Hình 6.10 Đồ thị cân lực kéo tay số KẾT LUẬN SVTH: Nguyễn Đắc Hồng Nhân GVHD: TS Nguyễn Văn Đơng 78 Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tô tải Thaco Auman C34 Sau thời gian tháng làm đồ án tốt nghiệp với đề tài “Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tô tải Thaco Auman C34” em hoàn thành đề tài Với kết tính tốn trên, khẳng định ô tô sau lắp đặt thành ô tô tải gắn cẩu đảm bảo chuyển động ổn định an tồn loại đường giao thơng Mặc dù cố gắng học tập đầu tư nhiều kiến thức vào đồ án, thời gian có hạn, kiến thức kinh nghiệm thực tế thiếu nhiều, chắn đồ án em không tránh khỏi thiếu sót Kính mong q Thầy Cơ xem xét bỏ qua cho em để hồn thành chương trình đào tạo Trường Em xin chân thành cảm ơn Thầy Cơ khoa Cơ khí Giao thơng, đặc biệt Thầy TS Nguyễn Văn Đông trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ em tận tình trình, gợi cho em ý hay, điều để em hoàn thành tốt đồ án Một lần em xin chúc Thầy có thật nhiều sức khỏe để cống hiến cho Khoa Nhà trường TÀI LIỆU THAM KHẢO SVTH: Nguyễn Đắc Hồng Nhân GVHD: TS Nguyễn Văn Đơng 79 Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tô tải Thaco Auman C34 [1] Nguyển Hữu Cẩn “Lý thuyết ô tô máy kéo”, Nhà xuất KHKT năm 2000 [2] Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên “Thiết kế tính tốn ơtơ máy kéo, tập 3”, Nhà xuất Đại Học Trung Học Chuyên Nghiệp; 1985 [3] Lê Viết Giảng, Phan Kỳ Phùng “ Sức bền vật liệu 1” nhà xuất GD năm 1997 [4] Lê Viết Giảng, Phan Kỳ Phùng “ Sức bền vật liệu 2” nhà xuất GD 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 [8] Mẫu thuyết minh Trung tâm đăng kiểm xe giới 4301S Đà Nẵng [9] Nguyễn Hữu Hường : “Ơ tơ chun dùng” nhà xuất ĐHQG TPHCM năm 2011 [10] Nguyễn Khắc Trai “Cơ sở thiết kế ô tô” nhà xuất GTVT năm 2006 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 Đắc Hoàng Nhân GVHD: TS Nguyễn Văn Đông 80 ... Nhân GVHD: TS Nguyễn Văn Đông Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tô tải Thaco Auman C34 1.2 Tổng quan xe tải cẩu 1.2.1 Giới thiệu xe tải cẩu Xe tải cẩu xe chuyên dụng cho việc nâng... Văn Đông Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở ô tô tải Thaco Auman C34 Chương 2: GIỚI THIỆU XE CƠ SỞ VÀ CẨU UNIC URV 554 GẮN XE 2.1 Giới thiệu tổng thành, tính thơng số kỹ thuật xe Thaco. .. 10 Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic URV 554 lên xe sở tơ tải Thaco Auman C34 16 Bán kính làm việc 0.7→10.63 m Loại cẩu để lắp đặt lên xe tải Thaco Auman C34 dịng URV 554 có tuổi thọ cao, dễ lắp đặt,