Thiết kế và tính toán xe nâng hạ hàng hóa dùng động cơ SAA6D107E 1

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 3
PHẦN I : MỞ ĐẦU 4
1. Lý do chọn đề tài và lịch sử nghiên cứu 4
2. Mục tiêu của đề tài 4
3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu 5
4. Giả thiết khoa học 5
5. Nhiệm vụ nghiên cứu 5
6. Các phương pháp nghiên cứu 5
7.Giới hạn đề tài 5
PHẦN II : NỘI DUNG 6
CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ XE NÂNG 6
1.1 Định nghĩa 6
1.2 Công dụng và phân loại 6
1.3 Phạm vi hoạt động 9
1.4 Cấu tạo chung và nguyên lí hoạt động của xe nâng hàng 9

CHƯƠNG 2 : PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 16
2.1 Các phương án lựa chọn hệ thống truyền lực 16
2.2 Các phương án bố trí hệ thống nâng của xe nâng hàng 19

CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CÁC PHẦN TỬ CƠ KHÍ CỦA
CƠ CẤU NÂNG

22
3.1 Sơ đồ cơ cấu nâng hàng và các bộ phận 23
3.2 Tính toán và thiết kế xích tải 24
3.2 Tính toán về phần tử khung nâng 26

CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ XY LANH NÂNG THỦY LỰC
CHO CƠ CẤU NÂNG

35
4.1 Sơ đồ thủy lực của cơ cấu nâng cho xe nâng 35
4.2. Tính toán và thiết kế xy lanh nâng 36
4.3. Tính toán xy lanh nghiêng khung 41

CHƯƠNG 5: TÍNH CHỌN BƠM VÀ CÁC PHẦN TỬ BƠM THỦY LỰC 45
5.1. Các phương án lựa chọn bơm 45
5.2. Tính chọn bơm 46
5.3. Cơ cấu điều chỉnh áp lực 48
5.4. Cơ cấu phân phối 49
5.5. Cơ cấu tiết lưu 49
1
5.6. Bình chứa chất lỏng 49
5.7. Bộ lọc dầu 49
5.8. Bộ phận lót kín 50
5.9. Ống dẫn 50
5.10. Tính toán cho van an toàn 50
CHƯƠNG 6: TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA XE NÂNG 52
6.1. Các giả thiết khi tính ổn định 52
6.2. Các trường hợp ổn định của xe nâng 52
PHẦN III: KẾT LUẬN – KHUYẾN NGHỊ 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO 59
PHỤ LỤC 60
2
LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển chung của xã hội các phương tiện xe máy dùng trong các
ngành giao thông vận tải, ngành xây dựng, các nhà máy xí nghiệp, các kho hàng bến
bãi, khai thác hầm mỏ cũng được phát triển rất đa dạng về số lượng, kiểu dáng, tính

năng hoạt động tối ưu do được áp dụng nhiều thành tựu khoa học kỹ thuật tiên tiến, tất
cả những điều đó đòi hỏi người kỹ sư khi ra trường phải có hiểu biết sâu rộng về
ngành học của mình đặc biệt là về chuyên ngành cần nắm vững cấu tạo, nguyên lý
hoạt động, cách vận hành các phương tiện nói trên. Từ đó biết cách sử dụng, sửa chữa,
thay thế phục hồi chức năng hoạt động của chúng khi cần thiết.
Từ những vấn đề trên đề tài được định hướng: “Thiết kế và tính toán xe nâng
hạ hàng hóa dùng động cơ SAA6D107E-1”. Với nội dung cơ bản sau:
Chương 1: Tổng quan về xe nâng hàng.
Chương 2: Tính toán và thiết kế các phần tử cơ khí chung của cơ cấu nâng.
Chương 3: Tính toán và thiết kế các xy lanh thủy lực cho cơ cấu nâng.
Chương 4: Tính chọn bơm và các phần tử thủy lực.
Chương 5: Tính toán tính ổn định của xe nâng.
Nhận thấy đây là một đề tài nghiên cứu rất thực tế và có ích cho công việc sau
này. Vì thế em đã cố gắng tìm hiểu nghiên cứu và từng bước hoàn thành đề tài. Trong
quá trình thực hiện mặc dù gặp không ít những khó khăn nhưng được sự hướng dẫn,
chỉ bảo tận tình của thầy Lê Anh Vũ cùng các thầy cô trong khoa và các bạn học em đã
từng bước hoàn thiện được đề tài của mình.
Do thời gian có hạn, kiến thức bản thân còn hạn chế. Nên cho dù đã rất cố gắng
hoàn thiện đề tài nhưng không thể tránh khỏi những hạn chế, sai sót. Em rất mong
nhận được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các quý thầy cô và các bạn để đề tài của em
hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hưng Yên, Ngày 20 tháng 08 năm 2010
Sinh viên thực hiện
Lê Xuân Đồng
3
PHẦN I: MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài và lịch sử nghiên cứu
Trong những năm gần đây, khi nền công nghiệp Việt Nam đã và đang có những
tiến bộ và thay đổi đáng ghi nhận. Từng bước hội nhập nền kinh tế trong khu vực và

trên thế giới. Tiến trình công nghiệp hoá có điều kiện thuận lợi đó là tiếp cận và sử
dụng những thiết bị máy móc hiện đại. Để đáp ứng yêu cầu cho công cuộc phát triển
kinh tế, đất nước thì xe chuyên dùng là một thiết bị không thể thiếu được, trong đó có
kể đến xe nâng hàng. Xe nâng hàng là một trong những phương án giải quyết công
việc bốc xếp và dỡ những máy móc, hàng hoá có khối lượng lớn ở các bến phà, cảng,
container.
Trong điều kiện hoàn cảnh nước ta nhu cầu sử dụng xe nâng là rất lớn nhưng
thực tế hầu hết xe chuyên dùng ở nước ta đều được nhập khẩu với giá thành cao.
Chính vì vậy đối với sinh viên cơ khí nói chung cũng như sinh viên ngành ô tô nói
riêng, khi ra trường đòi hỏi phải có hiểu biết rộng ,nắm vững kiến thức để có thể tiếp
thu những tiến bộ khoa học kỹ thuật và áp dụng khoa học kỹ thuật vào thực tế để từ đó
có những biện pháp sửa chữa hư hỏng và nghiên cứu thiết kế nội địa hoá từng phần
đến hoàn chỉnh
Vì những lý do trên và với mong muốn củng cố, thu thập, tổng hợp và nâng cao
kiến thức chuyên ngành cũng như kiến thức mới ngoài thực tế khi sắp tốt nghiệp em
đã chọn đề tài đồ án tốt nghiệp “Thiết kế và tính toán xe nâng hạ hàng hóa dùng
động cơ SAA6D107E-1”.
2. Mục tiêu của đề tài
Tổng quan được xe nâng hạ hàng hóa.
Thiết kế và tính toán các chi tiết,bộ phận của xe nâng hạ hàng hóa.
Tính ổn định của xe nâng hạ hàng hóa trong các điều kiện làm việc.
3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu xe nâng hạ hàng hóa dùng động cơ
SAA6D107E-1.
Khách thể nghiên cứu: Xe nâng hạ hàng hóa dùng động cơ SAA6D107E-1.
4. Giả thiết khoa học
Tình hình thực trạng về sự phát triển của khoa học kỹ thuật tiên tiến và công
nghiệp ôtô là một trong những ngành được áp dụng khoa học kỹ thuật mới tiên tiến là
sớm nhất. Nhưng trong thực tế nhà trường còn chưa đưa kịp những đổi mới phát triển
của khoa học kỹ thuật vào trong giảng dạy.

4
Việc thiết kế và tính toán xe nâng hạ hàng hóa còn là một vấn đề cần nghiên
cứu rộng và đây cũng là định hướng của đề tài.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
Phân tích cơ sở lý luận của đề tài:
Động cơ KOMASU SAA6D107E-1
Công suất động cơ :122 (kW) /2200 (vòng/phút)
Tổng quan về xe nâng hạ hàng hóa.
Tính toán và thiết kế các phần tử của cơ cấu nâng, các xy lanh thủy lực, bơm
thủy lực, các phần tử thủy lực, tính ổn định của xe nâng
6. Các phương pháp nghiên cứu
.
a. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn.
Nghiên cứu thực tiễn nhằm tìm hiểu những đổi mới ngoài thực tế xem những
đổi mới đó có dặc điểm điển hình gì
b. Phương pháp nghiên cứu tài liệu.
Phương pháp nghiên cứu thu thập thông tin khoa học trên cơ sở nghiên cứu các
văn bản, tài liệu đã có sẵn bằng các thao tác tư duy logic để rút ra kết luận khoa học
cần thiết.
d. Phương pháp phân tích và suy luận.
Từ những vấn đề đã có qua phương pháp phân tích và suy luận có thể đi đến kết
luận đầy đủ chính xác.
7. Giới hạn của đề tài
Do thời gian có hạn .
Do kinh phí thực hiện đề tài hạn hẹp.
Do tính bảo mật của các hãng xe nâng về thông số thiết kế xe.
Vì vậy đề tài chỉ tính toán và thiết kế cơ cấu nâng,tính ổn định của xe nâng hạ
hàng hóa sử dụng động cơ KOMASU SAA6D107E-1.
5
PHẦN II: NỘI DUNG

CHƯƠNG 1 - GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ XE NÂNG
HÀNG
1.1. Định nghĩa
Xe nâng hàng là loại xe chuyên dùng phục vụ vào việc vận chuyển, bốc xếp,
nâng hạ hàng hóa và được thiết kế dựa trên xe cơ sở có bổ xung thêm các thiết bị nâng
hạ.
1.2. Công dụng và phân loại
1.2.1. Công dụng
Xe nâng hàng tự hành là một dạng riêng của máy trục vận chuyển, nó không chỉ
được dùng để nâng hạ (xếp dỡ) và vận chuyển các loại hàng kiện, hàng bao gói, hàng
hòm, comtainer nhỏ và các cấu kiện bê tông có trọng lượng tương đối lớn. Nó cũng có
thể lắp các thiết bị kẹp hàng để vận chuyển các hàng ống dài. Đôi khi cũng có thể
nâng và vận chuyển các vật liệu rời nhưng chúng phải được bao gói hoặc đựng trong
thùng chứa, cự ly vận chuyển không xa (≤400m).
Nguồn động lực sử dụng cho xe nâng hàng có thể là: ắc quy, động cơ tốt trong
hay động lực kết hợp. Trong xây dựng thường sử dụng loại xe nâng hàng tự hành với
nguồn lực là động cơ đốt trong, bộ di chuyển có kết cấu kiểu ô tô với kích thước bao
nhỏ hơn ô tô.
Dạng cơ bản của bộ công tác đặt trên xe nâng tự hành là bàn nâng có gắn với
hai càng nâng hình chữ L (gọi là cặp đĩa nâng). Với hai càng nâng này, nó có thể mang
bất kỳ loại hàng nào: bằng cách đặt thân tấm bản đáy lên hai càng nâng hoặc chứa sắc
trong thùng chứa bằng gỗ hay thép, còn vật liệu rời thì dùng gầu xích treo trên bàn
nâng.
Đặc điểm cơ bản của máy là: Có tính cơ động cao, có nhiều chức năng:
+ Nâng hạ
+ Bốc xếp
+ Khả năng quay vận chuyển hàng
Tải trọng nâng lớn nhất mà xe nâng có thể từ 1 tấn lên đến hàng chục tấn, chiều
cao nâng có thể đạt 6m, tốc độ nâng hàng của càng đạt 0,27m/s, tốc độ di chuyển trên
nền đạt 20km/h.

Xe nâng hàng được sử dụng rất nhiều trong các bến cảng, kho bãi, ga đường sắt
hay trong các kho hàng; xe có thể làm việc trong môi trường từ 10 - 40
0
C.
Ngày nay người ta đã sử dụng một số xe nâng hàng chuyên dùng có tải trọng
nâng đến 25 tấn với kích thước bao của hàng rất lớn, như xe nâng chuyên xếp dỡ hàng
container
1.2.2. Phân loại
Xe nâng hạ được chia làm 3 loại chính dựa trên nguyên tắc từ đơn giản đến
phức tạp, từ nhẹ đến nặng, từ thấp đến cao. Ba loại chính bao gồm:
6
a. Xe nâng hạ bằng tay
Xe nâng hạ bằng tay là xe nâng dùng thủ công để di chuyển hàng hoá gồm các
loại xe nâng tay, xe đẩy tay hoặc có thể vừa di chuyển hàng hoá vừa nâng hàng hoá
lên cao bao gồm các loại xe nâng cao. Tại trọng nâng và chiều cao nâng cho loại xe
nâng bằng tay này đều rơi vào loại nhẹ và đơn giản từ 0,5 - 1 tấn cho loại vừa di
chuyển vừa nâng lên cao hoặc 2,5 tấn cho loại chỉ di chuyển chứ không nâng lên cao.

Hình 1.1:Xe nâng hàng bằng tay
b. Xe nâng hạ bằng điện
Xe nâng hạ bằng điện là loại xe dùng ắc quy hoặc cắm điện để thay cho sức
người để di chuyển hàng và nâng hàng. Nó sử dụng 2 mô tơ, một mô tơ di chuyển
dành cho việc di chuyển và một mô tơ nâng hạ dành cho việc nâng hạ. Nếu chỉ sử
dụng một mô tơ cho việc nâng hạ hoặc chỉ đạo việc di chuyển thì người ta gọi là xe
nâng bán tự động, vì chỉ có một nửa công nâng dùng ắc quy. Nếu dùng cả 2 mô tơ cho
cả việc di chuyển và việc nâng hạ, thì người ta gọi là xe nâng tự động hoặc xe nâng
điện.
7
Hình 1.2 : Xe nâng hạ hàng hóa bằng điện
Tại trọng nâng và chiều cao nâng cho loại xe nâng bằng điện cao hơn xe nâng

tay một chút, có thể nâng 2,5 tấn với chiều cao nâng 6m. Các loại xe này thường hay
sử dụng với hệ thống giá kệ.
Xe nâng hạ bằng điện ba bánh
+ Chiều cao nâng là: 3m
+ Công suất nâng là: 2 tấn
Thường được dùng tỏng các siêu thị để nâng hạ hàng hoá. Với kích thước nhỏ
gọn thích hợp cho việc di chuyển trong những nơi có hàng hoá nhiều mà đường đi lại
nhỏ hẹp. Với thiết kế 3 bánh xe có thể di chuyển với góc quay vòng nhỏ.
Xe nâng hạ bằng điện 4 bánh
+ Công suất nâng: 3 tấn
+ Chiều cao nâng: 6m
Xe được dùng trong các nhà xưởng có khối lượng nâng vừa phải, nhưng có thể
xếp hàng hoá cao.
c. Xe nâng hạ bằng động cơ
Xe nâng hạ bằng động cơ đốt trong là xe dùng động cơ đốt trong để thực hiện
việc di chuyển và nâng hạ. Thông thường khi sử dụng loại xe này, người ta phải sử
dụng nâng đỡ và di chuyển hàng hoá khối lượng lớn, tần suất cao mà các loại xe khác
không thể đáp ứng được.
8
Hình 1.3 :Xe nâng hạ hàng hóa dùng động cơ đốt trong
Cấu tạo của xe chủ yếu bao gồm có động cơ chạy bằng liệu xăng, dầu diesed,
gas. Khung gầm lốp xe cấu tạo như ô tô, ngoài ra còn có thêm hệ thống thuỷ lực để
nâng cấp hàng hoá.
Tải trọng của loại xe nâng bằng động cơ xuất phát có thể từ 1 tấn lền đến hàng
trục tấn. Thông thường các loại xe nâng từ 5 tấn trở xuống dùng đại trà trong các nhà
máy xí nghiệp, các loại xe có tải trọng từ 10 tấn trở lên dùng ở các cảng biển phục vụ
cho việc nâng hạ container có tải trọng lớn.
Hình 1.4 :Xe nâng hạ container
9
1.3. Phạm vi hoạt động

Cùng với nền kinh tế ngày càng phát triển thì xe nâng cũng phải có những cải
tiến sao cho phù hợp với tính chất công việc. Do vậy phạm vi hoạt động cũng ngày
càng mở rộng. Không chỉ sử dụng xe nâng trong các bến cảng, bãi bốc xếp, trong lĩnh
vực xây dựng, trong các công ty, nhà máy mà xe nâng còn phải đáp ứng yêu cầu về
nhanh gọn thích nghi với mọi điều kiện không gian, địa hình phức tạp. Bên cạnh đó
chủng loại, kích cỡ xe phải đa dạng. Cùng với chủ trương của nhà nước nhằm phát
triển vùng sâu, vùng xa, xây dựng các cơ sở hạ tầng thì xe nâng càng có phạm vi hoạt
động rộng tốc độ nâng hàng, địa hình làm việc tuỳ thuộc vào yêu cầu thực tế và mục
đích sử dụng.
1.4. Cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của xe nâng hàng
1.4.1. Cấu tạo chung
Cấu tạo chung của xe nâng hàng tự hành với bộ di chuyển bánh lốp, lắp hai
càng nâng, nguồn động lực lái động cơ đốt trong được thể hiện trên hình gồm các bộ
phận chính sau:
+ Bộ công tác.
+ Bộ di chuyển.
+ Hệ thống động lực.
+ Hệ thống điều khiển.
- Bộ phần công tác của xe nâng gồm có bàn nâng, trên có lắp càng nâng hoặc
kẹp hàng, rọ nâng.
- Bộ phận di chuyển của xe gồm cầu trước, cầu sau và các bánh lốp.
- Do đặc điểm cấu tạo và do tính chất công việc mà cầu trước của xe nâng
thường là cầu chủ động và bánh lốp di chuyển có đường kính lớn hơn để có thể đỡ
phần chủ yếu của trọng lượng hàng nâng, còn cầu sau dẫn hướng, trên nó có lắp các
bánh xe có đường kính nhỏ hơn.
- Hệ thống lái điều khiển quá trình làm việc của máy và điều khiển các bánh sau
để có thể chuyển hướng cả xe nâng trong quá trình di chuyển.
- Hệ thống truyền động lực gồm động cơ, ly hợp, hộp số, cầu trước, cầu sau và
cơ cấu lái.
10

12
13
26
3
2
1
4
5
30
6
8
7
11
10
9
29
28
27
19
20
21
23
14 15 17 18
16
25
24
22
Hình 1.5: Sơ đồ bố trí chung của xe nâng hàng
1. Khung nâng
2. Xy lanh nâng

3. Xylanh nghiêng
4. Càng nâng
5. Bánh xe trước
6. Phanh xe
7. Trục láp
8. Bộ truyền vi sai
9. Phanh tay
10. Trục các đăng
11. Van hãm
12. Hộp số
13. Bơm thủy lực
14. Bộ biến mô âm
15. Bình dầu làm mát
16. Két dầu làm mát phanh
17. Banh sau
18. Trục lái
19. Xy lanh trợ lực lái
20. Làm mát biến mô
21. Đối trọng
22. Két nước
23. Bộ tiêu âm
24. Động cơ
25. Lọc gió
26. Ac quy
27. Cần phanh tay
28. Bàn đạp ga
29. Van trợ lực lái
30. Van điều khiển
11
Hình1.6 :Chi tiết của một xe nâng hàng KOMASU tham khảo

1.4.2. Nguyên lý hoạt động
*Khi bốc dỡ hàng hóa:
Khi muốn dỡ(lấy) hàng, ta hạ càng nâng đến vị trí thấp nhất, điều khiển xylanh
làm nghiêng khung chính về phía trước 3 - 4 độ, điều chỉnh vị trí của xe và càng nâng
vừa chớm dưới đáy kiện hàng rồi cho máy tiến về phía trước, cho càng nâng ngập
hoàn toàn vào đáy kiện hàng, sau đó lại làm nghiêng khung về phía sau 12 – 15 độ.

*Khi di chuyển:
Để di chuyển hàng đến vị trí cần thiết, ta nâng càng nâng có hàng lên độ cao 0,5
– 1m (tuỳ thuộc chiều cao cần nâng và khả năng của chiều cao nâng của mỗi xe) sau
đó di chuyển.

*Khi xếp hàng hóa:
Đến vị trí xếp hàng ta tiếp tục nâng hàng đến chiều cao cần thiết, di chuyển xe
vào đúng vị trí xếp hàng và hạ hàng xuống, nghiêng khung chính về phía trước, lùi
máy và di chuyển máy trở lại vị trí ban đầu để tiếp tục chu kỳ làm việc. Khi muốn
nâng hàng cùng với càng nâng lên cao thì điều khiển xylanh nâng làm khung di động
di chuyển theo rãnh của khung cố định mà đi lên. Xylanh nâng tì lên dầm ngang của
khung chính ở phía dưới, còn cần xylanh nâng đẩy liên kết bản lề với dầm trên của
khung di động đồng thời bàn nâng được di chuyển theo rãnh dẫn hướng của khung nhờ
palăng xích. Palăng gồm 2 dải xích vòng qua 2 con lăn đặt tại đầu trên của xylanh
nâng. Một đầu của xích bắt với ống xylanh nâng còn đầu kia bắt với bàn nâng. Nhờ
vậy tốc độ và hành trình của bàn nâng lớn gấp 2 lần tốc độ và hành trình của xylanh
nâng.
1.4.3.Trình tự thao tác lấy và xếp hàng của xe nâng
Trình tự các thao tác vào lấy hàng và xếp hàng của xe nâng tự hành được trình
bày như sau:
a.Bốc dỡ hàng hóa
Hình 1.6. Trình tử thao tác lấy dỡ hàng của xe nâng
1. Cho xe tiến dần tới đống hàng từ từ và dừng xe trước đống hàng khoảng 20-

30cm, xe dừng vuông góc,cân đối với đống hàng.
2. Nâng càng lên chiều cao cần thiết.
3. Xoay càng thăng bằng với chiều cao cần thiết để đỡ hàng.
4. Từ từ cho xe tiến tới sao cho càng nâng chui nhẹ nhàng vào đế của mâm để
hàng.
5. Nâng càng và hàng lên khoảng 10-15cm so với vị trí cũ đồng thời không
được để các cần điều khiển trở về vị trí trung gian.
6. Nghiêng khung chính về hết phía sau.
7. Cho xe đi lùi sao cho hàng hóa hoặc lưỡi càng nâng cách đống hàng một
khoảng tối thiểu 30-40cm.
8. Hạ lưỡi nâng xuống và cách sàn (mặt đường di chuyển của xe) một khoảng
15-20cm và di chuyển xe theo hướng đã định.
*Chú ý:
- Khi phải nâng những kiện hàng có chiều cao lớn hơn tấm dựa của mặt nạ thì
phải buộc kiện hàng thật chắc chắn,tránh bị đổ.
- Khi bốc hàng phải đảm bảo trọng tâm của kiện hàng ở giữa vị trí của hai
càng.
- Không cho xe tiến tới đống hàng với vận tốc cao.
- Giữ hàng ổn định ở quá trình 7 và 8 bằng cách không di chuyển xe khi đang
hạ càng nâng.
b.Vận chuyển hàng hóa
- Khi dã chắc chắn trọng tâm kiện hàng nằm giữa khoảng cách hai càng,sau đó
cho càng nghiêng về sau đến hết.
- Quan sát phía sau và cho xe lùi ra khỏi đống hàng đến khi kiện hàng ra khỏi
đống hàng và cho xe dừng lại.
- Hạ càng xuống vị trí cách mặt đất khoảng 20-30cm để vận chuyển hàng.
- Quan sát xung quanh và cẩn then lái xe đến vị trí cần xếp hàng.


Chú ý:Cho xe đi lùi nếu kiện hàng che khuất phía trước hoặc khi xe xuống

dốc và luôn quan sát hướng đi.
c.Xếp dỡ hàng hóa
Hình 1.7: Trình tự thao tác xếp hàng của xe nâng
1. Cho xe dừng tại vị trí cân đối, ngay ngắn, vuông góc với mặt cần xếp, cách
khoảng 20-30cm.
2. Nâng hàng lên cao hơn mặt phẳng cần xếp khoảng 10-15cm.
3. Từ từ cho xe tiến về phía trước đến khi kiện hàng nằm hoàn toàn ngay ngắn
với mặt phảng cần xếp.
4. Cho càng trở về với vị trí thăng bằng với mặt phẳng cần xếp.
5. Thận trọng hạ hàng từ từ để đặt kiện hàng lên mặt phẳng cần xếp, hạ càng
thêm một ít để giải phóng càng khỏi kiện hàng.
6. Quan sát phía sau và cho xe lùi khỏi đống hàng.
7. Khi mũi xe đã ra khỏi đống hàng ta cho xe dừng lại,hạ càng xuống cách mặt
đất khoảng 15-20cm.
8. Cho càng nâng về phía sau 6 và cho xe đi tới chỗ cần thiết.
Nhận xét:Người điều khiển xe nâng cần tuân thủ trình tự như trên nhằm đảm
bảo quá trình bốc xếp hàng hóa an toàn và đạt hiệu quả kinh tế.
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
Trong thực tế xe nâng đã được sử dụng vào nhiều lĩnh vực và trong nhiều
ngành khác nhau. Tuỳ thuộc vào tính chất công việc, địa hình hoạt động mà trước khi
đi vào thiết kế một xe nâng ta cần phân tích các phương án về ưu và nhược điểm để
sau đó chọn ra phương án tối ưu nhất sao cho phù hợp với mục đích sử dụng.
2.1. Các phương án lựa chọn hệ thống truyền lực
* Hệ thống truyền lực bằng điện
1
2 3
4
Hình 2.1. Sơ đồ hệ thống truyền lực bằng điện
1. Ắc qui 2. Hộp điều khiển 3. Mô tơ điện
4. Cầu chủ động

Hoạt động:
Mở khoá điện dòng điện từ ắc qui đến biến trở và đến mô tơ điện ra cầu chủ
động. Xe chạy nhanh chậm tuỳ thuộc vào vị trí của biến trở.
Ưu điểm:
Kích thước nhỏ gọn truyền động êm dịu.
Nhược điểm:
Độ bền của hệ thống ắc qui không cao, trong quá trình làm việc phải nạp.
Thời gian sử dụng thấp.
• Hệ thống truyền động bằng cơ khí :
2
1
3
4
5
Hình 2.2. Sơ đồ hệ thống truyền lực cơ khí
1. Động cơ 2. Li hợp 3. Hộp số
4. Các đăng 5. Cầu chủ động 6.Các bánh xe chủ động
Hoạt động:
Dùng động cơ nhiệt dẫn động các hệ thống truyền lực. Nguồn năng lượng từ
động cơ đốt trong truyền qua li hợp đến hộp số, đến các đăng và ra cầu chủ động.
Ưu điểm:
Hiệu suất của hệ thống truyền lực và của các chi tiết cao.
Độ tin cậy của hệ thống cao, dễ vận hành và sửa chữa.
Nhược điểm:
Gây ra ồn lớn, truyền động không êm dịu.
Kết cấu các chi tiết cồng kềnh.
• Hệ thống truyền động thuỷ động
2
1
3

4
5
Hình 2.3. Sơ đồ hệ thống truyền lực thuỷ động
1. Động cơ 4. Các đăng
2. Li hợp thuỷ lực hoặc biến mô thuỷ lực 5. Cầu chủ động
3. Hộp số cơ khí
Hoạt động:
Công suất được truyền trực tiếp từ động cơ đến biến mô thuỷ lực (hoặc li hợp
thuỷ lực, và qua hộp số cơ khí dẫn tới cầu chủ động).
Ưu điểm:
Truyền động êm dịu hơn truyền lực cơ khí.
Điều khiển nhẹ nhàng.
Nhược điểm:
Kết cấu phức tạp giá thành cao, yêu cầu độ chính xác cao.
• Truyền lực thể tích
1
2
4
3
5
Hình 2.4. Sơ đồ hệ thống truyền động thể tích
1. Động cơ 2. Bơm thuỷ lực
3. Động cơ thủy lực 4. Hộp số cơ khí
5. Cầu chủ động 6: Bánh xe chủ động
Hoạt động:
Động cơ nổ kéo bơm số 2 quay, khi xe đứng yên dầu qua cơ cấu điều khiển về
thùng, khi xe chạy tiến hay lùi thì phụ thuộc vào việc mở van 3, động cơ thuỷ lực quay
kéo theo cầu chủ động quay theo.
Ưu điểm:
Truyền động nhẹ nhàng và êm dịu, giảm sức lao động cho người lái.

Nhược điểm:
Giá thành cho sản phẩm là cao, chi phí cho sửa chữa và bảo dưỡng cao, bố trí
trên xe khá cồng kềnh phức tạp.
Kết luận:
Qua phân tích các phương án truyền lực như trên, để đảm bảo xe thiết kế giá
thành thấp làm việc ổn định, chi phí cho vận hành sửa chữa và bảo dưỡng là thấp nhất;
phụ tùng thay thế sẵn có và dễ kiếm rẻ. Ta lựa chọn phương án truyền lực thủy động là
phương án số 3.
Sau khi đã lựa chọn phương án truyền lực cho xe nâng ta lấy luôn động cơ nhiệt
dẫn động bơm thuỷ lực cung cấp cho hệ thống thuỷ lực của cơ cấu nâng.
2.2. Các phương án bố trí hệ thống nâng của xe nâng hàng
2.2.1. Phương án 1
Sơ đồ bố trí như hình vẽ
Hình 2.5. Xy lanh nghiêng khung nâng đặt trên nóc xe
Trên xe bố trí một xy lanh nâng và một xi lanh nghiêng đổ. Xy lanh nghiêng đổ
được đặt trên cao của nóc xe,
Ưu điểm:
Do chỉ bố trí xy lanh đổ có ít đường ống hơn và van phân phối đơn giản hơn so
với loại có lắp 2 xy lanh nghiêng.
Do xy lanh đổ đặt trên cao nên cánh tay đòn với tâm quay của cơ cấu nâng là
lớn nên đường kính xi lanh có thể làm nhỏ hơn so với loại đặt ở phía dưới.
Nhược điểm:
Bố trí xi lanh trên cao nên cồng kềnh và không gọn, lắp đặt, tháo dỡ gặp nhiều
khó khăn.
2.2.2. Phương án 2
Bố trí hai xi lanh nghiêng đổ hai bên và một xi lanh chính ở giữa. Như sơ đồ
sau:
Hình 2.6. Xy lanh nghiêng khung nâng đặt hai bên khung nâng
Ưu điểm: Do bố trí hai xi lanh nghiêng ở hai bên nên chiều ao của xe thấp, kích thước
xe nhỏ gọn. Đường kính xi lanh nghiêng nhỏ.

Nhược điểm: Các van phân phối sẽ phức tạp, việc chế tạo các xi lanh hai chiều và làm
kín khó khăn hơn.
2.2.3. Phương án 3
Bố trí cơ cấu nâng ở bên cạnh xe: Sơ đồ như hình
Hình 2.3. Cơ cấu nâng hàng đặt ở thân xe
Ưu điểm: Vận chuyển được các hàng hoá có kích thước dài như các thanh thép cây gỗ
mà đi vào các đường hẹp.
Nhược điểm: Do phải bố trí phân tải trọng theo mặt phẳng dọc xe nên việc bố trí các
cơ cấu, hệ thống trên xe phức tạp và khó khăn. Khi xe chuyển động không tải trên
đường lực bám các bánh xe trên cùng một cầu là khác nhau, dẫn đến tính ổn định
không cao.
Kết luận: Qua phân tích ba phương án trên thường gặp trong thực tế. Do yêu cầu thiết
kế xe nâng hàng ở các bến bãi với hàng hoá gọn nên ta lựa chọn phương án 2.
Với định hướng nghiên cứu thiết kế tính toán theo xe nâng tham khảo
KOMASU FD 100-8, trong đó tập chung tính toán thiết kế các phần tử cơ khí chung,
các phần tử thủy lực của cơ cấu nâng và tính ổn định của xe nâng.
Do vậy đề tài tìm hiểu thông số kĩ thuật của xe nâng KOMASU FD100-8 và
tính toán thiết kế các cụm chi tiết chính.
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CÁC PHẦN TỬ
CƠ KHÍ CỦA CƠ CẤU NÂNG.
Đối với xe nâng hàng, do điều kiện thời gian không cho phép nên trong quá
trình làm đồ án này em chỉ đi sâu vào tính toán và thiết kế cơ cấu nâng cho xe nâng
hàng. Ngoài ra các phần tử khác như động cơ nhiệt, hệ thống truyền động cơ khí coi
như đã được chọn dựa vào mẫu xe tham khảo.
Chính vì vậy trong quá trình tính toán em đã bỏ qua phần tính toán và lựa chọn
động cơ nhiệt mà lấy luôn động cơ tham khảo.Động cơ tham khảo như sau:
ST
T
Tên danh nghĩa Kí hiệu Giá trị Đơn vị
1 Tải trọng nâng Q 10000 KG

2 Trọng tâm xe c 600 mm
3 Cự li truyền tải x 695 mm
4 Chiều dài cơ sở y 2800 mm
5 Trọng lượng xe 12890 KG
6 Tải trọng trục
Có tải Phía trước 20860 KG
Phía sau 2120 KG
Không
tải
Phía trước 6230 KG
Phía sau 6570 KG
7 Cỡ lốp d-B 9.00-20
8 Truyền động Trước/Sau 4x2
9 Khoảng cách lốp Trước b10 1700 mm
Sau b11 1900 mm
10 Góc nghiêng khung
nâng
α/β 6/12 độ
11 Chiều cao khung nâng h1 2890 mm
12 Chiều cao có thể nâng h3 3000 mm
13 Chiều cao khung nâng
tối đa
h4 4400 mm
14 Chiểu cao mui xe h6 2780 mm
15 Chiều dài xe với càng
nâng
L1 5465 mm
16 Chiều dài xe tới bề mặt
càng nâng
L2 4245 mm

17 Chiều rộng xe b1 2280 mm
18 Càng nâng s/e/l 75x170x1
220
mm
19 Bán kính quay vòng
của xe
Wa 4000 mm
20 Vận tốc nâng càng Có tải/Không tải 470/500 mm
21 Vận tốc hạ càng Có tải/Không tai 400/500 mm
22 Động cơ KOMASU
SAA6D107E-1
23 Công suât động cơ 122 kW
24 Số vòng quay động cơ 2200 vòng/phút
25 Mô men 575/1600 Nm/phút
Bảng thông số tham khảo
3.1. Sơ đồ cơ cấu nâng hàng và các bộ phận
8
9
7
6
5
4
3
2
1
10
11
Hình 3.1. Sơ đồ cơ cấu nâng hàng và các bộ phận
1. Khung cố định 6. Càng nâng
2. Xi lanh nâng 7. Hộp nâng

3. Con lăn của khung cố định 8. Puli xích
4. Khung di động 9. Con lăn của hộp nâng
5. Con lăn của khung di động 10. Xích tải
11. Xi lanh nghiêng
* Các bộ phận của cơ cấu nâng
a. Giá nâng hàng (hay còn gọi là khung di động)
Được cấu tạo bởi hai thanh thép đặc hình chữ I. Giá nâng hàng được di chuyển
lên xuống trên hai rãnh của khung ngoài nhờ các con lăn chính và các con lăn bên.
b. Thanh đỡ giá nâng hàng (khung cố định)
Khung cố định có kết cấu là thép hình chữ U. Trên thanh đỡ giá nâng hàng có
các bộ phận để cố định xi lanh lực và xi lanh điều khiển độ nghiêng của khung cố
định.
c. Xích tải
Có tác dụng treo giá nâng hàng, một đầu được cố định vào thân xi lanh lực nâng
đầu còn lại cố định vào hộp nâng có chứa càng nâng. Kích thước xích tải tuỳ thuộc vào
tải trọng nâng.
d. Xi lanh lực nâng hàng
Được thiết kế xi lanh một chiều, khi nâng hàng bằng cách bơm dầu và khi hạ thì
dùng cách xả dầu về thùng chứa qua các van tiết lưu.
e. Xi lanh điều khiển độ nghiêng của cơ cấu nâng
Để vận chuyển bốc xếp hàng hoá được thuận lợi người ta có bố trí hai xi lanh
lực hai bên, một đầu gắn vào thanh cố định một đầu gắn vào khung xe. Hai xi lanh
điều khiển độ nghiêng của giá nâng hàng phải là xi lanh hai chiều.
Khi đi tính toán và thiết kế hệ thống thuỷ lực của cơ cấu nâng cho xe nâng hàng
ta dựa vào các thông số tham khảo của xe Komatsu FD 100-8.
Xe nâng mà ta thiết kế có chức năng chủ yếu là nâng hạ hàng, di chuyển có
hàng và không hàng trong phạm vi không gian nhỏ hẹp, địa hình không cho phép
những phương tiện khác hoạt động như ở nhà máy, xí nghiệp, phân xưởng, kho hàng,
bến bãi để hàng.
3.2 Tính toán và thiết kế xích tải

Xích tải là một chi tiết quan trọng trong hệ thống nâng, thông qua xích tải để
kéo hộp nâng hàng đi lên trong rãnh của khung di động bằng các con lăn.
Trong quá trình hoạt động các dạng hỏng thường gặp của xích tải như sau :
3.2.1. Các dạng hư hỏng của xích tải
Mòn bản lề xích: Do khi làm việc các bản lề chịu áp suất lớn. Bản lề bị mòn
khiến bước xích tăng. Vì vậy trong quá trình sử dụng cần phải bôi trơn xích và hạn
chế sự tăng áp suất trong bản lề bằng cách không nâng hàng quá tải trọng cho phép.
Các phần tử xích bị hỏng do mỏi, dẫn đến xích bị đứt. Xích bị hỏng mỏi do tác
dụng của ứng suất thay đổi gây nên bởi tải trọng làm việc, thường thì tải trọng làm
việc lớn. Khi phần tử xích bị đứt thì rất nguy hiểm cho hàng hoá và người điều khiển
phương tiện, vì thế cần thường xuyên kiểm tra xem xét các phần tử này để có biện
pháp khắc phục.
Qua các dạng hỏng hay gặp trên ta đi tính toán và kiểm bền cho dạng hỏng hay
gặp nhất là đứt xích và mòn bản lề dẫn đến đứt xích.
* Dựa vào tải trọng nâng định mức ta chọn xích theo tiêu chuẩn xích : 305-71-
10320.
3.2.2.Kiểm tra áp suất trong bản lề xích
Áp suất trong bản lề xích là một trong các nhân tố chủ yếu quyết định đến tuổi
thọ của xích. Xích có thể làm việc tốt nếu áp suất sinh ra trong bản lề p<[p].
Áp suất sinh ra trong bản lề là p=
x
kA
sk
*
*
.
Trong đó:
+ k
x
: Hệ số xét đến số dãy k

x
= 3.
+ k: Hệ số điều kiện sử dụng xích k= 1,5.
+ A: Diện tích tính toán của bản lề xích.
A=0,28*t
2

Với t: bước xích
Theo bảng thông số : 17t = 660 (mm)


t = 38,82 (mm).
Vậy A=0,28* =421,96 ( ) 0,00042( )
+S: Lực căng nhánh xích tải