Xe cần trục potx

Bài giảng Kỹ thuật Ô tô chuyên dùng Chương 3 – Xe cần trục

Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 35


CHƯƠNG 3 - XE CẦN TRỤC


I. CÔNG DỤNG - PHÂN LOẠI - YÊU CẦU
1.1 Công dụng:
Cần trục tự hành là loại cần trục có tay cần, thường quay toàn vòng, có thể tự di
chuyển trong phạm vi rộng và được dùng phổ biến nhất trong các loại cần trục.
(Xem thêm các loại cần trục trong Phụ lục 1 - Phân loại máy nâng chuyển)
Do tính di động cao, cần trục tự hành được dùng nhiều trong công tác cơ giới hóa
xếp dỡ và di chuyển cự ly ngắn các vật nặng trong không gian như:
- Bốc xếp hàng hóa, vật liệu tại các kho bãi.
- Lắp ráp thiết bò công nghiệp, cấu kiện trong xây dựng.
- Cứu hộ các xe bò nạn…
Cấu tạo chung của cần trục tự hành gồm có tay cần, bàn quay, phần di chuyểân,
thiết bò tựa quay, các cơ cấu công tác như cơ cấu nâng hạ vật, nâng can, cơ cấu
quay, cabin và hệ thống điều khiển.
Xe cần trục không những có năng suất, hiệu quả kinh tế cao mà còn giảm nhẹ rất
nhiều sức lao động nặng nhọc của công nhân bốc xếp.
1.2 Phân loại cần trục tự hành:
 Theo phần di chuyển:
- Cần trục đường sắt: Di chuyển trên đường ray, được dùng xếp dỡ hàng hóa ở
các nhà ga, các công trình xây dựng.
- Cần trục bánh lốp và cần trục ô tô: Là loại cần trục có phần di chuyển chạy
bằng bánh lốp hoặc là khung gầm của xe tải thông thường. Chúng có tính cơ động
cao, tốc độ di chuyển trên đường lớn. Phạm vi sử dụng: Tại các nơi có khối lượng
công việc không nhiều, tại các đòa điểm phân tán, ở nơi xa và thường phải thay đổi

vò trí làm việc.
- Cần trục xích: Là loại cần trục có phần di chuyển bằng bánh xích, do vây cơ
động, linh hoạt, có thề di chuyển trên mặt đường xấu và nền đất yếu, quãng đường
di chuyển thường ngắn.
- Cần trục máy kéo:Là thiết bò nâng được lắp trên máy kéo xích.
 Theo đặc điểm dẫn động các cơ cấu chính:
- Dẫn động riêng: Mỗi cơ cấu do một động cơ dẫn động
Bài giảng Kỹ thuật Ô tô chuyên dùng Chương 3 – Xe cần trục

Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 36

- Dẫn động chung: Tất cả các cơ cấu do một động cơ dẫn động, là động cơ
diesel hay động cơ điện thông qua các hệ thống truyền động cơ khí, truyền động
thủy lực.

1.3 Yêu cầu:
a) Thỏa mãn các tiêu chuẩn về an toàn kỹ thuật đối với thiết bò nâng (TCVN
5863-1995 – Thiết bò nâng, yêu cầu an toàn trong lắp đặt và sử dụng; TCVN 4244-
86 – Quy phạm kỹ thuật an toàn thiết bò nâng). Một trong những tiêu chuẩn quan
trọng của xe cần trục là độ ổn đònh.
- Độ ổn đònh của xe cần trục:
Trong quá trình làm việc, các trọng tải tác dụng lên xe cần trục có xu hướng đưa
cần trục ra khỏi trạng thái ổn đònh bình thường và lật đổ cần trục. Để ngăn ngừa
hiện tượng này, cần trục phải có độ ổn đònh bảo đảm khỏi bò rơi đổ.
Độ ổn đònh của cần trục được bảo đảm bởi trọng lượng riêng (gồm tự trọng và đối
trọng) mà trọng tâm của nó phải rơi vào trong phạm vi của đường chu vi chân đế
được hình thành bởi các chân chống của xe.
Moment được tạo ra bởi tích số giữa trọng lượng bản thân xe cần trục (và đối trọng
nếu có) với khoảng cách từ trọng tâm đến mặt phẳng lật là momen phục hồi M
ph

Trọng tâm của tải nâng hạ luôn luôn rơi ra ngoài phạm vi chân đế của xe. Momen
lật M
l
tạo nên bởi tích số giữa trọng lượng tải nâng hạ với khoảng cách từ trọng
tâm của tải tới mặt phẳng lật.
Khi xe cần trục làm việc không có chân chống (hình 3.1):
Moment lật: M
l
= P.(B+C)
Moment phục hồi: M
ph
= Q.A
Khi xe cần trục làm việc có chân chống:
Moment lật: M
l
= P.C
Moment phục hồi M
ph
= Q.(A+B)
Bài giảng Kỹ thuật Ô tô chuyên dùng Chương 3 – Xe cần trục

Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 37

Như vậy việc dùng chân chống cho phép tăng kích thước chu vi chân đế và nâng
cao độ ổn đònh cho xe.
Tỷ số giữa moment phục hồi và moment lật thể hiện mức độ ổn đònh của xe cần
trục, được gọi là hệ số ổn đònh k
ôđ
:

Theo các tiêu chuẩn về tổ chức và sử dụng an toàn cho cần trục nâng hạ tải thì các
xe cần trục phải có hệ số ổn đònh bản thân và hệ số ổn đònh có tải:
- Hệ số ổn đònh có tải là độ ổn đònh cản được sự lật đổ của xe dưới tác dụng
của lực tải, gió cũng như ảnh hưởng độ nghiêng của bãi làm việc (hình 3.2 a). Khi
tính toán phải xem ở điều kiện chòu tải lớn nhất, tức là vật nâng nặng nhất ở tầm
với xa nhất. Theo TCVN 4244-86: k
ôđ
 1,4
- Hệ số ổn đònh không tải bảo đảm xe cần trục không bò lật đổ về phía sau dùi
tác dụng của đối trọng, gió mạnh và ảnh hưởng độ nghiêng của bãi (hình 3.2b).
Theo TCVN 4244-86: k
ôđ
 1,15











l
ph
ô
M
M
k 

Hình 3.1 – Sơ đồ xác đònh độ ổn
đònh của xe cần trục


HÌnh 3.2 – Sơ đồ xác đònh độ ổn đònh có tải và không tải của ô tô cần trục
Bài giảng Kỹ thuật Ô tô chuyên dùng Chương 3 – Xe cần trục

Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 38




p lực gió được tính theo tiêu chuẩn sức gió lớn nhất cho trạng thái không làm
việc của cần trục:
- Đối với vùng ven biển: p
g
= 100kG/m
2
(nếu chiều cao cần trục không quá 20m)
- Đối với vùng khác p
g
= 70 kG/m
2

b) Thỏa mãn các yêu cầu chuyên biệt do công việc đòi hỏi như :
- Sức nâng
- Tầm với
- 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.

II. KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG XE CẦN TRỤC
2.1 Cấu tạo chính : (hình 3.3)
Công thức cấu tạo:
Xe cần trục = Xe nền + Thiết bò chuyên dùng (cần trục)
Có thể xem xe cần trục gồm hai phần : Phần không quay và phần quay.
- Phần không quay: Khung xe tải hoặc chassis chuyên dùng, được chế tạo đảm
bảo theo các yêu cầu ngành giao thông quy đònh. Tùy theo sức nâng cần trục mà
phần khung bố trí từ 2 đến 6 trục bánh xe, tốc độ di chuyển trên đường từ 70 đến 90
km/h.
- Phần quay: Bố trí các tay cần, các cơ cấu công tác như cơ cấu nâng vật, nâng
cần, quay cần, đối trọng và các thiết bò điều khiển.
Hình 3.3 thể hiện các chi tiết cơ bản của xe cần trục. Trên khung 1 của xe được lắp
khung không quay 3. Trên khung không quay 3 có gắn đế quay 7, đây là phần cơ
bản của bàn quay 8. Trên bàn quay có lắp các cơ cấu nâng tải, cơ cấu nâng cần, cơ
cấu thay đổi tầm vươn của cần, cơ cấu quay bàn quay.
Bài giảng Kỹ thuật Ô tô chuyên dùng Chương 3 – Xe cần trục

Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 39

Để tăng ổn đònh cho xe, ở khung không quay trang bò bốn chân chống 4 và đối
trọng 6. Các chân tựa này có khả năng nâng toàn bộ xe cần trục lên nhờ kích vít
hoặc kích thủy lực. Để tăng khoảng cách giữa các điểm tựa, nhờ đó tăng độ ổn
đònh, các chân tựa có thể duỗi dài ra xa so với các vết bánh xe. Khi di chuyển trên
đường, các chân tựa được co gập lại bảo đảm kích thước nhỏ gọn.
Xe cần trục thường có hai cabin, một cabin để người lái điều khiển xe di chuyển
trên đường và một cabin khác để điều khiển cần trục. Một số cần trục ô tô loại nhỏ
chỉ bố trí một cabin chung.
Cần của cần trục có kết cấu dạng giàn, được chế tạo từ thép ốâng hoăïc thép góc

đònh hình, được nâng hạ bằng tang cuốn cáp. Có loại cần có kết cấu hộp xếp lồng
vào nhau có khả năng duỗi dài hay co ngắn lại nhờ các xy lanh thủy lực bố trí trong
hộp cần. Hình 3.4 mô tả cần có ba đoạn với hai xy lanh thủy lực. Nâng hạ cần cũng
bằng xy lanh thủy lực.

Hình 3.3 – Các cụm chính ô tô cần trục K-51 (Liên xô)
)cũ)
Bài giảng Kỹ thuật Ô tô chuyên dùng Chương 3 – Xe cần trục

Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 40



Hình 3.4 – Sơ đồ cấu tạo cần hộp loại ba đoạn cần và hai xy lanh thủy lực
1. Đoạn cần di động 4. Bàn quay và đối trọng
2. Đoạn cần cố đònh 5, 6, 7 Đường đặc tính tải trọng ở các trạng thái
3. Xy lanh nâng hạ cần cần khác nhau
Bài giảng Kỹ thuật Ô tô chuyên dùng Chương 3 – Xe cần trục

Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 41

Để truyền động đến các cơ cấu công tác, thường sử dụng một trong các loại truyền
động cơ khí, điện hoặïc truyền động thủy lực.
Xe cần trục hiện nay được chế tạo với sức nâng từ 3 đến 25 tấn đối với loại cần
hộp, và 40 đến 500 tấn với loại cần giàn. Cấp tải trọng được tiêu chuẩn hóa: 3, 6,
10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250, 500 tấn.
Chiều cao nâng đến 75m loại cần hộp và 80-200m loại cần giàn.
Tốc độ nâng từ 0,032 đến 0,32 m/s, với tải nhỏ đến 2 m/s.
Tốc độ quay đến 1 vg/ph.
Tốc độ di chuyển trên đường từ 70 đến 90 km/h.

2.2. Các thông số cơ bản xe cần trục:
 Tầm vươn của cần l (m): Là khoảng cách nằm ngang từ trục quay của bàn
quay đến đường trục đi qua trọng tâm của tải được nâng và trùng với đường tâm
của ổ móc.
 Chiều dài cần L (m): Là khoảng cách giữa trung tâm trục ngõng mút của
cần đến trung tâm trục của ròng rọc đầu cần.
 Sức nâng Q (tấn): là trọng tải lớn nhất được cần trục nâng lên ở tầm vươn
này hay tầm vươn khác khi đã bảo đảm sự dự trữ cần thiết về tính ổn đònh và sự
vững chắc của cơ cấu (sức nâng tải lớn nhất phù hợp với tầm vươn của cần, tầm
vươn càng tăng thì sức nâng tải càng giảm và ngược lại).
 Chiều cao nâng móc tải H (m): Là khoảng cách tính từ mặt chân đế đến
tâm móc tải ở vò trí làm việc cao nhất. Khi nâng hạ cần thì chiều cao nâng thay đổi
phụ thuộc vào tầm với.
 Tốc độ nâng tải (m/s): Là đoạn đường mà tải di chuyển được theo phương
thẳng đứng trong một đơn vò thời gian.
 Thời gian thay đổi tầm với (s): Là thời gian cần nâng lên từ vò trí tầm vươn
lớn nhất đến tầm vươn nhỏ nhất và ngược lại .
 Tốc độ quay của bàn quay (vg/ph): Là số vòng quay trong một đơn vò thời
gian hoạc là góc mà bàn quay có thể quay trở lại trong một đơn vò thời gian.
 Góc quay của bàn (độ): Là góc quay lớn nhất cần có thể quay lại từ vò trí
cuối đến vò trí nào đó.
 Tốc độ di chuyển (km/h): là đoạn đường đi được trong một giờ.
 Kích thước bao : Nhằm xác đònh khả năng đi lại của cần trục dưới cầu,
dưới dây điện, vùng chật hẹp…
2.3 Phân loại xe cần trục :
Có nhiều cách phân loại xe cần trục như :
Bài giảng Kỹ thuật Ô tô chuyên dùng Chương 3 – Xe cần trục

Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 42

- Theo sức nâng tải
- Theo chế độ làm việc
- Theo kiểu truyền động
- ….
Ở đây chúng ta chỉ xem xét việc phân loại theo kiểu truyền động.
a) Truyền động bằng cơ học:
Các cơ cấu của cần trục được truyền động bằng sự tác dụng trực tiếp từ động cơ xe
nền, thông qua các cơ cấu truyền động cơ khí như khớp vấu, bánh răng, bộ đảo
chiều, phanh…
Ưu điểm: Có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, chăm sóc bảo dưỡng đơn giản.
Nhược điểm: Hiệu suất thấp bởi mất mát về năng lượng trong truyền động. Khi
điều khiển các tay đạp, bàn đạp, người lái phải tốn nhiều sức.
b) Truyền động bằng điện:
Các cơ cấu cần trục được truyền động từ những động cơ điện riêng, những động
cơ điện này nhận điện năng từ máy phát điện lắp trên khung xe. Sụ truyền động
của máy phát điện được thực hiện từ động cơ xe. Khi cần thiết, động cơ điện của
cần trục có thể nhận điện năng từ mạng điện bên ngòai.
Ưu điểm: Điều khiển đơn giản , không tốn sức. Khi bốc dỡ hàng và làm các công
việc khác có thể kết hợp các thao tác khác nhau. Máy phát điện có thể dùng như
trạm điện tạm thời, có thể cung cấp điện năng để chiếu sáng, máy hàn và các máy
động lực khác.
Nhược điểm: Yêu cầu người lái phải có trình độ chuyên môn cao, nghóa là ngoài
phần cơ khí, còn phải hiểu sâu cấu tạo trang bò điện của cần trục.
c) Truyền động bằng thủy lực:
Những cơ cấu của cần trục được truyền động bằng dòng dầu thủy lực có áp suất
cao được tạo ra nhờ các bơm dầu. Các bơm dầu hoạt động nhờ moment quay của
động cơ sau khi đã qua hộp trích công suất.
Ưu điểm: Có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cao, bảo đảm an toàn trong làm việc, sử
dụng đơn giản.
Nhựơc điểm: Đòi hỏi trình độ chuyên môn cao của người lái, chăm sóc sửa chữa

phức tạp.
d) Truyền động hỗn hợp:
Các cơ cấu có thể sử dụng cả ba loại trên. Những chân chống được truyền động cơ
học hay thủy lực, còn điều khiển nâng hạ tời bằng bơm nén.
Có ưu nhược điểm của các loại trên.
III. QUY TẮC AN TOÀN SỬ DỤNG THIẾT BỊ NÂNG:
Bài giảng Kỹ thuật Ô tô chuyên dùng Chương 3 – Xe cần trục

Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 43

1. Vò trí đặt cần trục ô tô phải đảm bảo khoảng cách khi làm việc từ phần quay
của chúng ở bất kỳ vò trí nào đến các kết cấu công trình, thiết bò, vật tư xung quanh
không được nhỏ hơn 700mm.
2. Không được đặt trên mặt bằng có độ dốc lớn hơn độ dốc cho phép của cần
trục, trên mặt đất vừa lấp lên chưa dầm chặt.
3. Tất cả các thiết bò nâng phải được đăng ký và xin giấy phép sử dụng.
4. Người điều khiển thiết bò nâng phải được đào tạo và cấp giấy chứng nhận
5. Không cho phép nâng tải có khối lượng vượt trọng tải quy đònh của thiết bò
nâng.
6. Trong quá trình sử dụng thiết biï nâng, không cho phép:
- Người lên, xuống thiết bò nâng khi thiết bò đang hoạt động.
- Người ở trong bán kính phần quay của cần trục.
- Nâng, hạ, chuyển tải khi có người trên tải.
- Nâng tải trong tình trạng chưa ổn đònh.
- Nâng tải bò vùi dưới đất, bò các vật khác đè lên, bò liên kết bằng bu lông hay bê
tông với các vật khác.
- Chuyển hướng chuyển động của các cơ cấu khi chúng chưa ngừng hẳn.
7. Trước khi nâng chuyển tải xấp xỉ trọng tải, phải nhấc thử lên độ cao không
quá 300mm, giữ tải để kiểm tra phanh, độ ổn đònh cuả cần trục.
8. Phải ngừng hoạt động thiết bò nâng khi :

- Phát hiện các vết nứt ở những chỗ quan trọng của kết cấu kim loại.
- Phát hiện biến dạng dư của kết cấu kim loại.
- Phát hiện phanh của bất kỳ cơ cấu nào bò hỏng.
- Phát hiện móc, cáp, ròng rọc, tang bò mòn quá giá trò cho phép, bò rạn nứt hoặc
hư hỏng khác.
9. Thiết bò nâng phải được bảo dưỡng đònh kỳ.

IV. GIỚI THIỆU MỘT SỐ XE CẦN TRỤC:
3.1 Cần trục truyền động bằng cơ học:
Hình 5 thể hiện xe cần trục truyền động bằng cơ học LAZ – 690 (Liên xô cũ), có
sức nâng tải 3T, lắp trên xe cơ sở ZIL-130. Các thông số kỹ thuật chính:
- Tải nâng : 750 – 3000 kG khi có chân chống; 400-1000 kG không chân chống.
- Có thể nâng tải 250 kG di chuyển với vận tốc 5 km/h
- Góc quay bàn 360
o

- Tốc độ tối đa 45 km/h.
Hình 6 là sơ đồ động học xe cần trục LAZ-690. Moment quay từ động cơ qua hộp
số đến trục các đăng 1, đến trục 3 hộp trích công suất.
Khi xe di chuyển trên đường, moment từ trục 3 qua khớp vấu 5 đến trục 6, trục các
đăng 8 đến cầu sau xe.
Bài giảng Kỹ thuật Ô tô chuyên dùng Chương 3 – Xe cần trục

Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 44

Khi cần trục làm việc, để nâng tải, moment được truyền đến tang trống 44 tời tải.
Để giữ tải, dùng phanh 43 luôn đóng.
Để nâng cần, moment truyền đến tang trống 45 tời cần. Giữ cần dùng phanh 40
luôn đóng.
Để quay bàn quay, moment truyền đến bánh răng 21, lăn trên vành răng 20 của

vòng lăn và kéo theo các phần quay của cần trục trên nó.

Bảng đặc trưng tải xe cần trục LAZ-690
Chiều
dài
cần
(m)
Tầm vươn
cần (m)
Sức nâng tải (T)
Chiều cao
nâng móc
tải (m)
Có chân
chống
Không chân
chống
6.2
2.5
3.0
1.0
6.6
3.5
1.5
0.75
6.4
4.5
1.0
0.50
5.9

5.5
0.75
0.40
5.0
Bài giảng Kỹ thuật Ô tô chuyên dùng Chương 3 – Xe cần trục

Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 45



Hình 3.5 – Ô tô cần trục LAZ – 690 (Liên xô)
1. Khung ô tô 9. Khung quay 16. Khối palăng cần
2. Hộp thu công suất 10. Tời cẩu 17. Giá đỡ cần
3,8 Chân chống 11. Giá chữ H 18. Đèn pha
4. Khung cố đònh 12. Hộp phân phối 19. Ổ móc
5. Vành răng 13. Cơ cấu quay các phần quay 20. Dây căng móc
6. Vành lăn 14. Buồng lái cần trục
7. Con lăn của đế quay 15. Cần

Bài giảng Kỹ thuật Ô tô chuyên dùng Chương 3 – Xe cần trục

Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 47

Hình 3.6 – Sơ đồ động học ôtô cần trục LAZ - 690
Bài giảng Kỹ thuật Ô tô chuyên dùng Chương 3 – Xe cần trục

Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 48




3.2 Cần trục truyền động bằng thủy lực
Cần trục truyền động bằng thủy lực hiện nay được dùng phổ biến và ngày càng
đượïc cải tiến. Hình 7 giới thiệu sơ đồ xe cần trục truyền động bằng thủy lực.
Hình 8 là đường đặc tính tải xe cần trục thủy lực ADO-70 của Tiệp Khắc.

Hình 3.7- Sơ đồ cấu tạo ô tô cần trục thủy lực
Bài giảng Kỹ thuật Ô tô chuyên dùng Chương 3 – Xe cần trục

Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 49






Các thông số chính:
- Xe cơ sở : Tatra 148
- Dài x Rộng x Cao = 8.22 x 2.44 (4.1) x 3.42 (đi đường)
- Tốc độ nâng: 7m/ph
- Tốc độ quay tròn cần 85s/vòng
- Tốc độ giới hạn khi không mang tải: 60km/h; có tải 5km/h
- Độ dốc đường cho phép khi có tải : 3
o

- p suất mở các van an toàn:
- Đường dầu nâng cần: 130kG/cm
2

- Đường dầu nâng móc: 130 kG/cm
2

- Đường dầu quay cần: 80 kG/cm
2

Sơ đồ hệ thống thủy lực:

























Hình 3.8 – Đường đặc tính tải ô tô ADO-70

Bài giảng Kỹ thuật Ô tô chuyên dùng Chương 3 – Xe cần trục

Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 50