CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ XE TẢI CẨU 1.1 Giới thiệu về xe tải gắn cẩu Xe tải gắn cẩu là loại xe chuyên dụng được thiết kế để phục vụ cho việc chuyên chở, bốc dỡ, di dời các loại hàng hoá c
TỔNG QUAN VỀ XE TẢI CẨU
Giới thiệu về xe tải gắn cẩu
Xe tải gắn cẩu là loại xe chuyên dụng thiết kế để vận chuyển, bốc dỡ và di dời hàng hoá trọng lượng lớn mà sức người không thể thực hiện Các loại xe tải hạng trung và hạng nặng còn hỗ trợ các công trình xây dựng, hạ tầng công nghiệp, chăm sóc cây xanh, điện chiếu sáng và công tác môi trường đô thị Tuy khác nhau về tải trọng hàng hoá và cẩu, nhưng cấu tạo của xe tải gắn cẩu thường gồm các thành phần tiêu chuẩn như xe nền (xe chassis), cần cẩu tự hành (dạng cẩu thước hoặc cẩu rút), hệ thống bơm thủy lực và thùng xe tải gắn cẩu.
Hình 1.1: Xe tải gắn cẩu
Phân loại xe tải gắn cẩu
Phân loại xe tải gắn cẩu tự hành dựa trên tải trọng chở của xe và tải trọng nâng của cẩu giúp khách hàng dễ dàng chọn lựa phù hợp Các loại xe tải gắn cẩu phổ biến gồm tải trọng nhẹ từ 1 đến 5 tấn, trung bình từ 6 đến 10 tấn, và nặng trên 10 tấn, trong khi cẩu có thể khai thác từ 1 tới 45 tấn Trong quá trình sử dụng, những chủng loại cẩu như 2T, 3T, 5T, 7T, 10T, 12T, 15T thường được nhiều khách hàng ưa chuộng nhờ tính tối ưu Khách hàng cần xác định rõ mục đích khai thác, điều kiện sử dụng và ngân sách để lựa chọn sự kết hợp phù hợp giữa tải trọng xe và sức nâng của cẩu Việc chọn cẩu quá nhỏ cho xe tải lớn hoặc cẩu quá tải so với tải trọng xe đều có thể gây hỏng hóc hoặc mất an toàn Do đó, người dùng nên nghiên cứu kỹ về kết cấu, kiểu dáng, đặc tính kỹ thuật và tham khảo ý kiến từ các nhà cung cấp uy tín trước khi quyết định đầu tư xe cẩu tải phù hợp.
Có hai loại cần cẩu thủy lực dựa trên cấu tạo: xe tải gắn cẩu thước ống lồng và xe tải gắn cẩu gấp khúc robot Cả hai loại đều có ưu và nhược điểm riêng, phù hợp với các thị trường khác nhau Cẩu thước ống lồng được ưa chuộng ở thị trường châu Á nhờ mức đầu tư phù hợp, khả năng tầm với lớn, linh hoạt trong việc lắp dựng và vận hành trong không gian chật hẹp Tải trọng của cẩu phân bố đều hơn lên hai cầu xe, giúp nâng hạ và vận chuyển hàng hóa với tải trọng lớn hơn so với các loại cẩu khác.
Cẩu gấp khúc robot được thị trường châu Âu và châu Mỹ ưa chuộng nhờ khả năng nâng trọng tốt cùng với tốc độ nâng nhanh hơn cẩu thước, không sử dụng cụm puly và móc cẩu được bố trí ngay đầu cần, giúp nâng hàng hiệu quả hơn Thiết kế gấp gọn phía sau cabin giúp tiết kiệm không gian xếp hàng trên thùng xe, nhưng do tính năng này, tự trọng của cẩu tập trung nhiều lên cầu xe gần nhất, từ đó giảm tải trọng chở hàng cho phép của xe.
* Phân theo công năng sử dụng
Tùy vào mục đích sử dụng như vận tải hàng hóa hoặc nâng hạ, xếp dỡ mà các tính năng và phụ kiện phù hợp sẽ được ưu tiên lựa chọn Ví dụ, với mục đích vận tải, các xe tải thường có trọng tải lớn và sử dụng cẩu từ 2 đến 5 tấn để đáp ứng nhu cầu vận chuyển hàng hóa Đối với xe đầu kéo, cẩu gấp khúc robot có thể tải trọng lớn từ 8 đến 15 tấn, thường dùng để xếp hàng là các pallet sơ sẵn lên cụm sơ mi rơ móc phía sau.
Khi mục đích chính là lắp dựng và cẩu nâng hạ, xe cơ sở thường chọn loại tải nặng như cẩu tự hành có sức nâng từ 7 đến 15 tấn Các loại cẩu lớn này có tầm với làm việc cao, phù hợp cho xây lắp công trình và công tác phụ trợ xây dựng Ngoài chức năng chính chở và cẩu hàng hóa, xe còn có thể trang bị các phụ kiện như giỏ nâng người, đầu khoan ruột gà, gầu ngoạm hoặc càng gắp để biến xe cẩu thành một thiết bị đa năng, phục vụ nhiều mục đích khác nhau.
Dưới đây là cách phân loại xe tải gắn cẩu tự hành dựa trên cấu tạo, chức năng và mục đích sử dụng, giúp khách hàng dễ dàng nhận biết và lựa chọn loại xe phù hợp để đầu tư hiệu quả Việc hiểu rõ các phân loại này giúp khách hàng chọn lựa xe cẩu tự hành đúng với mục đích công việc, đảm bảo hoạt động vận chuyển và nâng hạ hàng hóa hiệu quả Chọn đúng loại xe cẩu tự hành phù hợp sẽ tối ưu hóa quy trình làm việc và nâng cao năng suất, đồng thời góp phần nâng cao hiệu quả đầu tư cho doanh nghiệp.
Lựa chọn phương án thiết kế
Việc phân tích và lựa chọn phương án thiết kế xe tải cẩu giúp xác định các giải pháp khả thi với ưu nhược điểm riêng Việc này giúp đưa ra quyết định tối ưu dựa trên các tiêu chí về hiệu suất, độ an toàn và chi phí Các phương án thiết kế đều cần xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo sự phù hợp và khả năng nâng cao hiệu quả hoạt động của xe cẩu.
Thiết kế từ cabin sát-xi sang xe tải cẩu giúp xe nhập khẩu mới từ nước ngoài có khả năng hoạt động tốt, êm dịu và di chuyển với tốc độ cao, đáp ứng các quy định của Bộ Giao thông Vận tải Ưu điểm nổi bật của phương án này là cấu trúc bền chắc, tạo độ an toàn cao và khả năng vận hành trên quãng đường dài Tuy nhiên, nhược điểm là chi phí cao hơn so với các phương án khác, quy trình mua phức tạp do xe phải thiết kế lại, dễ mất giá nhanh do thay đổi cấu hình.
Thiết kế cải tạo thùng mui bạt (Hình 2.2) để lắp đặt cẩu giúp xe hoạt động ổn định, có khả năng di chuyển nhanh và tận dụng tối đa trọng tải của xe Quá trình này bao gồm mua xe, cải tạo thùng xe, nối thêm sát-xi sau và thiết kế lắp đặt cẩu phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam Ưu điểm nổi bật là máy móc vận hành hiệu quả và xe hoạt động bền bỉ, phù hợp với điều kiện làm việc Tuy nhiên, phương án này có nhược điểm là chi phí cao, quá trình gia công phức tạp đòi hỏi kỹ năng cao, và chi phí sửa chữa, bảo dưỡng cũng lớn hơn.
Hình 1.3: Xe tải mui bạt
Thiết kế cải tạo ô tô chở hàng cũ thành xe tải cẩu là quá trình mua lại xe từ các công ty, doanh nghiệp hoặc cá nhân, sau đó tiến hành bảo dưỡng, sửa chữa và lắp đặt thiết bị cẩu phù hợp với nhu cầu sử dụng Quá trình này giúp tối ưu hóa công năng của xe cũ, nâng cao hiệu quả vận chuyển và nâng hạ hàng hóa Việc chuyển đổi xe cũ thành xe tải cẩu không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn mở ra cơ hội kinh doanh mới cho các nhà đầu tư trong ngành vận tải.
Phương án mua xe với giá rẻ hơn, thuế thấp và nhiều lựa chọn trong phân khúc cao mang lại lợi ích về chi phí ban đầu thấp, ít lỗ khi bán lại, nhưng dễ gặp phải xe tai nạn, thủy kích và chi phí sửa chữa, bảo dưỡng cao Trong khi đó, phương án tối ưu với giá thành cao hơn nhưng đảm bảo độ bền và an toàn trong quá trình vận chuyển và làm việc, là lựa chọn phù hợp cho những nhu cầu đòi hỏi độ tin cậy cao hơn Trong đề tài nghiên cứu này, tôi sẽ thiết kế từ cabin sát-xi sang xe tải cẩu nhằm tối ưu hiệu quả và an toàn sử dụng.
Thiết kế thùng hàng
1.4.1 Phân tích các yêu cầu đặt ra đối với thùng hàng xe tải cẩu
Thùng xe cần được thiết kế chắc chắn, phù hợp với mọi loại xe, đảm bảo độ bền cao để chịu đựng các tải trọng lớn Đặc biệt, đối với xe tải cẩu – loại xe chuyên dụng chở hàng hóa cồng kềnh, khối lượng lớn – yêu cầu về độ cứng và độ bền của thùng xe phải đặt lên hàng đầu nhằm đảm bảo an toàn và ngăn chặn tình trạng hàng hóa rơi ra khi xe vận hành.
Thùng xe cần được cố định chắc chắn vào khung xe để tránh chao qua lại hoặc rơi rớt khi xe di chuyển ở tốc độ cao hoặc trên địa hình gồ ghề, nhằm đảm bảo ổn định và an toàn cho quá trình vận chuyển Để ngăn chặn tai nạn, liên kết giữa thùng xe và chassis phải có độ bền cao và hệ số an toàn đảm bảo, giúp xe vận hành ổn định và giảm thiểu rủi ro trong quá trình sử dụng.
Thùng xe cần linh hoạt trong việc bốc dỡ hàng hóa, dễ tháo lắp để giúp quá trình vận chuyển nhanh chóng và thuận tiện Xe dùng cẩu để cẩu hàng có khối lượng lớn yêu cầu thùng xe phải thiết kế đơn giản, dễ tháo lắp trước và sau khi cẩu hàng Loại xe này phù hợp để chở các hàng hóa cồng kềnh, dài và trọng lượng lớn, đặc biệt là những vật có chiều dài từ 5 mét trở lên mà các xe tải thông thường không thể chở được Do đó, chiều dài thùng xe cần được thiết kế đủ lớn để thuận tiện trong việc bố trí hàng hóa, tiết kiệm không gian và nâng cao tính kinh tế trong vận tải.
Tải trọng cho phép của thùng xe không vượt quá tải trọng định mức của xe cơ sở, nhằm đảm bảo an toàn cho các hệ thống của phương tiện Việc tuân thủ giới hạn này là rất quan trọng để giảm thiểu rủi ro về nguy cơ hư hỏng hoặc tai nạn khi vận chuyển hàng hóa Chấp hành đúng tải trọng an toàn giúp bảo vệ cả phương tiện lẫn tài sản và con người trên hành trình.
Việc thiết kế thùng đảm bảo theo tiêu chuẩn của “Bộ giao thông vận tải về thiết kế thùng xe cho xe chuyên dùng” Trong đó:
Chiều dài của đuôi thùng không vượt quá 60% chiều dài cơ sở xe
- Chiều rộng của thùng không lớn hơn 2.5[m]
Với các kích thước đã nêu ở trên ta dự kiến thùng hàng gồm có các chi tiết sau đây:
- Dầm dọc: Thép định hình : 2 thanh C100
Hình 1.5: Mặt cắt ngang thép dầm dọc
- Dầm ngang: Thép định hình : 14 thanh [80
Hình 1.6: Mặt cắt ngang thép dầm ngang
- Be sàn bên: Thép định hình : 2 thanh [100
Hình 1.7: Mặt cắt ngang be sàn bên
- Sàn thùng: Thép tấm dày 2 [mm]
-Thành bên và thành hậu: Khung viền ngoài thép hộ 60𝑥40𝑥1,5
Hình 1.8: Mặt cắt ngang thép bên và thành hậu
-Thành trong thép hộ 20𝑥40𝑥1,5 ; phủ tôn dày 1,2 mm
Hình 1.9: Mặt cắt ngang thành trong
- Thành bên và thành hậu liên kết với thùng bằng bản lề
Hình 1.11: Liên kết thành hậu và cột đỡ bằng khoá
-Thành trước: Khung viền ngoài thép hộ 60𝑥40𝑥1,5
-Thành trong thép hộ 20𝑥40𝑥1,5; phủ tôn dày 1,2 mm.Thành trước cố định với sàn thùng
-Cột đở thùng: thép hộ 80𝑥40𝑥2
Hình 1.12: Mặt cắt ngang thép cột đỡ thùng
- Liên kết thành bên và be sàn thùng: 10 bản lề mổi bên
- Liên kết thành hậu và be sàn thùng: 4 bản lề.
- Cố định thành bên, thành hậu với cột: Khóa ở đầu cột.
- Liên kết thùng với khung xe: Bu lông tại các bát liên kết, có 4 bu lông quang θ14 ở mổi bên.
1.4.2 Tính toán trọng lượng thùng hàng
Hình 1.13: Kết cấu của thùng hàng
1-Thành bên thùng hàng; 2- Khoá thành; 3- Bản lề; 4- Thành trước; 5- Thành sau; 6- Sàn thùng.
Phần kết cấu khung bao tạo dáng thể tích thùng chứa giúp cố định các loại hàng hóa, đảm bảo chúng không rơi ra khỏi thùng Để chế tạo khung bao chắc chắn và bền bỉ, thường sử dụng các loại thép hộp chất lượng cao Thiết kế khung bao phù hợp với mục đích chứa đựng, tăng tính ổn định và an toàn cho quá trình vận chuyển hàng hóa Sử dụng vật liệu thép hộp trong xây dựng khung giúp nâng cao độ bền, chống chịu tốt trước tác động từ môi trường.
Phần kết cấu khung chịu lực chính của thùng bao gồm sàn thùng, các thanh dọc và thanh ngang, đảm nhận nhiệm vụ chịu lực lớn nhất do khối lượng hàng hóa gây ra Đây là phần quan trọng nhất của kết cấu, có chức năng đỡ toàn bộ khung bao và khối lượng hàng hóa trong thùng, đảm bảo sự ổn định và an toàn trong quá trình vận chuyển và lưu trữ.
Dầm dọc đóng vai trò chịu tải chính toàn bộ thùng hàng và trọng lượng của hàng hóa chứa sát-xi xe cơ sở Khoảng cách giữa hai dầm dọc được thiết kế bằng với khoảng cách giữa hai thanh dọc của sát-xi xe cơ sở để đảm bảo tính ổn định và chịu lực tối ưu Liên kết giữa các dầm dọc được thực hiện bằng các bu lông phân bố đều hai bên sát-xi của xe cơ sở, nhằm tăng cường tính chắc chắn và độ bền của kết cấu.
Dầm ngang gồm 14 thanh chịu lực phân bố đều từ sàn thùng truyền đến nhằm tăng cứng cho cấu kiện Các thanh dầm ngang được hàn cứng với dầm dọc để đảm bảo liên kết chắc chắn Nhiệm vụ chính của dầm ngang là làm tăng độ cứng cho sàn thùng, giúp tránh hiện tượng sàn thùng bị võng, đảm bảo an toàn và độ bền của công trình.
14 thanh ngang này liên kết với sàn thùng bằng các mối hàn
Trọng lượng của hai dầm dọc được tính dựa trên chiều dài của thùng hàng là 5,2 mét Mỗi đoạn thép [120 có chiều dài 1 mét và trọng lượng 10,4 kg, do đó trọng lượng của hai dầm dọc được tính bằng cách nhân chiều dài và trọng lượng của thép Tổng trọng lượng của hai dầm dọc đảm bảo tính chính xác trong công tác vận chuyển và lắp đặt.
Trọng lượng của 14 dầm ngang làm băng thép [120 là: Gdn = 14 x 2,05 x 7,05 = 202 [KG] Trọng lượng của be bên sàn (Gbs):
Trọng lượng sàn thùng: Gst
Trong đó: ρt - Trọng lượng riêng của thép Theo tài liệu [4] ρt = 7800 [KG/m 3 ]
Trọng lượng khung viền ngoài: Trọng lượng 1m chiều dài của thép hộp
-Trọng lượng các thanh phía trong: Trọng lượng 1m chiều dài của thép hộp 20𝑥40𝑥1,5 là 1,4 KG
-Trọng lượng thép bao quanh 2 thành bên:
-Do đó trọng lượng của 2 thành bên là:
Gtb = Gtb + Gtt + Gkv = 42+28+ 49 = 119 [KG]
+Trọng lượng khung viền ngoài:
+Trọng lượng các thanh phía trong:
-Trọng lượng thép bao thành trước:
Nên trọng lượng của thành thùng trước:
Gtr = Gkv + Gtt + Gtb = 14 + 7 + 27= 48 [KG]
Trọng lượng cột đỡ thành thùng: Có 6 cột đỡ thành thùng làm bằng thép hộp 80𝑥40𝑥1,5 và 40𝑥40𝑥1,5 nên trọng lượng của chúng là:
Trọng lượng của các chi tiết còn lại như bản lề, mối hàn… là Gcl = 17 [KG] Như vậy trọng lượng của thùng hàng thiết kế:
Gt = Gd + Gdn + Gbs + Gst + Gtb + Gtr + Gts + Gcd + Gcl = 723 [ KG]
Giới thiệu cẩu UNIC
1.5.1 Tính năng kỹ thuật của cẩu tự nâng hàng được sử dụng
Cẩu UNIC có đa dạng các loại như URV230, URV260, UR290, URV300, URV340, URV370, URV500, phù hợp với nhiều loại xe khác nhau Để chọn loại cẩu phù hợp, cần xem xét thông số kỹ thuật của xe tải, chẳng hạn như xe tải HINO 300 XZU720 thuộc dòng xe tải trung bình Với đặc điểm này, lựa chọn tối ưu cho xe HINO 300 XZU720 chính là cẩu UNIC URV340, đảm bảo hiệu quả và an toàn trong quá trình vận hành.
Cẩu URV340 của hãng UNIC Nhật Bản được thiết kế để nâng những loại hàng hóa có khối lượng lớn, đáp ứng nhu cầu vận chuyển và tải trọng cao Với hệ thống thủy lực mạnh mẽ, cẩu URV340 đảm bảo khả năng nâng tải tối ưu, giúp vận hành linh hoạt và an toàn Điều khiển dễ dàng qua các tay cần đặt trên cẩu, mang lại sự chính xác trong quá trình làm việc Sản phẩm phù hợp cho các doanh nghiệp cần cẩu nâng hàng hóa nặng một cách hiệu quả và tiết kiệm công sức lao động.
TT Thông số kỹ thuật Kí hiệu Giá trị Đơn vị
1 Chiều dài bao Lcc 3494 Mm
2 Chiều rộng bao Bcc 2150 Mm
3 Chiều cao bao Hcc 2592 Mm
5 Chiều rộng khi thu chân chống A*c 2000 Mm
6 Chiều cao, tính từ mặt tựa bệ chân Htc 2092 Mm
Khoảng cách tâm chân chống:
+ Khi thu hẹp + Khi duổi tối đa
8 Chiều cao chân khi thu, tính từ mặt bệ chân Hbc 497,5 Mm
9 Chiều dài tựa của bệ chân Lbc 700 Mm
11 Khả năng xoay cần 360 độ
12 Góc nâng cần cực đại 78 độ
13 Tốc độ xoay cần quanh trục đứng 2,5 v/ph
14 Tốc độ chuyển động móc kéo
Bảng 1.1: Các thông số kỹ thuật của cẩu UNIC 340
Tải trọng của cẩu UNIC 340 phụ thuộc vào khẩu độ quay (bán kính) và số tầng hoạt động của cẩu Thông tin chi tiết về khả năng chịu tải theo từng điều kiện này được thể hiện rõ ràng trong Bảng 1.2 và Bảng 1.3 dưới đây, giúp người dùng dễ dàng xác định khả năng nâng hàng của cẩu trong các tình huống khác nhau.
Bảng 1.2: Thông số vận hành của cẩu URV340 khi hoạt động ở tầng 1 và 1+2
Bảng 1.3: Thông số vận hành của cẩu URV340 khi hoạt động ở tầng 1+2+3
Yêu cầu nguồn động lực:
- Giá trị áp suất dầu
- Lưu lượng dầu cung cấp
Trích lực, trích công suất
Hình 1.14: Biểu đồ tải trọng và khẩu độ cẩu UNIC 340
1.5.2 Sơ đồ lắp đặt hệ thống thuỷ lực cẩu
Sơ đồ hệ thống dẫn động của cẩu như sau:
Hình 1.15: Sơ đồ dẫn động cẩu
4- Cụm van phân phối của cẩu;
9- Các đường dầu cao áp đến bộ phận công tác (chân chống,xoay cần, cáp, nâng cần, thu duỗi cần)
Và sơ đồ hệ thống thuỷ lực của cẩu:
Hình 1.16: Sơ đồ hệ thống thuỷ lực của cẩu
Hệ thống thủy lực của cần cẩu bao gồm nhiều thành phần quan trọng nhằm đảm bảo hoạt động chính xác và an toàn Xylanh nâng chân chống bên trái và bên phải (1, 2) giúp giữ vững cấu trúc của cần cẩu trong quá trình vận hành Bình chứa dầu (3) cung cấp nguồn dầu thủy lực, trong khi bầu lọc (4) và bể lọc (14) đảm bảo dầu luôn sạch sẽ, tránh gây hư hỏng hệ thống Bơm dầu (5) truyền lực thủy lực đến các bộ phận khác, còn van an toàn (6) giữ cho hệ thống vận hành an toàn, không quá áp suất Môtơ thủy lực điều khiển quấn dây cáp (7) và môtơ thủy lực điều khiển cần cẩu quay quanh bệ cẩu (10) giúp thực hiện các chuyển động chính của cần cẩu Xylanh co duỗi tay cần (8) và xylanh thay đổi góc nâng cần (13) điều chỉnh vị trí và góc nâng của cần cẩu phù hợp với yêu cầu công việc Van cân bằng (9, 12) và cụm van hai thân (11) đảm bảo cân bằng và điều chỉnh chính xác các chuyển động của hệ thống Cụm van điều khiển (15) đóng vai trò trung tâm trong việc điều phối hoạt động của toàn bộ hệ thủy lực, mang lại hiệu quả và an toàn cho quá trình vận hành.
Hệ thống dẫn động cẩu gồm hai phần chính, đảm bảo hoạt động hiệu quả của cần cẩu Phần đầu tiên là hệ thống điện và khí nén, chịu trách nhiệm điều khiển bộ trích công suất được lắp trên hộp số, phục vụ cho việc vận hành chính xác các bộ phận Phần thứ hai là hệ thống thủy lực, gồm bơm, bình chứa dầu, van phân phối, lọc dầu, các động cơ thủy lực và đường ống dầu, giúp điều khiển hoạt động của các bộ phận trên cần cẩu một cách linh hoạt Trục của bơm được liên kết với trục ra của bộ trích công suất qua trục các đăng để đảm bảo truyền động liên tục và ổn định.
Nguyên lý làm việc của hệ thống dẫn động cẩu:
- Lúc đầu công tắc ở vị trí tắt thì bộ trích công suất cũng chưa hoạt động
Khi muốn gài bộ trích công suất hoạt động, ta ngắt ly hợp hoàn toàn và bật bộ trích công suất, đèn tín hiệu sẽ sáng để báo hiệu quá trình bắt đầu Dòng điện qua cầu chì kích hoạt cuộn dây rơ le, làm mở van khí nén trong hệ thống để tạo áp lực khí nén từ bình chứa, ép màng và đẩy trục gài khớp nối bánh răng của bộ trích công suất Quá trình này giúp nối bánh răng trên trục trung gian của hộp số, đồng thời làm hoạt động bơm dầu, cung cấp dầu từ thùng chứa đến tổng van phân phối Từ đây, dầu đi đến các động cơ thủy lực, dẫn động các cơ cấu chấp hành để thực hiện công việc cẩu hàng hóa hiệu quả.
Các động cơ thuỷ lực trên cẩu gồm các động cơ thuỷ lực roto và các động cơ thuỷ lực pittông Cụ thể trên cẩu có:
- 1 động cơ thuỷ lực roto được nối với hộp giảm tốc để dẫn động xoay cần cẩu
1 động cơ thuỷ lực roto nối với hộp giảm tốc để dẫn động tời quấn dây cáp để nâng hạ cần móc cẩu
- 1 động cơ pittông thuỷ lực để thực hiện việc nâng hạ chân chống phía bên phải
- 1 động cơ pittông thuỷ lực để thực hiện việc nâng hạ chân chống phía bên phải
- 1 động cơ pittông thuỷ lực để thực hiện việc nâng hạ cần cẩu
- 1 động cơ pittông thuỷ lực để thực hiện công việc vươn ra hay thu vào cần cẩu để tăng hay giảm bán kính nâng khi cẩu hàng
Các động cơ thủy lực trên cẩu được cung cấp dầu từ tổng van phân phối, giúp các bộ phận công tác hoạt động chính xác theo chiều mong muốn Tổng van phân phối còn có đường dầu hồi về thùng chứa để duy trì lưu lượng dầu hiệu quả Khi điều chỉnh van, lực và động cơ thủy lực sẽ hoạt động theo một chiều nhất định, làm thay đổi hoạt động của các bộ phận cẩu Khi kéo van về phía khác, động cơ thủy lực hoạt động theo chiều ngược lại, giúp điều hướng chuyển động của cẩu linh hoạt hơn Hệ thống thủy lực trên cẩu còn bao gồm các van như van an toàn, van cân bằng và van điều khiển, đảm bảo vận hành an toàn và chính xác trong mọi tình huống.
Hình 1.17: Tổng thể cẩu UNIC URV340
Lựa chọn xe cơ sở
Trong thị trường hiện nay, có nhiều loại xe tải cẩu nhập khẩu nguyên chiếc vào Việt Nam với chất lượng tốt, tiện lợi trong quá trình sử dụng nhưng giá thành cao Do đó, nhiều doanh nghiệp Việt Nam đã lựa chọn phương thức sản xuất lắp ráp xe tải cẩu dựa trên việc sử dụng khung sườn xe tải nhập khẩu nguyên chiếc cùng các thiết bị chuyên dụng, giúp giảm chi phí sản phẩm và tận dụng nguyên vật liệu, nhân công trong nước Các loại khung sườn xe như Hyundai, Dongfeng, Hino đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật để thiết kế xe tải cẩu chất lượng cao Trong đó, tôi chọn khung sườn xe HINO XZU720 của Nhật Bản, nổi bật với khả năng vận hành mạnh mẽ, bền bỉ, tiết kiệm nhiên liệu, khí thải thấp, cùng với khả năng chuyên chở linh hoạt, phù hợp cho mục đích vận chuyển hàng hóa và mang lại hiệu quả kinh tế vượt trội.
Hình 1.18: Sát-xi xe HINO XZU720
Bảng 1.4: Các đặc tính kỹ thuật của sát-xi HINO XZU720
1.1 Loại phương tiện Ô tô sát-xi Ô tô tải (có cần cẩu)
1.2 Nhãn hiệu, số loại của phương tiện Hino XZU720 HINO XZU720
2 Thông số về kích thước
2.1 Kích thước bao : DxRxC (mm) 6,945x1,995x2,220 6,945x1,995x2,220
2.2 Chiều dài cơ sở (mm) 3870 3870
2.3 Vết bánh xe trước/sau (mm) 1,665/1480 1,665/1480
2.4 Chiều dài đầu xe/đuôi xe (mm) 1115/1755 1115/1960
2.5 Khoảng sáng gầm xe (mm) 170 170
2.6 Góc thoát trước/ sau (độ) 17/19 17/10
3 Thông sô về khối lượng
3.1 Khối lượng bản thân (kg) 2450 4518
6.4.2 Cụm đèn sau Gồm: 02 đèn báo rẽ, 02 đèn phanh + đèn kích thước, 01 đèn lùi, 01 đèn soi biển số
7.1 Kiểu loại Trục vít – ê cu bi
7.2 Dẫn động cơ cấu lái Cơ khí, có trợ lực thuỷ lực
8 Cabin: kết cấu thép hoàn toàn có thể lật về phía trước
9.2 Kích thước lòng thùng hàng (mm) - 4500x2005x50
10.2 Sức nâng lớn nhất (Kg) 3030
10.3 Chiều cao làm việc lớn nhất (m) 9,2
10.4 Bán kính làm việc lớn nhất (m) 7,51
10.5 Tốc độ chuyển động móc kéo (m/ph) 19
1.6.1 Ngoại Thất Xe tải HINO 300 XZU720 3T5
Xe tải Hino XZU720 được thiết kế ngoại thất phù hợp hoàn toàn với địa hình Việt Nam, mang phong cách khí động học hiện đại giúp giảm sức cản của gió, tăng khả năng tiết kiệm nhiên liệu Đầu xe nổi bật với cụm đèn pha siêu sáng, cung cấp khả năng chiếu sáng rõ ràng trong mọi điều kiện thời tiết Hệ thống đèn cảnh báo như xi-nhan, đèn sương mù và đèn cảnh báo bên hông được bố trí khoa học, nâng cao khả năng quan sát và đảm bảo an toàn cho các phương tiện xung quanh.
Xe được trang bị gương chiếu hậu gắn cửa giúp tài xế quan sát dễ dàng các điểm phía sau xe, tăng khả năng an toàn khi di chuyển Kính chắn gió rộng mang lại tầm nhìn rộng, hỗ trợ tài xế quan sát toàn cảnh xung quanh xe một cách dễ dàng Với kích thước ngoài là 6,760 x 1,995 x 2,250mm cùng chiều dài cơ sở 3,870mm, xe vận hành linh hoạt và dễ dàng di chuyển trên các cung đường tại Việt Nam, kể cả trong điều kiện nội thị đông đúc.
Hình 1.19: Ngoại thất xe Sát-xi xe là điểm nổi bật của xe, được làm từ thép chịu lực liền khối giúp tăng độ vững chắc cho khung xe và nâng cao khả năng vận tải hàng hóa Vỏ xe bằng thép chịu lực tốt nhất, giảm thiểu thiệt hại trong trường hợp va chạm Xe tải HINO XZU720 sở hữu lớp sơn công nghệ cao của Nhật Bản, giúp chống trầy xước, bong tróc, phai màu hay ố theo thời gian, giữ cho xe luôn mới và bền đẹp.
1.6.2 Nội thất xe tải HINO 300 XZU720 3T5
Với chiều rộng Cabin lên tới gần 2 mét (1995mm), xe mang lại không gian rộng rãi, thoải mái cho hành khách khi bước vào bên trong Nội thất xe gồm 3 ghế ngồi bọc da, trang bị dây an toàn 3 điểm giúp đảm bảo an toàn tối đa Ghế lái có khả năng điều chỉnh linh hoạt, mang lại sự thuận tiện cho người lái Bảng táp lô rộng rãi, bố trí hợp lý các tổ hợp điều khiển giúp người dùng dễ dàng thao tác Ngoài ra, xe còn được trang bị các hộc đựng đồ và đựng cốc tiện lợi, nâng cao trải nghiệm sử dụng hàng ngày.
Xe tải HINO 720 trang bị vô lăng trợ lực gật gù, kính chỉnh điện và khóa cửa trung tâm, mang lại sự tiện nghi và dễ vận hành Hệ thống giải trí AM/FM/Radio kết hợp đầu CD giúp hành khách thư giãn, giải trí đa dạng trong suốt hành trình Đặc biệt, xe được trang bị hệ thống điều hòa nhiệt độ cao cấp DENSO có công suất lớn, khả năng làm mát nhanh chóng, cùng các khe thổi gió xung quanh cabin giúp giảm nhiệt hiệu quả ngay từ khi khởi động xe.
1.6.3 Động cơ xe tải HINO 300 XZU720 3T5
Trang bị sức mạnh cho xe tải HINO XZU720 là động cơ Diesel N04C-UV, gồm 4 xi lanh thẳng hàng, tuabin tăng áp, làm mát khí nạp và dung tích 4009cc, mang lại công suất 150PS tại 2500 vòng/phút, giúp xe vận hành mạnh mẽ và bền bỉ Đặc biệt, xe đạt tiêu chuẩn khí thải Euro4, thân thiện với môi trường và giúp tiết kiệm nhiên liệu hiệu quả, đồng thời giảm hao mòn động cơ.
HINO XZU720 sử dụng hốp số sàn MYY6S 6 Tiến 1 Lùi, là loại hộp số cơ khí đồng tốc từ 1-
6 và số 6 là số vượt tốc Xe trang bị phanh tang trống, điều khiển thủy lực 2 dòng, trợ lực cứng (ABS) và Phanh trợ lực
Phanh chính: Phanh đĩa thông gió phía trước và sau
Phanh phụ: Phanh khí xả
Phanh đỗ: Tang trống, tác động lên trục thứ cấp hộp số
Hệ thống phanh ABS giúp bạn an toàn hơn trên những đoạn đường trơn trượt, hay khi phanh đột ngột
Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) giúp người lái duy trì quyền kiểm soát xe khi phanh trên các bề mặt trơn trượt Công nghệ này hoạt động bằng cách kiểm soát có chọn lọc lực phanh của từng bánh xe, ngăn chặn hiện tượng bánh xe bị bó cứng và cải thiện khả năng giữ thăng bằng, ổn định khi lái xe trong điều kiện đường xá khó khăn Nhờ đó, ABS đảm bảo an toàn tối đa cho người điều khiển trong mọi tình huống phanh gấp hoặc đường trơn trượt.
Hình minh họa thực tế
Hệ thống treo là bộ phận liên kết mềm dẻo (đàn hồi) giữa bánh xe và khung xe hoặc vỏ xe, giúp xe vận hành ổn định và thoải mái hơn Xe sử dụng hệ thống treo phụ thuộc ở cả cầu trước và cầu sau, đảm bảo khả năng kiểm soát tốt và giảm thiểu rung lắc khi di chuyển trên các địa hình khác nhau.
Treo trước: Lá côn, giảm xóc và thanh ổn định, giảm đơn hoàn toàn đổi
Treo sau: Lá côn, giảm xóc và thanh ổn định
Hệ thống treo phụ trước và sau kết nối các bánh xe trên một dầm cầu liền, giúp các chi tiết hệ thống treo liên kết dầm cầu với thân xe Đặc điểm chính của hệ thống này là các bánh xe ảnh hưởng và phụ thuộc lẫn nhau do dao động chung Các loại hệ thống treo phụ thuộc phổ biến gồm treo liên kết Satchell, liên kết Watt và nhíp lá, đều là những mô hình đơn giản, có độ bền cao, phù hợp với xe tải trọng lớn Tuy nhiên, khi xe không tải, hệ thống này trở nên cứng và dễ rung lắc, gây cảm giác không êm ái.
Xe sử dụng bộ phận đàn hồi là nhíp lá kim loại, đóng vai trò là hệ thống treo chính, có khả năng chịu tải cao nhưng độ êm dịu thấp Các lá nhíp được ghép thành bộ và có bộ phận kẹp ngang nhằm hạn chế xô ngang khi nhíp làm việc, đảm bảo độ vững chắc cho hệ thống treo Bộ nhíp được gắn chặt với dầm cầu bằng bulông quang nhíp và liên kết với khung xe qua tai nhíp và quang treo, tạo điều kiện cho các lá nhíp biến dạng tự do và đàn hồi tốt hơn Nhíp lá được chế tạo từ thép hợp kim cán nóng như thép silic 55C2, 60C2A, và thép crôm mangan, giúp tăng độ bền và khả năng chịu tải của hệ thống treo.
Xe sử dụng bộ phận giảm chấn là ống thủy lực tác động 2 chiều Giảm chấn thủy lực 2 lớp vỏ
Hình minh họa các chi tiết hệ thống treo
Xe sử dụng hệ thống lái liên hợp gồm trục vít ê cu li và đòn quay hoặc trục vít – ê cu bi, giúp đảm bảo việc điều khiển xe đạt độ chính xác cao Dẫn động cơ cấu lái được thực hiện bằng hệ thống cơ khí kết hợp trợ lực thủy lực, mang lại sự nhẹ nhàng và dễ dàng khi lái xe Hệ thống này giúp tối ưu hóa khả năng điều khiển và nâng cao an toàn cho người lái trong mọi tình huống giao thông.
Cột tay lái có thể điều chỉnh độ cao và góc nghiêng, tay lái trợ lực kết hợp bi tuần hoàn
Tỷ số truyền 18:1 sau đây là hình ảnh minh hoạt các chi tiết hệ thống lái
Vô lăng và cột hấp thụ năng lượng làm giảm lực va chạm
Hình minh họa các chi tiết trong hệ thống lái
Nguyên lí hoạt động của hệ thống lái
Khi xe đi thẳng, vành lái ở vị trí trung tâm ổn định, các cơ cấu hệ thống dẫn hướng được thiết kế để bánh xe hướng đi đúng theo phương chuyển động của ô tô, đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn.
Khi quay vô lăng sang phải, trục lái và cơ cấu lái truyền lực để đầu đòn quay đứng dịch chuyển về phía sau, gây ra sự chuyển động của đòn kéo dọc và đòn quay ngang, kéo bánh xe dẫn hướng bên trái sang phải Hình thang lái giúp bánh xe bên phải quay theo, giúp ô tô quay vòng sang phải một cách dễ dàng và chính xác.
Nếu muốn ô tô quay sang trái thì thực hiện ngược lại các bước trên
Hình minh họa nguyên lí hoạt động hệ thống lái
TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TÍNH ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC CỦA XE TẢI CẨU HINO
Tính toán trọng lượng và phân bố trọng lượng của xe
Sat xi HINO XZU720RWKTMSQ3 có tổng trọng lượng khi đầy tải là 7500 (kG), trọng lượng bản thân của xe là 2450 (kG)
Hình 2.1: Xe tải gắn cẩu sau khi thiết kế
Khối lượng bản thân ô tô cơ sở: GCS$50 Kg Khối lượng thùng hàng: Gthr3 Kg
Khối lượng khung phụ Gp$0 Kg
Khối lượng rào chắn bảo hiểm: Gbh` Kg Khối lượng cần cẩu: Gcc45 Kg
Khối lượng bản thân ô tô: G0= Gsx + Gth + Gbh + Gp + Gcc = 4518 Kg Khối lượng kíp lái ( 03 người ): Gkl5 Kg
Khối lượng hàng chuyên chở:Ghh'87 Kg Khối lượng toàn bộ của ô tô: G= 7500 Kg
2.1.2 Xác định khối lượng phân bố lên các trục của ô tô:
Sơ đồ phân bố trọng lượng của cụm thùng hàng, kíp lái, bảo hiểm, chắn bùn, cẩn cẩu như bên dưới:
Hình 2.2: Sơ đồ phân bố khối lượng lên các trục của ô tô
Trọng lượng phân bố lên cầu trước của ô tô thiết kế:
- Trọng lượng bản thân ôtô sát xi phân bố lên cầu trước: Gsx1 = 1600 ( kg )
- Trọng lượng thùng hàng phân bố lên cầu trước: Gth1 = Gth.282 = 53 ( kg )
- Trọng lượng khung phụ phân bố lên cầu trước: Gp1 = Gp.735 = 46 ( kg )
- Trọng lượng bản thân ôtô thiết kế phân bố lên cầu trước: Z01 = Gsx1+ Gth1 + Gp1 + Gbh1 + Gnh1 2484 ( kg )
-Trọng lượng hàng hóa phân bố lên cầu trước: Ghh1 = 203 ( kg )
- Trọng lượng kíp lái phân bố lên cầu trước: Gkl1 = 195 ( kg )
- Trọng lượng toàn bộ ôtô thiết kế phân bố lên cầu trước: Z1 = Ghh1 + Gkl + Z01 = 2882 ( kg )
Trọng lượng phân bố lên cầu sau của ô tô thiết kế:
- Trọng lượng bản thân ôtô sát xi phân bố lên cầu trước: Gsx2 = Gsx – 1600 = 850(kg)
- Trọng lượng thùng hàng phân bố lên cầu sau: Gth2 = Gth – 53 = 670 ( kg )
- Trọng lượng khung phụ phân bố lên cầu sau: Gp2 = Gp – 46 = 194 ( kg )
- Trọng lượng bảo hiểm phân bố lên cầu sau: Gbh2 = Gbh – 25 = 35 ( kg )
- Trọng lượng cụm cần cẩu phân bố lên cầu sau: Gnh2 = Gcc -760 = 285 ( kg )
- Trọng lượng bản thân ôtô thiết kế phân bố lên cầu sau: Z 02 = Gsx2+ Gth2 + Gp2 + Gbh2 + Gnh2 2034 ( kg )
- Trọng lượng hàng hóa phân bố lên cầu sau: Ghh2 = Ghh - 203 = 2584 ( kg )
- Trọng lượng kíp lái phân bố lên cầu sau : Gkl2 = 0 ( kg )
- Trọng lượng toàn bộ ôtô thiết kế phân bố lên cầu sau: Z 2 = Ghh2 + Gk2 + Z02 = 4618 ( kg )
Bảng 2.1: Phân bố trọng lượng ô tô thiết kế
TT Các thành phần trọng lượng Trị số
1 Khối lượng bản thân ô tô cơ sở 2450 1600 850
2 Khối lượng cụm thùng hàng 723 53 670
3 Khối lượng cụm cần cẩu 1045 760 285
4 Khối lượng chắn bùn, bảo hiểm 60 25 35
6 Khối lượng bản thân ô tô 4518 2484 2034
6 Khối lượng hàng chuyên chở cho phép tham gia giao thông không phải xin phép 2787 203 2584
8 Khối lượng toàn bộ cho phép tham gia giao thông không phải xin phép 7500 2882 4618
9 Khả năng chịu tải lớn nhất trên từng trục của xe cơ sở - 3000 5000
2.1.3 Tính toạ độ trọng tâm
Bảng 2.2: Thông số tính toán ổn định
TT Thông số Ký hiệu Số liệu tính toán Trường hợp không tải
Khối lượng bản thân (Kg)
- Phân bố lên cầu trước (Kg)
- Phân bố lên cầu sau (Kg)
Trọng lượng toàn bộ (Kg) G 7500
2 - Phân bố lên cầu trước (Kg) Z1 2882
- Phân bố lên cầu sau (Kg) Z2 4618
3 Chiều dài cơ sở (mm) L 4350
Bảng 3.3: Thông số tính toán chiều cao trọng tâm
BẢNG THÔNG SỐ TÍNH TOÁN CHIỀU CAO TRỌNG TÂM
TT Thành phần trọng lượng Kí hiệu Giá trị (kg) hgi (mm)
1 Khối lượng bản thân ô tô cơ sở Gcs 2450 710
2 Khối lượng thùng xe Gth 723 1233
3 Khối lượng khung phụ Gkp 240 891
4 Khối lượng rào chắn bảo hiểm Gbh 60 540
Khối lượng cụm cần cẩu
Vị trí trọng tâm của ô tô đóng vai trò quan trọng trong việc ảnh hưởng đến tính ổn định của xe Các yếu tố chính xác định vị trí này bao gồm khoảng cách từ trọng tâm đến trục trước theo phương nằm ngang, khoảng cách từ trọng tâm đến trục sau theo phương nằm ngang, và chiều cao trọng tâm, tức là khoảng cách từ trọng tâm đến mặt đường Các thông số này đều nhận ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng cân bằng và an toàn khi xe vận hành.
Để xác định chính xác tọa độ trọng tâm của ô tô theo chiều dọc, ngang, cao, cần tính toán cả khi xe không tải và đầy tải Việc này đòi hỏi phải biết tọa độ trọng tâm của các cụm chi tiết, tải trọng của người lái, thùng hàng và hàng hóa Điều này giúp đảm bảo cân bằng và an toàn khi vận hành xe trong mọi điều kiện tải trọng.
Hình 2.3: Chiều cao trọng tâm của ô tô thiết kế
2.1.3.1 Xác định toạ độ trọng tâm khi không tải
A Toạ độ trọng tâm ô tô theo chiều dọc
Khoảng cách từ trọng tâm ôtô đến tâm cầu trước: a = (Z2 L) / G = ( 2034 3870 ) / 7500 = 1500 (mm)
Khoảng cách từ trọng tâm ôtô đến tâm cầu sau: b = L – a = 3870 – 1500 #70 (mm)
B Toạ độ trọng tâm ô tô theo chiều cao g
Dựa vào giá trị các thành phần khối lượng và tọa độ trọng tâm của chúng, ta xác định chiều cao trọng tâm của ô tô bằng công thức: hg = (∑ Gi · hgi) / G Công thức này giúp tính toán chính xác vị trí của trung tâm trọng lực dựa trên trọng lượng từng phần và chiều cao tương ứng của chúng Việc xác định chiều cao trọng tâm đóng vai trò quan trọng trong phân tích độ ổn định và an toàn của xe Bằng cách sử dụng các số liệu về khối lượng và tọa độ trọng tâm, ta có thể tối ưu hóa thiết kế để đảm bảo hiệu suất và an toàn khi vận hành.
Trong đó: hg, G - Chiều cao trọng tâm và khối lượng của ô tô
Từ phương trình trên ta suy ra : h = Gsx.hsx+Gth.hth+Gbh.hbh+Gp.hp+Gcc.hcc+Gkl.hkl
Trong bài viết này, chúng tôi cung cấp các thông số quan trọng về chiều cao trung tâm của các bộ phận xe tải và trang bị liên quan Chiều cao trọng tâm của xe sát xi (hsx) là 710 mm, giúp đảm bảo ổn định khi vận hành Chiều cao trọng tâm thùng hàng (hth) đạt mức 1233 mm, ảnh hưởng đến khả năng cân bằng của xe trong quá trình chuyên chở Đối với khung phụ (hp), chiều cao trung tâm là 981 mm, góp phần vào độ cứng vững của cấu trúc xe Chiều cao trọng tâm của cạnh bảo hiểm (hbh) là 540 mm, giúp nâng cao an toàn khi vận hành gần các thành phần cứng Cuối cùng, chiều cao trọng tâm của cụm cần cẩu (hcc) là 1690 mm, tối ưu cho hoạt động nâng hạ hàng hóa một cách hiệu quả và an toàn Các thông số này đều rất quan trọng trong việc thiết kế và vận hành xe, góp phần nâng cao hiệu suất và an toàn trong quá trình sử dụng.
G – Khối lượng ô tô không tải : G = 4815 (kg)
Gsx - Khối lượng bản thân của ô tô sất xi: Gsx = 2450 kg
Gth - Khối lượng thùng chở hàng: Gth = 723 kg
Gp - Khối lượng khung phụ Gp $0 kg
Gbh - Khối lượng rào chắn bảo hiểm: Gbh = 60 kg
2.1.3.2 Xác định toạ độ trọng tâm khi đầy tải
A Toạ độ trọng tâm ô tô theo chiều dọc
Khoảng cách từ trọng tâm ôtô đến tâm cầu trước: a = (Z2 L) / G = ( 4618 3870 ) / 7500 = 2382 (mm)
Khoảng cách từ trọng tâm ôtô đến tâm cầu sau: b = L – a = 3870 – 2382 = 1488 (m)
B Toạ độ trọng tâm ô tô theo chiều cao
Dựa vào giá trị các thành phần khối lượng và tọa độ trọng tâm của ô tô, ta xác định chiều cao trọng tâm của xe bằng công thức: hg = (∑ Gi · hgi) / G, trong đó hg là chiều cao trọng tâm, G là tổng khối lượng của ô tô, và Gi cùng hgi lần lượt là khối lượng và chiều cao của từng thành phần cấu thành xe.
Từ phương trình trên ta suy ra : hg0 =( G.hg+Ghh.hhh+Gkl.hkl)/ G0 = 1,183 (m)
Chiều cao trọng tâm của xe không tải (hg) là 1081mm, giúp đảm bảo ổn định khi vận hành Chiều cao trọng tâm hàng hóa (hhh) đạt 1345mm, ảnh hưởng đến khả năng cân bằng và an toàn của xe khi chở hàng Trong khi đó, chiều cao trọng tâm của kíp lái (hkl) là 1241mm, đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự kiểm soát và hiệu quả vận hành của xe tải Đặc biệt, việc nắm rõ các thông số này là yếu tố then chốt trong thiết kế, an toàn và hiệu suất của xe tải.
Gkl - Khối lượng kíp lái(03 người): Gkl = 195 kg
Ghh - Khối lượng hàng chuyên chở: Ghh = 2787 kg
G – Khối lượng ô tô không tải : G = 4518 ( kg)
G0 – Khối lượng ô tô đầy tải : G0 = 7500 (kg)
Bảng 2.4: Kết quả tính toán tạo độ trọng tâm ô tô thiết kế
Thông số a (mm) b (mm) hg
Tính toán động học quay vòng
Hình 2.4: Sơ đồ tính toán quay vòng
M - Tâm trục quay đứng của bánh xe dẫn hướng phía ngoài
N - Tâm trục quay đứng của bánh xe dẫn hướng phía trong
M’, N’ - Tấm vết bánh xe dẫn hướng phía ngoài và phía trong
A - Điểm biên ngoài đầu ô tô
B - Điểm biên trong tại tâm của cụm trục sau
C - Điểm biên ngoài tại tâm cảu cụm trục sau
Rmin = PM’ - Bán kính quay còng tính theo tâm bánh xe dẫn hướng ngoài
Hq = RA - RB - Hành lang quay vòng của ô tô Đo thực tế trên xe HINO XZU720 , ta có các kết quả sau:
- Khoảng cách tâm 2 trụ quay đứng: MN = 1455 [mm]
Chiều rộng cơ sở: M’N’ = 1665[mm]
Khoảng cách từ hình chiếu thẳng đứng của tâm trụ quay đứng đến tâm vết bánh
- Góc quay lớn nhất của bánh xe dẩn hướng ngoài:
• Bán kính quay vòng nhỏ nhất của ô tô sau cải tạo, tính theo bánh trước phía
Tính toán ổn định của xe ô tô
2.3.1 Tính ổn định của ô tô khi không tải
Hình 2.5: Sơ đồ tính toán ổn định dọc trục khi xe lên dốc
Trường hợp khi xe lên dốc với tốc độ nhỏ và chuyển động ổn định thì ta xem như P j =0, Pm =0,
Pω =0, Pf =0, và lực cản lăn nhỏ có thể bỏ qua
Ta có công thức xác định được góc dốc giới hạn khi xe lên dốc bị lật đổ là:
Trong đó : α - góc dốc giới hạn b - khoảng cách từ trọng tâm xe tới bánh sau của xe b = 2370 [mm] hg - Chiều cao trọng tâm của xe hg 81 [mm]
Hình 2.6: Sơ đồ tính toán ổn định dọc khi xe xuống dốc
Khi xe chuyển động xuống dốc với tốc độ nhỏ và ổn định, ta có thể xác định góc dốc giới hạn bằng công thức α’ = arctg(a/hg) Trong đó, a là chiều dài phần dốc và hg là chiều cao tương ứng, cụ thể kết quả là α’ = arctg(1500/1081) ≈ 54° 22’ Điều này giúp đảm bảo an toàn và kiểm soát tốt hơn khi xe xuống dốc ở góc dốc giới hạn này.
Hình 2.7: Sơ đồ tính toán ổn định ngang của ô tô
Theo điều kiện ổn định về lật đỗ ngang thì ta xác định góc dốc giới hạn của mặt đường được xác định theo công thức:
Trong đó: β- Góc dốc giới hạn của ô tô và mặt đường
B - Khoảng cách giữa 2 bánh sau h- Chiều cao trọng tâm của xe c Vận tốc chuyển động giới hạn của ô tô
Hình 2.8: Sơ đồ tính toán ổn định ô tô quay vòng trên đường bằng
Khi đó vận tốc chuyển động giới hạn của ô tô khi quay vòng với bán kính RGmin là :
WT – Bề rộng tâm hai bánh xe của xe thiết kế, WT = 1,665 (m) hg – Chiều cao trọng tâm xe thiết kế, (1,081)
RGmin – Bán kính quay vòng nhỏ nhất của ô tô, RGmin = 6,329 (m) g – Gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s 2 )
2.3.2 Tính ổn định của ô tô khi đầy tải
Khảo sát tương tự ta có: a Tính ổn định dọc
Với b là khoảng cách từ tâm đến trục sau
Hg là độ cao trọng tâm
Khi xuống dốc: α ’ = arctg(a/hg)= 62 0 69’ b Tính ổn định ngang c Vận tốc chuyển động giới hạn của ô tô
Bảng 2.5: Kết quả tính toán ổn định
BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH a (m) b (m) hg (m) B(m) L (độ) X(độ) (độ) Vgh (km/h) Vgh (m/s)
Các giá trị giới hạn ổn định của ô tô thiết kế ở chế độ đầy tải đáp ứng tiêu chuẩn hiện hành, đảm bảo xe vận hành an toàn và ổn định trên nhiều loại tuyến đường giao thông công cộng Tiêu chuẩn này giúp nâng cao hiệu suất và độ bền của xe, đồng thời đảm bảo an toàn cho người sử dụng khi di chuyển trên các tuyến đường khác nhau Việc tuân thủ các giới hạn này là yếu tố quan trọng để đảm bảo ô tô duy trì khả năng chuyển động ổn định, giảm thiểu rủi ro tai nạn và nâng cao chất lượng dịch vụ vận tải.
Tính ổn định của ô tô khi cẩu hàng
Hình 2.9 trình bày sơ đồ tính toán ổn định khi cẩu hàng, nhấn mạnh rằng để ô tô không bị lật ngang trong quá trình cẩu hàng, tổng mô men tại điểm K cần phải lớn hơn không Điều này đảm bảo độ ổn định của phương tiện khi thực hiện các công đoạn nâng hạ, giúp tránh mất cân bằng và nguy cơ lật xe Quy ước chiều dương của mômen là theo chiều ngược chiều kim đồng hồ, từ đó xác định chính xác các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tính toán và đảm bảo an toàn trong vận hành.
G0= 4518 Kg – Tự trọng của ô tô
L0= 1,75 m – Khoảng cách từ tâm đối xứng ngang ô tô đến chân cần cẩu
Gh (Kg) – Trọng lượng hàng hoá
Lh (m) – Khoảng cách từ chân cẩu đến trọng tâm hàng
Theo bảng thông số kỹ thuật của cần cẩu và tính toán ta lập được bảng sau:
Bảng 2.6: Tính toán mômen lật của cẩu khi hoạt động ở tầng 1 và 1+2
Bảng 2.7: Tính toán mômen lật của cẩu khi hoạt động ở tầng 1+2+3
Trên đường nằm ngang, ô tô luôn nằm trong giới hạn tải trọng cho phép, đảm bảo hoạt động ổn định khi vận chuyển hàng hóa Điều này có nghĩa là trọng lượng hàng cẩu lên xe không vượt quá giới hạn cho phép, giúp duy trì trạng thái cân bằng và an toàn cho phương tiện.
Để đảm bảo an toàn tuyệt đối, chỉ cho phép ô tô cần cẩu nâng hàng tại những nơi có mặt bằng phẳng và đã được kê đệm chân cẩu chắc chắn, đặc biệt là khi làm việc trên nền đất yếu Do đó, không cần tính toán ổn định cẩu khi hoạt động trên mặt đường nghiêng, giảm thiểu rủi ro và đảm bảo hiệu quả công việc.
Khi khẩu độ và trọng lượng hàng cẩu được giữ cố định, việc tăng góc nâng của cần làm giảm thành phần mô men gây lật Gh.Lh, giúp nâng cao tính ổn định của ô tô cần cẩu Điều này cho phép không cần phải tính toán ổn định của ô tô trong các trường hợp tăng góc nâng của cần, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình vận hành.