Cải tạo xe tải dongfeng DFM EQ5T thành xe tải có gắn cẩu

Sinh viên thực hiện: Trần Quang Công Số thẻ SV: 103150028 Lớp: 15C4A Trong tập đồ án này, với đề tài “Cải tạo xe tải Dongfeng DFM EQ5T thành xe tải có gắn cẩu” vì vậy mà nội dung toàn b

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỀ TÀI:

CẢI TẠO XE TẢI DONGFENG DFM EQ5T

THÀNH XE TẢI CÓ GẮN CẨU

Người hướng dẫn: PGS.TS TRẦN THANH HẢI TÙNG

Sinh viên thực hiện: TRẦN QUANG CÔNG

Số thẻ sinh viên: 103150028

Lớp: 15C4A

Đà Nẵng, 06/2020

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỀ TÀI:

CẢI TẠO XE TẢI DONGFENG DFM EQ5T

THÀNH XE TẢI CÓ GẮN CẨU

Người hướng dẫn: PGS.TS TRẦN THANH HẢI TÙNG

Người duyệt: ThS DƯƠNG ĐÌNH NGHĨA Sinh viên thực hiện: TRẦN QUANG CÔNG

Số thẻ sinh viên: 103150028

Lớp: 15C4A

Đà Nẵng, 06/2020

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

I Thông tin chung:

1 Họ và tên sinh viên: Trần Quang Công

2 Lớp: 15C4A Số thẻ SV: 103150028

3 Tên đề tài: Cải tạo xe tải Dongfeng DFM EQ5T thành xe tải có gắn cẩu

4 Người hướng dẫn: Trần Thanh Hải Tùng Học hàm/ học vị: PGS.TS

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

I Thông tin chung:

1 Họ và tên sinh viên: Trần Quang Công

2 Lớp: 15C4A Số thẻ SV: 103150028

3 Tên đề tài: Cải tạo xe tải Dongfeng DFM EQ5T thành xe tải có gắn cẩu

4 Người phản biện: Dương Đình Nghĩa Học hàm/ học vị: Thạc sĩ

II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:

tối đa

Điểm trừ

Điểm còn lại

1a - Hiểu và vận dụng được kiến thức Toán và khoa học tự

nhiên trong vấn đề nghiên cứu 15

1b - Hiểu và vận dụng được kiến thức cơ sở và chuyên ngành

1c - Có kỹ năng vận dụng thành thạo các phần mềm mô phỏng,

tính toán trong vấn đề nghiên cứu 10

1d - Có kỹ năng đọc, hiểu tài liệu bằng tiếng nước ngoài ứng

dụng trong vấn đề nghiên cứu 10

1e - Có kỹ năng làm việc nhóm, kỹ năng giải quyết vấn đề 10

1f - Đề tài có giá trị khoa học, công nghệ; có thể ứng dụng thực

2a - Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích 15

2b - Thuyết minh đồ án không có lỗi chính tả, in ấn, định dạng 5

Quy về thang 10 (lấy đến 1 số lẻ)

1 Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:

………

………

2 Ý kiến khác:

………

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2020

Người phản biện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

CÂU HỎI PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

I Thông tin chung:

1 Họ và tên sinh viên: Trần Quang Công

2 Lớp: 15C4A Số thẻ SV: 103150028

3 Tên đề tài: Cải tạo xe tải Dongfeng DFM EQ5T thành xe tải có gắn cẩu

4 Người phản biện: Dương Đình Nghĩa Học hàm/ học vị: Thạc sĩ

II Các câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời

1 ……….……….…… ………

………

2 ……… ………

………

Đáp án: (người phản biện ghi vào khi chấm và nộp cùng với hồ sơ bảo vệ) 1 ……….……….…… ………

………

………

………

2 ……… ………

………

………

………

………

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2020

Người phản biện

Tên đề tài: Cải tạo xe tải Dongfeng DFM EQ5T thành xe tải có gắn cẩu

Sinh viên thực hiện: Trần Quang Công

Số thẻ SV: 103150028

Lớp: 15C4A

Trong tập đồ án này, với đề tài “Cải tạo xe tải Dongfeng DFM EQ5T thành xe

tải có gắn cẩu” vì vậy mà nội dung toàn bộ xoay quanh việc thiết kế, tính toán cải tạo

xe tải trở thành xe tải có gắn cẩu trong đó đặc biệt tuân thủ theo các thông tư cũng như quy định về cải tạo xe của chính phủ ban hành và theo các yêu cầu vận hành cũng như phục vụ các công việc sau này của chúng

Tất cả nội dung của đồ án, toàn bộ bao gồm có 4 chương với nội dung của mỗi chương khác nhau nhưng giữa chúng có sự liên kết chặt chẽ và bổ sung cho nhau để tạo thành một bản tổng thể hoàn chỉnh Dưới đây là phần tóm tắt nội dung của từng chương và được trình bày theo trình tự như sau:

Chương 1: Tổng quan đề tài

Chương 2: Tính toán thiết kế cải tạo

Chương 3: Nội dung phươn án cải tạo

Chương 4: Kiểm tra đánh giá vận hành

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành Cơ khí Động lực từ khi ra đời đến nay đã không ngừng được phát triển và

đã đạt được nhiều thành tựu to lớn, có nhiều sản phẩm đã đáp ứng được yêu cầu sử dụng của đời sống xã hội hiện nay

Sau thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, sinh viên tiến hành làm đồ án tốt nghiệp nhằm mục đích hệ thống lại những kiến thức đã học, nâng cao khả năng tìm hiểu và đi sâu vào nghiên cứu về chuyên môn, hoàn thành nội dung chương trình đào tạo của trường

Trong đồ án tốt nghiệp này, em được nhận đề tài với nhiệm vụ là: “Cải tạo xe tải

Dongfeng DFM EQ5T thành xe tải có gắn cẩu”

Dưới sự hướng dẫn của thầy PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng và sự cố gắng của bản thân, em đã hoàn thành được nhiệm vụ của đề tài này Tuy nhiên do mức độ hiểu biết của em còn chưa được tốt và chưa tiếp xúc được nhiều với thực tế, kinh nghiệm tìm hiểu, tham khảo chưa được nhiều, vì vậy không thể tránh khỏi những thiếu sót và có thể

có những vấn đề chưa hợp lý Em mong thầy cô đóng góp ý kiến và phân tích để đề tài cũng như kiến thức của em được hoàn chỉnh hơn

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đã cung cấp cho em những kiến thức quý báu và bổ ích trong quá trình học tập ở trường, đặc biệt là thầy PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng đã hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành đề tài tốt nghiệp này

Đà Nẵng, ngày 26 tháng 06 năm 2020

Sinh viên thực hiện

Trần Quang Công

CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả tính toán trong đồ án này là trung thực và chưa được sử dụng trong các đồ án tốt nghiệp trước đây Các thông tin, số liệu được sử dụng

và tính toán đều từ các tài liệu có nguồn gốc rõ ràng, theo quy định

Sinh viên thực hiện

Trần Quang Công

MỤC LỤC

TÓM TẮT

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI NÓI ĐẦU i

CAM ĐOAN ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ vi

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 2

1.1 Đặc điểm, công dụng, nhu cầu xe tải cẩu: 2

1.2 Yêu cầu xe tải cẩu: 4

1.3 Phân loại: 4

1.4 Quy định cải tạo xe cơ giới: 7

Chương 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẢI TẠO 9

2.1 Giới thiệu ô tô tải trước cải tạo: 9

2.2 Giới thiệu ô tô tải sau cải tạo: 14

2.3 Xác định tọa độ trọng tâm và phân bố trọng lượng phần thùng hàng trước cải tạo: 16 2.4 Xác định tọa độ trọng tâm và phân bố trọng lượng phần thùng hàng sau cải tạo, trọng tải, người lái: 17

2.4.1 Xác định tọa độ trọng tâm và phân bố trọng lượng phần thùng hàng sau cải tạo: 18

2.4.2 Phân bố trọng lượng trọng tải: 18

2.4.3 Phân bố trọng lượng người lái: 18

2.5 Xác định tọa độ trọng tâm và phân bố trọng lượng của cẩu: 19

2.5.1 Tọa độ trọng tâm theo chiều cao: 19

2.5.2 Xác định tọa độ trọng tâm theo chiều dọc: 20

2.6 Xác định trọng tải, trọng lượng và phân bố trọng lượng ô tô sau cải tạo: 20

2.7 Xác định toạ độ trọng tâm ô tô khi không tải và đầy tải: 22

2.7.1 Tọa độ trọng tâm ô tô theo chiều dọc: 22

2.7.2 Toạ độ trọng tâm ô tô theo chiều cao: 22

2.8 Tính toán kiểm tra ổn định: 23

2.8.1 Tính ổn định dọc tĩnh: 23

2.8.2 Tính ổn định dọc động: 27

2.9 Tính ổn định ngang của ôtô: 30

2.9.1 Tính ổn định của ôtô khi chuyển động trên đường nghiêng ngang: 30

2.9.2 Tính ổn định của xe khi chuyển động quay vòng trên đường nghiêng ngang: 33

2.10 Tính ổn định khi ôtô cẩu hàng: 37

2.10.1 Điều kiện ổn định với trục QR và trục PS: 38

2.10.2 Điều kiện ổn định với trục PQ: 39

2.10.3 Điều kiện ổn định với trục RS: 40

2.10.4 Tổng hợp kết quả tính ổn định: 40

2.11 Tính toán sức bền của thùng chở hàng 41

2.11.1 Xác định trọng lượng hàng hóa 41

2.11.2 Tính toán sức bền của thùng chở hàng: 42

2.12 Tính toán lắp đặt cẩu 45

2.12.1 Liên kết cẩu vào khung xe 45

2.12.2 Tính toán bulông lắp đặt cẩu vào khung xe 45

2.13 Kiểm tra bền mối ghép giữa thùng hàng với khung ô tô 51

2.14 Tính toán động lực học của ô tô sau cải tạo: 53

2.14.1 Các thông số tính toán 53

2.14.2 Xây dựng các đồ thị đặc tính của ô tô sau cải tạo 54

2.14 Đánh giá các tính năng khác của ô tô: 67

Chương 3: NỘI DUNG, PHƯƠNG ÁN CẢI TẠO 68

3.1 Nội dung cải tạo, các bước công nghệ thi công: 68

3.1.1 Nội dung cải tạo: 68

3.1.2 Phương án gia công sau cải tạo: 68

3.2 Cải tạo các đăng: 68

3.3 Lắp đặt cẩu: 69

3.3.1 Giới thiệu cẩu UNIC UR-V374: 69

3.3.2 Lắp đặt cẩu: 73

3.4 Giới thiệu về hệ thống dẫn động của cẩu: 73

3.4.1 Yêu cầu kỹ thuật của hệ thống thuỷ lực của cẩu 75

3.4.2 Tính toán hệ thống dẫn động 75

3.5 Cải tạo thùng hàng: 77

Chương 4: KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ, VẬN HÀNH 79

4.1 Mục đích: 79

4.2 Nội dung kiểm tra sau cải tạo: 79

4.2.1 Thử xe trong nhà 79

4.2.2 Thử xe ngoài đường 80

4.2.3 Kiểm tra hệ thống nâng 80

4.3 Hướng dẫn vận hành: 82

4.3.1 Yêu cầu đối với người vận hành cẩu 82

4.3.2 Trước khi tiến hành công việc 83

4.3.3 Tiến hành công việc 85

KẾT LUẬN 88

TÀI LIỆU THAM KHẢO 89

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

Bảng 2.1 Các thông số động cơ 10

Bảng 2.2 Đặc tính kỹ thuật của xe trước khi cải tạo 12

Bảng 2.3 Đặc tính kỹ thuật của xe sau khi cải tạo 14

Bảng 2.4 Kết quả tính toán đối với trường hợp ô tô không tải và đầy tải 21

Bảng 2.5 Kết quả tính toán thông số khi không tải và đầy tải 22

Bảng 2.6 Kết quả tính toán trọng tâm ô tô theo chiều cao 23

Bảng 2.7 Kết quả tính toán trọng lượng hàng cho phép cẩu 41

Bảng 2.8 Các thông số để tính toán sức kéo ô tô 53

Bảng 2.9 Giá trị đặc tính ngoài động cơ 54

Bảng 2.10 Giá trị của vận tốc và công suất ứng với từng tay số 57

Bảng 2.11 Giá trị của vận tốc và công suất Nω, Nf và (Nω+Nf) ở các tay số 58

Bảng 2.12 Bảng giá trị của vận tốc và lực kéo tương ứng với từng tay số 61

Bảng 2.14 Giá trị nhân tố động lực học ứng với từng tay số 64

Bảng 2.15 Giá trị gia tốc của ô tô thay đổi theo tốc độ 66

Bảng 3.1 Bảng thông số kỹ thuật của cẩu UNIC: 71

Hình 1.1- Ảnh xe tải cẩu 2

Hình 1.2- Xe tải gắn cẩu Hino 5

Hình 1.3- Cẩu Unic 5

Hình 1.4- Cẩu Kanglim 6

Hình 1.5- Cẩu Tadano 6

Hình 2.1- Ô tô tải mui phủ DONGFENG DFM EQ5T TMB trước cải tạo 9

Hình 2.2- Động cơ YC4D130-20 10

Hình 2.3- Sơ đồ hệ thống truyền lực cơ khí cho cầu sau 11

Hình 2.4- Sơ đồ tổng thể ô tô trước cải tạo 13

Hình 2.5- Sơ đồ ô tô sau cải tạo 15

Hình 2.6- Sơ đồ xác định tọa độ trọng tâm của thùng hàng trước cải tạo 16

Hình 2.7- Sơ đồ xác định tọa độ trọng tâm thùng hàng sau cải tạo 17

Hình 2.8- Sơ đồ xác định tọa độ trọng tâm cẩu 19

Hình 2.9- Sơ đồ tính toán tọa độ trong tâm theo chiều dọc ô tô 22

Hình 2.10- Sơ đồ lực tác dụng lực khi xe đứng yên quay đầu lên dốc 23

Hình 2.11- Sơ đồ lực tác dụng lực khi xe đứng yên quay đầu xuống dốc 25

Hình 2.12- Sơ đồ lực và momen tác dụng khi xe chuyển động lên dốc 27

Hình 2.13- Sơ đồ tác dụng lực khi xe chuyển động xuống dốc 28

Hình 2.14- Sơ đồ tác dụng lực khi xe chuyển động trên đường nghiêng ngang 31

Hình 2.15- Sơ đồ tác dụng lực khi xe chuyển động quay vòng đường nghiêng ngang 33

Hình 2.16- Sơ đồ phân tích lực khi vận hành cẩu 37

Hình 2.17- Sơ đồ phân tích lực với trục PQ 39

Hình 2.18- Kết cấu dầm ngang gối lên dầm dọc và chassi 42

Hình 2.19- Sơ đồ lực tác dụng lên dầm ngang 43

Hình 2.20- Sơ đồ momen tác dụng lên dầm ngang 44

Hình 2.21- Lắp đặt cẩu lên khung xe 47

Hình 2.22- Sơ đồ lực tác dụng lên bulông lắp bệ cẩu vào khung xe 48

Hình 2.23- Sơ đồ lực tác dụng lên bulông lắp bệ cẩu vào khung xe 49

Hình 2.24- Đồ thị đặc tính ngoài của động cơ 55

Hình 2.25- Đồ thị cân bằng công suất 59

Hình 2.26- Đồ thị cân bằng lực kéo 62

Hình 2.27- Đồ thị nhân tố động lực học 65

Hình 2.28- Đồ thị gia tốc 67

Hình 3.1- Các đăng của ô tô trước cải tạo 69

Hình 3.2- Phương án cải tạo các đăng 69

Hình 3.3- Cẩu Unic UR-V374 70

Hình 3.4- Sơ đồ tổng thể cẩu UNIC UR- V374 72

Hình 3.5- Sơ đồ lắp đặt cẩu 73

Hình 3.6- Sơ đồ hệ thống thủy lực cần cẩu 74

Hình 3.7- Thùng hàng sau cải tạo 78

Hình 4.1- Sơ đồ thử xe trong nhà 79

Hình 4.2- Sơ đồ mặt bằng kiểm tra xe 79

Hình 4.3- Sử dụng hàng rào cảnh báo khi sử dụng cẩu 84

Hình 4.4- Hệ thống cần điều khiển thao tác cẩu 85

TMB do Việt Nam sản xuất, ô tô trên đã qua sử dụng và phổ biến ở nước ta Nay cải tạo

lại thùng hàng và gắn thêm cần cẩu nhãn hiệu UNIC Ur-V374 lên phía sau cabin nhằm mục đích thuận lợi cho việc xếp dỡ hàng hóa, phục vụ nhu cầu công việc

Trong đề tài này em tập trung vào vấn đề tính toán, kiểm tra bền sau khi cải tạo từ

ô tô tải có mui thành ô tô tải gắn cẩu để đảm bảo tính an toàn khi vận hành cũng như lưu thông trên đường

Em hy vọng đề tài này như là một tài liệu chung để giúp người sử dụng xe tải có mui có nhu cầu chuyển đổi sử dụng sang xe tải cẩu giảm được chi phí cũng như tự tìm hiểu kết cấu, nguyên lý làm việc, các bước tính toán, các lưu ý khi vận hành đảm bảo

an toàn của loại ô tô tải gắn cẩu

Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

1.1 Đặc điểm, công dụng, nhu cầu xe tải cẩu:

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế thế giới thì ngày càng có nhiều loại hàng hóa với khối lượng chuyên chở cũng lớn hơn Vận tải hàng hóa và hành khách trong cuộc sống hiện đại đòi hỏi ngày càng phải an toàn, nhanh, khả năng vận chuyển lớn, tiết kiệm, đảm bảo sức khỏe con người

Do đó, trên thế giới ngành giao thông vận tải đóng một vai trò hết sức quan trọng đối với sự phát triển của tất cả các quốc gia nói chung và Việt Nam nói riêng Đòi hỏi các quốc gia tập trung phát triển các ngành giao thông sao cho hiện đại, có sự tương trợ tốt giữa đường không, đường bộ, đường thủy, đường sắt,

Riêng đối với đường bộ có nhiều ưu việt do vậy trong những năm gần đây, các phương tiện vận tải hàng hóa phát triển mạnh mẽ do có sự đầu tư về cơ sở hạ tầng và phương tiện nhiều hơn

Ưu điểm của vận chuyển đường bộ là thời gian vận chuyển nhanh, quá trình thực hiện đơn giản, chi phí cố định thấp, khả năng bảo quản nhiều loại hàng, tính linh hoạt

và độ tin cậy cao

Hình 1.1- Ảnh xe tải cẩu

Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang ở thời kỳ phát triển, nhu cầu sử dụng các phương tiện giao thông vận tải để vận chuyển hàng hoá và hoạt động trên các địa bàn rất đa dạng và phong phú Vì thế, các phương tiện sử dụng cần có tính cơ động và hiệu quả sử dụng cao Một trong những dạng xe tải đang bắt đầu phổ biến đó là dạng xe tải

có tích hợp gắn thêm cẩu

Xe tải gắn cẩu sẽ có những ưu điểm đáng chú ý như:

-Xe gắn cẩu giúp di chuyển, nâng đỡ đồ vật lên xe dễ dàng, không phải tốn thêm một xe cẩu, tiết kiệm chi phí và công sức nhiều hơn

-Các dạng xe tải có gắn cẩu có trọng tải đa dạng, thích hợp cho cả việc chuyên

chở trung bình đến khối lượng lớn, từ những sản phẩm kích cỡ nhỏ cho đến sản phẩm

có diện tích, chiều dài cao

Bên cạnh đó, xe tải gắn cẩu cũng được sản xuất với sự linh hoạt nhất định trong di chuyển ở đa dạng địa hình, là phương tiện tốt để bạn di chuyển đường dài, điều kiện thời tiết có nhiều khó khăn

Nhìn chung, việc sử dụng ô tô tải có cẩu tương đối thuận lợi đáp ứng được một phần nào nhu cầu của người sử dụng, tính cơ động, hiệu quả sử dụng cao, đặc biệt là vận chuyển hàng hoá ở các vùng xa xôi

Ngoài ra, ô tô tải có cẩu có thể được sử dụng như một ô tô cẩu thông thường dùng

để cẩu hàng hoá hay di dời hàng hoá từ nơi này sang nơi kia

Trong quá trình vận tải hàng hóa nói chung thời gian bốc xếp hàng lên xe và thời gian bốc dỡ hàng xuống xe chiếm một phần thời gian công việc, việc này nếu thực hiện một cách thủ công bằng sức người thì sẽ rất tốn công sức, mất thời gian và không có hiệu quả kinh tế, mặt khác nếu như khối lượng của kiện hàng quá lớn, quá to vượt quá khối lượng an toàn cho phép sức nâng của con người như máy móc, cột điện, cây gỗ, thì có thể gây ra nguy hiểm, trong những trường hợp như thế cần thiết là phải sự dụng một máy nâng chuyển để đảm nhận công việc đó thay thế con người

Việc sử dụng các loại máy nâng chuyển cũng đặt ra một bài toán làm sao để phục

vụ quá trình bốc xếp hàng nhanh, an toàn và tiết kiệm chi phí nhất Chúng ta có thể mua một chiếc xe tải cẩu, nhưng phương án này chi phí rất cao, không phù hợp, không khai thác được chiếc xe cơ sở hiện có Chúng ta cũng có thể mua máy nâng chuyển như pa lăng hoặc tời mang theo xe, việc này không có tính cơ động cao, tốn thời gian gá đặt cho mỗi lần bốc xếp hàng hóa

Cuối cùng chúng ta có thể thiết kế lắp đặt lên xe tải hiện tại một cần cẩu để thực hiện công việc bốc dỡ hàng hóa phục vụ cho xe đó, và một số việc phụ khác như cẩu hàng từ vị trí này sang vị trí kia (dịch chuyển khoảng cách gần) Phương án này có tính khả thi nhất vì giảm chi phí tận dụng được phương tiện hiện có Như vậy mục đích

hướng tới của đề tài là thiết kế, lắp đặt một chiếc cần cẩu lên xe cơ sở đã có để biến nó thành một chiếc xe tải cẩu vững chắc, có khả năng bốc dỡ, vận chuyển hàng hóa một cách nhanh chóng, đảm bảo độ bền, tuổi thọ, tính ổn định và tính an toàn cao

1.2 Yêu cầu xe tải cẩu:

- Sử dụng toàn bộ phần khung gầm của ôtô

- Đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật của ôtô tải có cẩu

- Các phụ tùng sử dụng phù hợp với khả năng cung ứng hiện tại của thị trường ở nước ta

- Đảm bảo cho ôtô tải có cẩu sau khi đóng mới chuyển động ổn định và an toàn trên các đường giao thông công cộng

- Đảm bảo cho ôtô được ổn định khi cẩu làm việc

- Hệ thống vận hành dễ dàng, êm dịu, an toàn và đạt hiệu suất cao

- Đảm bảo đáp ứng các quy định về cải tạo xe cơ giới của bộ GTVT

- Phải đáp ứng yêu cầu vận chuyển những loại hàng hóa đặc biệt về trạng thái, tính chất như: hàng lỏng, hàng dời, hàng quá tải (siêu trường), hàng quá nặng (siêu trọng), hàng quá lớn (quá khổ),…

- Phải bảo toàn được khối lượng và chất lượng hàng hóa trong suốt quá trình công nghệ vận tải như: hàng không bị biến dạng (nứt, vỡ), không bị ảnh hưởng của môi trường (mưa, nắng), không bị thiêu thối (đối với hàng tươi sống mau hỏng)

- Phải đảm bảo tính an toàn (phòng chống cháy nổ), tính vệ sinh công nghiệp và không gây ô nhiễm môi trường (khi vận chuyển chất phế thải)

- Phải có tính cơ giới hóa cao trong các quá trình xếp dỡ hàng hóa (cẩu, thùng tự

đổ, xitéc, …)

- Giảm chi phí cho bao bì để nâng cao khối lượng hàng hóa vận chuyển

1.3 Phân loại:

Theo hãng sản xuất xe cơ sở:

Xe tải gắn cẩu HINO

Xe tải gắn cẩu DONGFENG

Xe tải gắn cẩu HYUNDAI

Theo tải trọng xe cơ sở:

Xe tải trọng 3,5 tấn

Xe tải trọng 5 tấn

Xe tải trọng 7 tấn

Xe tải trọng 9 tấn

Hình 1.2- Xe tải gắn cẩu Hino

Cần cẩu hãng Kanglim: Xuất xứ từ đất nước Hàn Quốc, là hãng cần cẩu có uy tín,

có độ bền và tính linh hoạt cao, giá cả phải chăng Cẩu kanglim được công ty kanglim thành lập có lịch sử từ năm 1970 tại Hàn Quốc có tên viết tắt là Kanglim Inc.Co , LTD sau phát triển ra nhiều quốc gia khác nhau như Nhật Bản…

Hình 1.4- Cẩu Kanglim

Cần cẩu hãng Tadano: Xuất xứ từ đất nước Nhật Bản, là loại cẩu chất lượng cao,

an toàn và độ dẻo dai, tuy có một số nhược điểm nhưng cũng khá thịnh hành ở nước ta Hiện nay Tadano được biết đến là một tập đoàn đa quốc gia với nhiều chi nhánh tại

Mỹ, Anh, Đức, Brazil, Ấn độ,…

Hình 1.5- Cẩu Tadano

Ngoài ra còn một số hãng cần cẩu khác như Dongyang hay Soonsan, …

Theo các yêu cầu khác:

Xe tải 3 chân gắn cẩu

Xe tải 4 chân gắn cẩu

Xe tải 5 chân gắn cẩu

Xe đầu kéo gắn cẩu

1.4 Quy định cải tạo xe cơ giới:

Cải tạo xe cơ giới là việc thay đổi cấu tạo, hình dáng, bố trí, nguyên lý làm việc,

thông số, đặc tính kỹ thuật của một phần hoặc toàn bộ hệ thống, tổng thành của xe cơ giới Trường hợp thay thế hệ thống, tổng thành bằng hệ thống, tổng thành khác cùng kiểu loại, của cùng Hãng sản xuất (cùng mã phụ tùng) thì không coi là cải tạo

Xe cơ giới sau khi cải tạo phải thỏa mãn các tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật, quy định, đáp ứng các yêu cầu về chất lượng an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường đối với

xe cơ giới khi tham gia giao thông và phải đảm bảo tuân thủ các quy định sau đây: Không được cải tạo thay đổi mục đích sử dụng (công dụng) đối với xe cơ giới đã

có thời gian sử dụng trên 15 năm, kể từ năm sản xuất của ô tô đến thời điểm thẩm định thiết kế cải tạo

Không được cải tạo ô tô chuyên dùng nhập khẩu trong thời gian 05 năm và ô tô tải đông lạnh nhập khẩu trong thời gian 03 năm, kể từ ngày được cấp biển số đăng ký Không được cải tạo các xe ô tô khác thành xe ô tô chở khách (ô tô chở người) Không được cải tạo ô tô chở người thành ô tô tải các loại, trừ trường hợp cải tạo ô

tô chở người từ 16 chỗ trở xuống (kể cả chỗ người lái) thành ô tô tải VAN

Không được cải tạo ô tô đầu kéo thành ô tô tải (trừ ô tô tải chuyên dùng)

Không được cải tạo thay đổi kích cỡ lốp, số trục và vết bánh xe của ô tô

Không được cải tạo thay đổi chiều dài cơ sở ô tô tải, kể cả khi cải tạo ô tô tải thành

ô tô tải loại khác và ngược lại (trừ ô tô tải chuyên dùng và trường hợp cải tạo trở lại thành xe cơ giới nguyên thủy)

Không được cải tạo tăng kích thước dài, rộng, cao của thùng chở hàng ô tô tải (trừ

ô tô tải chuyên dùng) Trường hợp cải tạo lắp đặt thành thùng kín, thêm khung mui che mưa, nắng bảo vệ hàng hóa, thì chiều cao toàn bộ của xe cơ giới sau cải tạo phải thỏa mãn Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 09:2011/BGTVT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường đối với ô tô

Không được cải tạo tăng kích thước dài, rộng, cao của thùng chở hàng ô tô tải tự

đổ Nếu cải tạo giảm kích thước thùng chở hàng phải đảm bảo thể tích chứa hàng của thùng chở hàng ô tô sau cải tạo thỏa mãn công thức sau:

Trọng lượng toàn bộ của xe cơ giới sau cải tạo phải đảm bảo:

Đối với ô tô khách: Không lớn hơn trọng lượng toàn bộ tương ứng với số người cho phép chở lớn nhất theo quy định của nhà sản xuất

Đối với ô tô tải: Không lớn hơn trọng lượng toàn bộ lớn nhất của ô tô nguyên thủy và không vượt quá trọng lượng toàn bộ cho phép tham gia giao thông

Không sử dụng các hệ thống, tổng thành đã qua sử dụng trong cải tạo xe cơ giới, trừ tổng thành động cơ, thiết bị chuyên dùng Các thiết bị nâng, xi téc chở hàng nguy hiểm, phải có Giấy chứng nhận chất lượng an toàn kỹ thuật thiết bị xếp dỡ, nồi hơi, thiết bị áp lực sử dụng trong giao thông vận tải theo quy định tại Thông tư số 35/2011/TT-BGTVT ngày 06 tháng 5 năm 2011 của Bộ trưởng Bộ Giao thông vận tải quy định về thủ tục cấp Giấy chứng nhận chất lượng an toàn kỹ thuật thiết bị xếp dỡ, nồi hơi, thiết bị áp lực sử dụng trong giao thông vận tải

Trong suốt quá trình sử dụng, mỗi xe cơ giới chỉ được cải tạo, thay đổi một trong hai tổng thành chính là động cơ hoặc khung và không quá ba trong sáu hệ thống, tổng thành sau đây:

Hệ thống truyền lực bao gồm: ly hợp, hộp số, trục các đăng và truyền lực chính;

Hệ thống chuyển động bao gồm: bánh xe, cầu bị động;

Hệ thống treo;

Hệ thống phanh;

Hệ thống lái;

Buồng lái, thân xe hoặc thùng hàng

Việc cải tạo một hệ thống, tổng thành nếu dẫn đến việc ảnh hưởng tới đặc tính làm việc của các hệ thống, tổng thành có liên quan khác thì phải được xem xét, tính toán cụ thể và phải được coi là cải tạo cả hệ thống, tổng thành có liên quan

Nghiệm thu xe cơ giới cải tạo: kiểm tra, đánh giá xe cơ giới đã được thi công cải tạo theo hồ sơ thiết kế đã được thẩm định đảm bảo các yêu cầu về chất lượng an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường

Chương 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẢI TẠO

Ô tô trước khi cải tạo là ô tô tải có thùng mui phủ nhãn hiệu DONGFENG DFM

EQ5T TMB do Việt Nam liên doanh sản xuất Nó ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu vận

chuyển hàng hóa và nó có những ưu điểm nổi trội so với các loại ô tô tải khác Dòng xe DONGFENG DFM EQ5T TMB với mức độ tin cậy cao để giành được tình cảm của khách hàng Cùng với sử dụng nhiên liệu hiệu quả và khí thải thấp, được thiết kế cho tính năng vận hành mạnh mẽ, bền bỉ, tiện nghi kinh tế cũng như chất lượng vận tải cao

và khả năng chuyên chở linh hoạt

Hình 2.1- Ô tô tải mui phủ DONGFENG DFM EQ5T TMB trước cải tạo

Xe sử dụng động cơ được phát triển và thiết kế dựa trên nền tảng công nghệ FEV Thiết kế tối ưu và đặc tính dòng chảy của hệ thống nạp để đốt cháy mạnh hơn, mang lại lợi ích lớn, hiệu quả nhiên liệu tuyệt vời, độ tin cậy cao và dễ bảo trì Bằng cách phun tơi dầu khi ra khỏi vòi phun, cho phép động cơ duy trì độ bền và độ tin cậy cao với công suất cao, đồng thời giảm đáng kể mức tiêu thụ dầu Tích hợp hệ thống nhiên liệu và bộ tăng áp - mang lại hiệu suất phát thải tốt nhất và chi phí vận hành thấp nhất Trang bị ròng rọc giảm xóc trục khuỷu bằng cách giảm rung lắc của trục khuỷu, cho phép động

cơ hoạt động êm ái và mượt mà hơn

Hình 2.2- Động cơ YC4D130-20 Bảng 2.1 Các thông số động cơ

Xe sử dụng hệ thống truyền lực cơ khí truyền động cho cầu sau

Hình 2.3- Sơ đồ hệ thống truyền lực cơ khí cho cầu sau

Hệ thống phanh chính được dẫn động bằng khí nén Hệ thống phanh dừng (phanh tay) của ôtô này là loại phanh trống guốc sử dụng bầu tích năng dùng dẫn động khí nén tác động lên các bánh xe trên hai cầu của cụm cầu sau

Hệ thống lái thuộc loại điều chỉnh được góc nghiêng của vô lăng có cơ cấu khoá, cùng với cơ cấu lái loại trục vít – êcubi

Hệ thống treo cầu trước là hệ thống treo phụ thuộc sử dụng nhíp lá với giảm chấn thuỷ lực Hệ thống treo cầu sau là hệ thống treo phụ thuộc dạng cân bằng sử dụng nhíp

lá với giảm chấn thuỷ lực và có bộ phận hướng là các thanh đòn Bộ phận giảm chấn được sử dụng trên ôtô này là giảm chấn thuỷ lực dạng ống lồng có van giảm tải tác dụng hai chiều cho cả hệ thống treo trước và sau

Hộp số có hộp số chính và hộp số phụ gồm 08 cấp

Ly hợp của ô tô sử dụng ly hợp ma sát đĩa

Đặc tính kỹ thuật của xe trước cải tạo được thể hiện ở bảng sau:

Bảng 2.2: Đặc tính kỹ thuật của xe trước khi cải tạo

2.2 Giới thiệu ô tô tải sau cải tạo:

Bảng 2.3: Đặc tính kỹ thuật của xe sau khi cải tạo

08 Số người cho phép chở Người 3

15 Sức nâng lớn nhất của cẩu kG 3030

16 Sức nâng cẩu ở tầm với lớn nhất kG 480

W t = 2060mm (khoảng cách giữa tâm vết tiếp xúc của hai bánh xe sau phía ngoài với mặt đường), theo TT 42/2014/TT-BGTVT chiều cao thành thùng hàng cho phép =

2.3 Xác định tọa độ trọng tâm và phân bố trọng lượng phần thùng hàng trước cải tạo:

Hình 2.6- Sơ đồ xác định tọa độ trọng tâm của thùng hàng trước cải tạo

D: Chiều dài toàn bộ xe; D = 8710 mm

L: Chiều dài cơ sở; L = 4780 mm

Lđuôi: Chiều dài đuôi xe; Lđuôi = D - Lđ - L = 2580 mm

att, btt: Lần lượt là tọa độ trọng tâm theo chiều dọc của phần trọng lượng thùng hàng trước cải tạo

htb: Tọa độ trọng tâm theo chiều cao của thùng hàng trước cải tạo

Theo [2], ta có :

Z2t =(Gttct.att)/L = 1426 kG (2-1)

Z1t = Gttct - Z2t = 224 kG

Theo hình 2.1, ta có: htb = hs + htt/2 = 2125 mm

2.4 Xác định tọa độ trọng tâm và phân bố trọng lượng phần thùng hàng sau cải

tạo, trọng tải, người lái:

Hình 2.7- Sơ đồ xác định tọa độ trọng tâm thùng hàng sau cải tạo

Trong đó:

ht: Chiều cao thùng hàng sau cải tạo; ht = 400 mm

Lt: Chiều dài thùng hàng sau cải tạo; Lt = 5500 mm

Lđ: Chiều dài đầu xe; Lđ = 1350 mm

hs: Chiều cao sàn thùng hàng; hs = 1250 mm

D: Chiều dài toàn bộ xe; D = 8650 mm

L: Chiều dài cơ sở; L = 4780 mm

Lđuôi: Chiều dài đuôi xe; Lđuôi = D - Lđ - L = 2520 mm

al, bl, at, bt: Lần lượt là tọa độ trọng tâm theo chiều dọc của người lái và phần trọng lượng thùng hàng sau cải tạo

hq, hl: Tọa độ trọng tâm theo chiều cao của thùng hàng sau cải tạo

2.4.1 Xác định tọa độ trọng tâm và phân bố trọng lượng phần thùng hàng sau cải tạo:

hq = hs + ht/2 = 1450 mm

2.4.2 Phân bố trọng lượng trọng tải:

Coi như hàng hóa phân bố đều trong thùng hàng, nên tọa độ trọng tâm tải trọng trùng với tọa độ trọng tâm phần lắp mới nên ta có:

2.4.3 Phân bố trọng lượng người lái:

Căn cứ vị trí ngồi người lái trên xe ta xác định được tạo độ trọng tâm:

2.5 Xác định tọa độ trọng tâm và phân bố trọng lượng của cẩu:

Hình 2.8- Sơ đồ xác định tọa độ trọng tâm cẩu

Chọn lắp cẩu UNIC – UR334, ta có các thông số:

Gc: Trọng lượng cần cẩu; Gc = 515 kG

Gdc: Trọng lượng đế cẩu; Gc = 885 kG

Lđ: Chiều dài đầu xe; Lđ = 1350 mm

hs: Chiều cao sàn thùng hàng; hs = 1250 mm

hl: Chiều cao từ sàn thùng hàng đến đỉnh cần cẩu; hl = 2000 mm

htc: Bề cao của thân cần cẩu; htc = 340 mm

Lcc: Chiều dài phần cần cẩu; Lcc = 3594 mm

Llc: Khoảng cách từ đầu ca bin đến mặt trước thân cẩu; Llc = 2050 mm

acc, bcc, adc, bdc: Lần lượt là tọa độ trọng tâm theo chiều dọc của cần cẩu và

đế cẩu;

hdc, hcc: Tọa độ trọng tâm theo chiều cao của của cần cẩu và đế cẩu;

2.5.1 Tọa độ trọng tâm theo chiều cao:

Do khối đế cẩu có phần phía dưới nặng hơn nên theo kinh nghiệm chọn tọa độ trọng tâm khối đế cẩu bằng 1/3 chiều cao đế cẩu, do đó ta có: hdc = 1/3(hl - htc) + hs =

2.6 Xác định trọng tải, trọng lượng và phân bố trọng lượng ô tô sau cải tạo:

Trọng lượng bản thân ô tô thiết kế tính theo công thức:

G = Gtct – Gttct + Gts + Gc (2-6)

Trong đó:

Gtct – Trọng lượng bản thân của ô tô trước cải tạo;

Gttct – Trọng lượng thùng hàng của ô tô trước cải tạo;

Gts – Trọng lượng thùng hàng của ô tô sau cải tạo;

Gc – Trọng lượng cẩu tự bốc dỡ hàng;

Trọng tải ô tô tính theo công thức:

Q = Go– G – Gl (2-7) Trong đó:

Go – Trọng lượng toàn bộ;

Gl – Trọng lượng người cho phép chở;

Phân bố trọng lượng của thành phần thứ i lên trục trước của ô tô tính theo [2]:

L – Chiều dài cơ sở của ô tô

Bảng 2.4: Kết quả tính toán đối với trường hợp ô tô không tải và đầy tải

1 Trọng lượng bản thân ô tô

trước cải tạo (kG) (*)

2 Trọng lượng thùng hàng

trước cải tạo (kG)

3 Trọng lượng ô tô không

thùng sau cải tạo (kG)

6 Trọng lượng bản thân ô tô

sau cải tạo (kG)

Phân bố trọng lượng trục trước của ô tô không tải và khi đầy tải sau cải tạo theo tính toán trên phù hợp với quy chuẩn QCVN 09:2015/BGTVT về chất lượng ATKT & BVMT đối với ô tô

2.7 Xác định toạ độ trọng tâm ô tô khi không tải và đầy tải:

2.7.1 Tọa độ trọng tâm ô tô theo chiều dọc:

Hình 2.9- Sơ đồ tính toán tọa độ trong tâm theo chiều dọc ô tô

Theo [2], khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến trục trước khi không tải:

a = (Z20.L)/G (2-9) Khoảng cách từ trọng tâm đến trục trước khi đầy tải:

a = (Z2đ.L)/G0

Khoảng từ trọng tâm đến tâm cụm trục sau:

b = L – a Trong đó: Z20, Z2đ – Tương ứng là trọng lượng phân bố trên cụm trục sau của ô

tô khi không tải và đầy tải

Bảng 2.5: Kết quả tính toán thông số khi không tải và đầy tải

2.7.2 Toạ độ trọng tâm ô tô theo chiều cao:

Căn cứ vào giá trị các thành phần trọng lượng và toạ độ trọng tâm của chúng, ta xác định được chiều cao trọng tâm theo công thức sau:

Trong đó:

Gt&hs, hths: Trọng lượng, chiều cao trọng tâm thùng và hàng sau cải tạo;

Gc, hc: Trọng lượng và chiều cao trọng tâm khối cẩu;

G0t, hgt: Trọng lượng và chiều cao trọng tâm ô tô khi không tải và đầy tải

trước cải tạo;

G0, hg: Trọng lượng và chiều cao trọng tâm ô tô khi không tải và đầy tải

sau cải tạo

Bảng 2.6: Kết quả tính toán trọng tâm ô tô theo chiều cao

Tính ổn định dọc tĩnh của xe là khả năng đảm bảo cho xe không bị lật hoặc

không bị trượt khi đứng yên tr ên đường dốc dọc Để tính toán tính ổn định dọc tĩnh

của ôtô, ta có sơ đồ lực tác dụng lên ôtô khi ôtô đứng trên dốc như sau (hình 2.10):

Hình 2.10- Sơ đồ lực tác dụng lực khi xe đứng yên quay đầu lên dốc

Khi ôtô đứng trên dốc thì ôtô chịu tác dụng như sau: Trọng lượng ôtô G đặt tại trọng tâm xe Do có góc dốc  nên G được phân ra làm hai thành phần G.cos và G.sin Hợp của các phản lực thẳng đứng của đường tác dụng lên bánh xe trước là Z1

và bánh xe sau là Z2, ta có:

Để xe khỏi bị trượt xuống dốc do thành phần trọng lượng G.sin, mặc dù có momen cản lăn nhưng nhỏ nên phải đặt phanh ở các bánh xe sau Gọi dl là góc tại đó xảy ra lật đổ xe, khi góc  tăng lên đến khi  = dl thì lúc đó bánh xe trước nhấc khỏi mặt đường, lúc đó Z1 = 0 và xe bị lật quanh O2

Để xác định góc giới hạn mà xe bị lật đổ khi leo dốc, ta lập phương trình momen đối với O2 Rồi rút gọn với Z1 = 0 sẽ được:

G.b.cosdl - G.hg.sindl = 0 (2-12)

Từ (2-12) suy ra:

g dlh

b

Khi xe không tải, ta có:

bo = L – ao = 4780 - 2536 = 2244 mm (2-14) Trong đó:

dlo [o] là góc dốc giới hạn mà xe bị lật khi đứng trên dốc quay đầu lên

hg là chiều cao trọng tâm của ôtô đóng mới ở trạng thái toàn tải và có giá trị

là hg = 1480 mm

 dlo = 46,3o

Tương tự với trường hợp xe đứng yên hướng xuống dốc

Hình 2.11- Sơ đồ lực tác dụng lực khi xe đứng yên quay đầu xuống dốc

Lấy momen đối với O1, thay Z2 = 0 sẽ được:

G.a.cosdx - G.hg.sindx = 0 (2-15)

Từ (2-15) suy ra:

g dxh

Theo thông tư của Bộ Giao Thông Vận Tải Việt Nam quy định góc dốc giới hạn (gh) nguy hiểm của đường không nhỏ hơn 160 Vậy theo cách tính toán như trên thì góc dốc giới hạn của ôtô khi lên dốc, xuống dốc (dl, dx) là phù hợp

Sự mất ổn định của ôtô không chỉ lật đổ dọc mà còn do trượt trên đường do không đủ lực phanh hoặc do bám không tốt giữa bánh xe và đường

Để xe không bị trượt lăn khi xuống dốc, người ta thường bố trí phanh ở các bánh

xe Khi lực phanh lớn nhất đạt đến giới hạn bám xe có thể bị trượt xuống dốc

Với góc giới hạn khi xe bị trượt được xác định theo [2] như sau:

PPmax = G.sint = .Z2 =  G.cost [kG] (2-17) Trong đó:

 : Hệ số bám dọc của bánh xe với đường, chọn  = 0,75

Z2: Phản lực của đường tác dụng lên bánh xe sau [kG]

Với phương trình cân bằng momen quanh O1,ta có:

.hL

atg

go

atg

L h

25360,75

.hL

atg