Nghiên cứu thiết kế tính toán kiểm bền khung gầm và đánh giá ổn định lật của xe nâng điện cỡ nhỏ

Việc hoạt động 24/24 vận tải người và hàng hóa của các phương tiện như máy bay, tàu hỏa, đặc biệt là ô tô và các phương tiện trong các nhà máy, khu công nghiệp như cẩu, xe móc, xe nâng h

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

- -

NGÔ XUÂN DUY

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ TÍNH TOÁN KIỂM BỀN KHUNG GẦM VÀ ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH LẬT CỦA

XE NÂNG ĐIỆN CỠ NHỎ Chuyên ngành: K Ỹ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS TR ẦN THANH TÙNG

HÀ NỘI - 2018

L ỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn

của TS Trần Thanh Tùng Đề tài được thực hiện tại bộ môn Ô tô và xe chuyên

dụng – Viện Cơ khí Động lực – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào

Hà Nội, ngày 22 tháng 03 năm 2018

Tác giả

Ngô Xuân Duy

i

L ỜI CẢM ƠN

Trong su ốt hai năm học tập tại Viện Sau đại học – Trường Đại học Bách Khoa Hà N ội, tôi và các học viên cao học khóa 2015B đã luôn nhận được sự hướng

d ẫn, giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo và các cán bộ Viện Chúng tôi cũng được

h ọc tập và tiếp thu những kiến thức, phương pháp nghiên cứu khoa học vô cùng quý báu mà các th ầy cô đã dày công nghiên cứu, truyền đạt lại cho chúng tôi trong các

bu ổi học

Tôi xin g ửi lời cảm ơn chân thành và lòng biết ơn sâu sắc tới TS Trần Thanh Tùng – người đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và cung cấp nhiều tài liệu khoa h ọc có giá trị trong suốt quá trình tôi thực hiện Luận văn này Tôi cũng xin được bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô giáo, các cán bộ nhân viên trường Đại học Bách Khoa Hà N ội nói chung, khoa Viện đại học nói riêng

Trong su ốt quá trình thực hiện luận văn, tuy rằng bản thân đã không ngừng

c ố gắng và học hỏi, nhưng với kinh nghiệm và vốn hiểu biết còn hạn chế nên Luận văn khó tránh khỏi những tồn tại, thiếu sót Tôi mong nhận được sự chỉ bảo và

nh ững ý kiến đóng góp của các thầy cô cũng như bạn bè, đồng nghiệp

Tôi xin chân thành c ảm ơn!

Hà N ội, ngày 22 tháng 03 năm 2018

Tác gi ả Luận văn

Ngô Xuân Duy

ii

M ỤC LỤC

L ỜI CAM ĐOAN i

L ỜI CẢM ƠN ii

M ỤC LỤC iii

DANH M ỤC HÌNH ẢNH vi

DANH M ỤC BẢNG VÀ BIỂU ĐỒ viii

L ỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ XE NÂNG HÀNG 4

1.1.Khái niệm xe nâng hàng 4

1.2.Lịch sử phát triển của xe nâng hàng 4

1.3.Phân loại xe nâng hàng 6

1.3.1.Xe nâng hạ bằng tay 6

1.3.2.Xe nâng hàng dùng động cơ đốt trong 7

1.3.2.1.Xe nâng bằng động cơ dầu diesel 8

1.3.2.2.Xe nâng bằng động cơ xăng 9

1.3.2.3.Xe nâng dùng chạy bằng khí hóa lỏng(Gas) 10

1.3.3.Xe nâng hàng bằng điện 11

1.3.3.1.Xe nâng điện 4 bánh 12

1.3.3.2.Xe nâng điện 3 bánh 13

1.3.3.3.Xe nâng điện đứng lái 14

1.4.Cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của xe nâng chạy bằng điện 15

1.4.1.Cấu tạo chung xe nâng 4 bánh chạy bằng điện 15

1.4.1.1.Buồng lái 16

1.4.1.2.Ghế lái 16

1.4.1.3.Mui xe 17

1.4.1.4.Vô lăng 17

1.4.1.5.Trụ nâng 17

1.4.1.6.Xích/ xy lanh nâng 18

1.4.1.7.Giá đỡ 19

1.4.1.8.Giàn nâng 19

1.4.1.9.Càng nâng 20

1.4.1.10.Xy lanh nghiêng 20

1.4.1.11.Bánh trước 21

iii

1.4.1.12.Bánh sau 21

1.4.1.13.Đối trọng 21

1.4.1.14.Ắc qui điện 22

1.4.2.Nguyên lý hoạt động của xe nâng điện 23

1.4.2.1.Mô tả quy trình xếp dỡ hàng hóa bằng xe nâng 23

1.4.2.2.Nguyên lý hoạt động của cơ cấu khung nâng hàng 26

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THỰC TẾ CỦA ĐỀ TÀI 28

2.1.Cơ sở lý thuyết của đề tài 28

2.1.1.Cơ sở lý thuyết về sức bền vật liệu 28

2.1.1.1.Các định nghĩa cơ bản 29

2.1.1.2.Các giả thiết cơ bản về vật liệu 30

2.1.1.3.Uốn thanh thẳng 31

2.1.1.4.Dầm chịu uốn thuần túy phẳng 34

2.1.1.5.Dầm chịu uốn ngang phẳng 37

2.1.2.Cơ sở lý thuyết về cơ học ứng dụng 40

2.1.3.Các định nghĩa quan trọng 40

2.1.3.1.Véctơ lực chính, mômen chính của hệ lực 40

2.1.3.2.Điều kiện cân bằng và hệ phương trình cân bằng của hệ lực trong không gian 41

2.1.3.3.Bài toán đặc biệt về cân bằng: Lật 42

2.2.Cơ sở thực tiễn của đề tài 43

2.2.1.Thông tư số: 06/VBHN-BGTVT 43

2.2.2.Thông tư số 51/2015/TT-BLĐTBXH 47

2.2.3.Quy trình kiểm định QTKĐ: 21-2014/BLĐTBXH 47

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN, KIỂM NGHIỆM BỀN KHUNG GẦM, ỔN ĐỊNH L ẬT CHO XE NÂNG ĐIỆN 52

3.1.Tính toán, kiểm nghệm bền cho khung gầm xe nâng 52

3.1.1.Kiến thức chung về khung gầm 52

3.1.2.Xác định loại khung gầm được sử dụng cho xe nâng điện 54

3.1.3.Chế độ tính toán 60

3.1.4.Tính bền cho khung xe 60

3.1.4.1.Điều kiện biên bài toán 60

3.1.4.2.Thiết lập và đánh giá các thông số mô phỏng 62

3.1.4.3.Phân tích kết quả mô phỏng 62

iv

3.2.Tính toán ổn định lật cho xe nâng 64

3.2.1.Các giả thiết sử dụng khi tính toán 64

3.2.2.Tính toán ổn định 64

3.2.2.1.Trường hợp 1 64

3.2.2.2.Trường hợp 2 72

K ẾT LUẬN 77

TÀI LI ỆU THAM KHẢO 79

v

DANH M ỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Xe nâng tay thấp 6

Hình 1.2 Xe nâng tay cao 7

Hình 1.3 Xe nâng động cơ dầu diesel 8

Hình 1.4 Xe nâng động cơ xăng 9

Hình 1.5 Xe nâng động cơ xăng 9

Hình 1.6 Xe nâng động cơ gas 10

Hình 1.7 Xe nâng 4 bánh bằng điện 12

Hình 1.8 Xe nâng điện 3 bánh 13

Hình 1.9 Xe nâng điện đứng lái 14

Hình 1.10 Sơ đồ tổng thể xe nâng 4 bánh chạy bằng điện 15

Hình 1.11 Sơ đồ thể hiện vị trí lắp ắc qui 16

Hình 1.12 Cơ cấu trụ nâng 3 tầng điển hình 18

Hình 1.13 Kết cấu giàn nâng 19

Hình 1.14 Cơ cấu càng nâng 20

Hình 1.15 Bố trí đối trọng trên xe nâng điện 22

Hình 1.16 Trình tự xếp hàng hóa của xe nâng điện 24

Hình 1.17 Trình tự dỡ hàng hóa của xe nâng điện 25

Hình 1.18 Cơ cấu nâng hàng 27

Hình 2.1 Thanh dầm 29

Hình 2.2 Tải trọng tác dụng 29

Hình 2.3 Ứng suất trên mặt cắt 30

Hình 2.4 Các thành phân lực trên mặt cắt 30

Hình 2.5 Mô hình uốn thanh phẳng 32

Hình 2.6 Quy ước dấu trong tính uốn 33

Hình 2.7 Mặt cắt ngang 38

Hình 2.8 Mô hình bài toán lật 42

Hình 3.1 Mối ghép hàn 54

Hình 3.2 Mối ghép đinh tán và bulong dùng trên xe tải 54

Hình 3.3 Mô 3D hình xe nâng 56

Hình 3.4 Hệ thống khung xe nâng 3D nhìn từ phía trước 56

Hình 3.5 Hệ thống khung xe nâng 3D nhìn từ phía sau 57

Hình 3.6 Hệ thống khung xe nâng 3D nhìn từ phía dưới 57

vi

Hình 3.7 Điều kiện biên mô phỏng 61

Hình 3.8 Điều kiện biên mô phỏng 62

Hình 3.9 Ứng suất trên khung, vỏ các chi tiết 63

Hình 3.10 Chuyển vị trên khung, vỏ các chi tiết 63

Hình 3.11 Mô hình tính ổn định cho xe nâng TH1 65

Hình 3.12 Mô hình tính ổn định cho xe nâng TH2 74

vii

DANH M ỤC BẢNG VÀ BIỂU ĐỒ

B ảng 3.1 Bảng thông số kỹ thuật của xe nâng tính toán: 58

B ảng 3.2.Tính cho độ cao nâng hàng tối đa: 3 mét 68

B ảng 3.3 Tính cho độ cao nâng hàng tối đa: 2,5 mét 69

B ảng 3.4 Tính cho độ cao nâng hàng tối đa: 2 mét 70

B ảng 3.5 Tính cho độ cao nâng hàng tối đa: 1 mét 71

B ảng 3.6 Tính cho TH2: độ cao nâng hàng 300mm 76

Biểu đồ 3.1.Thể hiện sự thay đổi của hệ số Kod theo góc nghiêngβ1(H=3000mm) 69

Biểu đồ 3.2 Thể hiện sự thay đổi của hệ số Kod theo góc nghiêngβ1(H=2500mm) 70

Biểu đồ 3.3 Thể hiện sự thay đổi của hệ số Kod theo góc nghiêngβ1(H=2000mm) 71

Biểu đồ 3.4 Thể hiện sự thay đổi của hệ số Kod theo góc nghiêngβ1(H=1000mm) 72

Biểu đồ 3.5 Thể hiện sự thay đổi của hệ số Kod theo góc nghiêngβ1(H=300mm) 76

viii

L ỜI MỞ ĐẦU

Ở các nước phát triển và đang phát triển hiện nay trên thế giới, vấn đề tăng trưởng kinh tế bền vững cùng với giảm ô nhiễm môi trường đang được quan tâm hàng đầu Theo thống kê, khí thải do khói nhà máy phát sinh từ các cơ sở sản xuất

xi măng, nhiệt điện, hóa chất, phân bón, dầu mỏ ở tất cả các nước đang phát triển nói chung hay ở Việt Nam nói riêng chiếm lượng lớn Ngoài ra, còn phải kể đến ngành giao thông vận tải với sự tăng trưởng không ngừng Việc hoạt động 24/24

vận tải người và hàng hóa của các phương tiện như máy bay, tàu hỏa, đặc biệt là ô

tô và các phương tiện trong các nhà máy, khu công nghiệp như cẩu, xe móc, xe nâng hàng với cường dộ làm việc 3 ca trên một ngày đang phát sinh một lượng phần khí thải không hề nhỏ Vì vậy, cuộc chạy đua tìm nguồn năng lượng sạch cho các phương tiện vận tải nói chung cũng như ô tô nói riêng để tăng cao chất lượng khí

thải, giảm ô nhiễm môi trường rất đang được chú trọng

Vấn đề được đặt ra, là làm sao để giảm ô nhiễm môi trường, nâng cao chất lượng khí thải và tiến tới giảm lượng khí thải Các biện pháp đã và đang được áp

dụng trên quy mô lớn như cải tiến động cơ đốt trong truyền thống cả về kết cấu cũng như nhiên liệu để đạt được hiệu suất cao và nâng cao chất lượng khí thải; sử

dụng năng lượng từ các nguồn nhiên liệu mới…

Động cơ đốt trong là động cơ nhiệt, trong đó việc đốt cháy nhiên liệu và biến đổi nhiệt năng thành cơ năng tiến hành ngay trong xy lanh của động cơ Hiệu suất

của động cơ theo thống kê là cao từ 20-45% Về mặt thay đổi cải tiến kết cấu và chế

độ làm việc của động cơ đốt trong, qua các nghiên cứu thì không thay đổi quá nhiều được hiệu suất

Về mặt nhiên liệu cho động cơ nhiệt, chất lượng của các loại nhiên liệu lỏng truyền thống sẽ được nâng cao, các loại nhiên liệu khí (Liquefied Petroleum Gas, khí thiên nhiên) sẽ được áp dụng rộng rãi trên ô tô và các phương tiện vận tải, các

loại nhiên liệu sinh học (như ethanol, colza) có lợi thế so sánh thấp về mặt môi

1

trường và giá thành nhiên liệu này còn cao do chi phí sản xuất nên hạn chế về mặt

sử dụng, các nhiên liệu tổng hợp từ khí thiên nhiên đang được nghiên cứu, nhiên

liệu khí hydro cho ô tô chưa có triển vọng ứng dụng do công nghệ và giá thành

Sự phát triển của các phương tiện sử dụng điện và pin nhiên liệu phụ thuộc vào khả năng phát triển, hoàn thiện các loại động cơ truyền thống và sử dụng các nguồn nhiên liệu sạch thay thế các nguồn nhiên liệu lỏng hiện nay để làm giảm ô nhiễm môi trường Các yếu tố cần quan tâm để xem xét gồm dự báo chất lượng của

hệ thống phương tiện vận chuyển và giá thành của pin nhiên liệu với các loại nhiên

liệu thay thế khác để đạt cùng mức độ giảm NOx Kết quả nghiên cứu cho thấy trong vòng ít năm tới, kỹ thuật làm giảm NOx bằng cách cải thiện động cơ diesel,

sử dụng LPG(Liquefied Petroleum Gas) và khí thiên nhiên rẻ hơn là sử dụng pin nhiên liệu Trong tương lai dài hơn thì việc giảm NOx bằng cách sử dụng pin nhiên

liệu trên các phương tiện vận tải sẽ có giá thành tương đương với việc cải thiện động cơ diesel để đạt cùng mức độ hiệu quả Để đạt được cùng tính năng kinh tế và

mức độ phát ô nhiễm đối với động cơ sử dụng LPG thì trong thập niên 2010, giá nhiên liệu hydro phải giảm đi 50% và giá thành pin nhiên liệu phải giảm đi 30% so

với giá cả hiện nay Vì vậy, trong vòng 2 thập niên tới, ô tô và các phương tiện vận

tải nhỏ chạy bằng pin nhiên liệu vẫn chưa có lợi thế cạnh tranh so với các loại nhiên

liệu thay thế

Với nguồn năng lượng điện năng ở nước ta hiện nay được sản xuất chủ yếu

bằng thủy điện (năng lượng tái sinh) như nhà máy thuỷ điện Hoà Bình, nhà máy thuỷ điện Ialy, nhà máy thuỷ điện Sơn La thì tiến trình thay thế dần các phương tiện

vận tải chạy bằng động cơ đốt trong bằng các phương tiện chạy bằng điện kết hợp

với việc nạp điện bổ sung là phù hợp nhất

Cùng với xu thế của thế giới,việc đưa vào sử dụng và dần thay thế các phương tiện vận tải truyền thống bằng các phương tiện sử dụng điện năng phổ biến

là các loại phương tiện vận tải cỡ nhỏ như ô tô điện chuyên chở hành khác ở các khu du lịch, nghỉ dưỡng và các loại xe nâng, cẩu tự hành trong các bến tàu, cảng,

2

kho bãi, KCN phụ vụ lưu thông, bốc, xếp dỡ hàng hóa để giảm ô nhiễm môi trường đang được tiến hành

Đề tài ‘Nghiên cứu thiết kế tính toán kiểm bền khung gầm và đánh giá

ổn định lật của xe nâng điện cỡ nhỏ’ là một đề tài nhằm mục đích khảo sát kết

thiết kế và kết cấu của đối tượng xe nâng hoạt động hoàn toàn bằng năng lượng điện; một loại xe nâng đang dần phổ biến và tiến tới sẽ thay thế các loại xe nâng cũ dùng nhiên liệu dầu diesel trong các nhà xưởng, kho, bến bãi tại các tại Việt Nam Đồng thời, đề tài nghiên cứu khảo sát tính ổn định của xe nâng trong các chế độ làm

việc để đưa ra khuyến cáo sử dụng nhằm nâng cao hiệu quả và đảm bảo an toàn trong vận hành

3

CHƯƠNG 1

1.1.Khái ni ệm xe nâng hàng

Xe nâng hàng là một nhóm nằm trong máy nâng chuyển Xe nâng hàng là

loại máy xếp dỡ dùng để bốc xếp hàng khối nằm ở các vị trí bất kỳ trong kho bãi, nâng hàng và cận chuyển hàng từ kho bãi lên phương tiện vận tải hoặc ngược lại từ phương tiện vận tải xếp vào kho Xe nâng là loại máy xếp dỡ có tính cơ động cao nên sử dụng rất ưu việt khi bốc xếp hàng ở các kho bãi của cảng biển, cảng sông, cũng như xếp dỡ và vận chuyển hàng hóa giữa các nơi trong nội bộ các xí nghiệp, nhà máy

Xe nâng là loại máy xếp dỡ trong đó hàng hóa theo dạng kiện hoặc khôi được đặt trên palet hoặc trực tiếp trên chặc và được nâng theo phương thẳng đứng

nhờ hệ khung nâng có kết cấu kiểu khung lồng

1.2.L ịch sử phát triển của xe nâng hàng

Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp và sản xuất hàng hóa ,

việc sử dụng máy móc để nâng cao năng suất và hiệu quả làm việc đang dần trở nên

phổ biến Một trong những thiết bị tải công nghiệp hỗ trợ để nâng và vận chuyển vật

liệu hàng hóa là xe nâng Các xe nâng hiện đại đã được phát triển vào những năm

1920 do các công ty khác nhau gồm công ty truyền clark và công ty Yale Palang và Town sản xuất Các xe nâng dần đã trở thành hoạt động không thể thiếu trong các thiết bị sản xuất và kho hoạt động ngày nay

Giữa thế kỉ XIX đến thế kỉ XX cho đến ngày nay đã phát triển những xe nâng hiện đại Các đường sắt Pennsylavia vào năm 1960 giới thiệu xe tải pin nền

tảng cung cấp hỗ trợ cho việc di chuyển hành lý ở Altoona, ga xe lửa của họ Pennsylvania Chiến tranh thế giới thấy sự phát triển của các loại thiết bị xử lý vật

liệu ở Vương quốc Anh do Ransomes, Sims và Jeffries của Ipswich Điều này một

phần là do sự thiếu hụt lao động gây ra bởi chiến tranh Năm 1917, Clark tại Hoa

4

Kỳ bắt đầu phát triển và sử dụng máy kéo và máy kéo thang máy được hỗ trợ cung

cấp trong các nhà máy của họ Năm 1919 Công ty Towmotor và Yale & Towne sản

xuất vào năm 1920 vào thị trường xe nâng tại Hoa Kỳ

Tiếp tục cuộc hành trình phát triển thì xe nâng được mở rộng qua các năm

1920 và 1930 Chiến tranh thế giới thứ II, như chiến tranh thế giới trước, việc thúc đẩy sử dụng xe nâng hàng đã được mở rộng trong chiến tranh với sự nỗ lực lớn Sau chiến tranh, có nhiều phương pháp hiệu quả cùng với những ý tưởng sáng tạo cho các sản phẩm lưu trữ trong kho đã được thực hiện và do đó một nền tảng của phiên

bản đã được nâng cao của xe tải nền tảng đã được sản xuất Kho cần xe nâng cơ động hơn mà có thể đạt chiều cao lớn hơn Mô hình mới nâng được thực hiện lấp đầy nhu cầu này

Một cột mốc rất quan trọng là vào năm 1956, nhà sản xuất Toyota giới thiệu

mẫu xe tải nâng đầu tiên, của LA Model, ở Nhật Bản và bán xe nâng đầu tiên của mình tại Hoa Kỳ vào năm 1967.Với sự phát triển không ngừng của xe nâng cho đến ngày nay, có thể thấy ngày càng có nhiều nhà sản xuất lớn tham gia vào việc nghiên

cứu, cải tiến, cung ứng sản xuất sản phẩm ra thị trường và có nhiều sản phẩm cho người dùng lựa chọn tốt nhất để phù hợp với nhu cầu sử dụng

Có thể thấy rõ điều đó khi mà ở những năm 1930, xe nâng bắt đầu được thương mại hóa, là thiết bị bốc xếp, vận chuyển hàng trong các khu vực chật hẹp tuy nhiên ở giai đoạn này, xe nâng hàng chủ yếu sản xuất ra chỉ thích hợp với bốc xếp hàng hóa ở tầm thấp Nhưng từ những năm 1950, xe nâng bắt đầu được cải tiến

mạnh hơn, có trọng tải nâng lớn hơn, độ cao nâng cũng thay đổi đáng kể, có thể nâng đến 15 mét.Đó là bước tiến lớn cho phép các nhà khai thác thỏa mãn được nhiều nhu cầu hơn trong việc bốc dỡ hàng hóa của họ về trọng tải, chiều cao, và địa hình

Không chỉ được cải tiến về kết cấu, khả năng làm việc, xe nâng còn được cải

tiến về năng lượng sử dụng để đáp ứng nhu cầu về môi trường, khi dần được thử nghiệm các dầu diesel, xăng, pin, ắc qui cung cấp điện năng sử dụng Sau khi phát

5

minh của các xe nâng điện đầu tiên, khi mà pin có thể sạc lại và thời gian làm việc

có thể kéo dài 1 ca là 8 giờ thì kể từ năm 2010, các nhà sản xuất bắt đầu đẩy mạnh

sản xuất xe nâng chạy hoàn toàn bằng năng lượng điện Với hơn 60% số xe nâng hàng được bán ra sử dụng điện năng

1.3.Phân lo ại xe nâng hàng

Xe nâng ngày càng phổ biến và được sử dụng rộng dãi trong các nhà xưởng, kho bãi Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, xe nâng cũng được cải tiến,

đa dạng cả về chủng loại và mẫu mã Để phân loại, xe nâng được phân ra các nhóm sau:

1.3.1.Xe nâng h ạ bằng tay

Cơ chế hoạt động của xe nâng hạ bằng tay là xe nâng dùng thủ công để di chuyển hàng hóa Nó bao gồm xe nâng tay, xe đẩy tay hoặc vừa có thể vừa đẩy, vừa nâng hàng hóa lên cao bao gồm các loại xe nâng tay cao Tải trọng nâng và chiều cao nâng của các loại xe nâng bằng tay này đề rơi vào loại nhẹ và đơn giản, từ 500kg đến 1000kg cho loại vừa di chuyển vừa nâng, hoặc 2500kg cho loại chỉ di chuyển mà không nâng lên cao

Đây là loại thiêt bị nâng đơn giản nhất Được chia làm 2 loại: xe nâng tay

thấp và xe nâng tay cao

+ Xe nâng tay thấp: Xe có chiều cao nâng tối đa khoảng 200mm, chủ yếu dùng nâng pallet chứa hàng có khối lượng từ khoảng 2,5 tấn đến 5 tấn

Hình 1.1 Xe nâng tay th ấp

6

+Xe nâng tay cao: Có thể nâng hàng cao tối đa tới 3.5m, trọng tải hàng nâng trong khoảng từ 400kg đến 2.5 tấn Có loại có mặt bàn nâng, có loại có càng nâng

để nâng pallet

Hình 1.2 Xe nâng tay cao

Xe nâng tay cao thường được dùng để nâng, di chuyển hàng hóa trong kho,

hoặc bốc xếp hàng lên ô tô, container và ngược lại vào kho bãi Xe nâng mặt bàn có

thể dùng nâng cây cảnh, module máy…Càng nâng pallet có độ dịch chuyển ngang

lớn nên dễ dàng nâng các loại pallet có kích cỡ khác nhau Tuy nhiên, xe nâng cao

chỉ sử dụng được pallet một mặt và không có thanh giằng

1.3.2 Xe nâng hàng dùng động cơ đốt trong

Xe nâng hạ bằng động cơ đốt trong là xe dùng động lực của 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 đỡ và di chuyển các loại hàng hóa có khối lượng

lớn tần suất cao mà các loại xe nâng khác không thể đáp ứng được Cấu tạo của xe

chủ yếu bao gồm động cơ chạy bằng nhiên liệu xăng, dầu diesel hoặc gas, khung

gầm và lốp xe như cấu tạo xe ô tô, ngoài ra còn có hệ thống thủy lực để nâng hàng hóa Tải trọng của loại xe nâng này có thể từ 1 tấn lên đến hàng chục tấn Thông

7

thường, các loại xe nâng sử dụng động cơ đốt trong nâng trọng tải 5 tấn trở xuống là

loại được dùng phổ biến trong các nhà máy, xí nghiệp; các loại xe nâng có tải trọng nâng từ trên 10 tấn dùng phục vụ cho nâng hạ container có trọng tải lớn ở các khu

cảng biển hay cảng nội địa

Căn cứ vào nhiên liệu sử dụng cho động cơ đốt trong mà người ta phân ra làm 3 loại:

Hình 1.3 Xe nâng động cơ dầu diesel

-Phổ biến, dễ sửa chữa và thay thế phụ

tùng khi gặp sự cố

-Nạp nhiên liệu nhanh

-Làm việc trong thời gian dài, có thể làm

liên tục 3 ca mà không giảm năng suất

-Thông thường, 1 chiếc xe nâng dầu (xăng gas) 2,5 tấn cần 1 khoảng 3,985

mm để có thể quay ngang 90° với Pallet hàng kích thước 1,000*1,100 mm

8

1.3.2.2.Xe nâng b ằng động cơ xăng

Hình 1.4 Xe nâng động cơ xăng

Hình 1.5 Xe nâng động cơ xăng

9

Ưu điểm Nhược điểm -Phổ biến, dễ sửa chữa và thay thế phụ

tùng khi gặp sự cố(như động cơ chạy

bằng dầu diesel) nhưng tiếng ồn và khí

thải ít hơn

-Nạp nhiên liệu nhanh

-Làm việc trong thời gian dài, có thể làm

liên tục 3 ca mà không giảm năng suất

Hình 1.6 Xe nâng động cơ gas

10

Ưu điểm Nhược điểm -Tiếng ồn và khí thải ít hơn so với xe

nâng sử dụng xăng, dầu

-Làm việc liên tục trong 3 ca mà không

làm giảm năng suất sử dụng xe nâng,

môi trường làm việc của xe đa dạng, dễ

sửa chữa và nạp nhiên liệu nhanh

-Dễ quản lý hơn xe nâng động cơ xăng

-Phù hợp với các sản phẩm nhạy cảm về

mùi như thực phẩm, dược phẩm

-Tăng chi phí sản xuất do chi phí nhiên liệu cao

1.3.3.Xe nâng hàng b ằng điện

Xe nâng bằng điện là loại xe nâng dùng điện năng của ác qui hoặc cắm điện

để thay thế cho sức người hoặc động cơ đốt trong để di chuyển và nâng hàng hóa

Nó sử dụng 2 mô tơ, mô tơ di chuyển dành cho việc di chuyển của xe và mô tơ phục

vụ việc nâng hạ Nếu chỉ sử dụng một mô tơ hoặc dành cho việc nâng hàng hoặc dành cho di chuyển thì loại xe trên được gọi là xe nâng bán tự động Nếu sử dụng đồng thời cả 2 mô tơ thì người ta gọi là xe nâng tự động hoặc xe nâng điện Tải

trọng nâng và chiều cao nâng của xe nâng điện tương đương xe nâng sử dụng động

cơ đốt trong, khoảng từ 1 tấn đến 8 tấn với chiều cao 6 mét Các loại xe này thường dùng hệ thống giá kệ

Xe nâng điện được chia làm 3 loại chính: xe nâng điện 4 bánh, xe nâng điện

3 bánh và xe nâng điện đứng lái

11

1.3.3.1 Xe nâng điện 4 bánh

- Có thể làm việc trong một môi trường

rộng lớn

- Tiết kiệm được chi phí nhiên liệu do sử

dụng điện rẻ hơn nhiều

- Hầu như không có tiếng ồn và khí thải,

thích hợp với các công ty sản xuất thực

phẩm và các công ty có chứng nhận

ISO14001

- Dễ bảo dưỡng, vì ngoài bình điện cần

châm nước thường xuyên và hệ thống

thủy lực, xe nâng điện không yêu cầu

bảo dưỡng định kỳ thêm bất cứ hạng

mục gì

- Thời gian sử dụng ngắn, thông thường xe nâng điện chỉ phù hợp sử

dụng cho ca làm việc 8h/ngày Nếu

cần sử dụng hơn thời gian đó cần phải

có bình xạc dự phòng cũng như hệ

thống pa-lăng để thay thế bình điện

- Không gian hoạt động yêu cầu cũng như xe nâng dầu hoặc xe nâng xăng gas

-Trong hầu hết các trường hợp, nếu môi trường làm việc có độ dốc cao, xe nâng điện thường xuyên bị giảm tuổi

thọ bình điện

Hình 1.7 Xe nâng 4 bánh b ằng điện

12

1.3.3.2 Xe nâng điện 3 bánh

Hình 1.8 Xe nâng điện 3 bánh

- Có thể làm việc trong một môi trường rộng

lớn

- Tiết kiệm được chi phí nhiên liệu do sử

dụng điện rẻ hơn nhiều

- Hầu như không có tiếng ồn và khí thải,

thích hợp với các công ty sản xuất thực

phẩm và các công ty có chứng nhận

ISO14001

- Dễ bảo dưỡng, vì ngoài bình điện cần

châm nước thường xuyên và hệ thống thủy

lực, xe nâng điện không yêu cầu bảo dưỡng

định kỳ thêm bất cứ hạng mục gì

-Khả năng xoay trở cao trong những phạm

vi hẹp, đây là loại xe đa năng nhất, có thể

làm việc trong nhiều môi trường vì so với xe

điện 1,5 tấn 4 bánh cần 3,9 mét để hoạt

động Xe nâng điện 3 bánh chỉ cần 3,4 mét

- Thời gian sử dụng ngắn, thông thường

xe nâng điện chỉ phù hợp sử dụng cho

ca làm việc 8h/ngày Nếu cần sử dụng hơn thời gian đó cần phải có bình xạc

dự phòng cũng như hệ thống pa-lăng để thay thế bình điện

- Không gian hoạt động yêu cầu cũng như xe nâng dầu hoặc xe nâng xăng gas -Trong hầu hết các trường hợp, nếu môi trường làm việc có độ dốc cao, xe nâng điện thường xuyên bị giảm tuổi thọ bình điện

-Trọng tải nâng và tầm nâng giới hạn

13

1.3.3.3 Xe nâng điện đứng lái

Hình 1.9 Xe nâng điện đứng lái

- Đây là loại xe chuyên di chuyển hàng

hóa trong những môi trường chật hẹp

Với 1 xe điện đứng lái, có thể làm việc

trong không gian 2,700 mm

- Là loại xe thích hợp trong hệ thống kho

có kệ chứa hàng hóa

- Ngoài những đặc điểm xe điện thường gặp phải, xe nâng điện đứng lái còn có một số vấn đề sau: Nền nhà xưởng yêu cầu bằng phẳng

Với hệ thống bánh xe có đường kính nhỏ, xe nâng điện đứng lái rất khó xoay trở trên những mặt bằng

gồ ghề Ngoài ra, khi di chuyển trên

1 mặt bằng quá rộng, tiêu hao cho

phần bánh xe là rất đáng kể

14

1.4.C ấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của xe nâng chạy bằng điện

Căn cứ vào việc so sánh ưu điểm và nhược điểm đã nêu ở trên và mục đích

của đề tài là tính toán cho một loại xe nâng sẽ là xu thế tương lai, phù hợp với các tiêu chí đảm bảo năng suất công việc, tính kinh tế trong sản xuất, đồng thời tiến dần đến công nghệ mới sử dụng năng lượng sạch, đảm bảo chất lượng khí thải công nghiệp và bảo vệ môi trường Học viên chọn đối tượng nghiên cứu chính là xe nâng

4 bánh bằng điện

1.4.1.C ấu tạo chung xe nâng 4 bánh chạy bằng điện

Hình 1.10 Sơ đồ tổng thể xe nâng 4 bánh chạy bằng điện

1-Buồng lái; 2- Ghế lái; 3- Mui xe; 4- Vô lăng; 5- Trụ nâng hàng; 6- Xích/ xylanh

nâng; 7- Giá đỡ hàng; 8- Giàn nâng; 9- Càng nâng; 10- Xylanh nghiêng; 11- Bánh

trước(bánh tải); 12- Bánh sau(bánh lái); 13- Đối trọng

Xe nâng hàng là một trong những loại máy nâng tự hành có tính cơ động cao

với nguồn động lực chính là năng lượng điện được dự trữ trong các bình ắc qui Khi

xếp và dỡ hàng, hàng hóa được nâng hạ theo phương thẳng đứng theo mức chiều cao tối đa của lưỡi nâng

Chiều cao tối đa của bàn trượt trên hành trình di chuyển trong khung động, hàng được nâng lên vị trí cao nhất cần thiết nằm trong giới hạn chiều cao nâng lưỡi

lớn nhất Cấu tạo chung của xe nâng hàng chạy bằng điện di chuyển bằng bánh lốp được thể hiện như trên hình gồm các bộ phận chính sau:

1.4.1.2.Gh ế lái

Ghế (seat): Chỉ các xe nâng thiết kế ngồi lái mới trang bị ghế Vị trí trống dưới ghế lái ở các xe nâng chạy bằng điện thường được bố trí đặt ắc qui cung cấp năng lượng cho xe nâng hoạt động để tận dụng tối đa diện tích

Hình 1.11 Sơ đồ thể hiện vị trí lắp ắc qui

16

1.4.1.3.Mui xe

Mui xe (overhead guard): tấm trần cabin, ngoài tác dụng che mưa, nắng, còn

có tác dụng bảo vệ người lái khỏi các vật thể hay chính hàng hóa rơi vào người Có

loại xe nâng có thêm tấm chắn trong suốt ở hai bên sườn buồng lái để nâng cao điều

kiện làm việc của người lái, các tấm chắn này được bố trí sao cho không ảnh hưởng đến tầm quan sát của người vận hành

1.4.1.4 Vô lăng

Tay lái/vô lăng (steering wheel): một bộ phận của hệ thống lái, liên kết trực

tiếp với trục lái chính, có tác dụng điểu khiển quá trình chuyển động di chuyển của

xe nâng.Hầu hết các xe nâng hiện hành đều sử dụng tay lái, tuy nhiên, một số dòng

xe nâng không có tay lái, ví dụ xe nâng sàn bán tự động (walkie)

Khung trong hay còn gọi là khung động Khung động di chuyển tương đối so

với khung ngoài hay còn gọi là khung tĩnh Nhờ xy lanh thủy lực nâng khung và tựa trên các cặp con lăn dẫn hướng Kết cấu gồm hai dầm chính là thép chữ C Hai dầm chính này được liên kết với nhau bằng hai dầm ngang thép hình có vai trò như các thanh giằng ở hai đầu Dầm ngang trên liên kết với xy lanh thủy lực nâng khung

Phần đoạn dưới cùng của bản thành phía ngoài mỗi dầm chính được lắp con

lăn trên bản cánh của khung ngoài

 Khung ngoài:

Khung ngoài cũng có kết cấu tương tự với khung trong, nó cũng là một kết

cấu thép chữ C đặt thẳng đứng và liên kết giằng với nhau ở hai đầu Ngoài ra, còn

17

có hai dầm hình chữ nhật vừa làm chức năng giằng dọc vừa là nơi lắp giá đỡ liên

kết trụ nâng với cầu trước của xe, nửa giá đỡ còn lại được định vị trên cầu trước của

xe bằng bu lông, đai ốc, liên kết giữa khung chính với cầu trước là liên kết động

Hình 1.12 Cơ cấu trụ nâng 3 tầng điển hình

1.4.1.7 Giá đỡ

Giá đỡ (backrest): bộ phận này có cấu tạo là một khung kim loại, lắp trên giàn nâng, phía trên càng nâng, cho phép hàng hóa tựa vào khi nâng lên và trụ nâng được kéo nghiêng về phía sau, giúp hàng hóa được giữ vững hơn, phù hợp khi di chuyển, đặc biệt trên bề mặt gồ ghề hoặc nghiêng

1.4.1.8.Giàn nâng

Giàn nâng (carriage): bộ phận này là một khung kim loại chắc chắn, gồm hai thanh ngang và hai thanh dọc liên kết với nhau Giàn nâng có thể di chuyển trong lòng khung động nhờ các con lăn định hướng, di chuyển này là độc lập với sự di chuyển của khung động với khung tĩnh Thanh ngang trên của bàn trượt có bố trí thanh răng để lắp càng nâng và di chuyển cang nâng khi cần thay đổi khoảng cách

giữa hai càng

Hình 1.13 K ết cấu giàn nâng

Giàn nâng được dẫn hướng bởi bốn cặp con lăn, một cặp phụ và ba cặp chính Đỉnh mỗi dầm chính khung trong có lắp tấm chặn bằng cao su cùng với tấm

chặn lắp dưới con lắn chính của giàn nâng sẽ ngăn chuyển động vượt ra khỏi giới

hạn khung trong của giàn nâng

Giàn nâng được liên kết bởi hai xích nâng Mỗi đầu xích được định vị cố định trên khung trong, tại vị trí này có thể điều chỉnh được chiều dài của xích nâng

19

Kết cấu thép của giàn nâng là khung hình chữ nhật trượt tương đối so với khung trong nhờ xy lanh tác dụng một chiều

1.4.1.9.Càng nâng

Càng nâng (forks): bộ phận này thường gồm 2 thanh kim loại giống tạo hình như các mũi trên một cái nĩa (gắn vào giàn nâng)

Hình 1.14 Cơ cấu càng nâng

Càng nâng là bộ phận mang hàng của xe nâng Càng nâng được chế tạo từ thép có độ bền cao, sau đó được gia công nhiệt luyện tại các vị trí góc cạnh của càng về hai phía khoảng 300mm để đạt được độ cứng HB= 250-300 vì đây là vị trí

dễ hỏng nhất của càng do ứng suất tập trung lớn nhất

Càng được lắp trên giàn nâng và được định vị nhờ các vị trí răng và các vít định vị Để ổn định vị trí và điều chỉnh vị trí khoảng cách của hai càng nâng một cách dễ dàng có thể lắp thêm bộ dịch càng nâng hàng

1.4.1.10.Xy lanh nghiêng

Xy lanh nghiêng (tilt cylinder): bộ phận này là các ống thủy lực, có nhiệm vụ điều chỉnh độ nghiêng của trụ nâng về phía trước hoặc phía sau khoảng 6 -12 độ Giúp cho việc lấy hàng hóa dễ dàng hơn khi đẩy ra và giúp hàng hóa không bị rơi

khỏi càng nâng khi co vào

20

Xy lanh nghiêng có kích thước ngắn hơn rất nhiều so với xy lanh nâng hạ

Một đầu của xy lanh nghiêng được gắn vào với khung ngoài của trụ nâng, đầu còn

lại được gắn cố định với chassis của xe nâng

1.4.1.11 Bánh trước

Bánh tải (drive wheel): 2 bánh xe ở phía trước, được gắn với động cơ tải (drive motor), có nhiệm vụ đưa xe nâng di chuyển tiến hoặc lùi Đồng thời bộ phận này cũng đóng vai trò tâm đối trọng Có thể hiểu xe nâng là một đòn bẩy, trong đó bánh tải là tâm/trục của đòn bẩy, còn hàng hóavà bộ phận đối trọng là 2 đầu của đòn bẩy

1.4.1.12.Bánh sau

Bánh lái (steering/rear wheel): hệ thống bánh xe ở phía sau, có thể là 1, 2

hoặc nhiều hơn Bánh lái có thể xoay ngang, giúp điều chỉnh hướng di chuyển của

xe nâng sang 2 bên (vào cua) Bánh lái thường không được truyền lực tải từ mô tơ

tải

1.4.1.13 Đối trọng

Đối trọng (counter-weight): bộ phận này gồm nhiều thành phần khác nhau

của xe nâng, trong đó chủ yếu là động cơ và ắc quy (đối với xe nâng chạy điện),

mục đích là sử dụng trọng lượng của mình tạo nên đối trọng với trọng lượng hàng hóa, với tâm đối trọng là bánh tải, giúp xe nâng giữ được thăng bằng khi bốc xếp hàng hóa Tải trọng hàng hóa tối đa của một chiếc xe nâng phụ thuộc nhiều vào cấu

tạo của bộ phận đối trọng này, theo nguyên tắc đòn bẩy

21

Hình 1.15 B ố trí đối trọng trên xe nâng điện

1.4.1.14 Ắc qui điện

Ắc quy xe nâng điện được chia ra làm 2 loại chính là ắc quy chuyên dụng và

loại không chuyên dụng

 Ắc quy không chuyên dụng

Với loại không chuyên dụng thường là những dòng ắc quy chì – axit, nước,

có điện dung thấp, thường chỉ dao động trong khoảng từ 140Ah – 300 Ah và nhìn chung tuổi thọ của dòng này chỉ khoảng từ 1 – 1,5 năm, với điều kiện nạp ắc quy

mỗi ngày 1 lần Lưu ý là tuổi thọ này có thể thay đổi vì nó phụ thuộc vào chú kỳ phóng điện – nạp của ắc quy Một ưu điểm của ắc quy xe nâng không chuyên dụng

là thường có giá thành rẻ và hàng luôn có sẵn

 Ắc quy xe nâng điện chuyên dụng

Ngoài tên gọi này, nhiều người vẫn hay quen gọi là bình điện xe nâng, hay ắc quy xe forklift… Khác với ắc quy không chuyên, dòng ắc quy nước deep cycle có dung lượng điện cao hơn gấp nhiều lần, dao động trong khoảng từ 170 – 1000Ah

Do đó, loại bình ắc quy này phù hợp với mọi loại xe nâng điện, hay các dòng xe

V ị trí lắp đặt bộ

ắc qui điện Đối trọng của

xe nâng

22

nâng sử dụng trong các khu công nghiệp, nhà máy… Tùy theo điện áp của mỗi loại

xe mà có thể chọn loại ắc quy phù hợp: 12V, 24V,36V,48V,72V,80V…

Về tuổi thọ của ắc quy xe nâng điện chuyên dụng cũng cao hơn nhiều so với dòng không chuyên, thông thường là 4 năm, nhưng nếu biết cách bảo dưỡng và sử

dụng đúng cách thì thời gian sử dụng có thể lên đến 7, thậm chí là 10 năm

Giá bán của bộ ắc quy xe nâng điện cũng khá linh hoạt, dao động trong khoảng từ 100 – 150 triệu đồng, tùy thuộc vào trọng tải của các loại xe nâng, ví dụ

xe nâng tải trọng 1 tấn, 1,5 tấn, 2,5 tấn… Nếu tính theo thời gian hoạt động thì giá

của ắc quy chia cho mỗi tháng không hề cao, ngược lại người sử dụng sẽ được hưởng lợi thêm cách chính sách bảo hành, bảo dưỡng theo chu kỳ của nhà cung cấp, phân phối, giúp cho ắc quy xe nâng điện được sử dụng lâu bền nhất

1.4.2.Nguyên lý ho ạt động của xe nâng điện

Xe nâng hàng tại kho, bãi hay trên ôtô:

- Di chuyển bàn trượt cùng càng nâng đến độ cao cần thiết so với vị trí mã hàng, nếu bàn trượt được nâng cao tối đa mà càng nâng vẫn chưa đạt độ cao mã hàng thì tiến hành điều khiển piston nâng khung trong để đảm bảo độ cao càng vừa

chớm đáy mã hàng

- Điều khiển piston nghiêng khung về phía trước

- Đảm bảo càng nâng hàng ngập hoàn toàn đáy mã hàng, trước khi cho máy

tiến về phía trước ta tiến hành di chuyển bàn trượt nếu trọng tâm mã hàng lệch so

với trọng tâm càng một khoảng ngang cho phép, nếu khoảng cách này vượt mức

giới hạn thì tiến hành điều chỉnh vị trí xe nâng

- Nghiêng khung nâng mang bàn trượt và hàng về phía sau

- Để di chuyển đến nơi cần thiết, ta hạ khung trong xuống vị trí thấp nhất, hạ càng nâng hàng xuống cách mặt đất 300mm rồi mới di chuyển

23

-Hạ hàng xuống nghiêng khung về phía trước, lùi máy ra sau khi càng nâng

đã ra khỏi hàng, quay đầu và di chuyển lại nơi lấy hàng

Trình tự các thao tác vào lấy hàng và xếp hàng của xe nâng tự hành được trình bày ở hình sau:

Hình 1.16 Trình t ự xếp hàng hóa của xe nâng điện

Bước 1.Máy di chuyển mang hàng đến gần vị trí của xe nâng

Bước 2.Nâng hàng lên đến chiều cao cần thiết

Bước 3.Tịnh tiến máy đến cự ly cho phép

Bước 4.Điều khiển đưa khung chính về vị trí thẳng đứng

Bước 5.Hạ hàng xuống và xếp hàng vào đúng vị trí

24

Bước 6.Lùi máy ra đến vị trí cần thiết (càng nâng được rút ra khỏi đáy kiện hàng) Bước 7.Nghiêng khung chính về phía sau

Bước 8.Hạ càng nâng xuống tới vị trí chiều cao di chuyển

Hình 1.17 Trình t ự dỡ hàng hóa của xe nâng điện

Bước 1.Cho máy tiến gần đến kiện hàng, khung chính nghiêng về phía sau

Bước 2.Điều khiển cho lưỡi nâng nằm ngang, khung chính đứng thẳng

Bước 3.Nâng càng nâng lên cao ngang vị trí lấy hàng

Bước 4.Tịnh tiến máy, đưa càng nâng vào đúng vị trí dưới kiện hàng

Bước 5.Nâng hàng lên đến chiều cao cần thiết

25

Bước 6.Nghiêng khung chính về phía sau, càng nâng nghiêng theo, để giữa hàng không bị trượt ra

Bước 7.Lùi máy lại một khoảng cách an toàn, để hạ bớt chiều cao của hàng

Bước 8.Hạ hàng xuống đến vị trí cần thiết (thường cách mặt đất 0,5 – 1m) để di

chuyển đến vị trí xếp hàng

Hoạt động của bộ phận mang hàng dựa vào chuyển động phức tạp của các bộ

phận, chi tiết liên kết Trong quá trình di chuyển xe nâng có hàng hay không có hàng để đảm bảo ổn định khung trong luôn được hạ xuống vị trí thấp, bàn trượt và

chạc nâng cách mặt nền tối đa 300mm

Khi bàn trượt và càng nâng ở vị trí thấp nhất: piston nâng khung động được điều khiển đi lên, puly dẫn hướng xích lắp trên khung động được nâng lên theo, xích chuyển động nâng bàn trượt đi lên nhờ các con lăn chính và con lăn phụ dẫn hướng chuyển động của bàn trượt trong lòng khung trong Khi hạ bàn trượt và chạc nâng thì piston nâng khung động được điều khiển thu lại, lực kéo bàn trượt tiêu hao

do trọng lượng bản thân làm bàn trượt dịch chuyển xuống

Các con lăn chính trên bản cánh của dầm chính khung trong dẫn hướng bàn trượt di chuyển tương đối so với khung trong Các con lăn chính này tiếp nhận tải

trọng dọc trục Các con lăn phụ lăn trên bản thành khung trong trong đó có tác dụng

khử lực ép cạnh (lực xô ngang) của kết cấu khung bàn trượt

Khi cần thay đổi vị trí ăn khớp của thanh răng chạc trên thanh răng bàn trượt

để nới rộng hay thu ngắn khoảng cách giữa hai chạc cho phù hợp với kích thước mã hàng, ta tiến hành như sau: nghiêng khung chính về phía trước và hạ càng nâng

xuống vị trí thấp gần chạm mặt sàn, dùng lực tác động vào cho răng của càng nâng

ăn khớp với thanh răng ở vị trí yêu cầu

26

Hình 1.18 Cơ cấu nâng hàng

27

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THỰC TẾ CỦA ĐỀ TÀI

Nh ận xét: Đề tài của luận văn có 2 nội dung chính:

• Tính toán, kiểm nghiệm điều kiện bền cho khung gầm(Chassi) của xe nâng điện

• Tính toán điều kiện ổn định lật trong các điều kiện hoạt động của xe

Khi nghiên cứu và tính toán đề giải quyết các vấn đề trên, cần vận dụng các

cơ sở lý thuyết về sức bền vật liệu, cơ học ứng dụng và các cơ sở thực tiễn là các quy định, quy phạm và các thông tư hiện hành của các Bộ, Ban, Ngành sử dụng trong việc kiểm định chất lượng và an toàn của xe nâng trước khi đưa và sử dụng

2.1 Cơ sở lý thuyết của đề tài

2.1.1 Cơ sở lý thuyết về sức bền vật liệu

Trước tiên, cần xác định đối tượng nghiên cứu là khung gầm chịu lực của xe nâng điện Nó có kết cấu dạng khung, gồm các phần tử dạng dầm dọc và dầm ngang được liên kết với nhau bằng các mối hàn cùng các mã gia cường hoặc bằng đinh tán Mối ghép đinh tán dùng nối các dầm ngang và dầm dọc có độ cứng không cao,

tạo điều kiện làm đồng đều ứng xuất khi xoắn khung và có tính công nghệ tốt

Hình dáng của khung dạng hai dầm dọc bố trí hai bên thường cần phải đáp ứng yêu cầu chính là: kích thước đầu trước của khung phải đảm bảo góc quay lớn

học viên nghiên cứu và áp dụng chủ yếu là lý thuyết về uốn thanh thẳng

28

2.1.1.1 Các định nghĩa cơ bản

2.1.1.1.1.Thanh (D ầm)

Thanh là một vật thể được tạo ra do một hình phẳng F có tiết diện là hình tròn hay chữ nhật di chuyển trong không gian sao cho trọng tâm C của nó luôn ở trên một đoạn đường cong ∆ trong không gian, còn hình phẳng luôn vuông góc với đường cong ∆

Hình 2.1 Thanh d ầm 2.1.1.1.2.T ải trọng

Tập hợp tất cả các tác dụng bên ngoài , tác dụng vào vật khảo sát Tải trọng

gồm lực tập trung, lực phân bố, moment tập trung và phân bố

Hình 2.2 T ải trọng tác dụng 2.1.1.1.3 Ứng suất

Cường độ của nội lực tại một điểm nào đó trên mặt cắt được gọi là ứng suất Trong tính toán người ta thường chia ứng suất toàn phần (P) thành 2 thành

phần là ứng suất pháp tuyến và ứng suất tiếp tuyến

29

Thành phần vuông góc với mặt cắt người ta gọi là ứng suất pháp:σ

Thành phần nằm trong mặt cắt gọi là ứng suất tiếp: τ:

P3

Pn

Hình 2.3 Ứng suất trên mặt cắt 2.1.1.1.4.Các thành ph ần nội lực trên mặt cắt ngang

My X

Y

Qx

Mx Mz

Hình 2.4 Các thành phân l ực trên mặt cắt

2.1.1.2.Các gi ả thiết cơ bản về vật liệu

2.1.1.2.1 Tính đàn hồi của vật thể

Vật rắn được gọi là đàn hồi (hay rõ hơn, đàn hồi tuyệt đối) nếu có khả năng

phục hồi hoàn toàn hình dạng và kích thước vốn có sau khi ngoại lực thôi tác dụng,

biến dạng được khôi phục hoàn toàn sau khi hết ngoại lực được gọi là biến dạng đàn

hồi

30

- Vật đàn hồi tuyến tính là vật mà biến dạng là đàn hồi và tỉ lệ bậc nhất

với nội lực Những vật đàn hồi khác được gọi là vật đàn hồi phi tuyến

- Biến dạng bé có thể hiểu là nó nhỏ đến mức như những đại lượng vô

cùng bé Chuyển vị là rất bé so với kích thước của vật thể

2.1.1.2.2.Các gi ả thuyết cơ bản

Dưới tác dụng của ngoại lực mọi vật rắn thực đều bị biến dạng, nghĩa là biến đổi hình dạng và kích thước, đó là vì ngoại lực làm thay đổi vị trí tương đối vốn có

giữa các phân tử cấu tạo nên vật rắn ấy

• Tính liên t ục: vật rắn được gọi là liên tục nếu mỗi phân tố bé tuỳ ý của nó

đều chứa vô số chất điểm sao cho trong vật thể không có lỗ rỗng

• Tính đồng nhất có nghĩa là tại mọi điểm trong vật thể, vật liệu có tính chất

lý - hoá như nhau

• Tính đẳng hướng là tính chất cơ - lý của vật liệu theo mọi phương đều như nhau

2.1.1.3.1 Định nghĩa

Khi có lực tác dụng, nếu trục của thanh cong đi, thì lúc nàyngười ta nói: thanh chịu uốn Thanh chịu uốn người ta còn gọi là dầm chịu uốn.Nếu trục của thanh bị cong đi nhưng vẫn nằm trong một mặt phẳng ta gọi là uốn ngang phẳng Ngoại lực tác dụng gây uốn ngang phẳng có thể là lực tập trung, lực phân bố hoặc

ngẫu lực Ngoại lực này có phương vuông góc với trục của thanh và nằm trong mặt

phẳng đối xứng chứa trục của thanh

31