Luận văn thạc sĩ thiết kế lắp đặt cẩu unic trên cơ sở sát xi huyndai hd210

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

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

THIẾT KẾ LẮP ĐẶT CẦN CẨU UNIC TRÊN CƠ SỞ SÁT XI HUYNDAI HĐ210

Sinh viên thực hiện: PHẠM VĂN THIẾT

Đà Nẵng - Năm 2018

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự đi lên của nền kinh tế thế giới thì nền kinh tế Việt Nam ngày nay củng đang có nhửng bước tiến khá mạnh mẽ Đi cùng với nó chính là nhu cầu cuộc sống của người dân đang đòi hỏi ngày một cao hơn Một trong những nhu cầu đó chính là nhu cầu về nâng chuyển hàng hóa, việc nâng chuyển hàng hóa yêu cầu cần phải nhanh lẹ hơn, khối lượng hàng hóa lớn hơn, an toàn hơn và phải tiết kiệm được sức lao động của con người hơn

Với đề tài “ Thiết kế lắp đặt cẩu Unic trên cơ sở xe tải HD210”, đây là một đề tài rất thực tế, phù hợp với điều kiện phát triển của nền công nghiệp ô tô nước ta hiện nay Xe tải HYUNDAI HD210 là một loại phương tiện giao thông vận tải rất phổ biến

ở Việt Nam, nó có nhửng ưu điểm khá nổi trội cho việc lưu chuyển hàng hóa đối với điều kiện đường xá của nước ta hiện nay Từ một chiếc HYUNDAI HD210 ta tiến hành cải tạo để gắn lên nó chiếc cẩu Unic có tải trọng phù hợp tạo thành ô tô tải cẩu mới dùng để cẩu hàng hóa hay vận chuyển hàng hóa để đáp ứng nhu cầu vận chuyển hàng hóa ngày càng cao trong nước

Đồ án tốt nghiệp này có 4 chương, đi theo thứ tự từ vĩ mô đền mức độ vi mô Chương

1 sẽ nói về tính cấp thiết đề tài và giới thiệu chung về cơ sở Chương 2 sẽ nêu ra phương án thiết kế và lựa chọn phương án Chương 3 nói về quá trính tính toán và lắp đặt chi tiết Chương 4 nói về tính động học và động lực học ô tô thiết kế

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

1.1.1 Nhu cầu sử dụng ô tô cẩu hiện nay

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

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

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

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

và độ tin cậy cao…

Trong quá trình vận tải hàng hóa nói chung thời gian bốc xếp hàng lên xe và thời gian bốc dỡ hàng xuống xe chiếm một phần thời gian công việc, việc này nếu thực hiện một cách thủ công bằng sức người thì sẽ rất tốn công sức, mất thời gian và không

có hiệu quả kinh tế, mặt khác nếu như khối lượng của kiện hàng quá lớn, quá to vượt quá khối lượng an toàn cho phép sức nâng của con người như máy móc, cột điện, cây gỗ… thì có thể gây ra nguy hiểm, trong những trường hợp như thế cần thiết là phải sử dụng một máy nâng chuyển để đảm nhận công việc đó thay thế con người

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

vụ quá trình bốc xếp hàng nhanh, an toàn và tiết kiệm chi phí nhất

Chúng ta có thể mua một chiếc xe tải cẩu, nhưng phương án này chi phí rất cao, không phù hợp, không khai thác được chiếc xe cơ sở hiện có

Chúng ta cũng có thể mua máy nâng chuyển như pa lăng hoặc tời mang theo xe, việc này không có tính cơ động cao, tốn thời gian gá đặt cho mỗi lần bốc xếp hàng hóa

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

Như vậy mục đích hướng tới của đề tài là thiết kế, lắp đặt một chiếc cần cẩu lên xe

cơ sở đã có để biến nó thành một chiếc xe tải cẩu vững chắc, có khả năng bốc dỡ, vận chuyển hàng hóa một cách nhanh chóng, đảm bảo độ bền, tuổi thọ, tính ổn định và tính an toàn cao

1.1.2 Phân tích điều kiện làm việc của ô tô cẩu HD210

Trong tình hình nền kinh tế thị trường như hiện nay, xã hội ngày càng phát triển, con người đã biết lợi dụng máy móc để làm thay công việc của mình, giảm công việc lao động chân tay nặng nhọc Quá trình vận tải hàng hóa thì thời gian bốc xếp hàng chiếm một phần thời gian công việc, việc này nếu thực hiện bằng sức người thì sẽ rất tốn công sức, mất thời gian và không có hiệu quả kinh tế, mặt khác nếu như khối lượng của kiện hàng quá lớn, quá to vượt quá cho phép sức nâng của con người như máy móc, cột điện, cây gỗ… thì có thể gây ra nguy hiểm, trong những trường hợp như thế cần thiết là phải sử dụng một máy nâng chuyển để đảm nhận công việc đó thay thế con người

=> Nên cần thiết phải có xe tải cẩu để làm thay con người những công việc nặng nhọc

đó, mạng lại hiểu quả kinh tế cao hơn

Bên cạnh đó, nếu chúng ta đi nhập khẩu một chiếc xe tải cẩu từ nước ngoài về thì giá thành của chiếc xe là rất cao, không phù hợp với tình trạng kinh tế hộ gia đình, hoặc các xí nghiệp vừa và nhỏ muốn kinh doanh vận tải hàng hóa với xe tải cẩu

Từ đề tài này không những nó làm cho chiếc xe tải Hyundai trở thành một chiếc xe tải có cần cẩu mà còn giúp cho ta hiểu được quá trình tiến hành cải tạo lắp đặt cần trục lên xe tải, đề tài này là tiền đề cho quá trình cải tạo lắp cần cẩu lên các loại xe tải khác sau này Việc lắp đặt cần cẩu lên xe tải HD210 là một công việc thực tế và phù hợp với điều kiện kinh tế nước ta hiện nay Việc làm trên giúp ta tận dụng được nguồn lực sẳn

có, đáp ứng được nhu cầu xã hội, giảm tối đa mọi chi phí, nâng cao hiệu quả kinh tế

1.2 Giới thiệu về một số loại ô tô cẩu hiện nay

Ô tô cẩu là một trong những loại ô tô xây dựng rất thông dụng, ô tô cũng được chia ra thành nhiều loại khác nhau Ô tô cẩu được chia thành 2 loại :

+ Ô tô cẩu cố định : là loại ô tô cẩu không có khả năng tự di chuyển như cẩu tháp, cẩu bờ biển…

+ Ô tô cẩu di động : là loại cần cẩu trục có thể di chuyển ngang trên mặt đất, bao gồm một số loại như sau

_ Ô tô cẩu bánh xích : là loại cẩu có bộ phận di chuyển bằng bánh xích, sức nâng của cẩu bánh xích là rất lớn

- Có trọng lượng lớn, chi phí cho việc di chuyển lớn

- Khi di chuyển đến những nơi xa rất khó khăn

_ Ô tô cẩu bánh lốp : là loại cẩu có bộ phận di chuyển bằng những bánh xe , được thiết cho các hoạt động di chuyển, nâng Cẩu bánh lốp được thiết kế thêm chân chống

để chống đỡ và tăng sự ổn định cho cần cẩu

Hình 1.2 Ảnh ô tô cẩu bánh lốp

_ Ô tô cẩu địa hình: là loại cẩu có bộ phận di chuyển bằng bốn bánh xe cao su , loại

ô tô cẩu này có tính cơ động cao và linh hoạt

_ Ô tô cẩu tải : là loại ô tô tải dùng để nâng hàng hóa bằng cẩu cẩu và di chuyển bằng lốp xe Loại ô tô cẩu này được sử dụng rộng rãi vì ưu điểm của nó là có khả năng

cơ động cơ

Hình 1.3 Ảnh ô tô tải cẩu

1.3 Giới thiệu chung về cơ sở HD210

1.3.1 Thông số kỹ thuật về cơ sở HD210

Sau khi nhập các linh kiện từ tập đoàn HYUNDAI (Hàn Quốc), cùng với sự nổ lực ngày đêm tính toán, thiết kế nhằm nội địa hóa các chi tiết lắp ráp trên xe Hiện nay, trên xe tải đã nội địa hóa khoảng 30 ÷ 40%

Thừa hưởng những kỹ thuật tiên tiến từ tập đoàn HYUNDAI và những ưu thế vốn

có mà tập đoàn mang lại, công ty ô tô Trường Hải cho ra dòng xe tải THACO HYUNDAI luôn nổi trội về thiết kế và chất lượng so với những sản phẩm khác và xứng tầm với những khách hàng có đòi hỏi cao

Hình 1.4 Ảnh ô tô cơ sở Hyundai 210

Hyundai HD210 – 12 tấn dòng xe tải nặng của Hyundai với thiết kế đẹp, tính năng vận hành êm ái và mạnh mẽ, hiệu quả và kinh tế

Hình 1.5 Kích thước cơ bản của xe Hyundai 210 trước cải tạo

Với chassis HD210 ta có thể lắp thùng hàng lửng, thùng hàng có mui kín, thùng đông lạnh… để chở hàng hóa, thực phẩm để phục vụ cho sản xuất, cho nhu cầu của con người Sau đây chúng ta sẽ tiến hành cải tạo và lắp đặt cẩu lên chassis HD210 để

có thể trở thành một chiếc xe tải cẩu chuyên dụng mang thương hiệu Việt Nam Sau đây là thông số kỹ thuật của ô tô tải HD210

Bảng 1.1 Các thông số kỹ thuật của xe HD210

10 Động cơ

+Công suất cực đại Nmax 165/2500 (Kw/rpm) +Mô men cực đại Mmax 669/1800 (N.m/rpm)

12 Bán kính quay vòng nhỏ nhất Rmin 9.5 m

1.3.2 Giới thiệu tổng thành xe tải Hyundai HD210

+ Công suất cực đại: 225 [Kw] ứng với số vòng quay là 2500[vòng];

+ Mô men cực đại: 65 [Nm] ứng với số vòng quany là 1400 [vòng];

số Nó cũng cho phép động cơ hoạt động khi xe dừng mà không cần chuyển hộp số về

Truyền động các đăng dùng để truyền mô men xoắn giữa các trục không thẳng hàng Các trục này lệch nhau một góc α > 0o và giá trị của α thường thay đổi

Cầu chủ động nhận công suất từ động cơ truyền tới để phân phối đấn các bánh xe theo phương vuông góc hoặc song song Cầu xe nâng đỡ các phần gắn trên nó như hệ thống treo, chassis

+ Hệ thống truyền lực kiểu cơ khí cầu sau chủ động

+ Ly hợp: Loại ly hợp một đĩa ma sát khô, dẫn động bằng thủy lực trợ lực khí nén

+ Hộp số: Hộp số điều khiển bằng cơ khí, có 6 số tiến và một số lùi

1.3.2.3 Hệ thống phanh

+ Phanh chính: Dạng tang trống, mạch kép thủy lực

+ Phanh tay: lò xo chịu tải đặt ở bánh sau

+ Dẫn động phanh: dẫn động bằng khí nén, có trợ lực chân không

Dẫn động khí nén có các ưu điểm quan trọng là:

- Điều khiển nhẹ nhàng, lực điều khiển nhỏ

- Làm việc tin cậy hơn dẫn động thủy lực (khi có dò rỉ nhỏ, hệ thống vẫn có thể tiếp tục làm việc được, tuy hiệu quả phanh giảm)

1- Máy nén khí, 2- Van an toàn; 3- Bộ hạn chế áp suất; 4- Bộ lọc, tách ẩm; 5- Van bảo

vệ kép; 6- Van bảo vệ; 7- Cơ cấu phanh bánh xe sau; 8,9,10- Bình chứa khí nén; 11-

Cơ cấu phanh bánh xe phía trước; 12- Tổng van phân phối

- Dẫn động khí nén còn dễ dàng phối hợp với các dẫn động và cơ cấu sử dụng khí nén khác, như: phanh rơ moóc, đóng mở cửa xe, hệ thống treo khí nén,

- Dễ cơ khí hóa, tự động hóa quá trình điều khiển dẫn động

Tuy vậy dẫn động khí nén có các nhược điểm là:

- Độ nhạy thấp, thời gian chậm tác dụng lớn

- Do bị hạn chế bởi điều kiện dò rỉ, áp suất làm việc của khí nén thấp hơn của chất lỏng trong dẫn động thủy lực tới 10 ÷ 15 lần Nên kích thước và khối lượng của dẫn động lớn

- Số lượng các cụm và chi tiết nhiều

- Kết cấu phức tạp và giá thành cao hơn

1.3.2.4 Hệ thống lái

HD210 hệ thống lái sử dụng cơ cấu lái trục vít – con lăn

Hệ thống lái của các loại ô tô ngày nay hết sức đa dạng và phong phú về nguyên lý cũng như về kết cấu,t uy nhiên về cơ bản chúng đều 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

Cơ cấu lái sử dụng trên ô tô hiện nay rất đa dạng tuy nhiên để đảm bảo thực hiện tốt được chức năng trên thì chúng phải đảm bảo được các yêu cầu sau:

+ Tỷ số truyền của cơ cấu lái phải đảm bảo phù hợp với từng loại ô tô;

+ Có kết cấu đơn giản, tuổi thọ cao và giá thành thấp, dễ dàng tháo lắp và điều chỉnh

+ Hiệu suất truyền động thuân và nghịch sai lệch không lớn;

+ Độ rơ của cơ cấu lái phải nhỏ

Hiện nay cơ cấu lái được sử dụng trên ô tô được chia làm các loại như sau:

1) Cơ cấu lái kiểu bánh răng thanh răng

· Thanh răng liên kết với đòn ngang qua ổ bắt bu lông;

· Thanh răng liên kết với đòn ngang bên ở hai đầu thanh răng

2) Cơ cấu lái kiểu trục vít

Hình 1.8 Cấu tạo cơ cấu lái kiểu trục vít – con lăn 1- Trục chủ động; 2 - Vỏ cơ cấu lái; 3, 13 - Trục vít lõm; 4 - Đệm điều chỉnh;

5 - Nắp dưới; 6 - Trục con lăn; 7 - Con lăn; 8, 10 - Trục bị động; 9 - Bạc trục bị

động; 11 - Ốc đổ dầu;12 - Nắp; 14 - Đòn quay

Khi trục chủ động (1) quay làm trục vít lõm (3) quay theo Do trục vít lõm (3) ăn khớp với con lăn (7) nên làm nó quay theo làm toàn bộ nạng (8) quay về hai phía tuỳ theo chiều quay của trục lái (1) Trục bị động (8) quay làm làm đòn quay đứng (14) quay theo và tác động vào cơ cấu dẫn động lái

Ưu điểm của cơ cấu này là có kết cấu gọn, bền và có khả năng chống mòn cao, hiệu suất lớn Có thể điều chỉnh khe hở giữa trục vít và con lăn nhiều lần

2

4

1

Hệ thống treo phụ thuộc: hai bánh xe trái và phải được nối với nhau bằng một dầm cứng nên khi dịch chuyển một bánh xe trong mặt phẳng ngang thì bánh xe kia cũng dịch chuyển Do đó hệ thống treo phụ thuộc không đảm bảo đúng hoàn toàn động học của bánh xe dẫm hướng

Hệ thống treo này có kết cấu đơn giản, dễ sử dụng, sửa chữa và thay thế Kết cấu của hệ thống đơn giản nhưng vẫn đảm bảo được tính êm dịu của ô tô khi làm việc Do một số tính chất mà chỉ có nhíp mới có được (vừa là bộ phận đàn hồi, vừa là bộ phận dẫn hướng và có thể tham gia giảm chấn)

1.3.2.6 Hệ thống chuyển động

+ Có 6 bánh, công thức bánh xe 4x2

1.3.2.7 Khung, vỏ, Cabin xe

+ Cabin loại ngắn, được đặt phía trước, trên động cơ và có 3 chỗ ngồi

+ Khung xe: Thanh dọc là 2 thanh thép chử U, thanh ngang là 6 thanh

1.3.2.8 Hệ thống điện

+ Máy phát điện xoay chiều: 24V- 60A

+ Máy khởi động: Công suất 5.5 [Kw] ở 24V

+ Ắc quy: có 2 ắc quy 12V,125A.h

+ Máy khỏi động lạnh: Hoạt động trên nguyên tắc phóng ngọn lửa

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ & BỐ TRÍ

CHUNG

2.1 Phân tích chọn cẩu chuyên dùng

Hiện nay trên thị trường Việt Nam có nhiều loại cẩu chuyên dùng của các hãng như: Soosan, Unic, Tadano … Có thể đáp ứng được yêu cầu về kỹ thuật để lắp đặt tạo thành một thiết bị chuyên dùng trên xe tải cẩu

Sau đây ta đi vào phân tích từng loại cẩu:

2.1.1 Cẩu Soosan

Hình 2.1 Ảnh cẩu Soosan

Cẩu Soosan có những ưu điểm sau:

+ Cẩu đạt tiêu chuẩn chất lượng quốc tế, cẩu dễ dàng thao tác, tuổi thọ cao

+ Hệ số sử dụng tải trọng lớn, vận hành êm ái, độ tin cậy

+ Làm việc ổn định trong các điều kiện khác nhau, đảm bảo vận hành dễ dàng Nhược điểm: Giá thành cao, do đó gây ra khó khăn cho việc lựa chọn để cải tạo thành xe tải cẩu Phụ tùng thay thế khó khăn và thường có giá cao

2.1.2 Cẩu Tadano

Hình 2.2.Ảnh cần cẩu Tadano

Cẩu Tadano có những ưu điểm sau:

+ Có khả năng nâng tốt, tầm hoạt động xa, dễ dàng thao tác

+ Hệ số sử dụng tải trọng lớn, vận hành êm ái, độ tin cậy và tính tiện nghi cao + Làm việc ổn định trong các điều kiện khác nhau, độ bền và tuổi thọ cao

+ Có khả năng nâng tốt, tầm hoạt động xa

Nhược điểm:

+ Giá thành cao, gây khó khăn cho việc lựa chọn để cải tạo thành xe tải cẩu

+ Do là thiết bị nhập khẩu, nên phụ tùng thay thế ít phổ biến

2.1.3 Cẩu Unic

Hình 2.3 Ảnh cần cẩu Unic

Cẩu Unic được sản xuất trên dây chuyền công nghệ hiện đại, chất lượng từng linh kiện sản phẩm đồng bộ, chất lượng cao, gọn nhẹ, nhiều tính năng, dễ thao tác và tuổi thọ cao là ưu điểm của cẩu tự hành Unic

Cẩu có hệ thống chân chống phụ linh hoạt do đó nó có thể điều chỉnh ở tất cả các góc độ khác nhau, từ 0-360 [độ] mà vẫn bảo đảm an toàn tuyệt đối khi vận hành Với góc xoay tối đa 360 độ, tầm hoạt động của cẩu tự hành có thể vươn đến độ cao từ 14,6[m] đến 15,5 [m] Cẩu tự hành còn có hệ thống chống lật mới nhằm bảo đảm an toàn trong suốt quá trình vận hành

Cẩu UNIC có nhiều loại khác nhau như: URV230, URV340, URV500… Trong đó dòng URV500 có hai loại là URV554 và URV555, loại URV554 và URV555 đều có sức nâng với cùng một bán kính giống nhau, chỉ khác nhau số lượng cần và chiều dài cần.Nhưng ở nước ta, thì loại cẩu URV555 được dùng phổ biến hơn

2.2 Tính năng kỹ thuật của cần cẩu nâng hàng được sử dụng

Hiện nay trên thị trường có các loại cẩu như: UNIC, TADANO, SOOSAN…

Ta có bảng thông số một số loại cẩu của các hãng khác nhau:

Bảng 2.1 Bảng thông số cần cẩu của hãng TADANO

Công suất nâng lớn nhất kG/m 4.040 / 2,9

Chiều cao cẩu lớn nhất M 12,6

Trang bị an toàn cẩu

Đồng hồ đo tải trọng lúc nâng, biểu đồ tải trọng nâng, báo quá tải, đèn báo P.T.O., chốt

an toàn móc cẩu, van an toàn, van kiểm tra, van giữ và thước cân bằng cẩu

Bảng 2.2 Bảng thông số cần cẩu của hãng SOOSAN

Momen nâng lớn nhất t.m 11.0

Tải trọng nâng lớn

5,2t/2,0m Thử tải tĩnh: 6.875T/2,0m – 4.25T/3.2m Thử tải động: 5.885T/2.6m – 3,6T/3,2m (Theo tiêu chuẩn thử tải cẩu :TCVN: 424486)

5,5t/2,0m; 3,4t/3.2m;1,2t/8,0;0

Tải trọng nâng của cẩu

với các độ dài khác nhau t/m

Cơ cấu an toàn

Van an toàn cho hệ thống thuỷ lực; van 01 chiều cho xy lanh lồng cẩu; Đồng hồ đo góc nâng và tải trọng, chốt an toàn cho móc cẩu, thiết bị cảnh báo chạm cần

Các hãng cần cẩu TADANO, SOOSAN, MAEDA hay một số hãng cần cẩu thông dụng trên thi trường hiện nay thường thì sự đang dạng về chủng loại là ít, giá cả thường cao so với sức nâng hàng của cẩu

Cẩu UNIC có nhiều loại khác nhau như URV230, URV260, UR290, URV300, URV340, URV370, URV500… Trong đó dòng URV500 có ba loại là URV553,URV554 và URV555, cả 3 loại đều có sức nâng với cùng một bán kính giống nhau, chỉ khác nhau số lượng cần và chiều dài cần

Bảng 2.3 Các thông số kỹ thuật của cẩu URV555

7

Khoảng cách tâm chân chống

Khi thu hẹp nhỏ nhất

Khi ở vị trí trung gian

Khi duỗi tối đa

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

So sánh các bảng trên, ta chọn loại cẩu để lắp đặt lên xe tải HD210 là dòng URV

555 vì đây là loại cẩu 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 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 URV555 do hãng UNIC FUKURAMA của Nhật Bản sản xuất hoàn toàn đáp ứng được những yêu

cầu đặt ra Cẩu URV555 được dẫn động bởi hệ thống thủy lực và điều khiển bằng các tay cần điều khiển đặt trên cẩu

2.3 Phân tích các phương án cẩu hàng

2.3.1 Dùng cần dọc

Hình 2.4 Phương án bốc dở dùng càng dọc

1 Xe cơ sở; 2 thùng xe; 3 Càng nâng hàng; 4 Cơ cấu nâng; 5 Hàng

- Ưu điểm:

+ Có kết cấu đơn giản về kỹ thuật và vận hành

+ Quá trình bốc dỡ nhanh, thích hợp cho những vị trí bốc hàng gần

- Nhược điểm:Quá trình chất dỡ tải rất hạn chế, vị trí chất dỡ theo quỹ đạo quay của càng

2.3.2 Dùng cần trượt

1

5 4

3

Hình 2.5 Phương án bốc dỡ dùng cần trượt

1.Xe cơ sở; 2.Thùng xe; 3 Cần trượt; 4.Cáp trượt; 5.Hàng; 6.Cáp kéo hàng

- Ưu điểm:

+ Kết cấu đơn giản, bảo dưỡng dễ dàng

+ Khu vực bốc dỡ hàng rộng hơn phương án 1

7

Hình 2.6 Phương án bốc dỡ dùng cần cẩu

1 Xe cơ sở; 2 Thùng tải; 3 Thân cẩu; 4 Cần cẩu; 5 Cơ cấu nâng;

6 Cáp nâng; 7 Hệ thống điều khiển

- Ưu điểm:

+ Cơ cấu linh động, có thể bốc dở hàng ở nhiều vị trí khác nhau

+ Khi di chuyển cẩu được xếp lại nên nâng cao tính ổn định của xe

2.4 Lựa chọn phương án bố trí chung ô tô tải thiết kế

Từ phân tích của những phương án đã nêu ở trên, ta nhận thấy phương án bố trí cần cẩu để nâng hàng là được sử dụng phổ biến hiện nay không chỉ ở nước ta mà còn ở các nước khác Với những ưu điểm rõ rệt so với các phương pháp còn lại, do đó

phương pháp cẩu hàng dùng cần cẩu luôn được các công ty, xí nghiệp chọn để phục vụ nhu cầu cho họ Và chính sự phổ biến rộng rãi và ưu chuộng nên tôi quyết định chọn ô

tô cẩu làm đề tài thiết kế

Hình 2.7 Phương án bố trí chung của ô tô tải cẩu

1.Cabin; 2 Cẩu Unic; 3 Thùng hàng; 4 Tấm bảo vệ

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LẮP ĐẶT CẦN CẨU UNIC TRÊN CƠ

SỞ HD210

3.1 Phân tích mô tả phương án thiết kế cải tạo

* Mô tả kết cấu:

+ Kích thước tổng thể của ô tô ( DxRxC) : 9509x2255x2585

+ Thùng sàn chế tạo bằng vật liệu kim loại có kích thước là:

Kích thước tổng thể (DxRxC): 7500x2500x700(mm) + Tấm sàn thùng:

Dầm ngang sàn gồm 13 dầm được chết tạo từ thép dập hình chữ U có tiết diện (120x52x4,8mm), dầm dọc gồm 2 dầm được chế tạo từ thép hình chữ U

* Các bước công nghệ thực hiện cải tạo ôtô cẩu :

Bước 1: Tháo thùng lửng nguyên thủy ,gia công đóng mới sàn thùng có kích thước là: 7500x2500x700(mm)

Bước 2: Nối thêm trục các đăng trung gian với chiều dài là L = 1000 (mm) Bước 3: Lắp thùng sàn được gia công lên sát xi ô tô

Bước 4: Lắp cẩu được lựa chọn, hệ thống thủy lực lên sát-xi ôtô

Bước 5: Các hệ thống tổng thành khác của ôtô được giữ nguyên

Bước 6: Kiểm tra,điều chỉnh, chạy thử

3.2 Lắp đặt cẩu URV-555 lên chassis HD210

3.2.1 Giới thiệu về cẩu URV-555

UNIC là một trong những hãng cần cẩu thông dụng trên thị trường, ta chọn cẩu UNIC vì sự đang dạng về chủng loại, có URV230, URV260, UR290, URV300, URV340, URV370, URV500…người mua có nhiều lựa chọn Giá cả tương đối phù hợp với túi tiền và đặc biệt sự thông dụng trên thị trường, cẩu URV555 được bày bán

ở hầu hết các địa điểm bán cần cẩu

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

Hình 3.1 Biểu đồ quan hệ bán kính và chiều cao hoạt động của cẩu

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 3.2 Cẩu URV-555 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

3.2.2 Lắp đặt cẩu lên chassis HD210

Với chassis HD210 được nhập khẩu nguyên chiếc từ Hàn Quốc như sau:

+ 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 URV555 (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 Hyundai HD210 Bơm dầu thủy lực

Sau khi lắp đặt cẩu xong, ta có như hình sau:

Hình 3.4 Sơ đồ sau khi lắp cần cẩu

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

– Bên trái: 4 bu lông M24; liên kết bệ chân cẩn với bản thép thông qua một tấm chặn bu lông được đặt dưới chassis

– Bên phải: 4 bu lông M24 liên kết chân tự lựa với tấm chặn bằng bản thép đặt dưới chassis của xe

Hình 3.5 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 – Thân cẩu; 7 – Dầm ngang chân cẩu

3.3 Đặc điểm thùng hàng của ô tô tải cẩu cần thiết kế

3.3.1 Đặc điểm hàng hóa được vận chuyển trên xe tải cẩu thiết kế

3.3.1.1 Thép cuộn

Hình 3.6 Ảnh thép cuộn

Thép cuộn được cung cấp dưới dạng tròn ở dạng cuộn, trọng lượng khoảng 200kg đến 600kg/cuộn, trường hợp đặc biệt có thể cung cấp với trọng lượng 1.300 kg/cuộn

3.3.1.2 Ống cống

Hình 3.7 Ảnh ống cống được vận chuyển bởi ô tô tải cẩu

Đường kính của ống cống dao động: Ф300, Ф400, Ф500, Ф600, Ф800, Ф1000, Ф1200, Ф1500, Ф2000

Chiều dài của ống cống có hai loại là : l = 2500 [mm] và l = 5000 [mm]

3.3.1.3 Các loại thép định hình

Phần lớn các loại thép này được sản xuất ra dưới dạng cây nguyên chiếc với chiều dài mỗi cây từ 6[m] đến 12[m], xe tải cẩu phải đảm bảo thùng đủ dài để chở được những loại hàng này

Hình 3.8 Ảnh thép định hình

3.3.2 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 lọai hàng hóa cồng kềnh, 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 như những ống thép có chiều dài 6[m] trở lên, 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]

3.3.3 Chọn sơ bộ các kích thước của thùng

- Tính toán sơ bộ chiều dài:

Theo như phân tích ở trên thì thùng hàng chế tạo phải có chiều dài đủ lớn để có thể chứa được các loại hàng hóa đặc biệt của nó như thép cây dài 6[m] trở lên, ống cống chiều dài lên tới 2.5[m]…

Từ những phân tích đó thì việc chế tạo thùng có chiều dài dưới 5[m] thì việc chở những loại hàng hóa đặc biệt này không được thuận tiện và không tận dụng được khoảng không gian lắp hàng, tính hiệu quả không cao, ống cống là loại hàng hóa phổ biến và mang tính tổng quát của các loại hàng hóa của loại xe tải cẩu này nên ta phân tích thùng hàng có thể chở được nó, khi thùng đã chở được ống cống thì những loại hàng hóa khác thùng đều có thể chở được

Xét việc bố trí ống cống lên thùng như hình vẽ:

Một trong các biện pháp được sử dụng phổ biến hiện nay đó là lắp thêm trục các đăng trung gian

Khi sử dụng một trục các đăng trung gian làm tăng chiều dài cơ sở của xe,ta sử dụng trục các đăng trung gian có chiều dài là 1000 [mm] Khi sử dụng trục các đăng trung gian này chiều dài cơ sở tăng lên một đoạn:

+ Ống cống dài từ 2.5 [m] và 5 [m]

Chiều dài thùng phải vừa thép 6[m], hay hai ống cống dài 2,5[m] theo chiều dọc thùng, có thể bỏ thêm một ống cống nằm theo chiều ngang

Chọn chiều dài thùng là Lth = 7500 [mm]

+ Như vậy chiều dài đuôi thùng có thể thiết kế là :

Lđ = 2415 [mm]

- Tính toán sơ bộ chiều rộng

Chọn chiều rộng bao của thùng hàng là 2500 [mm]

*Kết cấu thép thùng chứa 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 3.10 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 một thép hộp 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 anh 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 sat xi xe cơ sở và bằng 840[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 13 thanh 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, 13 thanh ngang này liên kết với sàn thùng bằng các mối hàn

3.5 Tính toán các chi tiết của thùng hàng

3.5.1 Mô hình tính toán

- Xuất phát từ kết cấu sàn thùng như trên hình trên cùng với liên kết giữa thùng

và sát xi xe cơ sở ta quyết định lựa chọn sơ đồ tính cho sàn thùng là sơ đồ dạng khung,

ta biết rằng hai thanh dọc của thùng chứa đặt trực tiếp lên sát xi xe cơ sở và giữa thùng chứa rác và sát xi xe cơ sở liên kết với nhau bằng các bu lông quang do đó ta có thể coi dầm dọc thùng chứa là một dầm liên tục đặt trên các gối cố định, ta coi các gối cố đinh này đặt tại vị trí dầm ngang liên kết với dầm dọc

01 06 05 04 03 02

06

Hình 3.11 Kết cấu sàn thùng 1- Dầm ngang; 2- Viền đuôi sàn thùng; 3- Thanh dọc sàn thùng; 4- Bát liên kết thanh

dọc và thanh ngang; 5- Be sàn bên; 6- Sàn thùng

- Dầm dọc thiết kết phải đảm bảo các yêu cầu sau:

+ Phải đảm bảo bền có thể chịu được tải trọng bản thân của thùng và trọng lượng hàng hóa chứa trong thùng

+ Phải đảm bảo một chiều cao nhất định để mặt dưới của sàn thùng sau khi thiết

kế phải cao hơn tổng đường kính lốp với hành trình động của hệ thống treo và độ võng tĩnh của hệ thống treo

+ Chiều rộng của dầm dọc lấy bằng chiều rộng của sát xi xe cơ sở

+ Khoảng cách giữa mép ngoài của hai dầm dọc bằng bề rộng của sát xi xe cơ

Hình 3.12 Tiết diện mặt cắt ngang của dầm dọc và dầm ngang

* Đối với sàn thùng ta coi như khối lượng hàng hóa phân bố đều lên trên sàn thùng, sau khi ta tính toán sàn thùng, chọn tiết diện sàn thùng để nó không bị võng dưới tác dụng của ngoại lực

- Khối lượng cụm cẩu tự nâng hàng: Gc = 1655 [KG]

- Khối lượng ô tô sau cải tạo:

+ Khối lượng thùng cải tạo Gt = 1008 [KG]

+ Khối lượng bản thân sau cải tạo:

G0 = Gcs + Gc + Gth

G0= 5010 + 1422 + 1008 = 7440[KG]

Trong đó:

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 vận chuyển:

Qc = G – G0 = 21440– 7440= 14000[KG]

Hình 3.13 Sơ đồ tính sàn thùng 1- Gối đỡ là dầm ngang; 2- Sàn thùng; 3- Thanh dọc của thùng

Hình 3.14 Biểu đồ mô men sàn thùng

- Từ biểu đồ mô men của dầm thùng ta tính được giá trị mô men uốn lớn nhất có giá trị là 92.02[KG.m]= 9202 [KG.cm]

- Chọn vật liệu làm sàn thùng là thép tấm CT3 có ứng suất bền là 1600[KG/cm2] Như vậy theo điều kiện bền ta có σu ≤ [σu] hay:

b h

[cm3]

σumax <[σu] nên đảm bảo điều kiện bền cho phép của các dầm ngang

* Đối với dầm ngang ta lựa chọn thép làm dầm ngang cũng là thép chữa U

- Tình hình chịu tải: Các dầm ngang được bố trí để đỡ tôn lát sàn và tăng khả năng chịu tải của sàn thùng, tránh cho sàn thùng xảy ra hiện tượng chịu tải trọng quá lớn dẫn đến tình trạng võng sàn thùng, như vậy kết cấu của dầm ngang sẽ chịu trọng lượng của phần khối lượng hàng hóa đè lên trên, ngoài ra các dầm ngang còn chịu lực tập trung

từ các khối lượng thành bao của thùng, như vậy trong quá trình tính toán ta đưa ra các giả thiết sau đây:

+ Trọng lượng hàng hóa phân bố đều trên suốt chiều dài dầm ngang

+ Trọng lượng sàn thùng và thành bao phân bố đều trên 13 dầm

+ Như vậy qn là tải trọng phân bố đều do khối lượng hàng hóa, sàn thùng và thành bao tác dụng lên dầm cầu ngang, ta có tất cả là 13 dầm ngang phân bố đều trên chiều dài 7.5[m] của sàn thùng

Hình 3.16 Biểu đồ tính mô men của dầm ngang

Hình 3.17 Biểu đồ mô men của dầm ngang

Từ biểu đồ tính mô men của dầm ngang ta tính được giá trị mô men uốn tại tiết diện nguy hiêm có giá trị là 261[KG.m]

- Theo điều kiện bền ta có σu ≤ [σ]u

Trong đó : σu là ứng suất uốn tính toán của dầm ngang

[σu] là ứng suất uốn cho phép của vật liệu làm dầm

Thép làm dầm ngang là thép chữ U được làm từ vật liệu CT3, đối với thép chữ U

ta có mô men chống uốn được tính theo công thức sau:

Wx ≥ max 26100 3

16.31[ ]

u u

Có tất cả 13 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 anh 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 them 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 3.19 Liên kết dầm ngang và dầm dọc

1- Sàn thùng; 2- Dầm ngang hàn ở cuối mép; 3- Dầm dọc hàn ở cuối mép;

4- Bát liên kết dầm dọc và dầm ngang; 5- Mối hàn.

b Liên kết giữa dầm dọc và sát xi xe cơ sở:

Hình 3.20 Liên kết giữa sát xi và dầm dọc 1- Tấm chặn; 2- Dầm dọc; 3- Tấm lót gỗ; 4- Dầm 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 ngang, lắp thêm một chống xô ở cuối thùng để tăng độ tin cậy

Hình 3.21 Chống xô 1- Dầm dọc; 2- Bu lông; 3- Tấm lót gỗ ; 4- Chống xô; 5- Dầm xe

- 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 trành khỏi tình trạng bị trượt khỏi chassis khi xe lên hay xuống dốc

C

C - C

1 2 3 4 5 6

7

Hình 3.22 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

3.5.3 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:

830 830

Hình 3.26 Thành hậu

4 0

40

8 0

Hình 3.27 Liên kết thành hậu với cột đỡ bằng khóa

+ Thành được phủ tôn dày 1,5 [mm]

Thành bên và thành hậu liên kết với thùng bằng bản lề

Hình 3.28 Mặt cắt ngang thép thành bên và thành hậu

- Thành trước: Khung viền ngoài thép hộp 60x40x1,5

40

Hình 3.29 Mặt cắt ngang thép khung viền ngoài thành trước

840Hình 3.30 Thành trước

- Thành trong thép hộp 20x40x1,5 phủ tôn dày 1,5 [mm] Thành trước cố định với sàn thùng

Khi chế tạo xong ta tiến hành lắp đặt thùng lên chassis HD210 (sau khi đã lắp đặt cần cẩu)

Hình 3.31 Lắp thùng hàng lên chassis

- Liên kết thành bên và be sàn thùng: 9 bản lề mỗi bên;

- Liên kết thành hậu và be sàn thùng: 4 bản lề;

- Cố định thành bên, thành hậu với cột: Khóa ở đầu cột;

- Liên kết thùng với khung xe: Bulông tại các bát liên kết, có 3 bu lông quang θ16 ở mỗi bên

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

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

+ Dời cụm trục sau một đoạn l =1000 mm để có chiều dài cơ sơ mới

Chiều dài cơ sở mới là L* = 6695 [mm]