(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế lắp đặt cần cẩu unic urv 554 lên xe cơ sở ô tô tải thaco auman c34

Công dụng Tác dụng của xe cẩu tự hành được sử dụng thay thế các phương tiện truyền thống và sức người trong việc bốc dỡ và vận chuyển hàng hóa an toàn và hiệu quả hơn Xe tải có gắn sẵn

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

THIẾT KẾ LẮP ĐẶT CẦN CẨU UNIC URV 554 LÊN XE CƠ SỞ Ô TÔ TẢI THACO AUMAN C34

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN ĐẮC HOÀNG NHÂN

Đà Nẵng – Năm 2019

MỞ ĐẦU

Ngày nay, ô tô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng cho hành khách và hàng hoá đối với các ngành kinh tế nước nhà, đồng thời đã trở thành phương tiện, công cụ giúp con người nâng hạ những vật cồng kềnh ở những địa hình mà con người khó thực hiện được

Ở nước ta, số lượng ô tô và đặc biệt là ô tô tải gắn cẩu đang gia tăng về số lượng

Trong đó, Chassis xe ô tô tải THACO AUMAN C34 do Thaco Trường Hải lắp ráp khá phổ

biến ở nước ta Nay lắp đặt lên chassis xe thùng hàng và gắn thêm cần cẩu nhãn hiệu UNIC URV554 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 lắp đặt, chọn kích thước các chi tiết theo đúng quy chuẩn, kiểm tra bền sau khi lắp đặt gắn cẩu và thùng hàng 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 có nhu cầu sử dụng

xe tải cẩu phần nào hiểu được quy trình lắp đặt, 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

1.1 Mục đích, ý nghĩa đề tài

Để giải quyết một phần sức lao động cho người công nhân, tăng hiệu quả khi làm việc và giúp con người đảm bảo sự an toàn tuyệt đối, thu ngắn thời gian làm việc cũng như tăng hiệu quả trong công việc khi làm việc Do vậy cần thiết kế loại xe tải gắn cẩu có kết cấu đơn giản, dễ sử dụng, an toàn,đáp ứng nhu cầu làm việc hiện nay ở trong nước

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

Trong thực tế, khi muốn vận chuyển hàng hoá từ nơi này đến nơi khác mà sử dụng ôtô vận tải nhất thiết phải có công đoạn đưa hàng hoá lên và đưa xuống ôtô Đối với các loại hàng hoá có khối lượng tương đối nhỏ, người ta có thể sử dụng sức lao động trực tiếp của công nhân, còn đối với các loại hàng hoá có khối lượng lớn thì cần phải sử dụng các phương tiện nâng chuyển như: máy nâng chuyển, máy cẩu,

Khi muốn vận chuyển hàng hoá từ một nơi nào đó, nếu hàng hoá có khối lượng không quá lớn mà người ta sử dụng một máy cẩu đi cùng một ô tô vận tải thì hiệu quả và tính cơ động không cao Để hạn chế nhược điểm này, người sử dụng có phương án là lắp thêm cẩu lên một số ôtô tải ở phía sau buồng lái và phía trước thùng hàng của ô tô

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

Đề tài này còn có thể được sử dụng làm tư liệu để tính toán lắp đặt một số loại cẩu lên một số loại ôtô nào đó hay dùng để tìm hiểu về kết cấu, nguyên lý làm việc để bảo dưỡng kỹ thuật, chẩn đoán trạng thái hư hỏng của ôtô tải có cẩu để tiến hành sửa chữa và trong quá trình sử dụng loại ôtô này đạt được hiệu quả cao hơn

1.2 Tổng quan về xe tải cẩu

1.2.1 Giới thiệu về xe tải cẩu

Xe tải cẩu là chiếc xe chuyên dụng cho việc nâng chở các vật liệu, hàng hóa nặng cho các công trình Bởi sự đặc thù này nên xe tải gắn cẩu thường là những chiếc xe có trọng lượng lớn và rất chắc chắn

Trên thị trường Việt Nam cũng như trên thế giới, có rất nhiều loại xe tải cẩu thuộc các hãng khác nhau Các loại xe tải cẩu đa phần hoạt động dựa vào hệ thống nâng hạ nhờ

xylanh thủy lực

1.2.2 Công dụng

Tác dụng của xe cẩu tự hành được sử dụng thay thế các phương tiện truyền thống

và sức người trong việc bốc dỡ và vận chuyển hàng hóa an toàn và hiệu quả hơn

Xe tải có gắn sẵn cẩu tự hành có tính cơ động cao có thể di chuyển linh động đến các địa điểm khác nhau, tiết kiệm thời gian cũng như chi phí cho người dùng

Động cơ mạnh mẽ, vận hành an toàn thích hợp trong vận chuyển đường dài cùng điều kiện thời tiết khó khăn đảm bảo an toàn cho người điều khiển cũng như hàng hóa

Xe cẩu tự hành có rất nhiều loại trọng tải khác nhau cho người dùng lựa chọn, để phục vụ các công việc vận chuyển hàng hóa trọng tải lớn như các nguyên vật liệu, hoặc máy móc cần thiết cho các nhà máy hoặc công trường

Hình 1.1 Tổng thể xe tải cẩu Thaco Auman C34

+ Chiều cao nâng

+ Tốc độ làm việc: Tốc độ nâng hạ, tốc độ thay đổi tầm với, tốc độ quay cần, tốc độ di chuyển

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

Chương 2: GIỚI THIỆU XE CƠ SỞ VÀ CẨU UNIC URV 554 GẮN XE

2.1 Giới thiệu tổng thành, tính năng và thông số kỹ thuật của xe Thaco Auman C34

2.1.1 Giới thiệu xe Thaco Auman C34

Trên cơ sở xe tải nặng Thaco Auman C3000A, THACO tiếp tục nghiên cứu, phát triển, đưa ra thị trường sản phẩm Thaco Auman C34 (xe 10x4) với tải trọng cho phép lên đến 20,5T Thaco Auman C34 được trang bị thêm cầu phụ, sử dụng lốp đơn, với cơ cấu nâng hạ cầu bằng khí nén, hệ thống treo sử dụng bầu hơi Good Year (Mỹ) được điều khiển bằng điện, rất ưu việt khi vận hành trên điều kiện địa hình phức tạp tại Việt Nam

Để đáp ứng điều kiện vận chuyển đường dài liên tục với tải trọng lớn, Thaco Auman C34 được tối ưu hóa hệ thống truyền động, đảm bảo các tiêu chí: an toàn cao và vận hành ổn định trên mọi địa hình Hệ thống phanh khí nén tác động 2 dòng kết hợp phanh tay lò xo tích năng (lốc kê) và phanh khí xả với hiệu quả phanh cao, đảm bảo an toàn khi

đổ đèo Hộp số Fast Gear - Mỹ (cơ cấu 12 số tiến - 2 số lùi) phù hợp để vận hành trên nhiều địa hình khác nhau Ly hợp điều khiển thủy lực, trợ lực khí nén giúp lái xe vào số nhẹ nhàng, chính xác

Hình 2.2 Xe tải thùng kèo Thaco Auman C34

2.1.2 Thông số kỹ thuật

Bảng 2.1 Đặc tính kỹ thuật của xe trước khi lắp đặt

TT Thông số Thứ nguyên Ô tô trước cải tạo

01 Kích thước bao ngoài (DxRxC) mm 12120x2500x3560

2.1.3 Các hệ thống, cơ cấu trên xe Thaco Auman C34

2.1.3.1 Động cơ xe

Auman C34 sử dụng động cơ của tập đoàn Weichai - đứng đầu về sản xuất và phân phối động cơ trên toàn thế giới Động cơ Weichai là sản phẩm của sự nghiên cứu, kết hợp các kỹ thuật công nghệ của Áo tạo nên sản phẩm mạnh mẽ

2.1.3.2 Hệ thống lái

Hệ thống lái sử dụng cơ cấu lái trục vít - ê cu bi, trợ lực thủy lực

Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống lái xe Thaco Auman C34 1- Vô lăng; 2- Van phân phối; 3- Cơ cấu lái; 4- Đòn quay đứng ; 5- Đòn kéo dọc; 6- Đòn quay ngang; 7- Bánh xe dẫn hướng; 8- Đòn kéo ngang; 9-Ống dầu hồi, 10-Bầu lọc dầu;

11- Đường dầu đi; 12- Bơm phiến gạt

Hệ thống lái của Thaco Auman C34 có 4 bộ phận chính sau đây: Vành lái, trục lái,

cơ cấu lái (hộp số lái), dẫn động lái

Cơ cấu lái có chức năng biến chuyển động quay của trục lái thành chuyển động thẳng dẫn đến các đòn kéo dẫn hướng

Trên xe tải Thaco Auman C34 được lắp cơ cấu lái trục vít – ê cu bi

2.1.3.3 Hệ thống treo

Xe sử dụng hệ thống treo phụ thuộc, nhíp lá, phía trước có giảm chấn thủy lực Hệ thống nhíp dày kết hợp với hệ thống Balance có khả năng chịu tải cao, phù hợp với mọi địa hình

Hệ thống treo cầu phụ sử dụng hình thức treo khí nén sử dụng bầu hơi Good Year,

đê điều khiển nâng hạ cầu thứ 5 Cầu phụ loại này có tải trọng lên đến 10 tấn nhờ cơ cấu nâng hạ cầu đơn giản, an toàn, dễ sử dụng

2.1.3.4 Hệ thống phanh

Hình 2.3 Hệ thống phanh khí nén trên xe 1- Bàn đạp phanh; 2- Van điều khiển phanh dừng; 3- Áp kế không khí; 4- Các bầu phanh trước; 5- Máy nén khí; 6- Bộ lắng lọc và tách ẩm; 7- Bình xả; 8- Các bầu phanh sau và bầu tích năng, 9- Van cấp nhanh khí nén; 10- Van đóng đường xả động cơ; 11- Tổng van phân phối; 12- Bình chứa khí nén; 13- Bình chứa khí nén cung cấp cho các bầu phanh trước; 14- Bình chứa khí nén cung cấp cho các bầu phanh sau và bầu tích năng; 15- Van bảo vệ bốn ngả; 16- Đường khí nén dùng phụ trợ cho các việc khác; 17- Van điện từ; 18-

Van cấp và xả nhanh; 19- Van an toàn; 20- Van xả cặn

Trên xe sử dụng hệ thống phanh khí nén đảm bảo an toàn, hiệu quả và có trang bị phanh tay lốc kê Xe có trang bị bộ điều chỉnh lực phanh theo tải trọng đảm bảo đúng lực phanh tăng tính an toàn và giảm mòn lốp khi phanh

Ngoài ra trên xe có trang bị hệ thống phanh khí xả (cup-pô) giúp vận hành an toàn hơn khi đi trên các đoạn đường đèo dốc

2.2 Giới thiệu cẩu Unic URV 554

Hiện nay trên thị trường có nhiều loại cẩu như: UNIC, TADANO, MAEDA… Cẩu UNIC có nhiều loại khác nhau như URV230, URV260, UR290, URV300, URV340, URV370, URV500… Trong đó dòng URV500 có hai loại là URV553 và URV554, loại URV553 và URV554 đều có sức nâng với cùng một bán kính giống nhau, chỉ khác nhau

số lượng cần và chiều dài cần

Cẩu Unic URV 554 là dòng cẩu 5 tấn xuất phát từ Nhật Bản, được sản xuất theo tiêu chuẩn dòng V-series, có chiều ngang hai chân cẩu khi duỗi thẳng là 3,8m vừa đủ để giúp cẩu vận hành ở mức cân bằng cao giúp an toàn cho cẩu, xe và người sử dụng Cẩu có

ưu điểm là độ bền cao, cứng cáp, dễ sử dụng và có thể thích hợp với hầu hết các dòng xe tải hiện có trên thị trường

Bảng 2.2 Các thông số kỹ thuật của cẩu URV554

16 Bán kính làm việc 0.7→10.63 m

Loại cẩu để lắp đặt lên xe tải Thaco Auman C34 là dòng URV 554 có tuổi thọ cao,

dễ lắp đặt, sửa chữa và bảo hành

Với mục tiêu của đề tài là hướng đến thiết kế được một loại xe tải cẩu ổn định, có

đồ bền, tuổi thọ cao, có khả năng nâng hàng với một tải trọng lớn trong một vùng bán kính nhất định, phù hợp với xe cơ sở đã chọn, tính kinh tế cao thì loại cẩu URV554 do hãng UNIC FUKURAMA của Nhật Bản sản xuất hoàn toàn đáp ứng được những yêu cầu đặt

ra Cẩu URV554 được dẫn động bởi hệ thống thủy lực và điều khiển bằng các tay cần điều

khiển đặt trên cẩu

Biểu đồ sau mô tả quan hệ giữa bán kính quay và chiều cao làm việc của cẩu

2

2 3 4 5

10o

o

6 7 8 9 10 11

14

(m)

(m)

o o

Qua biểu đồ người điều khiển cần cẩu có thể xác định được tầm cao có thể nâng hàng mà không đụng các vật trên đầu như dây điện, cành cây, hay gầm cầu khi cẩu hàng hóa dưới cầu…

Hình 2.5 Tổng thể cần cẩu Unic URV-554 1-Bầu lọc dầu; 2-Nắp đổ dầu; 3-Thùng chứa dầu; 4- Đế cẩu; 5- Đoạn cần cẩu số 1; 6- Đoạn cần cẩu số 2; 7- Đoạn cần cẩu số 3; 8- Chân chống bệ cẩu bên phụ; 9- Hộp giảm

tốc xoay cẩu; 10- Chân chống bệ cẩu bên tài; 11- Đế cố định lắp cẩu

Tải trọng mà cẩu URV554 có thể kéo được phụ thuộc vào khẩu độ (bán kính) quay cũng như là số tầng hoạt động của cẩu, bán kính làm việc càng lớn thì trọng lượng nâng

10 9

7

11 8

6 5

UNIC 554

của cẩu càng nhỏ và ngược lại, cẩu này có thể hoạt động trong bán kính nhỏ hơn 10.63 [m] tính từ trục quay của cần cẩu và chiều dài tối đa của cần có thể vươn tới là 13.4 [m] tính từ mặt đất, tại tầng 1 sức nâng lớn nhất của cẩu đến 5050 [KG]

Sau đây là bảng thông số vận hành chi tiết của cẩu URV 554:

Bảng 2.3 Thông số vận hành của cần cẩu Unic URV554

Đơn vị [m]

Tầng I [3.6m]

Tầng II [6m]

Tầng III [8.45 m]

Tầng IV [10.9 m]

Bán kính và tải trọng lớn nhất mà cẩu có thể vươn tới tại:

- Tầng 1: 3.6 [m] với tải trọng nâng lớn nhất là 5.05[tấn] tại 2.2 [m]

- Tầng 2: 6 [m] với tải trọng nâng lớn nhất là 4.05[tấn] tại bán kính không lớn hơn 2.9[m]

- Tầng 3: 8.45[m] với tải trọng nâng lớn nhất là 3.05[tấn] tại bán kính không lớn hơn 3.5[m]

- Tầng 4: 10.9[m] với tải trọng nâng lớn nhất là 2.05[tấn] tại bán kính không lớn hơn 4.5[m]

Từ bảng thông số ta có thể vẽ biểu đồ quan hệ bán kính làm việc và tải trọng nâng

Hình 2.6 Biểu đồ quan hệ bán kính làm việc và tải trọng nâng

Hình 2.7 Thông số cẩu Unic 5 tấn 4 khúc Unic URV554

• Khối lượng nâng lớn nhất: 5050 Kg tại 2,2 mét

• Chiều cao tối đa: 12.6 mét

3.1.1 Tính toán và chọn bơm thủy lực trên hệ thống cẩu

Ta chọn bơm thủy lực dựa vào bảng sau ( Bảng được tìm dựa vào các tài liệu các nhà sản xuất cung cấp trên các trang mạng )

Bảng 3.1 Thông số bơm thủy lực cẩu URV

Thông số kĩ thuật bơm thủy lực

TT Dòng cẩu Nhãn hiệu Số loại Kiểu

bơm

Lưu lượng (cm3/vòng)

Áp suất làm việc/áp suất lớn nhất (MPa)

Số vòng quay (vòng/phút) 1 URV230

SHIMADZU

SGP1-32

Bánh răng

3.1.2 Giới thiệu về hệ thống dẫn động của cẩu

Ta có sơ đồ hệ thống thủy lực của cẩu UNIC URV554

Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống thuỷ lực của cẩu 1- Xilanh chân chống bên trái; 2- Xilanh chân chống bên phải; 3- Bể chứa dầu; 4- Bộ lọc dầu; 5- Bơm dầu; 6- Van an toàn; 7- Mô tơ dẫn động xoay cần cẩu quanh bệ cẩu; 8- Xilanh co duỗi tay cần; 9,12- Van cân bằng; 10- Mô tơ dẫn động quấn tời kéo; 11- Cụm van hai thân; 13- Xilanh thay đổi góc nâng của cần; 14- Bể lọc; 15- Cụm van điều khiển; 16- Van điều khiển xilanh thay đổi góc nâng cần; 17- Van điều khiển mô tơ quấn tời kéo; 18- Van điều khiển xilanh co duỗi tay cần; 19- Van điều khiển mô tơ dẫn động quay bệ cẩu; 20- Van điều khiển xilanh chân chống bên phải; 21- Van điều khiển xilanh chân

chống bên trái; 22- Van một chiều

Các động cơ thuỷ lực trên cẩu gồm các động cơ thuỷ lực rô to và các động cơ thuỷ lực pit tông Cụ thể trên cẩu có:

+ 01 động cơ thuỷ lực rô to được nối với hộp giảm tốc để dẫn động xoay cần cẩu

+ 01 động cơ thuỷ lực rô to nối với hộp giảm tốc để dẫn động tời quấn dây cáp để nâng hạ cần móc cẩu

+ 01 động cơ pittông thuỷ lực để thực hiện việc nâng hạ chân chống phía bên phải

+ 01 động cơ pittông thuỷ lực để thực hiện việc nâng hạ cần cẩu

+ 01 động cơ pittông thuỷ lực để thực hiện công việc vươn ra hay thu vào cần cẩu để tăng hay giảm bán kính nâng khi cẩu hàng

Các động cơ thuỷ lực trên cẩu được cung cấp dầu từ tổng van phân phối Trên tổng van phân phối cũng có đường dầu hồi từ tổng van phân phối về thùng chứa Trên tổng van phân phối bao gồm các van điều chỉnh được theo hai chiều so với vị trí trung gian Nghĩa

là khi van ở vị trí trung gian thì đường chất lỏng công tác thông từ nguồn cung cấp đến động cơ thuỷ lực sẽ bị đóng lại, khi đó động cơ thuỷ lực không hoạt động và nó giữ nguyên

vị trí đó Khi ta kéo van về một phía nào đó so với vị trí trung gian thì dòng chất lỏng công tác sẽ thông qua để đi đến động cơ thuỷ lực và động cơ thuỷ lực sẽ hoạt động theo một chiều nào đó làm cho các bộ phận công tác của cẩu hoạt động Còn khi ta kéo van về phía kia thì động cơ thuỷ lực do van này điều khiển sẽ hoạt động theo chiều ngược lại Trên sơ

đồ thuỷ lực của cẩu còn có các van như: van an toàn, van cân bằng, van điều khiển Ta có các thông số tổng quát của cẩu thủy lực như sau:

Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật của cẩu

+ Khi ở vị trí trung gian

+ Khi duổi tối đa

Ac(min) Ac(mid) Ac(max)

3.2 Tính toán lắp đặt cần cẩu lên chassis

3.2.1 Tính toán thiết kế bộ trích công suất dẫn động bơm thủy lực

Dẫn động điều khiển cẩu là dẫn động thuỷ lực với nguồn năng lượng thuỷ lực được cung cấp từ bơm thuỷ lực lắp ở mặt bích phía sau của bộ trích công suất lắp trên hộp số của ôtô, bộ trích công suất dẫn động bơm điều khiển bằng van điện hơi

Bơm thuỷ lực cung cấp cho hệ thống được chọn là loại bơm bánh răng có đặc điểm

là mặt bích ở phía trục bánh răng chủ động có kích thước phù hợp để lắp ghép với mặt bích

ở phía đầu trục ra của bộ trích công suất, áp suất và lưu lượng của bơm ứng với số vòng quay ở đầu trục ra của bộ trích công suất phải đảm bảo yêu cầu của cẩu Bơm thuỷ lực loại bánh răng có đặc tính là kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, chắc chắn, làm việc tin cậy, tuổi bền cao, kích thước nhỏ gọn, có khả năng chịu quá tải trong thời gian ngắn và đặc biệt là áp suất phù hợp với áp suất yêu cầu của cẩu

Hình 3.2 Sơ đồ bộ trích công suất I- Trục chủ động của hộp trích công suất; II- Trục bị động của hộp trích công suất; III-

Trục số lùi của hộp số Điều khiển bơm: Trục bánh răng chủ động của bơm được nối trực tiếp với trục ra của bộ trích công suất, do đó khi ta gài khớp cho bộ trích công suất hoạt động thì bơm cũng hoạt động Vậy điều khiển bộ trích công suất cũng là điều khiển bơm

Ta có thể nêu được nguyên lý vận hành điều khiển bộ trích công suất như sau:

• Lúc đầu khi bộ trích công suất chưa hoạt động thì công tắc điện gài bộ trích công suất ở vị trí tắt

• Khi muốn gài bộ trích công suất để hoạt động, ta ngắt ly hợp hoàn toàn và bật công tắc gài bộ trích công suất ở vị trí bật

• Lúc này, đèn tín hiệu sẽ được bật sáng, dòng điện qua cầu chì vào cuộn dây của rơle làm cho rơle mở van khí nén, khí nén từ bình chứa vào buồng khí nén của bộ trích công suất, khí nén sẽ ép màng và đẩy trục gài khớp cho bánh răng nối trục ra của bộ trích công suất ăn khớp với bánh răng trung gian ăn khớp với bánh răng trên hộp số Khi gài ly hợp thì bộ trích công suất làm việc kéo theo bơm hoạt động và cung cấp dầu thuỷ lực cho hệ thống thuỷ lực của cẩu lắp trên xe hoạt động

3.2.2 Kiểm tra sự phù hợp của bơm thủy lực khi lắp lên ô tô

Bơm thủy lực mua đồng bộ với cần cẩu lắp lên xe mang nhãn hiệu SHIMADZU SGP1-36, có các thông số kỹ thuật cơ bản như sau:

+Áp suất làm việc: Pb=20,6 ÷ 24,5 [Mpa]=206 ÷ 245 [kG/cm2]

+Lưu lượng riêng: qv=36,6 [cm3/vòng]

+Số vòng quay: n=400÷3000 [vòng/phút]

+Công suất làm việc lớn nhất của bơm tiêu hao trên động cơ:

bmax v c

3.2.3 Cách thức ghép bệ cẩu lên chassis

Thiết bị cẩu đồng bộ cùng với bệ đỡ được lắp lên chassis thông qua 8 bu lông M30 (mỗi bên 4 bu lông, vật liệu là thép 45)

Ta tiến hành lắp cần cẩu lên xe

Trình tự các bước lắp đặt:

+ Khoảng cách bệ chân để lắp cần cẩu là 650[mm], trừ ra thêm một khoảng là 150[mm] làm không gian trống, như vậy khoảng không gian dùng để lắp đặt cẩu là 800[mm] từ bề mặt sau đầu xe

+ Tháo các bộ phận cần thiết phải tháo trước khi cải tạo như: Hệ thống điện phía sau và phía dưới thùng xe; bình điện; thùng hàng; bình chứa nhiên liệu

+ Đặt dầm dọc có chiều cao 120 [mm] lên trên dầm xe để tránh va chạm của cần cẩu và các chi tiết treo trên dầm như thùng dầu, bình điện

+ Lắp đặt cần cẩu UNIC URV554 (nguyên bộ) lên khung chassis

+ Tiến hành lắp ghép các bu lông liên kết cẩu với dầm xe

+ Sử dụng hộp trích công suất của ô tô tải Thaco Auman C34 Bơm dầu thủy lực kiểu SHIMADZU SGP1-36 đồng bộ theo cụm cẩu

Các lưu ý khi lắp cẩu :

+ Nối các ống dây dầu cao áp vào xylanh đẩy – thụt cần

+ Nối các ống dầu cao áp tang quấn cáp

+ Nối các dây hệ thống điện

Các lưu ý khi lắp đặt bơm :

+ Chọn vị trí lắp bơm phù hợp tránh va chạm bơm khi làm việc hay khi đang di chuyển + Ổng dầu đường hút phải được đổ đầy dầu thủy lực trước khi kết nối vào thùng dầu + Đổ đầy và đúng loại dầu thủy lực trước khi vận hành thử bơm

+ Sau đó tiến hành chạy thử cẩu trong 2-3 phút, kiểm tra xem bơm có phát ra tiếng ồn lạ hay nóng bất thường hay không

Phương án liên kết bệ cẩu và khung xe bằng mối ghép bu lông bao gồm:

Hình 3.3 Liên kết cẩu và khung xe 1- Thành trước thùng xe; 2- Bu lông liên kết cẩu và khung xe; 3- Dầm dọc thùng; 4- Dầm dọc khung xe; 5- Bản thép liên kết dầm dọc thùng và dầm dọc khung xe; 6- Bát liên kết; 7- Thân cần cẩu; 8- Dầm ngang chân cẩu; 9- Khung gia cường dầm dọc Chassis; 10- Bu

lông giữ khung gia cường ( M12); 11- Tấm gia cường dầm dọc thùng xe

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THÙNG HÀNG

4.1 Phân tích các yêu cầu đặt ra đối với thùng hàng xe tải cẩu

Thùng xe thiết kế dành cho tất cả loại xe phải đảm bảo được độ bền cao, riêng đối với dòng xe tải cẩu là dòng xe chuyên dụng có thể chở được các loại hàng hóa cồng kềnh, như ống cống, sắt thép Vì là khối lượng lớn nên để đảm bảo yêu cầu an toàn không xảy ra trường hợp hàng hóa bị rơi ra khỏi thùng khi xe chuyển động thì yêu cầu về độ bền, độ cứng của thùng được đặt lên hàng đầu

Thùng xe không được chao qua lại hay bị rơi ra khỏi khung xe khi xe chuyển động với tốc độ cao hay trên đường gồ ghề gây mất ổn định của xe, dễ xảy ra tai nạn, điều này được đảm bảo bởi mối liên kết của thùng xe và chassis phải chắc chắn, có hệ số an toàn cao

Thùng xe phải đảm bảo được sự linh hoạt trong việc bốc dỡ hàng hóa, vì xe dùng cẩu để cẩu hàng có khối lượng lớn nên thùng xe phải được tháo và lắp một cách đơn giản trước và sau khi cẩu hàng để đảm bảo việc chuyên chở hàng hóa được nhanh chóng và linh hoạt

Đối tượng chuyên chở của loại xe này ngoài những hàng hóa có trọng lượng lớn thì

nó phải có khả năng chở những loại hàng hóa cồng kềnh, có chiều dài lớn mà những loại

xe tải thông thường khác không chở được, vì vậy chiều dài thùng phải được thiết kế đủ dài sao cho đảm bảo được việc bố trí hàng hóa lên thùng là thuận tiện, tiết kiệm được không gian và đảm bảo tính kinh tế

Tải trọng chở cho phép chở của thùng không được vượt qua được tải trọng định mức của xe cơ sở để đảm bảo an toàn cho các hệ thống của xe

Việc thiết kế thùng đảm bảo theo tiêu chuẩn của “Bộ giao thông vận tải về thiết kế thùng xe cho xe chuyên dụng”

Trong đó:

+ Chiều dài của đuôi thùng không vượt quá 60% chiều dài cơ sở xe

+ Chiều rộng của thùng không lớn hơn 2.5 [m]

4.2 Chọn sơ bộ các kích thước của thùng

Các kích thước cơ bản cần xác định của thùng là: chiều dài L, chiều rộng B và chiều cao H của thùng

4.2.1 Xác định chiều dài thùng (L t )

Theo thông tư 29/2012/TT/BGTVT, chiều dài thùng xe không được tăng,vì vậy để tận dụng tối đa chiều dài thùng xe để chở được nhiều loại hàng nhất có thể

Ta có : Lt = L0 – B2 - E (4.1)

Trong đó : Lt : Chiều dài thùng sau lắp đặt

L0 : Chiều dài thùng của nhà sản xuất L0 = 9700 [mm]

B2 : Chiều rộng toàn bộ của cẩu B2 = 650 [mm]

E: Khoảng trống lắp cẩu, chọn E = 150[mm]

Theo (4.1) ta có : Lt = 9700-650-150=8900 [mm]

Vậy ta tính được Lt=8900[mm] nhằm tận dụng tối đa chiều dài thùng theo quy định của thông tư 29/2012/TT /BGTVT Để dễ dàng cho việc lắp đặt và hoạt động của cẩu nên giữa thùng và cẩu ta sẽ cách nhau 70mm vậy chiều dài của thùng còn 8830[mm]

4.2.2 Xác định chiều rộng thùng (B t )

Thùng chở hàng khi lắp trên ôtô thường có chiều rộng bằng giá trị chiều rộng của ôtô đó Theo quy định của Bộ Giao Thông Vận Tải hiện nay ở nước ta thì chiều rộng toàn

bộ của ôtô không vượt quá 2500 mm Theo nhà sản xuất, chiều rộng toàn bộ của ôtô là

2500 mm, chiều rộng toàn bộ của sàn thùng chở hàng của ôtô đóng mới này là B’1 = 2380

mm, khoảng còn lại làm phần dự trữ cho các chi tiết khác nhô ra

4.3 Tính toán các chi tiết của thùng hàng

Sau khi tính toán và dựa vào kết cấu hàng hóa vận chuyển ta có được kích thước thùng hàng như sau:

- Chiều dài thùng: 8830 [mm]

- Chiều rộng thùng: 2500[mm]

- Chiều cao thùng: 600 [mm]

4.3.1 Kết cấu thùng hàng

*Kết cấu thép thùng hàng bao gồm ba phần:

- Phần kết cấu khung bao tạo dáng thể tích thùng chứa , có nhiệm vụ cố định các loại hàng hóa, không cho chúng rơi ra khỏi thùng, ta chọn các loại thép hộp để chế tạo khung bao này

Hình 4.1 Kết cấu của thùng hàng 1- Sàn thùng; 2- Thành thùng sau; 3- Thành dọc của thùng xe; 4- Thành bên thùng xe; 5- Cột đỡ; 6- Móc khóa thành thùng; 7- Thanh be dọc của thùng; 8- Bản lề; 9- Thành trước

của thùng; 10- Thanh be ngang thành trước

Phần kết cấu khung chịu lực chính của thùng bao gồm sàn thùng, các thanh dọc, thanh ngang, đây là phần kết cấu chịu lực lớn nhất do phần khối lượng của hàng hóa gây

ra, có nhiệm vụ đỡ toàn bộ kết cấu khung bao và khối lượng hàng hóa trong thùng

Dầm dọc là 2 thép chữ U có kích thước 140x70x7[mm] có nhiệm vụ chịu tải chính toàn bộ thùng và trọng lượng hàng hóa chứa trong thùng, ngoài ra dầm dọc làm cho thùng

có một khoảng cách an toàn không thể va chạm và làm hư hỏng các thiết bị khác lắp trên khung xe Dầm dọc được đặt trực tiếp lên sát xi xe cơ sở, do đó ta lựa chọn khoảng cách giữa hai dầm dọc bằng với khoảng cách giữa hai thanh dọc của sát xi xe cơ sở và bằng 860[mm], liên kết giữa dầm dọc bằng các bu lông quang phân bố đều hai bên sát xi của xe

cơ sở

Dầm ngang gồm 16 thép U100x50x5[mm] chịu lực phân bố đều từ sàn thùng truyền đến , được hàn cứng với dầm dọc và có nhiệm vụ tăng cứng cho sàn thùng, tránh xảy ra hiện tượng sàn thùng bị võng, các thanh ngang này liên kết với sàn thùng bằng các mối hàn Ngoài ra còn có 2 vây sàn thép L120X50X5[mm] được hàn với các đầu dầm ngang Bên trên hệ thống dầm được lát lớp sàn tôn dày 3[mm]

4.3.2 Kết cấu sàn thùng

Hình 4.2 Kết cấu sàn thùng

1- Dầm dọc thùng hàng; 2- Sàn thùng; 3- Vây sàn; 4- Dầm ngang loại 2; 5- Dầm ngang

loại 1 Khi làm việc, thùng chịu tác dụng của trọng lượng hàng hoá trên thùng Qh là chủ yếu Qh tác dụng lực lên sàn thùng truyền qua dầm ngang đến dầm dọc của thùng và đến dầm dọc của khung ôtô Tuy nhiên, do ta chọn bề dày lớp tôn lót sàn tương đối phù hợp với khoảng cách bố trí các dầm ngang nên ta xem như nó đủ bền, các dầm dọc của thùng thì tiếp xúc toàn bộ với dầm dọc của khung ôtô nên nó đủ bền khi truyền lực từ dầm ngang xuống Khi tính toán sức bền của thùng chở hàng, ta chỉ tính bền cho các dầm ngang của sàn thùng và xem như các chi tiết khác làm việc đủ bền

Khi tính toán sức bền cho các dầm ngang của sàn thùng, ta giả thiết xem như trọng lượng hàng hoá phân bố đều trên toàn bộ sàn thùng Và khi xét tải trọng tác dụng lên dầm ngang khi ôtô đầy tải ta xem tải trọng phân bố đều và như nhau trên toàn bộ chiều dài của dầm ngang

Trọng lượng tác dụng lên các dầm ngang của sàn thùng chở hàng khi ôtô đầy tải gồm toàn bộ trọng lượng hàng hoá và trọng lượng của thùng trừ đi trọng lượng của các dầm dọc bằng thép và trọng lượng dầm ngang mà ta xét Ta xác định được tải trọng tác dụng lên các dầm ngang của sàn thùng như sau:

Q = Gt+ Ghh- Gtd- Gtn (4.2)

Trong đó: Gt: Khối lượng của thùng lắp lên Gt=1727[kG]

Ghh: Khối lượng của hàng hóa Ghh=20500[kG]

Gtd: Khối lượng của 2 dầm dọc Gtd=236,9[kG]

Gtn: Khối lượng của 16 dầm ngang Gtn=338[kG]

Thay số vào ta được Q = 1727+20500- 236,9- 338=21652,1[kG]

Ta có tải trọng phân bố tác dụng lên 01 dầm ngang là:

( 1) t

Q q

Hình 4.4 Sơ đồ lực tác dụng lên dầm ngang

Từ sơ đồ lực ở hình 4.4 ta xác định được biểu đồ momen uốn của lực tác dụng lên dầm ngang như sau: (Hình 4.5)

Hình 4.5 Sơ đồ momen tác dụng lên dầm ngang

Từ biểu đồ momen uốn của dầm ngang, ta thấy dầm chịu uốn lớn nhất tại vị trí có mặt cắt A-A và B-B Đây là vị trí có tiết diện nguy hiểm nhất, ta cần kiểm tra bền dầm chịu uốn ở vị trí mặt cắt A-A hay B-B, còn các vị trí còn lại ta xem như dầm đã đủ bền do momen uốn ở đó giảm

Ở đây ta kiểm tra bền dầm ngang tại vị trí mặt cắt A-A của 01 dầm ngang ở phía trong, còn dầm ngang ở hai đầu thì nếu các dầm trong đủ bền nó cũng sẽ đủ bền vì nó lớn hơn

Tải trọng phân bố tác dụng lên 01 dầm ngang là:

umax u

Do đó:

6 6

187, 77

4, 5.10 42.10

ut= − = [kG/m2] Mặt khác ta có ứng suất cho phép của dầm ngang chế tạo bằng thép là:

4.3.3 Bố trí liên kết

* Liên kết dầm dọc và các dầm ngang

Có tất cả 18 dầm ngang được bố trí phía dưới của sàn thùng, liên kết giữa dầm dọc

và dầm ngang là các mối hàn, các bát liên kết được hàn giữa dầm dọc và dầm ngang, ngoài

ra để tăng tính an toàn giữa dầm dọc và dầm ngang giữa vị trí cuối mép mỗi dầm dọc và dầm ngang ta thực hiện hàn thêm một đường hàn đường, ngoài ra tại các liên kết bên lề của khung ta có lắp thêm một be sàn bên che các thanh ngang, thanh dọc nhằm mục đích tăng tính bền vững của kết cấu, tăng vẻ thẩm mỹ của thùng

Hình 4.6 Liên kết dầm ngang và dầm dọc

1 Dầm dọc; 2 Mối hàn; 3- Dầm ngang;

* Liên kết giữa chassis và dầm dọc thùng:

4 3 2 1

Hình 4.7 Liên kết giữa chassis và dầm dọc thùng 1- Tấm chặn; 2- Dầm dọc thùng xe; 3- Tấm lót; 4- Chassis xe; 5- Bu lông quang Dùng phương án liên kết giữa dầm dọc và khung xe bằng các bu lông quang, tác dụng của bu lông quang là để chống cho thùng khỏi trượt theo phương ngang, lắp thêm một chống xô ở cuối thùng để tăng độ tin cậy

Hình 4.8 Chống xô 2- Dầm dọc; 3- Tấm lót; 4- Chassis xe; 6- Bu lông; 7- Chống xô

A - A2

6

73

4

Việc lắp bu lông quang chỉ có tác dụng làm cho thùng khỏi bị trượt ngang khi xe quay vòng với một bán kính nhất định R nào đó, khi xe lên xuống dốc, thùng có nguy cơ

bị trượt dọc, vì thế ta dùng thêm phương án dùng các bát liên kết có bu lông để giúp thùng tránh khỏi tình trạng bị trượt khỏi chassis khi xe lên hay xuống dốc

Hình 4.9 Liên kết chống trượt theo phương dọc của thùng và chassis

1-Bát liên kết; 2- Mối hàn; 3-Bu lông bát kẹp thùng; 4- Dầm dọc khung; 5- Đệm; 6- Bu

lông liên kết khung; 7- Chassis

4.3.4 Các chi tiết của thùng hàng

Với các kích thước đã nêu ở trên ta dự kiến thùng hàng gồm có các chi tiết sau đây:

3 4 5 6

7

ốp tôn phẳng phía trong dày 1mm và tôn dập phía ngoài dày 1mm

Hình 4.13 Thành thùng bên 1- Cột thành trước; 2- Cột thành bên; 3- Cửa đóng mở thùng bên; 4-Bản lề và tay khóa -Thành thùng trước: Gồm các thanh ngang và dọc thép 50x25x1,5 được liên kết với 2 cột đứng thép U120x50x5 bằng phương pháp hàn Thành trước được ốp tôn phẳng phía trong dày 2mm

Hình 4.14 Thành thùng trước 1- Thanh ngang; 2- Thanh dọc; 3- Cột đứng -Thành thùng sau: Thành sau được lắp cửa cánh có thể đóng mở xuống phía dưới nhờ cơ cấu bản lề tay khóa Khung xương cửa được chế tạo bằng thép 50x50x1,5 và 40x40x1,5 Cửa được ốp tôn phẳng phía trong dày 1mm và tôn dập phía ngoài dày 1mm

Hình 4.15 Thành thùng sau

Hình 4.16 Liên kết thành hậu với cột đỡ bằng khóa

Hình 4.17 Lắp thùng hàng lên chassis -Lắp đặt thùng hàng: Thùng hàng được liên kết với khung ô tô bằng 6 bu lông quang M18 bằng thép 45 (mỗi bên 3 bu lông) để hạn chế dịch chuyển ngang và 4 tai chống xô (mỗi bên 2 tai, mỗi tai có 2 bu lông M14 bằng thép 45) để hạn chế dịch chuyển dọc của thùng hàng so với khung ô tô

Sau khi lắp thùng lên chassis, ta lắp các chi tiết bình điện ,thùng dầu…

+ Lắp đặt các cụm, bộ phận tháo ra trước khi lắp đặt

4.4 Tính toán trọng lượng thùng hàng

Khối lượng của 2 dầm dọc:

Chiều dài 2 dầm dọc gồm chiều dài của thùng và chiều dài để lắp đặt cẩu lên khung xe Nên ta lấy chiều dài 2 dầm dọc là 8830+800=9630[mm]

Theo [4] thì 1m chiều dài của thép U140 có khối lượng là 12,3[kG] nên khối lượng của hai dầm dọc là:

40

40

80

Gdd = 2.9,63.12,3 = 236,9 [kG]

- Khối lượng của 16 dầm ngang: Gdn

Khối lượng của 1m chiều dài của thép U100 theo [4] là 8,59 [kG]

Gdn = 16.2,46.8,59 = 338 [kG]

- Khối lượng của vây sàn: Gvs

Khối lượng của 1m chiều dài của thép L120 theo [4] là 14,7 [kG]

Gvs = 2.8,83.14,7 = 259,6 [kG]

- Khối lượng sàn thùng Gst : sàn thùng được lót bằng thép tấm dày 3[mm], lòng thùng có chiều rộng là 2380[mm], chiều dài 8680[mm]

Gst = 0,003.2,38.8,68.ρt=0,003.2,38.8,68.7800=483,4 [kG]

Trong đó: ρt - Khối lượng riêng của thép Theo [4] ρt = 7800 [kG/m3]

Khối lượng 2 thành bên: Gtb

+ Khối lượng 2 cột thành trước thép U120 với chiều dài mỗi cột là 1,5 [m]

Khối lượng của 1m chiều dài của thép U120 theo [4] là 10,4 [kG]

Gctt=1,5.2.10,4=31,2 [kG]

+Khối lượng 8 cột thành bên thép U120 với chiều dài mỗi cột là 0,6 [m]

Gctb=0,6.8.10,4=49,9 [kG]

+ Khối lượng khung viền ngoài

Khối lượng 1m dài của thép hộp 50x50x1.5 là:

g t = [(0,05.0,05.1) – (0,0485.0,0485.1)].7800 = 1,15 [kG]

Gkvn = (2,26.12+1,4.2).1,15 = 34,4 [kG]

+ Khối lượng các thanh phía trong:

Khối lượng 1m dài của thép hộp 40x40x1,5 là:

Khối lượng 1m dài của thép hộp 50x25x1,5 là:

g t = [(0,05.0,025.1) – (0,0485.0,0235.1)].7800 = 0,86 [kG]

+ Khối lượng của 5 thanh đứng và 3 thanh dọc là :

Gttt = (5.1,5+3.2,38).0,86 = 12,6 [kG]

+ Khối lượng của thép bao thành trước:

Gbtt = 1,5.2,38.0,002.7800 = 55,7 [kG]

Gtt = Gttt + Gbtt = 12,6 + 55,7 = 68,3 [kG]

Khối lượng của thành sau:

+ Khối lượng của 2 thanh ngang thành sau thép 50x50x1,5 là :

4.5 Xác định các thông số của xe sau cải tạo

4.5.1 Kích thước bao của ô tô

Hình 4.18- Kích thước của ô tô sau khi cải tạo

- Kích thước sàn thùng: Lt x Bt = 8830 x 2500 [mm]

- Kích thước toàn bộ xe:

+ Chiều dài toàn bộ: L0 = 12120 [mm]

+ Chiều rộng: B0 = 2500 [mm] (tính cả các bản lề ở hai bên)

+ Chiều cao của xe: 4140 [mm]

4.5.2 Trọng lượng và phân bố trọng lượng

- Khối lượng cụm cẩu tự nâng hàng: Gc = 1755 [kG]

- Khối lượng ô tô sau lắp đặt:

Gcs là khối lượng ca bin và chassis của xe cơ sở

Gc là khối lượng của cẩu

Gt là khối lượng của thùng

- Tải trọng người vận chuyển:

Gn = 3 x 65 = 195 [kG];

- Tải trọng vận chuyển:

Q = 20500 [kG]

Chương 5 : TÍNH TOÁN KIỂM TRA CÁC CHI TIẾT VÀ

TỔNG THÀNH CỦA XE

5.1 Tính bền thùng xe

Dầm dọc của thùng tải được đặt trên dầm dọc của khung và liên kết với dầm dọc khung xe bằng 6 bu lông quang M18 bằng thép 45 (mỗi bên 3 bu lông) để hạn chế dịch chuyển ngang

Phía đầu của mỗi dầm dọc thùng, ở phần lót dưới thân cẩu, được hàn các bát liên kết Có tất cả là 12 bát liên kết giữa thùng xe và khung xe, mỗi bát liên kết có 2 bu lông chống trượt dọc Liên kết giữa mỗi bát liên kết và dầm dọc khung bằng 2 bu lông M14 Liên kết này chống không cho dầm dọc thùng trượt trên dầm dọc khung xe Trên khung xe

có lắp 6 bát liên kết mỗi bên, mỗi bát liên kết được bắt với khung xe bằng 4 bu lông

Phía cuối thùng, mỗi bên lắp 1 chống xô có 2 bu lông M14 để tăng độ tin cậy

5.1.1 Tính toán bulông để chống thùng trượt dọc

Khi xe xuống dốc thì thùng xe có khả năng bị trượt dọc nhiều nhất, lúc này các bulông liên kết thùng xe với khung xe có khả năng chịu ứng suất cắt lớn nhất Với cách bố trí liên kết như trên, liên kết chịu tải chính là liên kết giữa bản thép và dầm dọc khung xe Liên kết gồm 24 bulông cỡ M14 chịu cắt Giả sử bỏ qua các bu lông quang

Như vậy, bulông sẽ chịu ứng suất cắt lớn nhất khi xe đi trên đường xuống dốc và phanh gấp:

Hình 5.1 Sơ đồ lực tác dụng lên thùng xe khi phanh đột ngột khi xuống dốc

– Chọn góc dốc tính toán 450

– Gia tốc phanh lớn nhất Jp (chọn gia tốc phanh lớn nhất khi phanh Jp = 6m/s2)

– Lực quán tính tác dụng lên hệ {thùng + hàng hóa}