Thiết kế giá nâng hàng cho xe nâng cỡ nhỏ (word + bản vẽ)

TRNG I HC BCH KHOA H NI
VIN C KH NG LC

B MễN ễ Tễ V XE CHUYấN DNG

THUYT MINH

N TT NGHIP
ti: thiết kế giá nâng cho xe nâng hàng
cỡ nhỏ

Cán bộ hớng dẫn
Cán bộ duyệt
Sinh viên thực hiện
Lớp

: Phạm Huy Hờng
: Nguyễn Tiến Dũng
: Đặng Quang Hng
: Ôtô A K49

Hà Nội

Mc lc
Lời nói đầu

1


Phần I Giới thiệu tổng quan về xe nâng hàng
1.1. Định nghĩa

1.2. Công dụng và phân loại
1.2.1. Công dụng
1.2.2. Phân loại.
a. Xe nâng hàng bằng tay
b. Xe nâng hàng bằng điện
c. Xe nâng hàng bằng động cơ

1.3. Phạm vi hoạt động..
1.4. Cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của xe nâng hàng.
1.4.1. Cấu tạo chung
1.4.2. Nguyên lý hoạt động,

1.5. Các hệ thống truyêng lực.
Phần II Phân tích lựa chọn phơng án
2.1. Các phơng án bố trí hệ thống nâng của xe nâng hàng
2.2.1. Phơng án 1..
2.2.2. Phơng án 2..
2.2.3. Phơng án 3..

2.2. Sơ đồ cơ cấu nâng hàng và các bộ phận của nó.



2
2
2

2
3
3

4
5
6
7
7
8
11

15
15
15
16
17
18

Phần III Tính toán thiết kế và các xylanh cho thủy lực cho cơ cấu 21
nâng
21
3.1. Sơ đồ thủy lực của cơ cấu nâng hàng cho xe ..
22
3.2. Tính toán và thiết kế xylanh
3.2.1. Tính toán trên cần piston..
3.2.2. Tính toán các thông số xylanh nâng..
3.2.3. Kiểm tra bền ống xylanh..
3.2.4. Kiểm tra bền nén của cần piston..
3.2.5. Kiểm tra cần piston theo điều kiện ổn định.

3.3. Tính toán và thiết kế xylanh nghiêng khung..

3.3.1. Tính lực trên cần pitston của xylanh nghiêng khung...

3.3.2. Tính toán các kích thớc của xylanh nghiêng khung...
3.3.3. Kiểm tra bền của xylanh nghiêng khung...
3.3.4. Kiểm tra bền nén của cần piston...

23
29
29
31
32
33
33
36
36
38

Phần IV Tính toán và thiết kế các phần tử của cơ cấu nâng 40

40
4.1. Tính toán và thiết kế xích tải...
4.1.1. Các dạng h hỏng của xích....
4.1.2. Kiểm tra ấp ssuất trong bảng lề xích...
4.1.3. Kiểm nghiệm xích về bền kéo....

4.2. Tính toán về phần tử khung nâng...

4.2.1. Kết cấu khung nâng
....
4.2.2. Các giả thiết khi tính toán
...
4.2.3. Các tính toán về khung..

Phần V Tính chọn bơm và các phần tử thuỷ lực
5.1. Các phơng án lựa chọn.....
5.2. Các chế độ làm việc của bơm..
5.3. Cơ cấu điều chỉnh áp lực.....
Phần VI Tính ổn định của xe
6.1. Các giả thiết khi tính ổn định...
6.2. Các trờng hợp ổn định của xe nâng..
6.2.1. Trờng hợp 1
6.2.2. Trờng hợp 2
6.2.3. Trờng hợp 3
6.2.4. Trờng hợp 4

....
....
....
....

40
40
41
41
41
42
42

69
69
71
72

77
77
77
77
79
80
82

2


Phần VII Thiết kế công nghệ
7.1. Phân tích kết cấu và đặc tính kỹ thuật...
7.2. Phân tích tính công nghệ...
7.3. Các nguyên công gia công chi tiết...

84

Phần VIII Hớng dẫn sử dụng máy nâng
8.1. Nguyên lý của xe nâng....
8.2. Yêu cầu kỹ thuật...
8.3. Những chú ý khi sử dụng...
Kết luận
Tài liệu tham khảo
Kết luận

90

7.3.1. Nguyên công 1

7.3.2. Nguyên công 2
7.3.3. Nguyên công 3
7.3.4. Nguyên công 4
7.3.5. Nguyên công 5
7.3.6. Nguyên công 6

....
....
....
....
....
....

84
84
85
85
86
87
88
88
89
90
90
92

93
94
71

3


Lời nói đầu
Cùng với sự phát triển chung của xã hội các phơng 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 đợc phát triển rất đa dạng vè
số lợng, kiểu mẫu, tính năng hoạt động tối u do đợc áp dụng nhiều thành tựu
khoa học kỹ thuật tiên tiến, tất cả những điều đó đòi hỏi ngời kỹ s khi ra trờng
4


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 phơng tiện nói
trên. Từ đó biết cách sử dụng, sửa chữa, thay thế phục hồi chứ năng hoạt động
của chúng khi cần thiết. Chính vì vậy em đợc nhận đồ án Tính toán thiết kế
giá nâng cho xe nâng hàng cỡ nhỏ.
Đây là đề tài có tính thực tiễn cao và đáng chú ý vì nớc ta đang thời kỳ
phát triển đòi hỏi số lợng xe máy chuyên dùng trong các nhà máy, xí nghiệp,
bến cảng kho hàng lớn, tính năng hoạt động tối u, kết cấu nhỏ gọn Đó cũng
là yếu tố thúc đẩy em thực hiện đề tài của minh.
Sau một thờ gian tìm hiểum, nghiên cứu lựa chọn các thông số và tính
toán dới sự tận tình hớng dẫn của thầy Phạm Huy Hờng em đã hoàn thành đợc
đề tài của minh. Tuy nhiên do thời gian có hạn và trình độ bản thân còn hạn
chế nên không thể tránh đợc những sai sót trong quá trình tính toán thiết kế.
Chính vì vậy em rất mong sự chỉ bảo của các thầy để đồ án cỉa em hoàn thiện
hơn.
Qua đây em xin gửi tới thầy hớng dãn Phạm Huy Hờng và các thầy
trong bộ môn lời cảm ơ n chân thành nhất.
Hà Nội, ngày. tháng năm 2009

Sinh viên
Đặng Quang Hng

Phần I - 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 đợc 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 đợc dùng đẻ nâng hạ (xếp dỡ) và vận chuyển các loại hàng kiện,
hàng bao gói, hàng hòm, comtainer nhỏ và các cấu kệin bê tông có trọng lợng
tơng đối lớn. Nó cũng có thể lắp các thiết bị kẹp hàng để vận chuyển các

5


hàng ống dài. Đôi khi cũng có thể nâng và vận chuyển các vật liệu rời nhng
chúng phải đợc 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 thờng sử dụng loại xe nâng
hàng tự hành với nguồn lcj là động cơ đốt trong, bộ di chuyển có kết cấu kiểu
ô tô với kích thớc 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 xíc treo trên bàn nâng.
Đặc điểm cơ bản của máy là: Có tính cơ động cao, có nhiều cức năng:
+ Nâng hạ
+ Bốc xếp
+ Khă năng quay vận chuyển hàng
Tải trọng nâng lớn nấht mà xe nâng có thể từ đèn 5 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 đợc sử dụng rất nhiều trong các bến cảng, kho bãi, ga đờng sắt hay trong các kho hàng; xe có thể làm việc trong môi trờng từ 10 400C.
Ngày nay ngời ta đã sử dụng một số xe nâng hàng chuyên dùng có tải
trọng nâng đến 25 tấn với kích thớc bao của hàng rất lớn, nh xe nâng chuyên
xếp dỡ hàng Comtainer,...

1.2.2. Phân loại
Xe nâng hạ đợc 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:
a. Xe nâng hạ bằng tay
Xe nâng hạ bằng tay là xe nâng dùng thủ công để di chuyển hànghoá
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.
6


b. Xe nâng hạ bằng điện.
Xe nâng hạ bằng điện là loại xe dùng ắc quy hoặc cấm điện để thay cho
sức ngời để di chuyển hàng bà nâng hàng. Nó sử dụng 2 mô tơ, mô tơ di

chuyển dành cho việc di chuyển và 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 ngời
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 ngời ta gọi là xe
nâng tự động hoặc xe nâng điện.

7


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 thờng 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
Thờng đợc dùng tỏng các siêu thị để nâng hạ hàng hoá. Với kích thớc
nhỏ gọn thích hợp cho việc di chuyển trong những nơi có hàng hoá nhiều mà
đờng 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 đợc dùng trong các nhà xởng có khối lợng nâng vừa phải, nhng 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 thờng khi sử dụng loại xe này,
ngời ta phải sử dụng nâng dơ và di chuyển hàng hoá khối lợng lớn, tần suất
cao mà các loại xe khác không thể đáp ứng đợc.

8


Cấu tạo của xe chủ yếu bao gồm có động cơ chạy bằng liệu xăng, dầu
diesed, gas. Khung gầm lốp xe cấu tạo nh 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 thờng 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.

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 trơng của nhà nớc 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

9


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 nân, nguồn động lực lái động cơ đốt trong đợc thể hiện trên hình gồm
các bộ phận chính sau:
+ Bộ công tác
+ Bộ di chuyển
+ Hệ thống động lực
+ Hệ thống điều khiển

Hình 1: Sơ đồ bố trí xe nâng hàng
1. Khung nâng
8. Ghế ngồi điều khiển
2. Xylanh nâng
9. Cụm bơm thủy lực
3. Tay gạt điều khiển
10. Đối trọng
4. Bàn nâng
11. Bánh sau
5. Càng nâng
12. Xylanh nghiêng
6. Mái che
13. Bánh trớc chủ động
7. Vô lăng lái
- 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 trớc, cầu sau và các bánh lốp.
10


- Do đặc điểm cấu tạo và do tính chất công việc mà cầu trớc của xe
nâng thờng là cầu chủ động và bánh lốp di chuyển có đờng kính lớn hơn để có
thể đỡ phần chủ yếu của trọng lợng hàng nâng, còn cầu sau dẫn hớng, trên nó

có lắp các bánh xe có đờng kính nhỏ hơn.
- Hệ thống lái điều khiển quá trình làm việc của máy và điều khiển các
bánh sau để có thể chuyển hớng cả xe nâng trong quá trình di chuyển.
- Hệ thống truyền động lực gồm động cơ, ly hợp, hộp số, cầu trớc, cầu
sau và cơ cấu lái

1.4.2. Nguyên lý hoạt động.
Khi muốn dỡ (lấy) hàng, ta hạ càng nâng đến vị trí thấp nhất, điều khiển
xylanh làm nghiêng khung chính về phía trớc 3 - 4 độ, điều chỉnh vị trí của xe
và càng nâng vừa chờm dới đáy kiện hàng rồi cho máy tiến về phía trớc, cho
càng nâng ngập hoàn toàn vào đáy kiện hàng, sau đó lại làm nghiêng khung
về phía sau 12 15 độ. 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. 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 trớc, 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 dới, còn cần xylanh nâng đẩy liên kết bản lề với dầm
trên của khung di động đồng thời bàn nâng đợc di chuyển theo rãnh dẫn hớng
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.
Trình tự các thao tác vào lấy hàng và xếp hàng của xe nâng tự hành đợc
trình bày ở hình sau:
Hình 2: Trình tự thao tác xếp của xe nâng

11

1.
2.
3.
4.
5.
6.

Máy di chuyển mang hàng đến gần vị trí của xe nâng
Nâng hàng lên đến chiều cao cần thiết để xếp
Tịnh tiến máy đến cự ly cho phép
Điều khiển đa khung chính về vị trí thẳng đứng
Hạ hàng xuống và xếp hàng vào đúng vị trí
Lùi máy ra đến vị trí cần thiết (càng nâng đợc rút ra khỏi đáy kiện
hàng)
7. Nghiêng khung chính về phía sau
8. Hạ càng nâng xuống tới vị trí chiều cao di chuyển

Hình 3: Trình tử thao tác lấy dỡ hàng của xe nâng

1.
2.
3.
4.
5.

Cho máy tiến gần đến kiện hàng, khung chính nghiêng về phía sau
Điều khiển cho lỡi nâng nằm ngang, khung chính đứng thẳng
Nâng càng nâng lên cao ngang vị trí lấy hàng

Tịnh tiến máy, đa càng nâng vào đúng vị trí dới kiện hàng
Nâng hàng lên đến chiều cao cần thiết

12


6. Nghiêng khung chính về phía sau, càng nâng nghiêng theo, để giữa
hàng không bị trợt ra
7. Lùi máy lại một khoảng cách an toàn, để hạ bớt chiều cao của hàng
8. Hạ hàng xuống đến vị trí cần thiết (thờng cách mặt đất 0,5 1m)
để di chuyển đến vị trí xếp hàng.
1.5. Các hệ thống truyền lực thờng gặp
* Hệ thống truyền lực bằng điện: Sơ đồ nh sau

Hình 4. Sơ đồ hệ thống truyền lực bằng điện
1. ắc qui
2. Hộp điều khiển
3. Motơ điện
4. Cầu chủ động
Nguyên lý 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 thớc nhỏ gọn truyền động êm dịu
Nhợc điểm:
Độ bền của hệ thống ắc qui không cao, trong quá trình làm việc phải
nạp
Thời gian sử dụngt hấp
* Hệ thống truyền động bằng cơ khí

13


Hình 5. Sơ đồ hệ thống truyền lực cơ khí
1. Động cơ
2. Li hợp
3. Hộp số
4. Các đăng
5. Cầu chủ động
Nguyên lý hoạt động:
Dùng động cơ nhiệt dẫn động các hệ thống truyền lực. Nguồn năng lợng 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
Nhợc điểm:
Gây ra ồn lớn, truyền động không êm dịu
Kết cấu các chi tiết cồng kềnh
* Hệ thống truyền động thuỷ động

Hình 6. Sơ đồ hệ thống truyền lực thuỷ động

14


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

Nguyên lý:
Công suất đợc 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
Nhợc điểm:
Kết cấu phức tạp giá thành cao, yêu cầu độ chính xác cao.

* Truyền lực thể tích

Hình 7. 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. Cỗu chủ động
Nguyên lý:
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 ngời lái.
15


Nhợc điểm:
Giá thành cho sản phẩm là cao, chi phí cho sửa chữa và bảo dỡng cao,
bố trí trên xe khá cồng kềnh phức tạp.
Kết luận:

* Qua phân tích các phơng án truyền lực nh trên, để đảm bảo xe thiết kế
giá thành thấp làm việc ổn định, chi phí cho vận hành sửa chữa và bảo dỡng là
thấp nhất; phụ tùng thay thế sẵn có và dễ kiếm rẻ. Ta lựa chọn phơng án truyền
lực cơ khí là phơng án số 2.
Sau khi đã lựa chọn phơng 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.
Phần II - Phân tích lựa chọn phơng án
Trong thực tế xe nâng đã đợc sử dụng vào nhiều lĩnh vực và trong nhiều
ngành khác nhau. Tuỳ thuộc vào tính chất công việc, địa hình hoạt động mà trớc khi đi vào thiết kế một xe nâng ta cần phân tích các phơng án về u và nhợc
điểm để sau đó chọn ra phơng án tối u nhất sao cho phù hợp với mục đích sử
dụng.
2.1. Các phơng án bố trí hệ thống nâng của xe nâng hàng
2.1.1. Phơng án 1
Sơ đồ bố trí nh hình vẽ

Hình 8. Sơ đồ cho phơng án 1

16


Trên xe bố trí một xy lanh nâng và một xi lanh nghiêng đổ. Xi lanh
nghiêng đổ đợc đặt trên cao của nóc xe,
* Ưu điểm:
Do chỉ bố trí xi lanh đổ có ít đờng ống hơn và van phân phối đơn giản
hơn so với loại có lắp 2 xi lanh nghiêng.
Do xi lanh đổ đặt trên cao nên cánh tay đòn với tâm quay của cơ cấu
nâng là lớn nên đờng kính xi lanh có thể làm nhỏ hơn so với loại đặt ở phía dới.
* Nhợc điểm:
Bố trí xi lanh trên cao nên cồng kềnh và không gọn, lắp đặt, tháo dỡ gặp

nhiều khó khăn.

2.1.2. Phơng án 2
Bố trí hai xi lanh nghiêng đổ hai bên và một xi lanh chính ở giữa. Nh sơ
đồ sau:

Hình 9. Sơ đồ cho phơng án số 2
17


* Ưu điểm: Do bố trí hai xi lanh nghiêng ở hai bên nên chiều ao của xe
thấp, kích thớc xe nhỏ gọn. Đờng kính xi lanh nghiêng nhỏ.
* Nhợc điểm: Các van phân phối sẽ phức tạp, việc chế tạo các xi lanh
hai chiều và làm kín khó khăn hơn.
2.1.3. Phơng án 3
Bố trí cơ cấu nâng ở bên cạnh xe: Sơ đồ nh hình

Hình 10. Sơ đồ bố trí cơ cấu nâng cho phơng án 3
* Ưu điểm: Vận chuyển đợc các hàng hoá có kích thớc dài nh các thanh
thép cây gỗ mà đi vào các đờng hẹp.
* Nhợc 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 đờng 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 phơng án trên thờng gặp trong thực tế. Do
yêu cầu thiết kế xe nâng hàng ở các bến bãi với hàng hoá gọn nên ta lựa chọn
phơng án 2. Vì điều khiển không cho phép nên em chỉ đi thiết kế và tính toán
hệ thống thuỷ lực cho cơ cấu nâng của xe nâng hàng.
18

2.2. Sơ đồ cơ cấu nâng hàng và các bộ phận của nó

Hình 11. 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):
Đợc cấu tạo bởi hai thanh thép đặc hình chữ I. Giá nâng hàng đợc 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 đợc cố định vào thân xi lanh
lực nâng đầu còn lại cố định vào hộp nâng có chứa càng nâng. Kích thớc xích
tải tuỳ thuộc vào tải trọng nâng.
d. Xi lanh lực nâng hàng
19

Đợc 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 lu.
e. Xi lanh điều khiển độ nghiêng của cơ cấu nâng
Để vận chuyển bốc xếp hàng hoá đợc thuận lợi ngời 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 của xe tham khảo có ký hiệu 4023 của Liên
Xô sản xuất, và một số thông số của xe Komatsu.
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 phơng tiện khác hoạt động nh ở nhà máy, xí nghiệp,
phân xởng, kho hàng, bến bãi để hàng.

20


Thông số và tính năng của xe tham khảo KOMATSU
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

10
11
12
13

Tên danh nghĩa
Trọng lợng không tải
Tải trọng nâng định mức
Trọng lợng phân bố cầu trớc
Trọng lợng phân bố cầu sau
Tốc độ lớn nhất (Không hàng)
Tốc độ lớn nhất (Có hàng)
Chiều dài của xe
Chiều cao của xe
Chiều rộng của xe
Chiều cao có thể nâng
Tốc độ nâng
Kí hiệu lốp xe chủ động
Độ dốc lớn nhất có thể vợt qua

Kí hiệu
Go
Gn
G1
G2
Vmax1
Vmax2

L
H

B

Hn
Vn

d-B


Giá trị
4800
2500
5110
2190
23
10
1920
2120
1270
3200
20
7,00-12
15o

Đơn vị
kg
kg
kg
Kg
km/h
km/h

mm
mm
mm
mm
m/ph
inch
độ

Phần iii - Tính toán thiết kế và các xi lanh thuỷ lực
cho cơ cấu nâng
3.1. Sơ đồ thuỷ lực của cơ cấu nâng cho xe nâng

21


H×nh 12. S¬ ®å thuû lùc cña c¬ cÊu n©ng hµng
1. Xi lanh nghiªng
2. Van mét chiÒu
22


3. Xi lanh lực nâng
4. Van tiết lu có điều khiển của xi lanh nâng
5. Con trợt phân phối điều khiển xi lanh nâng
6. Van một chiều
7. Van an toàn
8. Bơm thuỷ lực
9. Bộ lọc dầu thuỷ lực (lọc thô)
10. Chất lỏng công tác
11. Thùng chứa nhiên liệu

12. Van an toàn
13. Bộ lọc dầu thuỷ lực (lọc tinh)
14. Con trợt phân phối điều khiển xi lanh nghiêng.
15. Van một chiều
16. Van tiết lu có điều khiển của xi lanh nghiêng
3.2. Tính toán và thiết kế xi lanh 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 hệ thống thuỷ
lực của cơ cấu nâng cho xe nâng hàng. Ngoài ra các phần tử khác nh động cơ
nhiệt, hệ thống truyền động cơ khí coi nh đã đợc 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
nh sau:
Động cơ: Điêzen
Công suất 70ml/2800v/ph
Tải trọng nâng: 3,2T
Trọng lợng xe 4800KG
Chiều dài cơ sở: 1920mm
Bề rộng cơ sở: + Bánh trớc 1274mm
+ Bánh sau 1200mm
Chiều cao nâng: 3200mm
Sau khi có động cơ nhiệt dẫn động bơm thuỷ lực ta đi tính toán xi lanh
lực nâng từ yêu cầu thực tế là nâng hàng tải 3,2 T.

23


Do điều kiện làm việc là nâng và hạ hàng nên ta chọn xi lanh nâng là xi
lanh một chiều, khi nâng bằng cách bơm dầu khi hạ xuống nhờ trọng lợng

hàng. Sơ đồ tính toán xi lanh lực:

Hình 13. Sơ đồ lực tác dụng trên khung
3.2.1. Tính toán trên cần piston
Lực cản nâng xác định rất phức tạp do tính toán và thiết kế các trọng lợng của các phân tử mấy nâng cha rõ và sức cản lăn của các con lăn trong dẫn
hớng là cha biết. Trờng hợp này tất cả sức cản nâng đánh giá bằng hiệu suất
chung n = 0,5 ữ 0,7.
i: là nhánh xích, trong trờng hợp này i = 2
Q: Tải trọng nâng
Tuy nhiên tính toán này không phản ánh tổn thất thực tế mà cụ thể là
các tổn thất do sức cản nh đã nêu trên. Tính toán chính xác phải kể đến tất cả
sức cản nâng của hàng. Lực nâng cực đại đợc xác định tại vị trí khi máy nâng
thẳng đứng, nạng và tải nâng ở độ cao cực đại và máy nâng đứng trên độ dốc
có góc nghiên bên = 30. Với các ký hiệu nh sau:
3.2.1.1 Các ký hiệu khi tính toán
* Gk: Trọng lợng bộ con lăn và nạng nâng
* Gb: Trọng lợng của khung di động
24


* S: Lực căng của một nhánh tải xích
* H: Độ cao nâng
* 1: Khoảng cách từ toạ độ trọng tâm tải định mức đến mặt trớc của
nạng.
* a, a1: Khoảng cách theo phơng thẳng đứng từ giữa con lăn chính của
hộp con lăn và con lăn trên của khung ngoài và con lăn dới của khung di động.
* c: Khoảng cách theo phơng thẳng đứng giữa con lăn dới của hộp và
con lăn trên của khung ngoài.
* dk, Dk: Đờng kính trong và đờng kính ngoài của con lăn chính
* dk, Dk: Đờng kính trong và đờng kính ngoài của con lăn bên

* W1: Sức cản nâng của hàng, hộp nâng và nạng
* W2: Sức cản nâng của khung di động, piston, thanh ngang và xích tải
* W3: Sức cản nâng của con lăn chính theo đờng dẫn hớng
* W4: Sức cản nâng của con lăn bên theo đờng dẫn hớng.
3.2.1.2. Lực trên cần piston của xi lanh nâng
Khi đó lực cần thiết để nâng hàng là:
Su = W1 + W2 + W3 + W4
Trong đó lực cản nâng của: Hộp nâng, nạng nâng, khung di động,
piston, thanh ngang và xích tải tính theo công thức:
W1 + W2 =

2 * ( QH + Gk ) Gb
+
1 * 2
2

Với 1, 2: Hiệu suất truyền lực
1: Hiệu suất truyền lực của xích: Chọn lấy 1 = 0,98
2: Hiệu suất truyền lực của xi lanh: 2 = 0,96
* Trọng lợng của khung di động và piston là: GB
GB = m*lB
m: Hệ số qui về 1m độ cao nâng (N/m)
lB: Chiều dài khung di động
Khi nạng nâng cực đại lấy khoảng cách theo phơng thẳng đứng giữa các
con lăn chính của khung ngoài và khung trong thờng lấy a1 = a.
Khi a1 = a phản lực ở các con lăn chính của khung ngoài RH và phản lực
khung trong RB lấy bằng nhau và bằng:
RK = RH = RB =

QH * b + GK * b1

a
25