Nghiên cứu thiết kế xe nâng bánh mecanum

Việc ứng dụng những chiếc xe nâng đa hướng linh hoạt dùng bánh Mecanum đang trở nên cấp thiết cho các ứng dụng cần đến sự linh hoạt cao như an ninh quân sự, lĩnh vực công nghiệp, lĩnh vự

Nghiên Cứu Thiết Kế Xe Nâng Bánh Mecanum

Chuyên ngành : Công nghệ chế tạo máy

Mã số : 605204

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, Năm 2013

LUẬN VĂN THẠC SĨ

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học : Pgs Ts Đặng Văn Nghìn

Cán bộ chấm nhận xét 1 :

Cán bộ chấm nhận xét 2 :

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày tháng năm

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1

2

3

4

5

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA…………

LUẬN VĂN THẠC SĨ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Vũ Văn Quang MSHV:11304565

Ngày, tháng, năm sinh: 12/07/1985 Nơi sinh: Hải Phòng

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Mã số : 605204

I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên Cứu Thiết Kế Xe Nâng Bánh Mecanum

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Tổng quan và lịch sử phát triển về xe nâng và bánh Mecanum

Tính toán lựa chọn thiết kế và chế tạo xe nâng dùng bánh Mecanum

Tính toán lựa chọn các phần tử cơ khí trong xe và tính sức bền cho phần chạc nâng

hàng

Tính toán các thiết bị trong hệ truyền động thủy lực

Tính toán ổn định của xe nâng

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 15-03-2013

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 21-06-2013

trình thực tập tốt nghiệp và làm Luận văn Đồng thời em xin

chân thành cảm ơn thầy cô và các bạn trong và ngoài khoa đã

giúp em trong quá trình làm này Luận văn tốt nghiệp là sự tổng

hợp nhiều kiến thức mà em đã đƣợc học trong những năm học

vừa qua, sự chỉ dẫn và truyền đạt của thầy PGS.TS ĐẶNG

VĂN NGHÌN không những là những kiến thức bổ ích giúp em

hòan thành Luận văn, mà sẽ cũng giúp em rất nhiều trong công

việc thiết kế sau này

Mặc dù em đã có nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn bằng tất

cả sự nhiệt tình và năng lực của mình, tuy nhiên do kiến thức

còn có hạn chế nên luận văn này không tránh khỏi những thiếu

sót, rất mong nhận đƣợc sự chỉ bảo của các Thầy Cô

Em xin chân thành cảm ơn

TP Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2013

Học viên thực hiện

Vũ Văn Quang

Việc tính toán thiết kế một chiếc xe nâng làm việc hiểu quả trong một không gian làm việc chật hẹp là một việc khá phức tạp và khó khăn Giải pháp cho vấn đề này là thiết kế cho chiếc xe nâng hàng một loại bánh xe có khả năng di chuyển trực tiếp sang một bên Việc ứng dụng những chiếc xe nâng đa hướng linh hoạt dùng bánh Mecanum đang trở nên cấp thiết cho các ứng dụng cần đến sự linh hoạt cao như an ninh quân sự, lĩnh vực công nghiệp, lĩnh vực y tế cộng đồng, lĩnh vực sinh hoạt cũng như lĩnh vực nghiên cứu khoa học… Chúng cho phép chiếc xe nâng có thể vận hành,

di chuyển theo nhiều hướng khác nhau mà không dùng các phương pháp rẽ bánh lái truyền thống của các xe otô hiện nay Điều này sẽ giúp chiếc xe nâng có thể làm việc hiệu quả hơn mở ra một hướng phát triển tốt hơn cho dòng cơ giới này

Đề tài “ Nghiên cứu thiết kế xe nâng bánh Mecanum “ nhằm mục đích nghiên

cứu phát triển xe nâng tải trọng lớn sử dụng chiếc bánh Mecanum

Phần chính của luận văn là nghiên cứu tính toán thiết kế phần xe nâng trong hệ thống xe nâng dùng bánh Mecanum Luận văn tính toán các phần tử cơ khí trong xe

và tính toán sức bền cho chạc nâng hàng , đảm bảo hiệu quả xe làm việc tốt nhất , tính

toán các thiết bị trong hệ truyền động thủy lực và tính toán ổn định của xe nâng

LUẬN VĂN THẠC SĨ

ABSTRACT

Nowadays, science and technology has made remarkable progress The level of competitive flexibility and broad applicability of the types of automation equipment for the human are developed In the context, our country's industry is in the process of development to catch up the level of modern world technology, we require the research that needs a reasonable strategy

The calculation and designing of a forklift through a limited narrow space are a rather complex and difficult task Some solutions to these problems are the development of vehicles capability of moving directly to the side, which is known as the name a Omni-directional vehicle The applications of Omni-directional vehicles using Mecanum wheels have been becoming imperatively for applications that require high flexibilities such as military field , industry field, the field of public health , services as well as the field of scientific research They allows the forklift to operate , moving in variety directions without using traditional methods to turn the wheel of the vehicle This thing will help improve vehicle can work more efficiently and open

up a better development for this heavy vehicle

The thesis “Research and Design Forklift use Mecanum wheel" aims to develop

flexible forklift with heavy load capability use Mecanum wheel

The main part of the thesis is to study the design calculations loaders forklifts

system using Mecanum wheels Thesis calculate the mechanical elements of this vehicle and calculated strength for fork lift, ensure efficient cars work best, computing devices in the hydraulic transmission system and stability calculation of forklifts

LUẬN VĂN THẠC SĨ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Họ tên học viên: VŨ VĂN QUANG MSHV:113045

Ngày, tháng, năm sinh: 12/07/1985 Nơi sinh : Hải Phòng Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Mã số : 605204

TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên Cứu Thiết Kế Xe Nâng Bánh Mecanum

GVHD : PGS.TS Đặng Văn Nghìn

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và không trùng lặp với các đề tài khác Tôi cũng xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc

Tác già luận văn

Vũ Văn Quang

LUẬN VĂN THẠC SĨ

MỤC LỤC

Lời nói đầu iv

Lời cảm ơn v

Tóm Tắt iv

Abstract v

Mục lục vii

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1

1.1 Giới thiệu tổng quan về xe nâng bánh Mecanum 1

1.2 Phân loại một số xe nâng hiện nay 3

1.3 Mục tiêu, nội dung,phương pháp và ý nghĩa khoa học của đề tài nghiên cứu 29

1.3.1 Mục tiêu luận văn 29

1.3.2 Nội dung thực hiện của luận văn 29

CHƯƠNG 2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 30

2.1 Các phương án thiết kế thường sử dụng trong xe nâng 30

2.2 Lựa chọn phương án thiết kế 34

2.3 Lựa chọn sơ bộ các thông số và kích thước cơ bản của xe nâng 34

2.3.1 Kết cấu tổng thể 34

2.3.2 Mô tả kết cấu 34

2.3.3 Các thông số và kích thước cơ bản 36

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP THIẾT BỊ CÔNG TÁC 39

3.1 Giới thiệu thiết bị công tác 39

3.2 Tính toán các khâu của thiết bị công tác 40

3.2.1 Tính cho chạc hàng 40

3.2.2 Tính toán bàn trượt 44

LUẬN VĂN THẠC SĨ

3.2.3 Kết cấu thép khung nâng 49

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 52

4.1 Lựa chọn hệ thống truyền động thủy lực 52

4.2 Tính toán cơ cấu nâng 56

4.3 Tính toán cơ nghiêng khung 63

CHƯƠNG 5: TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA XE NÂNG 68

5.1 Kiểm tra ổn định dọc của xe nâng 68

5.1.1 Các trường hợp tính toán 68

5.1.2 Kiểm tra ổn định dọc 69

5.2 Kiểm tra ổn định ngang của xe nâng 75

TÀI LIỆU THAM KHẢO 77

PHỤ LỤC 1 : TÍNH TOÁN SƠ BỘ NĂNG SUẤT

PHỤ LỤC 2 : TÍNH TOÁN CON LĂN DẪN HƯỚNG BÀN TRƯỢT

PHỤ LỤC 3 : TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP THIẾT BỊ CÔNG TÁC

PHỤ LỤC 4 : TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ KHÁC CỦA HTTĐTL

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu tổng quan về xe nâng bánh Mecanum

Xe nâng có bánh Mecanum có khả năng di chuyển khéo léo linh hoạt , có thể di chuyển bất kì góc độ nào trong không gian chiều 2D Hay nói cách khác , chúng có 3 bậc

tự do Nó khác với những xe có bánh truyền thống , nó có thể di chuyển sang bên 1 cách trực tiếp mà không cần rẽ bánh , xe có thể quay tròn

10

1 2

1 Chạc hàng 2 Bàn trượt

3 Xilanh nghiêng khung 4 Xilanh nâng

5 Khung nâng 6 Puly xích

9 Đối trọng 10 Bánh Mecanum

Hình 1:Xe nâng sử dụng bánh Mecanum

Xe nâng chính là xương sống lưng trong ngành công nghiệp Do nhu cầu công nghiệp hóa hiện đại hóa tăng cao , sự cải tiến không ngừng và sự phát triển khoa học đã cho ra đời loại xe nâng mới có tên khoa học là Omni-Mecanum Fork Lift (Omni-Mecanum Vehicle) Xe nâng đã được sử dụng trong các ngành kinh tế quốc dân , ngành xây dựng , kiến trúc,công nghiệp quốc phòng trong nhiều năm nay mục đích chính là vận chuyển hàng hóa , thiết bị v.v Và hiện nay nó càng được hoàn thiện hơn với hệ thống điều khiển và di chuyển đa hướng

1.2:Phân loại một số loại xe nâng hiện nay

Xe nâng hạ là một thiết bị dùng để di chuyển và nâng hàng hóa lên độ cao mà

mình mong muốn

Hiện trên thị trường có rất nhiều hãng xe sản xuất xe nâng: Caterpillar , Hyster , Komatsu , Mítsubishi,Nissan,Noblelift,TCM,Toyota

Xe nâng hạ được chia làm 3 loại chính dựa trên các nguyên tắc từ đơn giản đến phức tạp,

từ nhẹ đến nặng, từ thấp đến cao Ba loại chính bao gồm

Xe nâng hạ bằng tay

Hình 1a:Xe nâng hạ bằng tay

Xe nâng hạ bằng tay là xe nâng dùng thủ công để di chuyển hàng hóa bao gồm xe nâng tay, xe đẩy tay hoặc có thể vừa di chuyển hàng hóa vừa nâng hàng hóa lên cao bao gồm các loại xe nâng tay cao Tải trọng nâng và chiều cao nâng cho loại xe nâng bằng tay này đều rơi vào loại nhẹ và đơn giản, từ 500 kg-1000kg cho loại vừa di chuyển vừa nâng lên cao, hoặc 2500 kg cho loại chỉ di chuyển chứ không nâng lên cao

Hình 1b:Xe nâng Ichimen

Xe nâng Ichimens là nhãn hiệu xe nâng thương hiệu Việt đầu tiên tại Việt Nam, sản phẩm của công ty TNHH SX & TM Máy Việt đã và đang khẳng định được vị thế của mình trên thị trường xe nâng công nghiệp trong cả nước

Các dòng xe nâng mang thương hiệu Ichimens luôn hướng tới sự ổn định trong vận hành, chắc chắn trong công việc và phù hợp với vóc dáng của người Việt Nam

Hiện nay, thị trường phân phối của công ty đã mở rộng ra khắp cả nước

Xe nâng hạ bằng điện

Hình 2:Xe nâng hạ bằng điện

Xe nâng hạ bằng điện là xe dùng ắc quy hoặc cắm điện để thay cho sức người để di

chuyển hàng và nâng hàng Nó sử dụng hai mô tơ, mô tơ di chuyển dành cho việc di chuyển, và mô tơ nâng hạ dành cho việc nâng hạ Nếu chỉ sử dụng 1 mô tơ cho việc nâng

hạ hoặc chỉ cho việc di chuyển thì người ta gọi đó là xe nâng bán tự động, vì chỉ có một nửa công năng dùng ắc quy Nếu sử dụng cả 2 mô tơ cho cả việc di chuyển và việc nâng

hạ, thì người ta gọi là xe nâng tự động hoặc xe nâng điện Tải trọng nâng và chiều cao nâng cho loại xe nâng bằng điện cao hơn xe nâng tay một chút, có thể nâng tới 2500 kg với chiều cao 6m Các loại xe này thường hay sử dụng với hệ thông giá kệ

Xe nâng hạ bằng động cơ

Hình 3:Xe nâng hạ bằng động cơ

4 Tốc độ hạ có/không hàng Vh /Vho 420/400 mm/s

có hàng/ không hàng 1020/3130 kg

Xe nâng hạ bằng động cơ đốt tron là xe dùng động cơ đốt trong để thực hiện việc

di chuyển và nâng hạ Thông thường khi sử dụng loại xe này, người ta phải sử dụng nâng

dỡ và di chuyển hàng hóa với khối lượng lớn, tần suất cao mà các loại xe khác không thể đáp ứng được Cấu tạo của xe chủ yếu bao gồm có động cơ chạy bằng nhiên xăng,dầu diegen hoặc gas , khung gầm và lốp xe như cấu tạo xe ô tô , ngoài ra còn có thêm hệ thống thủy lực để nâng hàng hóa Tải trọng của loại xe nâng bằng động cơ xuất phát có thể từ 1 tấn lên đến hàng chục tấn Thông thường các loại xe nâng từ 5 tấn trở xuống dùng đại trà trong các nhà máy xí nghiệp, các loại xe có tải trọng từ 10 tấn trở lên dùng ở các cảng biển phục vụ cho việc nâng hạ conteiner có trọng tải lớn

Các bộ phận trong xe nâng sử dụng động cơ đốt trong

Thiết bị công tác của máy là bộ phận làm việc trực tiếp với hàng hoá Kết cấu của nó như sau:

6 5 4

5 Xy lanh thuỷ lực nâng khung

6 Xy lanh thuỷ lực nghiêng khung

Có thể thay đổi khoảng cách giữa hai chạc trên bàn trượt khi đó chạc trượt trên rãnh của bàn trựơt

KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT CỦA THIẾT BỊ CÔNG TÁC

Chạc hàng:

Chạc hàng là công cụ mang hàng chủ yếu được sử dụng trên xe nâng chạc Chạc đựơc chế tạo từ thép có sức bền cao, gia công nhiệt luyện tại góc của chạc với khoảng nhiệt luyện là 300mm về phía trên và phía dưới của góc để đạt đến độ cứng 250 ÷ 295

HB

L

AAQ

Bàn trượt

Bàn trượt dùng để treo chạc hàng, bàn trượt có chuyển động tương đối so với khung

để nâng chạc cùng với hàng nằm trên chạc

Bàn trượt được kéo bởi 2 xích nâng

Trên khung bàn trượ;t có lắp các con lăn, các con lăn này chuyển động trong lòng khung động

Hình11:Kết cấu bàn trượt

Khung động , khung tĩnh và hệ thống xích nâng:

- Khung tĩnh phía ngoài và khung động phía trong

- Các khung động có chuyển động tịnh tiến tương đối so với khung tĩnh khi nâng hàng Khung tĩnh được liên kết với khung của máy nâng bằng khớp bản lề

- Xích nâng: Gồm có 2 xích nâng 1 đầu của xích được kẹp chặt vào bàn trượt, đầu kia của xích nâng được liên kết với vỏ xi lanh thủy lực nâng hoặc gắn với xà ngang dưới của khung nâng

- Hình 12 :Kết cấu khung động, khung tĩnh, xích nâng

- Puly xích:

- Puli xích: Gồm 2 puli xích dùng để dẫn hướng cho chuyển động của 2 xích nâng, puli xích này được lắp trên 1 trục nằm ngang

Hình 13: puly xích

Con lăn khung động:

Gồm con lăn chính và con lăn phụ,con lăn phụ có thể lồng vào con lăn chính hoặc tách riêng

Hình 14: Con lăn khung động

Xilanh thuỷ lực nghiêng khung

Xi lanh thủy lực nghiêng khung: Gồm có 2XLTL nằm ở 2 bên của khung nâng Đầu cần píton liên kết khung tĩnh, đuôi của XLTL liên kết với sàn máy bằng các liên kết khớp bản lề Các XLTL nghiêng khung thực hiện thao tác nghiêng toàn bộ khung

về phía trước hoặc phía sau so với phương thẳng đứng bằng cách cần của piston tiến hành đẩy khung nâng về phía trước hoặc kéo khung nâng về phía sau làm cho khung nâng xoay quanh khớp bản lề giữa khung nâng và sàn máy, XLTL nghiêng khung tác dụng hai chiều

- Hình 15 : Xilanh thuỷ lực nghiêng khung

-

Xi lanh thủy lực nâng khung:

Dùng để nâng khung động chuyển động chuyển động theo phương thẳng đứng đồng thời bàn trượt có gắn chạc cùng với hàng nằm trên chạc đi lên Xi lanh thủy lực nâng tác dụng 1 chiều nâng còn chiều hạ do trọng lượng bản thân của khung hoặc hàng tác động

Hình 15b: Xilanh thuỷ lực nâng khung

Xe nâng sử dụng bánh Mecanum linh hoạt là một ứng dụng kết hợp giữa khả năng vận chuyển hàng hóa của xe nâng và sự di chuyển linh hoạt của phần hệ thống với sự góp mặt của bánh xe Omni Mecanum và 2 cần điều khiển Joystick , điều này tạo nên sự linh động khi vận chuyển hàng hóa đó cũng chính là những ưu điểm vượt trội của xe

Xe được sử dụng trong các kho bãi vận chuyển những hàng hóa có khối lượng vừa

và nhỏ Có thể dễ dàng chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay

trong môi trường làm việc

Hình 18:Xe nâng Omni và cần Joystick

Trong xe nâng đời cũ để điều khiển chuyển động người ta dùng 1 cần gạt để điều khiển chạc nâng hàng và 1 vô lăng điều khiển chuyển động của xe còn trong hệ xe nâng dùng bánh Mecanum có sự khác biệt

Xe sử dụng 2 cần Joystick riêng biệt để phục vụ chuyển động.Cần Joystick thứ nhất dùng để điều khiển chuyển động phần bánh và hệ thống động cơ trong xe Cần Joystick thứ 2 dùng để điều khiển phần chạc nâng hàng hóa thông qua hệ thống Xilanh thủy lực

Hình 19 :Các phương chuyển động của bánh xe Hình 19 thể hiện các phương chuyển động của xe và mô tả hướng các bánh xe trên mặt phẳng khi xe chuyển động theo hướng đó

Hình 20:Lực thành phần tác dụng lên chuyển động Hình 20 thể hiện các phương của các lực thành phần tác dụng lên xe khi xe di chuyển lên xuống ,sang trái sang phải và khi chuyển động quay

Hình 21:Sơ đồ hệ thống Trong xe nâng chạc truyền thống người ta sử dụng 1 động cơ như trong xe oto còn xe nâng chạc dùng bánh Mecanum trong xe sử dụng 4 motor riêng biệt hoạt động độc lập gắp vô 4 bánh xe , tạo lên chuyển động phức hợp Khi xe chuyển động tịnh tiến về phía trước 4 motor hoạt động giống nhau , khiển xe chuyển động như 1 phương tiện 4 bánh bình thường Trong quá trình xe chuyển động sang trái , sang phải và chuyển động quay thì các Motor sẽ tham gia những chu trình khác nhau điều khiển hướng chuyển động của xe

Dựa trên nguyên lý hoạt động của hệ thống bánh xe Mecanum vào năm 2005 , Patent US 2005/0183896 được công bố về xe nâng dùng bánh Mecanum và sau đó 3 năm Patent US 2008/0087484 tiếp tục công bố

1.2.1 Vai trò và phạm vi ứng dụng của xe nâng bánh Mecanum

Lĩnh vực quân đội

Loại bánh xe này nói chung được dùng trong các ứng dụng robot mà ở đó người ta cần tính cơ động cao, điển hình như NASA đã dùng chúng cho các thí nghiệm, thám hiểm môi trường độc hại Hình là một dự án OmniBot được phát triển với đặc nhiệm cho việc thám hiểm môi trường độc hại Bên cạnh đó chúng được thử nghiệm cho các ứng dụng tự đông hóa cho các loại xe cơ động linh hoạt

Hình 3.1: Xe đa hướng Mecanum của quân đội Mỹ

Ở những môi trường độc hại, nơi mà rất nguy hiểm cho con người, ứng dụng di động này có thể hoàn thành việc kiểm tra bằng điều khiển từ xa, do thám bề mặt…

Chiếc xe MarsCruiserOne là một thiết kế khá linh hoạt nhằm ứng dụng cho nhiệm

vụ thám hiểm mặt trăng, sao hỏa cho tới các nhiệm vụ thám hiểm không gian trong tương

lại (Hình )

Hình 3.2: Mẫu xe MarsCruiserOne của quân đội Mỹ

Lĩnh vực công nghiệp

Xe nâng công nghiệp Airtrax ATX-3000 (Hình ) được dùng cho các lĩnh vực ứng

dụng mà ở đó cần tính linh hoạt cao hoặc những công việc vận chuyển ở những con đường dài, những vị trí ra vào nhỏ, chật hẹp Sự tiện ích của ATX với tính năng di chuyển đa hướng cho phép chúng có thể vận hành theo mọi hướng nhằm tạo nên một ý tưởng hoàn hảo cho các công tác ở những nơi chật hẹp về không gian mà ở đó việc di chuyển, quẹo rất khó khăn và giới hạn của khả năng điều khiển của xe

Hình 4: Xe nâng Airtrack Sidewinder

Thiết kế đặc biệt này gồm bốn bánh xe Mecanum 400x200mm được truyền động bằng bốn động cơ độc lập có khả năng di chuyển đa hướng Mỗi bánh xe được truyền động bằng một hộp số dẫn động độc lập Bánh xe này bao gồm một đùm trục lớn, chịu tải trọng cao với 12 con lăn cao su đặc biệt Bánh xe và các con lăn này tạo nên dịch chuyển

đa hướng cho xe tùy vào tốc độ và hướng quay của mỗi bánh xe được xác định bằng tổng hợp lực trên mỗi bánh Mỗi con lăn được kết cấu gồm các ổ lăn không cần bôi trơn bảo dưỡng định kì Do các con lăn này quay một cách tự do, sự chà sát với nền được tối thiếu hóa trong quá trình di chuyển vào rẽ hướng

Trong các kho bãi,nhà xưởng

Hình5: Xe nâng sử dụng trong nhà kho

Một trong những ứng dụng cơ bản của xe nâng là được sử dụng trong các kho bãi,xưởng.Với kích thước vừa phải nhỏ gọn xe có thể dễ dàng di chuyển,xe sử dụng chạc nâng hàng phía trước tiến gần lại hàng hóa và tiến hành di chuyển hàng hóa đến vị trí mong muốn

Hình 6 :Xe sử dụng trong nhà kho trong hệ thống siêu thị

Hàng hóa trong hệ thống siêu thị thường được chất thành dạng hàng tầng,hình dáng chính là hàng khối thích hợp sử dụng những xe nâng cỡ nhỏ để di chuyển hàng hóa

Trong các bến cảng,bến tàu

Xe nâng Container kiểu chạc là loại xe nâng tự hành,hoạt độn trong các cảng để bốc , xếp hàng hóa container là loại hàng hóa rất phổ biến hiện nay.Xe nâng có đặc điểm nổi bật là sức nâng rất lớn (38-45 tấn),kết cấu gọn,dễ vận hành và cường độ làm việc cao Hiện nay có nhiều hãng sane xuất như Ferary,Fantuzy,Lindle

Hình 7:Xe nâng conteiner kiểu chạc di chuyển hàng cont

Bên cạnh đó trong các bãi cảng xe nâng cũng được sử dụng như phương tiện phổ thông để di chuyển những kiện hàng nặng

Hình 7.1:Xe nâng di chuyển kiện hàng khối

Lĩnh vực y tế, công cộng

Phần này làm nổi bật ứng dụng phần bánh xe , sử dụng để di chuyển cho người bị khuyết tật

Hình 7.2: Xe lăn Omni

Hình 7.2 với một cần tay điều khiển được dùng để điều khiển lui, tới, quay, rẽ trái, phải…

Tốc độ tiến cực đại có thể lên tới 3km/h tương đương với tốc độ di chuyển của người đi

bộ, và tốc độ lui, dịch sang bên khoảng 1.5km/h

Lĩnh vực dịch vụ sinh hoạt

Robot phục vụ mua sắm cũng được coi là 1 ứng dụng phần khung sử dụng bánh Mecanum

LUẬN VĂN THẠC SĨ 27

GVHD: PGS TS ĐẶNG VĂN NGHÌN HVTH: VŨ VĂN QUANG

Hình 7.7: Robot InBot phục vụ mua

sắm

LUẬN VĂN THẠC SĨ 28

Một loại robot sử dụng bánh xe Mecanum đƣợc nghiên cứu có khả năng mở

những cánh cửa và ngăn tủ

Kaku YouBot

Kaku YouBot với cánh tay linh hoạt nhiều bậc tự do dễ dàng di chuyển những

vật đơn giản.Kaku YouBot sử dụng hệ thống bánh xe Mecanum

LUẬN VĂN THẠC SĨ 29

GVHD: PGS TS ĐẶNG VĂN NGHÌN HVTH: VŨ VĂN QUANG

1.4 Mục tiêu, nội dung,phương pháp và ý nghĩa khoa học của đề tài nghiên cứu 1.4.1 Mục tiêu luận văn

Mục tiêu của luận văn này là:

- Tính toán lựa chọn các phần tử cơ khí trong thiết bị công tác và trong hệ thống truyền động thủy lực của xe nâng hạ sử dụng bánh Mecanum và tính toán sức bền cho chúng Tính toán điều kiện ổn định làm việc của xe

1.4.2 Nội dung thực hiện của luận văn

Nhằm đạt được mục tiêu đề tài cần thực hiện những nội dụng như sau:

- Tổng quan về xe nâng hạ và ứng dụng của nó trong các ngành công nghiệp

- Phân tích lựa chọn kết cấu đồng thời xác định các đặc tính, thông số kỹ thuật của xe

- Thiết kế sơ đồ nguyên lý và sơ đồ động của xe

- Tính toán các phần tử cơ khí

- Tính toán kết cấu thép cho phần chạc nâng hàng

- Phân tích nguyên lí sơ đồ , tính toán hệ thống truyền động thủy lực

LUẬN VĂN THẠC SĨ 30

Chương 2 Lựa chọn phương án và tính toán sơ bộ

2.1.Các phương án thiết kế thường sử dụng trong Xe nâng:

Trong một xe nâng sử dụng động cơ dù hình dáng có khác nhau nhưng về cơ bản các bộ phận được bố trí như sau :

H1.1 - Xe nâng chạc

3 Xilanh nghiêng khung 4 Xilanh nâng

5 Khung nâng 6 Puly xích

7 Xích nâng 8 Cabin điều khiển

9 Đối trọng 10 Bánh Mecanum

Trong 10 bộ phận trong xe nâng nói trên có nhiều phương án lựa chọn cụm chi tiết , nhưng phần quan trọng nhất quyết định khả năng làm việc , sức nâng của xe là kết

LUẬN VĂN THẠC SĨ 31

GVHD: PGS TS ĐẶNG VĂN NGHÌN HVTH: VŨ VĂN QUANG

cấu hệ thống xilanh Chính vì vậy có rất nhiều phương án đưa ra để thiết kế xe nâng chạc, tuy nhiên có thể quy chúng về 2 phương án cơ bản như sau:

* Phương án 1 :

Thiết kế xe nâng chạc vạn năng sử dụng kết cấu hệ 3 xilanh:

- 1 hệ xilanh nâng bàn trượt

- 1 hệ xilanh nâng khung động

- 1 hệ xilanh nghiêng khung

- Ưu điểm :

+ Sử dụng thuận tiện khi thao tác lấy hàng

+ Tính linh hoạt ngay cả trong không gian hạn chế

Do hành trình xilanh ngắn bởi mỗi bộ phận đều có hệ xilanh riêng biệt, khi nâng hàng xilanh nâng bàn trượt chưa đi hết hành trình thì khung động vẫn giữ nguyên ở trạng thái ban đầu Vì vậy giảm đáng kể không gian công tác theo chiều cao, rất phù hợp khi xếp dỡ trong lòng container

- Nhược điểm :

+ Xe nâng chạc hệ 3 xilanh có kết cấu phức tạp so với hệ 2 xilanh

+ Sức nâng không lớn