Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở satxi ôtô tải HINO 500FC9JJSW

Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4
1.1.Mục đích ý nghĩa của đề tài 4
1.1.1. Mục đích đề tài 5
1.1.2. Ý nghĩa đề tài 5
1.2. Tính năng kỹ thuật của ôtô trước cải tạo 6
1.2.1. Thông số kỹ thuật của ô tô trước cải tạo 6
1.2.2. Giới thiệu các hệ thống cấu thành xe tải HINO 500FC9JJSW 8
1.3. Tính năng kỹ thuật của cẩu tự nâng hàng được sử dụng 11
CHƯƠNG 2: BỐ TRÍ CHUNG CỦA XE TẢI HINO 500FC9JJSW SAU KHI
CẢI TẠO ĐỂ LẮP ĐẶT CẨU 13
2.1. Phân tích phương án cải tạo xe tải HINO 500FC9JJSW để lắp đặt cẩu 13
2.1.1. Phương án thiết kế xe tải HINO 500FC9JJSW để lắp đặt cẩu 13
2.1.2. Tiến hành cải tạo 14
2.2. Thiết kế thùng hàng 15
2.2.1. Phân tích các yêu cầu đặt ra đối với thùng hàng xe tải cẩu 15
2.2.2. Tính toán trọng lượng thùng hàng 19
2.3. Xác định các thông số của xe cải tạo 21
2.3.1. Kich thước bao của ô tô 21
2.3.2. Trọng lượng và phân bố trọng lượng 21
2.4. Các bước tiến hành lắp đặt cẩu URV340 lên xe 22
Chương 3. TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TÍNH ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC
CỦA XE TẢI CẨU HINO 500FC9JJSW 23
3.1. Xác định tọa độ trọng tâm và bán kính quay vòng của xe tải cẩu 23
3.1.1. Xác định tọa độ trọng tâm 23
3.1.2. Tính toán động học quay vòng 25
3.2. Kiểm tra ổn định của xe 27
3.2.1. Tính ổn định của ô tô khi không thao tác cẩu 27
3.2.2. Tính ổn định của ô tô khi thao tác cẩu 29

3.3. Tính toán động lực học của ô tô tải cẩu 36
3.3.1. Các thống số tính toán 36
3.3.2. Xây dựng các đồ thị đặc tính của ôtô đóng mới 36
3.4. Dẫn động cẩu 49
3.4.1. Tính toán và chọn các chi tiết trên hệ thống thuỷ lực dẫn động cẩu 49
Chương4. TÍNH TOÁN KIỂM TRA BỀN CÁC CHI TIẾT VÀ TỔNG THÀNH
CỦA XE TẢI CẨU HINO 500FC9JJSW 54
4.1. Hệ trục cac đăng 54
4.2. Tính bền thùng xe 55
4.2.1. Bố trí liên kết 55
4.2.2. Tính toán bu lông để chống thùng trượt dọc 56
4.2.3. Tính toán bu lông quang treo để thùng chống trượt ngang 57
4.3. Tính bền liên kết bệ cẩu với khung xe 60
4.3.1. Bô trí liên kết 60
4.3.2. Tính toán liên kết 60
4.4. Tính bền khung xe 63
Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW
4.5. Thống kê các tổng thành, cụm chi tiết 69
4.6. Kết luận 72
Chương 5: HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO 75
Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW
LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự đi lên của nền kinh tế thế giới thì nền kinh tế Việt Nam ngày nay
cũng đang có những 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 nhửng 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.
Em được giao đề tài “ Thiết kế lắp đặt cẩu Unic trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO

500FC9JJSW ”. 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 HINO 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 sat-xi xe
tải HINO 500FC9JJSW 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.
Được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo Th.S Nguyễn Văn Đông, cùng với
sự cố gắng của bản thân bằng cách vận dụng những kiến thức đã học và tìm hiểu
thêm ngoài thực tế em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Tuy nhiên do kiến
thức còn hạn chế, điều kiện tiếp xúc với thực tế còn ít nên khi làm đồ án này chắc
chắn sẽ không tránh khỏi sai sót. Em xin các thầy cô và các bạn tận tình chỉ bảo
thêm.
Trong quá trình làm đồ án em nhận được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy
hướng dẫn ThS Nguyễn Văn Đông, em xin thành thật cảm ơn thầy. Em cũng xin
cảm ơn các thầy cô đã trang bị kiến thức cho em để em có thể hoàn thành đồ án này.
Đà nẵng, ngày … tháng … năm 2015
Sinh viên thực hiện
Trần Văn Tân
3
Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Mục đích ý nghĩa của đề tài
Cùng với sự phát triển của nền kinh tế thế giới thì 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 vạy 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…
Hình 1-1 Ảnh xe tải cẩu
4
Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW
1.1.1. Mục đích đề tài
Thiết kế lắp đặt một bộ cần cẩu có sẵn trên cơ cở sat-xi ôtô tải HINO
500FC9JJSW
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 sự 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. Ý nghĩa đề tài
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 hiện 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
5
Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW
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, mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn. Bên cạnh đó, nếu chúng ta đi nhập khẩu
một chiếc xe tải cẩu từ nước ngoài về thí 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.
Vì thế cần phải thiết kế xe tải cẩu mang thương hiệu của Việt Nam. Với đề tài
“Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW”, là một đề
tài hết sức thực tế và áp dụng rộng rãi trong xã hội hiện nay.
Từ đề tài này không những nó làm cho chiếc xe tải HINO 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 tiến hành cải tạo lắp đặt cần
trục lên xe tải khác sau này. Việc lắp đặt cần cẩu lên xe tải HINO 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 sẵn có, đáp ứng được nhu cầu xã hội, giảm tối đa mọi chi phí,
nâng cao hiệu quả kinh tế.
1.2. Tính năng kỹ thuật của ôtô trước cải tạo
1.2.1. Thông số kỹ thuật của ô tô trước cải tạo
Xe ô tô tải HINO 500FC9JJSW là một loại phương tiện vận tải do Nhật Bản
sản xuất. Nó ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu vận chuyển hàng hóa và nó có nhửng ưu
điểm nổi trội so với các loại ô tô tải khác. Dòng xe HINO 500FC9JJSW với mức độ
tin cậy cao để giành được tình cảm của khách hàng.Cùng với sử dụng nhiên liệu
hiệu quả và khí thải thấp, dòng xe 500FC9JJSW được thiết kế cho tính năng vận
hành mạnh mẽ, bền bỉ, tiện nghi kinh tế cũng như chất lượng vận tải cao và khả
năng chuyên chở linh hoạt.
6
Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW


Hình 1-2 Ảnh sat-xi xe tải HINO 500FC9JJSW
Các thông số kỹ thuật của sat-xi xe tải HINO 500FC9JJSW trước khi cải
tạo được thể hiện như bảng 1-1 dưới đây:
Bảng 1-1 Các thông số kỹ thuật của sat-xi xe tải HINO 500FC9JJSW
TT Thông số kỹ thuật Kí hiệu Giá trị Đơn vị
1 Chiều dài bao L 7490 mm
2 Chiều rộng bao B 2275 mm
3 Chiều cao bao H 2470 mm
4 Chiều dài cơ sở L
0
4350 mm
5 Chiều rộng cơ sở B
0
1775 mm
6 Trọng lượng bản thân G

0
2980 KG
7
Trọng lượng toàn bộ:
+ Phân bố cầu trước:
+ Phân bố cầu sau:
G
G
1
G
2
10400
3400
7000
KG
KG
KG
8
Động cơ:
+ Công suất cực đại
+ Số vòng quay cực đại
+ Dung tích xi lanh
J05E TE/ EURO 2
N
emax
n
max
V
121
2500

5123
kw
vòng/phút
cm
3
9
Chiều dài từ sau cabin đến
cuối sát-xi
5635 mm
7
Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW
10
Công thức bánh xe
Số lốp
Cỡ lốp xe
4x2
6
8.25-16
chiếc
inch
11
Bán kính quay vòng nhỏ
nhất
R
min
≤7,5 M
1.2.2. Giới thiệu các hệ thống cấu thành xe tải HINO 500FC9JJSW
1.2.2.1. Động cơ
Xe tải HINO 500FC9JJSW được lắp động cơ mang ký hiệu J05E TE/ EURO 2
và được đặt ở phía trước xe để truyền động cho cầu sau.

- Kí hiệu động cơ: J05E TE/ EURO 2.
- Loại nhiên liệu: Diesel.
- Số xy lanh: 4 xy lanh.
- Tỉ số nén động cơ: 18:1
- Đường kính xi lanh: 112 mm
- Hành trình piston: 130 mm
- Công suất cực đại: 121 KW
- Số vòng quay cực đại: 2500 vòng/phút
- Dung tích xy lanh: 5123 cm
3
Hình 1-3 Ảnh động cơ sở xe tải HINO 500FC9JJSW
1.2.2.2. Hệ thống truyền lực
Hệ thống truyền lực kiểu cơ khí truyền động cho cầu sau.
8
Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW
Hình 1-4. Sơ đồ hệ thống truyền lực xe cơ sở HINO
1 – Động cơ; 2 – Ly hợp; 3 – Hộp số; 4 – Các đăng; 5 – Truyền lực chính;
6 –Vi sai; 7 – Bán trục.
- 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 băng cơ khí, có 6 số tiến và một số lùi.
- Truyền lực chính hai cấp: 2 trục các đăng, 4 khớp các đăng không đồng trục.
1.2.2.3. Hệ thống phanh
Hình 1-5 Hệ thông phanh thủy lực trợ lực khí nén
1 – Bàn đạp; 2 – Đòn bẩy; 3 – Cụm van khí nén; 4 - Bình chứa khí nén;
5 – Xi-lanh lực; 6 – Xi-lanh chính; 7,9 – Đường ống dẫn dầu đến các xi-lanh bánh
xe; 8,10 – Xi-lanh bánh xe.
- Phanh chính: Cả bánh trước và bánh sau đều sử dụng loại tang trống.
- Dẫn động phanh: Bằng thủy lực dẫn động khí nén mạch kép,trợ lực chân
không.

- Phanh tay: Kiểu trống trên bánh sau, dẫn động bằng khí nén.
9
Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW
1.2.2.4. Hệ thống lái
Hệ thống lái trục vít ecu , trợ lực thủy lực.
Hình 1-6 Hệ thống lái với hệ thống treo phụ thuộc
1 - Vô lăng; 2 – Trục lái; 3 – Cơ cấu lái; 4 – Trục ra của cơ cấu lái; 5 – Đòn
quay đứng; 6 – Thanh kéo dọc; 7 – Đòn kéo ngang; 8 – Cam quay; 9 – Cạnh
bên hình thang lái; 10 – Thanh kéo ngang; 11 – Bánh xe; 12 – Bộ phận phân
phối; 13 – Xi-lanh trợ lực.
Hệ thống lái của các loại ôtô ngày nay hết sức đa dạng và phong phú về
nguyên lý cũng như về kết cấu, tuy 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 ôtô 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 ôtô.
+ Có kết cấu đơn giản, tuổi thọ cao và giá thành thấp, dễ dàng tháo lắp và điều
chỉnh.
+ Hiệu suất truyền động thuận và nghịch sai lệch không lớn.
+ Độ rơ của cơ cấu lái phải nhỏ.
1.2.2.5. Hệ thống treo
Hệ thống treo trước: phụ thuộc, nhíp lá, giảm chấn thủy lực.
Hệ thống treo sau: phụ thuộc, nhíp chính và nhíp phụ gồm các lá nhíp dạng bán
e-lip.
10
Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW
Hình 1-7 Hệ thống treo phụ thuộc
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 ôtô 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).
1.2.2.6. Hệ thống chuyển động
- Có 6 bánh, công thức bánh xe 4x2.
- Kiểu lốp hơi thay đổi áp suất.
1.2.2.7. 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
1.2.2.8. Hệ thống điện
- Máy phát điện xoay chiều: 12V/50A
- Máy khởi động: Công suất 2,9Kw ở 2,4V
- Ắc quy: có 2 ắc quy 12V,75A.h.
1.3. Tính năng kỹ thuật của cẩu tự nâng hàng được sử dụng
Hiện nay trên thị trường có các loại cẩu như: UNIC, TADANO,MAEDA Ta
chọn loại cẩu UNIC để lắp đặt trên sat-xi xe tải HINO 500FC9JJSW.
11
Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW
Cẩu UNIC có nhiều loại khác nhau như URV230, URV260, UR290, URV300,
URV340, URV370, URV500…Mỗi loại phù hợp với các loại xe khác nhau. Với
các thông số của xe tải HINO 500FC9JJSW, ta thấy đây là loại xe tải cở trung bình
nên ta chọn loại cẩu sử dụng cho loại xe này là cẩu URV340.
Cẩu URV340 do hảng UNIC của Nhật Bản sản xuất nhằm đáp ứng nhu cầu
nâng cẩu hàng hóa đặc biệt là nhửng loại hàng hóa có khối lượng lớn đòi hỏi cần có
sức lao động lớn. Cẩu URV340 được dẫn động bởi hệ thống thủy lực và điều khiển
bằng các tay cần điều khiển đặt trên cẩu.

Theo tài liệu [3] ta có các thông số kỹ thuật của cẩu như bảng 1-2 sau:
Bảng 1-2 Các thông số kỹ thuật của cẩu UNIC 340
TT Thông số kỹ thuật Kí hiệu Giá trị Đơn vị
1 Chiều dài bao L
cc
3494 Mm
2 Chiều rộng bao B
cc
2150 Mm
3 Chiều cao bao H
cc
2592 Mm
5 Chiều rộng khi thu chân chống A*c 2000 Mm
6
Chiều cao, tính từ mặt tựa bệ
chân
H
tc
2092 Mm
7
Khoảng cách tâm chân chống:
+ Khi thu hẹp
+ Khi duổi tối đa
Ac(min)
Ac(max
)
2000
3500
mm
mm

8
Chiều cao chân khi thu, tính từ
mặt bệ chân
H
bc
497,5 Mm
9 Chiều dài tựa của bệ chân L
bc
700 Mm
10 Trọng lượng G
c
1045 KG
11 Khả năng xoay cần 360 độ
12 Góc nâng cần cực đại 78 độ
13
Tốc độ xoay cần quanh trục
đứng
2,5 v/ph
14
Tốc độ chuyển động móc kéo
(cuốn cáp)
19 m/ph
15
Yêu cầu nguồn động lực:
- Giá trị áp suất dầu
- Lưu lượng dầu cung cấp
P
y
Q
y

Trích lực, trích công
suất
120
42
KG/cm
2
Lít/ph
Tải trọng mà cẩu UNIC 340 có thể kéo được phụ thuộc vào khẩu độ ( bán kính)
quay củng như là số tầng hoạt động của cẩu. Điều này được biểu diển như bảng 1-3
và bảng 1-4 dưới đây:
Bảng 1-3 Thông số vận hành của cẩu URV340 khi hoạt động ở tầng 1 và 1+2
12
Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW
Khẩu độ [m]
(Bán kính)
2,0 2,5 2,7 3,0 3,12 3,2 3,5 4,0 4,5 5,0 5,36
Tải trọng[T] 3,03 3,03 3,03 2,48 2,33 2,28 2,03 1,73 1,53 1,33 1,28
Bảng 1-4 Thông số vận hành của cẩu URV340 khi hoạt động ở tầng 1+2+3
Khẩu độ [m]
(Bán kính)
2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,51
Tải trọng [T] 2,33 2,13 1,78 1,48 1,28 1,13 1,03 0,93 0,83 0,73 0,68
2
Chiãöu cao laìm viãûc (m)
Baïn kênh laìm viãûc (m)
9,2
2
3
4
5

0
1
8
7
6
54
3
1
o
10
o
o
0,65
7,51
6
7
8
9
10
11
20
o
30
o
40
o
50
o
60
o

70
o
78
Hình 1-8 Biểu đồ tải trọng và khẩu đồ cẩu UNIC 340
CHƯƠNG 2: BỐ TRÍ CHUNG CỦA XE TẢI HINO 500FC9JJSW SAU KHI
CẢI TẠO ĐỂ LẮP ĐẶT CẨU
2.1. Phân tích phương án cải tạo xe tải HINO 500FC9JJSW để lắp đặt
cẩu
2.1.1. Phương án thiết kế xe tải HINO 500FC9JJSW để lắp đặt cẩu
13
Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW
Hình 2-1 Sơ đồ chung của xe tải sau cải tạo
Với các thống số kĩ thuật của sat-xi xe tải HINO 500FC9JJSW và cẩu
URV340 như đã nêu ở trên ta thấy chiều dài của sat- xi xe so với cẩu là tương đối
ngắn. Do vậy ta cần tăng chiều dài của khung để phù hợp với chiều dài của cẩu.
Muốn vậy, ta cần cải tạo tăng chiều dài khung xe. Điều này dẫn đến cần tăng chiều
dài cơ sở, thêm một trục cac đăng trung gian sao cho phù hợp với chiều dài cơ sơ
thiết kế. Đồng thời phải thiết kế thùng xe để phù hợp với chiều rộng và chiều dài
của xe sau khi tăng chiều dài khung xe.
2.1.2. Tiến hành cải tạo
Thiết kế khung xe có chiều dài: L
NK
= 6200 [mm]. Cụm trục sau được dịch
về phía sau để có chiều dài cơ sở mới L
*
sao cho phù hợp với sự phân bố trọng
lượng của ô tô khi đầy tải vẩn không đổi. Tức là ta cần thiết kế thùng hàng có kích
thước L
t
x B

t
= 6200 x 2270 x 500. Lắp đặt lên xe tải cẩu. Sau đó tính khối lượng
mà xe có thể vận chuyển rồi dịch chuyển cầu sau một khoảng ∆L nào đó để thỏa
mản điều kiện: Z
1
= 3400 [KG]
Z
2
= 7000 [KG]
14
Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW
2.2. Thiết kế thùng hàng
2.2.1. Phân tích các yêu cầu đặt ra đối với thùng hàng xe tải cẩu
- Thùng xe thiết kế dành cho tất cả các 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, khối lượng lớn nên để đảm bảo yêu cầu an toàn không xảy ra trường
hợp hàng hóa bị rơi ra khỏi thùng xe khi xe chuyển động thì yêu cầu về dộ 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 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 dùng”. 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]
•Với các kích thước đã nêu ở trên ta dự kiến thùng hàng gồm có các chi tiết sau
đây: Theo tài liệu [7]
- Dầm dọc: Thép định hình : 2 thanh [120
15
Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW
Hình 2-2 Mặt cắt ngang thép dầm dọc
- Dầm ngang: Thép định hình : 13 thanh [120
Hình 2-3 Mặt cắt ngang thép dầm ngang
- Be sàn bên: Thép định hình : 2 thanh [100
Hình 2-4 Mặt cắt ngang be sàn bên
- Sàn thùng: Thép tấm dày 2 [mm]
- Thành bên và thành hậu: Khung viền ngoài thép hộp 60x40x1,5
16
Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW
Hình 2-5 Mặt cắt ngang thép thành bên và thành hậu
- Thành trong thép hộp 20x40x1,5 ; phủ tôn dày 1,2 mm.
Hình 2-6 Mặt cắt ngang thành trong
- Thành bên và thành hậu liên kết với thùng bằng bản lề.
Hình 2-7 Thành hậu
17
Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW
Hình 2-8 Liên kết thành hậu và cột đỡ bằng khóa

- Thành trước: Khung viền ngoài thép hộp60x40x1,5
- Thành trong thép hộp 20x40x1,5; phủ tôn dày 1,2 mm.Thành trước cố định
với sàn thùng.
- Cột đở thùng: thép hộp 80x40x2
Hình 2-9 Mặt cắt ngang thép cột đở thùng
- Liên kết thành bên và be sàn thùng: 9 bản lề mổi 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: Bu lông tại các bát liên kết, có 7 bu lông quang
θ14 ở mổi bên.
18
Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW
2.2.2. Tính toán trọng lượng thùng hàng
Hình 2-10 Kết cấu của thùng hàng
1-Sàn thùng; 2- Thành thùng sau; 3- Thành dọc của thùng xe; 4- Móc khóa thành
thùng; 5- Thanh dọc; 6- Thành bên thùng xe; 7- Bản lề; 8- Thanh be dọc của thùng;
9- Thành trước của thùng; 10- Thanh be ngang thành trước.
- 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.
- 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 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
840[mm], liên kết giữa dầm dọc bằng các bu lông quang phân bố đều hai bên sát-xi

của xe cơ sở
19
Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW
- 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.
- Trọng lượng của 2 dầm dọc:
Chiều dài 2 dầm dọc gồm chiều dài của thùng và khoảng 600 [mm] để tạo
không gian lắp đặt cẩu lên khung xe. Nên ta lấy chiều dài 2 dầm dọc là 6,80 m.
Theo tài liệu [7] thì 1m chiều dài của thép [120 có trọng lượng là 10,4 KG nên
trọng lượng của hai dầm dọc là:
G
d
= 2 x 6,80 x 10,4 = 141 [KG]
- Trọng lượng của 13 dầm ngang làm băng thép [120 là:
G
dn
= 13 x 2,2 x 10,4 = 297 [KG]
- Trọng lượng của be bên sàn: G
bs
Trọng lượng của 1m chiều dài của thép [100 theo tài liệu [4] là 8,59 KG
G
bs
= 2 x 6,2 x 8,59 = 107 [KG]
- Trọng lượng sàn thùng: G
st
G
st
= 0,002 x 2,1 x 6,13 x ρ

t
Trong đó: ρ
t
- Trọng lượng riêng của thép. Theo tài liệu [4] ρ
t
= 7800 [KG/m
3
]
Do đó G
st
= 210 [KG]
- Trọng lượng 2 thành bên: G
tb
+ Trọng lượng khung viền ngoài:
Trọng lượng 1 m dài của thép hộp 60x40x1,5 là:
g
t
= [(0,06 x 0,04 x 1) – (0,0585 x 0,385 x 1)] x 7800 = 1,17 [KG]
G
kv
= 6,13 x 4 x 1,17= 28 [KG]
+ Trọng lượng các thanh phía trong:
Trọng lượng 1 m dài của thép hộp 20x40x1,5 là:
g
t
= [(0,02 x 0,04 x 1) – (0,0185 x 0,385 x 1)] x 7800 = 0,68 [KG]
G
tt
= (6,2+0,5) x 4 x 0,68 = 18 [KG]
+ Trọng lượng thép bao quanh 2 thành bên:

G
tb
= 2 x 0,5 x 6,13 x 0,0012 x 7800 = 58 [KG]
Do đó trọng lượng của 2 thành bên là:
G
tb
= G
tb
+ G
tt
+ G
kv
= 58+18+ 28 = 104 [KG]
- Trọng lượng thành trước: G
tr

+ Trọng lượng khung viền ngoài:
G
kv
= (2,2+0,5) x 2 x 1,17= 6 [KG]
+ Trọng lượng các thanh phía trong:
20
Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW
G
tt
= (2,2+0,5) x 2 x 0,68 = 4 [ KG]
+ Trọng lượng thép bao thành trước:
G
tb
= 2,2 x 0,5 x 0,0012 x 7800 =10 [KG]

Nên trọng lượng của thành thùng trước:
G
tr
= G
kv
+ G
tt
+ G
tb
= 6 + 4 +10= 20 [KG]
- Trọng lượng thành sau:
G
ts
= G
tr
= 20 [KG]
- Trọng lượng cột đỡ thành thùng:
Có 8 cột đỡ thành thùng làm bằng thép hộp 80x40x1,5 và 40x40x1,5 nên
trọng lượng của chúng là:
G
cd
= 8 x (0,08+0,04) x 0,5 x 0,002 x 7800 = 8 [KG]
- Trọng lượng của các chi tiết còn lại như bản lề, mối hàn… là
G
cl
= 14 [KG]
Như vậy trọng lượng của thùng hàng thiết kế:
G
t
= G

d
+ G
dn
+ G
bs
+ G
st
+ G
tb
+ G
tr
+ G
ts
+ G
cd
+ G
cl
= 921 [ KG]
2.3. Xác định các thông số của xe cải tạo
2.3.1. Kich thước bao của ô tô
Khi cải tạo, thùng hàng có chiều dài 6200 [mm]. Dịch thùng về sau một khoảng
600 [mm] để tạo không gian lắp đặt cẩu. Như vậy:
- Kích thước sàn thùng: L
t
x B
t
= 6200 x 2270
- Kích thước bao của xe:
+ chiều dài: L =7490 + ( 6200 - 5635 ) + 600 = 8655 [mm]
Do xe trước cải tạo có chiều dài từ sau cabin đến cuối sat-xi là 5635 [mm]

+ Chiều rộng: B = 2275 [mm]
+ Chiều cao: H = H
sx
+ H
d
+ H
cc
= 800 + 120 +2092 = 3012 [mm]
Trong đó: H
sx
= 800 Chiều cao mặt trên sat-xi.
H
d
= 120 Chiều cao đệm chân cẩu.
H
cc
= 2092 Chiều cao cẩu.
2.3.2. Trọng lượng và phân bố trọng lượng
- Trọng lượng cụm cẩu tự nâng hàng: G
c
= 1045 [KG]
- Trọng lượng sát-xi trước cải tạo: G
T
S
= 2980 [KG]
- Ô tô sau cải tạo:
+ Trọng lượng thùng cải tạo: G
t
= 921 [KG]
+ Trọng lượng bản thân sau cải tạo:

G
0
= G
T
S
+ G
c
+ G
t
= 2980 + 1045 + 921 = 4946 [KG]
+ Trọng lượng người trên cabin:
21
Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW
G
n
= 3 x 65 = 195 [KG]
+ Tải trọng vận chuyển:
Q
c
= G - G
n
– G
0
= 10400 – 195 – 4946 = 5259 [KG]
2.4. Các bước tiến hành lắp đặt cẩu URV340 lên xe
- Sat-xi xe HINO 500FC9JJSW nguyên thủy với các thông số kỉ thuật như trên
sau khi cải tạo có các thông số kỉ thuật sau:
+Kích thước sàn thùng: L
t
x B

t
= 6200 x 2270
+ Kích thước bao của xe: Chiều dài L = 8655 [mm]
Chiều rộng B = 2275 [mm]
+ Tải trọng vận chuyển: Q
c
= 5259 [KG]
+ Trọng lượng bản thân sau cải tạo: G
0
= 4946 [KG]
Như vậy trình tự các bước lắp ráp cẩu được tiến hành như sau:
- Tháo các bộ phận cần thiết phải tháo khi cải tạo như: Hệ thống điện ở phần
sau và phía dưới xe; bình chứa nhiên.
- Thiết kế khung xe có chiều dài L
NK
= 6800 [mm]. Cải tạo dịch cụm trục sau
tăng chiều dài cơ sở thành L = 4600 [mm]. Thêm một trục cac đăng trung gian dẫn
động từ hộp số đến cac đăng chính dẫn động cầu sau.
- Đóng thùng hàng có kích thước sàn: L
t
x B
t
= 6200x2270.
- Lắp đặt cẩu tự nâng hàng của nước ngoài có nhãn hiệu UNIC URV340 lên
khung ô tô cải tạo. Sử dụng hộp trích công suất của ô tô tải tự đổ HINO. Bơm dầu
thủy lực kiểu SHIMADUZU kiểu 23-2690 đồng bộ theo cụm cẩu.
- Lắp đặt các bộ phận đã tháo ở bước đầu.
- Tổng kiểm tra thử xe.
22
Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW

Chương 3. TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TÍNH ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC
CỦA XE TẢI CẨU HINO 500FC9JJSW
3.1. Xác định tọa độ trọng tâm và bán kính quay vòng của xe tải cẩu
3.1.1. Xác định tọa độ trọng tâm
Ta có sơ đồ phân bố trọng lượng trên ô tô sau cải tạo như hinh vẽ dưới đây:
G
6
G
5
G
1
2
G
3
G
G
4
G
7
Q
L
a=x
b
G
Hình 3-1 Sơ đồ bố trí trọng lượng trên xe tải cẩu
Trong đó:
G
1
- Tải trọng cụm trục sau
G

2
- Tải trọng phần khung nối đuôi
G
3
- Tải trọng phần khung gia cường
G
4
- Tải trọng phần còn lại của sat-xi xe trước cải tạo
G
5
- Tải trọng phần thân cẩu
G
6
- Tải trọng phần cần cẩu
G
7
- Tải trọng phần thùng xe
Q - Tải trọng phần hàng.
Theo tài liệu [1] ta có công thức xác định toạ độ trọng tâm x của 1 hệ có n vật
có khối lượng m
i
, tương ứng với toạ độ x
i
như sau:
∑
∑
=
=
×
=

n
i
n
i
ii
G
mx
x
1
1

Trong đó:
x
i
- Tọa độ trọng tâm của vật
m
i
- Tải trọng của vật
23
Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW
G
i
- Trọng lượng của vật thứ i
Để giải hệ phương trình: Z
1
= 3400 [KG]
Z
2
= 7000 [KG]
Ta có kết quả:

- Chiều dài cơ sở của xe thiết kế: L
*
= 4600 [mm]
- Vị trí trọng tâm khi ô tô mang tải trọng định mức Q = 5259 [KG] là:
+ Khoảng cách đến tâm trục trước: a =
2
7000
4600 3096 [ ]
10400
Z
L mm
G
× = × =
+ Khoảng cách đến tâm trục sau: b=
1
3400
4600 1504 [ ]
10400
Z
L mm
G
× = × =
Theo tài liệu [1] ta cũng xác định được toạ độ trọng tâm ô tô đóng mới theo chiều
cao khi toàn tải.
Toạ độ trọng tâm của ôtô được xác định theo công thức:

G
Gh
h
n

i
ii
g
∑
=
×
=
1

Trong đó:
h
i
: toạ độ trọng tâm theo chiều cao thành phần trọng lượng thứ i của ôtô.
G
i
: trọng lượng của thành phần thứ i của ôtô.
Ta có:
h
1
: toạ độ trọng tâm theo chiều cao của sát-xi xe HINO 500FC9JJSW. Giá trị
h
1
được lấy theo thực nghiệm: h
1
= 710 [mm].
h
2
: toạ độ trọng tâm theo chiều cao của bệ cẩu. Bệ cẩu được lắp trên khung
xe qua hai thanh dọc có chiều cao 120 (mm).
Giá trị h

2
được xác định: h
2
= 800 + 120 + 2092/2 = 1966 [mm]
h
3
: toạ độ trọng tâm theo chiều cao của cần cẩu:
h
3
= 800 + 120 + 2092 – 170 = 2842 [mm]
h
4
: toạ độ trọng tâm theo chiều cao của thùng chở hàng:
h
4
= 800 + 500/2 = 1050 [mm]
h
5
: toạ độ trọng tâm theo chiều cao của kíp lái:
h
5
= 1350 [mm].
Suy ra toạ độ trọng tâm theo chiều cao của ôtô đóng mới khi toàn tải là:
G
GhGhGhGhGh
h
g
554433
2
'

211
×+×+×+×+×
=
710 2980 2842 732 1966 313 195 1350 1050 (5259 921)
1112
10400
g
h
× + × + × + × + × +
= =
[mm]
24
Thiết kế lắp đặt cẩu UNIC trên cơ sở sat-xi ôtô tải HINO 500FC9JJSW
3.1.2. Tính toán động học quay vòng.
B
o
R
A
R
m
i
n
A
N'
N
M'
M
C
B
L

L1
P
Hình 3-2 Sơ đồ tính toán bán kính quay vòng của xe
Kí hiệu:
M - Tâm trục quay đứng của bánh xe dẫn hướng phía ngoài.
N - Tâm trục quay đứng của bánh xe dẫn hướng phía trong.
M’, N’ - Tấm vết bánh xe dẫn hướng phía ngoài và phía trong
A - Điểm biên ngoài đầu ô tô.
B - Điểm biên trong tại tâm của cụm trục sau.
C - Điểm biên ngoài tại tâm cảu cụm trục sau.
R
min
= PM’ - Bán kính quay còng tính theo tâm bánh xe dẫn hướng ngoài.
H
q
= R
A
- R
B
- Hành lang quay vòng của ô tô.
Đo thực tế trên xe HINO 500FC9JJSW , trên ô tô nguyên thủy , ta có các kết quả
sau:
- Khoảng cách tâm 2 trụ quay đứng: MN = 1535 [mm]
- Chiều rộng cơ sở: M’N’ = 1775 [mm]
- Chiều dài đòn kéo ngang: RS =1225 [mm]
Do đó:
- Khoảng cách từ hình chiếu thẳng đứng của tâm trụ quay đứng đến tâm vết
bánh xe:
MM’ = NN’ =
' ' 1775 1535

120 [ ]
2 2
M N MN
mm
− −
= =
- Góc quay lớn nhất của bánh xe dẩn hướng ngoài ( ô tô chưa cải tạo):
25