HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ TỒN QUỐC VỀ CƠ KHÍ LẦN THỨ V - VCME 2018 Nghiên cứu thiết kế chế tạo xe nâng người VKT18 Study design, manufacture of forklift VKT18 Vũ Ngọc Thương1,*, Vũ Kiên2 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định Trường Trung cấp nghề số 18 - Bộ Quốc phòng *Email: vungocthuong77@gmail.com Mobile: 0945.887.668 Tóm tắt Từ khóa: Xe nâng người, Thủy lực, Tự động hóa, Nâng hạ, Di chuyển Nội dung báo tổng hợp kết nghiên cứu thiết kế chế tạo xe nâng người nhóm tác giả tiến hành hoàn thiện đầu năm 2018 trường Trung cấp nghề số 18 - Bộ Quốc phòng Trong trình nghiên cứu kết hợp nghiên cứu lý thuyết kết với thực nghiệm Thiết bị chế tạo với tính nâng hạ di chuyển sở kết hợp cấu khí, thủy lực hệ thống điện điều khiển tự động Xe có đặc điểm so với loại xe có kích thước khơng q lớn, khả di chuyển động, điều khiển không dây thuận lợi cho vận hành Xe sau chế tạo đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, hoạt động tốt Thiết bị quan kiểm định Bộ xây dựng cấp phép hợp chuẩn chế tạo đảm bảo điều kiện an toàn, đủ tiêu chuẩn đưa vào lưu hành toàn quốc Abstract Keywords: Lifts, Hydraulics, Lifting, Moving Automation, Content of article summarizing the results of the study design and manufacture of forklift was conducted by the author team and completed in early 2018 at vocational school No 18 - Ministry of Defense In the course of the study, theoretical and experimental studies were combined The equipment is manufactured with the main feature of lifting and moving on the basis of combination of mechanical, hydraulic and automatic control system The car features new compared to the existing car that is not too large size, mobility ability, wireless control is conducive to operation Vehicles after the fabrication meet the technical requirements, works well properly The equipment has been certified by the Ministry of Construction's accreditation body to manufacture and meet the conditions of safety and qualification for being put into circulation nationwide Ngày nhận bài: 13/7/2018 Ngày nhận sửa: 10/9/2018 Ngày chấp nhận đăng: 15/9/2018 ĐẶT VẤN ĐỀ Việt Nam đà hội nhập phát triển, việc đầu tư xây dựng sở hạ tầng nhận quan tâm phủ tồn xã hội, cơng trình xây dựng khắp HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TỒN QUỐC VỀ CƠ KHÍ LẦN THỨ V - VCME 2018 nơi, nhiều cơng trình đại địi hỏi không kỹ thuật thiết kế tiên tiến mà cịn cần phương tiện thi cơng đaị nhằm đảm bảo an toàn nâng cao suất lao động Xe nâng người dòng xe chuyên dụng phục vụ công việc xây dựng, lắp đặt thiết bị từ nhà xưởng đến cơng trình cơng cộng Hiện xe nâng người có Việt Nam để phục vụ cơng tác thi cơng cơng trình, thiết bị hầu hết nhập ngoại từ nước Mỹ, Nhật, Hàn, Trung Quốc… giá thành thiết bị nhập ngoại cao, bên cạnh q trình sử dụng, người sử dụng gặp khó khăn cơng tác bảo trì, bảo dưỡng thiết bị Thực tế đặt vấn đề để bước làm chủ thiết bị cơng nghệ xe nâng người cần có nghiên cứu, thiết kế, chế tạo chủng loại xe nâng người Việt Nam đảm bảo kỹ thuật đáp ứng nhu cầu thị trường Trung tâm Nghiên cứu khoa học Hợp tác doanh nghiệp, trường 18 - Bộ Quốc phòng đặt mục tiêu tâm chế tạo xe nâng người dạng cắt kéo Phương án nghiên cứu khảo sát thực tế, phân tích, tổng hợp để lựa chọn phân khúc chủng loại phù hợp để chế tạo Kết hợp nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm, thử nghiệm để chế tạo xe Các chi tiết máy phải gia cơng xác máy CNC đại, vật liệu linh kiện có tỉ lệ nội địa hóa cao cần độ xác chất lượng cao nhập ngoại KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 2.1 Thiết kế xe nâng [1, 2] Mục tiêu nghiên cứu thiết kế chế tạo sản phẩm xe nâng người có chiều cao làm việc thiết bị 6m tương đương với trần nhà xưởng, hội trường Sàn thao tác rộng, tải trọng nâng mức trung bình phù hợp với nơi có không gian không rộng, điều khiển không dây tiện lợi cho trình di chuyển nâng hạ Thiết bị phù hợp cho cơng trình làm nội thất, trần nhà, lắp hệ thống điện, điều hịa khơng khí công việc khác xây dựng dân dụng công nghiệp Phạm vi nghiên cứu thiết kế chế tạo theo thông số kỹ thuật đề sau: Chiều cao làm việc Chiều cao tới sàn thao tác Tải trọng nâng Thời gian nâng Thời gian hạ Vận tốc di chuyển 6200 mm 4200 mm 150 kg 25 giây 20 giây 8km/giờ Để thiết kế chế tạo xe nâng đáp ứng tiêu chuẩn, thơng số kỹ thuật đặt nhóm nghiên cứu phân tích khả chịu lực tồn thiết bị, phận quan trọng tính tốn độ bền cho dàn cắt kéo tính cụ thể đến dàn Trước hết để xác định ứng lực ta dùng phương pháp phân ly dàn mặt cắt Do đối xứng dàn đối xứng lực nên ta xét phần bên dàn Các chịu lực dọc trục chịu mô men uốn Tải trọng cao theo dự kiến tính tốn sàn nâng người có tải trọng 240kg = 2400N Được phân bố đầu thanh chịu lực dọc 600N Chọn thép chế tạo dàn thép CT38, T = 24(KN/cm2) Hệ số an toàn k = 1,4 1,6 Chọn k = 1,6 HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ TỒN QUỐC VỀ CƠ KHÍ LẦN THỨ V - VCME 2018 K T 24 15( KN / cm ) k 1,6 Kiểm tra độ bền Với chịu lực kéo kiểm tra độ bền theo công thức K N K F Thanh chịu nén kiểm tra độ bền theo công thức N N K F Trong N: Lực tác dụng lên F: Tiết diện : Hệ số uốn dọc thép Chọn = 0,8 Xét dàn chịu lực tác dụng lớn lực tác dụng N = 600/cos45 = 857N Ta có tiết diện ngang F ≥ 85,7/15 = 5,7 (cm2) Bằng tính tốn lý thuyết kết hợp sử dụng phần mềm mô solidwork xác đinh vùng ứng suất lớn kiểm tra độ bền thanh, kết đảm yêu cầu kỹ thuật Việc xác định mức độ cân xe khả chống lật làm việc cao tính tốn lý thuyết kết hợp mô kiểm tra phần mềm thiết kế kiểm nghiệm thực tế sở quan trọng để thiết kế chế tạo xe nâng Hình Hình ảnh 3D thiết kế xe nâng người cắt kéo VKT18 HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ TỒN QUỐC VỀ CƠ KHÍ LẦN THỨ V - VCME 2018 2.2 Nghiên cứu chế tạo xe 2.2.1 Hệ thống thuỷ lực [3] Xe nâng người dạng cắt kéo VKT18 thiết bị có hệ thống thủy lực chiều xi lanh Nguồn thủy lực hoạt động mô tơ điện DC12V Khi Mô tơ điện làm việc công suất truyền đến bơm thuỷ lực Bơm thuỷ lực làm việc, hút dầu từ thùng dầu đẩy đến cụm van tổng hay cịn gọi van phân phối Ở phần điều khiển người vận hành tác động đến công tắc điều khiển thiết bị nâng hạ Hình Sơ đồ thủy lực xe nâng cắt kéo sử dụng xi lanh - Các phần tử thủy lực sơ đồ: Bể dầu: Để đựng lượng dầu cần thiết cho hoạt động hệ thống Mô tơ thủy lực: Tạo công suất cần thiết cho hoạt động bơm thủy lực Bơm nguồn: Cung cấp áp suất lưu lượng cho toàn hệ thống thủy lực Van chiều: Van có tác dụng là: nâng tải cho dịng dầu qua van chiều để đảm bảo tốc độ nâng tính tốn Van an tồn: Để đảm bảo áp suất hệ thống không vượt giá trị cho phép, nhằm bảo vệ an toàn cho thiết bị hệ thống không bị phá hỏng hệ thống làm việc yêu cầu thiết kế Van phân phối 2B2: Van có đặc điểm ví trí thường mở để xả dầu giảm tải cho bơm hệ thống chưa làm việc Van đóng hệ thống làm việc Van an tồn chống vỡ ống: Được lắp sát đầu xi lanh, sử dụng dòng đường cao áp để mở Có chức chống sập, cố vỡ, bể ống dầu nhanh ngồi với tốc độ cao, van tự động đóng lại khơng cho dầu khơng cho thang rơi tự Van mở hoạt động thở lại hệ thống khắc phục áp suất ống trạng thái bình thường Xi lanh thủy lực: Tạo lực cần thiết để nâng hạ tải độ cao cần thiết 2.2.2 Hệ thống điện điều khiển Hệ thống điện xe nâng có chức điều khiển hệ thống thủy lực điều khiển di chuyển xe tự hành HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ TỒN QUỐC VỀ CƠ KHÍ LẦN THỨ V - VCME 2018 Nguồn điện cung cấp cho bơm nguồn thủy lực điện áp quy DC12V Khi kết nối với mạch bơm nguồn thủy lực có phím cơng tắc điều khiển cơng tắc đóng cho hành trình piston lên xe thực việc nâng người, đồng thời lúc đèn báo sáng phát âm Khi muốn hạ xuống bấm giữ phí cơng tắc thứ lúc van xả dầu mở dầu hồi piston hạ xuống Bên cạnh mạch nâng hạ thủy lực, di chuyển xe cịn có mạch đóng ngắt nạp áp quy mạch mắc nối tiếp với áp quy Khi xe khơng sử dụng ta ngắt cơng tắc, ngắt mát để tránh tổn thất điện Hình Sơ đồ vị trí thiết bị điện xe nâng người VKT18 2.3 Thử nghiệm thiết bị Sau chế tạo hoàn thiện thử nghiệm xưởng, Trung tâm mời quan kiểm định chuyên ngành Xây Dựng đến kiểm định Thiết bị đáp ứng tiêu chuẩn khắt khe kỹ thuật, đảm bảo hợp chuẩn chế tạo điều kiện an toàn lao động lúc làm việc di chuyển nâng hạ Xe nâng VKT18 đăng ký quyền sở hữu trí tuệ kiểu dáng cơng nghiệp quan chuyên ngành thuộc Bộ Xây Dựng cấp giấy phép lưu hành toàn quốc số 023008 ngày 06/04/2018 Bảng Thông số kỹ thuật xe sau chế tạo hồn thiện Tổng khối lượng vận hành xe có tải 600 kg Vận tốc lớn km/h Chiều cao làm việc 6200 mm Chiều cao tới sàn thao tác 4200 mm Tải trọng nâng 150 kg Thời gian nâng 25 giây Thời gian hạ 20 giây Trọng lượng xe 420kg HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ TỒN QUỐC VỀ CƠ KHÍ LẦN THỨ V - VCME 2018 Hình 4.Xe chạy thử nghiệm nâng hạ cắt tỉa Hình 5.Thử nghiệm nâng hạ lắp điện chiếu sáng 3.KẾT LUẬN Xe nâng người VKT 18 nghiên cứu chế tạo đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật an toàn lao động Đây thiết bị chế tạo nước tỉ lệ nội địa hóa cao đạt 70%, chất lượng đảm bảo nâng tải trọng 150 kg Bên cạnh xe cịn di chuyển thuận lợi, rẽ phải, trái, tiến lùi không gian hẹp Hệ thống điều khiển không dây đặc điểm ưu việt thiết bị so với loại xe có mặt thị trường Thiết bị phù hợp cho cơng trình làm nội thất, trần nhà, lắp hệ thống điện, điều hịa khơng khí, cắt tỉa cối cơng việc khác phục vụ dân sinh công nghiệp Việc nghiên cứu chế tạo thành công xe nâng người sở để khẳng định lực nghiên cứu ứng dụng công nghệ Việt Nam Đây tiền đề để mở rộng hướng nghiên cứu chế tạo thiết bị công nghệ tiên tiến khác phục vụ sản xuất công nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đắc Lộc, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1, NXB Khoa học kỹ thuật, 2007 [2] Андрей Ловыгин, Лев Теверовский, Современный станок с ЧПУ и CAD/CAМ система, 2017, ИздательствоДМК Пресс [3] Ivan Gramatikov, 2014 Design of Hydraulic Systems for Lift Trucks ... độ xác chất lượng cao nhập ngoại KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 2.1 Thiết kế xe nâng [1, 2] Mục tiêu nghiên cứu thiết kế chế tạo sản phẩm xe nâng người có chiều cao làm việc thiết bị 6m tương đương với trần... dụng, người sử dụng gặp khó khăn cơng tác bảo trì, bảo dưỡng thiết bị Thực tế đặt vấn đề để bước làm chủ thiết bị công nghệ xe nâng người cần có nghiên cứu, thiết kế, chế tạo chủng loại xe nâng người. .. thuyết kết hợp mơ kiểm tra phần mềm thiết kế kiểm nghiệm thực tế sở quan trọng để thiết kế chế tạo xe nâng Hình Hình ảnh 3D thiết kế xe nâng người cắt kéo VKT18 HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ