Nghiên cứu ảnh hưởng của các chế độ tải trọng đến khả năng lật của xe nâng điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
----------

ĐOÀN TUẤN NGHĨA

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẾ ĐỘ
TẢI TRỌNG ĐẾN KHẢ NĂNG LẬT CỦA XE
NÂNG ĐIỆN

Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí Động lực

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TRẦN THANH TÙNG

Hà Nội - 2018


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên tác giả luận văn : Đoàn Tuấn Nghĩa
Đề tài luận văn: Nghiên cứu ảnh hưởng của các chế độ tải trọng đến khả
năng lật của xe nâng điện
Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí động lực
Mã số SV: CA170226
Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn
xác nhận tác giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng

ngày 27/10/2018 với các nội dung sau:
- Chỉnh sửa các lỗi chế bản.
Ngày 11 tháng 7 năm 2018
Giáo viên hướng dẫn

Tác giả luận văn

TS. Trần Thanh Tùng

Đoàn Tuấn Nghĩa

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

PGS.TS. Hồ Hữu Hải


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của
TS. Trần Thanh Tùng. Đề tài được thực hiện tại bộ mơn Ơ tơ và xe chun dụng –
Viện Cơ khí Động lực – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Các số liệu, kết quả
trình bày trong luận văn là hồn tồn trung thực và chưa từng được cơng bố trong bất
kỳ cơng trình nào.

Hà Nội, ngày ... tháng ... năm 2018
Tác giả

Đoàn Tuấn Nghĩa

i

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt hai năm học tập tại Khoa Sau đại học – Trường Đại học Bách
Khoa Hà Nội, tôi và các học viên cao học đã luôn nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ
tận tình của các thầy cô giáo và các cán bộ Khoa. Chúng tôi cũng được học tập và
tiếp thu những kiến thức, phương pháp nghiên cứu khoa học vô cùng quý báu mà các
thầy cô đã dày công nghiên cứu, truyền đạt lại cho chúng tôi trong các buổi học.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Trần Thanh
Tùng – người đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và cung cấp nhiều tài liệu khoa học có
giá trị trong suốt q trình tơi thực hiện Luận văn này. Tơi cũng xin được bày tỏ lịng
biết ơn tới các thầy cô giáo, các cán bộ nhân viên trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
nói chung, khoa Sau đại học nói riêng.
Trong suốt q trình thực hiện luận văn, tuy rằng bản thân đã không ngừng
cố gắng và học hỏi, nhưng với kinh nghiệm và vốn hiểu biết cịn hạn chế nên Luận
văn khó tránh khỏi những tồn tại, thiếu sót. Tơi mong nhận được sự chỉ bảo và những
ý kiến đóng góp của các thầy cơ cũng như bạn bè, đồng nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày ... tháng ... năm 2018
Tác giả Luận văn

Đoàn Tuấn Nghĩa

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................ ii
MỤC LỤC .................................................................................................... iii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................. vi

DANH MỤC BẢNG VÀ BIỂU ĐỒ ............................................................. vii
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................ 8
CHƯƠNG 1 ................................................................................................... 9
TỔNG QUAN VỀ XE NÂNG HÀNG ........................................................... 9
1.1. Khái quát về xe nâng ........................................................................... 9
1.2. Phân loại xe nâng ................................................................................ 9
1.3. Phạm vi ứng dụng của xe nâng .......................................................... 12
1.4. Yêu cầu của xe nâng điện .................................................................. 12
1.5. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của xe nâng điện.............................. 13
1.5.1. Cấu tạo chung ............................................................................. 13
1.5.2. Thao tác xếp dỡ hàng hóa ........................................................... 17
1.5.3. Các hệ thống trên xe nâng điện ................................................... 20
1.5.4. Các phương án hệ thống nâng hạ ................................................ 21
1.5.5. Thiết kế khung nâng ................................................................... 24
Kết luận chương 1 .................................................................................... 26
CHƯƠNG 2 ................................................................................................. 27
CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA LUẬN VĂN..................................................... 27
2.1. Phân tích nguyên lý và các chế độ tải trọng tác động lên xe nâng ...... 27
iii


2.1.1. Hệ thống động lực ...................................................................... 27
2.1.2. Hệ thống nâng hạ ........................................................................ 28
2.1.3. Mô men cần thiết tại các bánh xe ................................................ 37
2.1.4. Hệ thống lái ................................................................................ 39
2.2. Cơ sở lý thuyết về cơ học ứng dụng................................................... 44
2.2.1.Các định nghĩa quan trọng ........................................................... 44
2.2.1.1.Véctơ lực chính, mơmen chính của hệ lực............................. 44
2.2.1.2. Điều kiện cân bằng và hệ phương trình cân bằng của hệ lực
trong không gian ............................................................................... 46

2.2.1.3. Bài toán đặc biệt về cân bằng và lật ..................................... 46
2.3. Tính tốn ổn định xe nâng ................................................................. 48
Kết luận chương 2 .................................................................................... 49
CHƯƠNG 3 ................................................................................................. 50
KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH LẬT CỦA XE NÂNG ....................................... 50
3.1. Tính tốn ổn định lật cho xe nâng ...................................................... 50
3.2. Trường hợp 1: Xe nâng với tải trọng nặng nhất ................................. 50
3.3. Trường hợp 2: Xe nâng vượt mức 10% ............................................. 59
Kết luận chương 3 .................................................................................... 64
KẾT LUẬN .................................................................................................. 65
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 66
PHỤC LỤC .................................................................................................. 67
Trường hợp 3: Thay đổi vị trí trọng tâm hàng hóa .................................... 67
Trường hợp 4: Thay đổi độ dốc dường và góc dốc của càng nâng ............ 68
Trường hợp 5: Thay đổi tải trọng và độ cao nâng hàng............................. 69
iv


v


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Xe nâng hạ bằng tay tải trọng 1000 kg ........................................ 10
Hình 1.2. Xe nâng hạ sử dụng dầu Diesel tải trọng 2500 kg ....................... 11
Hình 1.3. Sơ đồ bố trí xe nâng điện ............................................................ 13
Hình 1.4. Trình tự thao tác lấy hàng ........................................................... 18
Hình 1.5. Trình tự thao tác xếp hàng .......................................................... 19
Hình 1.6. Cấu tạo hệ thống động lực các loại xe nâng điện......................... 20
Hình 1.7. Sơ đồ bố trí hệ thống nâng hạ theo phương án 1 ......................... 22
Hình 1.8. Sơ đồ bố trí hệ thống nâng hạ theo phương án 2 ......................... 23

Hình 1.9. Sơ đồ bố trí hệ thống nâng hạ theo phương án 3 ......................... 24
Hình 1.10. Kết cấu khung nâng hệ thống nâng hạ....................................... 25
Hình 2.1. Sơ đồ dẫn động hệ thống động lực .............................................. 27
Hình 2.2. Các lực tác dụng lên xe nâng khi lên dốc .................................... 28
Hình 2.3. Sơ đồ thủy lực của xe nâng điện ................................................. 29
Hình 2.4. Sơ đồ khung nâng 3 đoạn............................................................ 30
Hình 2.5. Sơ đồ tính lực khi nâng bàn trượt ................................................ 31
Hình 2.6. Sơ đồ tính lực khi nâng khung động............................................ 34
Hình 2.7. Sơ đồ động lực học khi phanh ..................................................... 37
Hình 2.8. Sơ đồ nguyên lý hệ thống lái xe nâng ......................................... 39
Hình 2.9. Cấu tạo cơ cấu lái thủy lực .......................................................... 40
Hình 2.10. Sơ đồ động học quay vịng ........................................................ 41
Hình 2.11. Sơ đồ hình thang lái khi xe đi thẳng .......................................... 42
Hình 2.12. Sơ đồ động học quay vịng ........................................................ 43
Hình 2.13. Mơ hình bài tốn lật .................................................................. 47
Hình 3.1. Mơ hình tính ổn định cho xe nâng TH1....................................... 51
Hình 3.2. Mơ hình tính ổn định cho xe nâng TH2....................................... 61

vi


DANH MỤC BẢNG VÀ BIỂU ĐỒ
Bảng 2.1. Bảng phân bố khối lượng xe nâng .............................................. 49
Bảng 3.1.Tính cho độ cao nâng hàng tối đa: 3 mét ..................................... 55
Biểu đồ 3.1.Thể hiện sự thay đổi của hệ số Kod theo góc nghiêng 1
(H=3000mm).............................................................................................. 55
Bảng 3.2. Tính cho độ cao nâng hàng tối đa: 2,5 mét ................................. 56
Biểu đồ 3.2. Thể hiện sự thay đổi của Kod theo góc nghiêng 1 (H=2500mm)
................................................................................................................... 56
Bảng 3.3. Tính cho độ cao nâng hàng tối đa: 2 mét .................................... 57

Biểu đồ 3.3. Thể hiện sự thay đổi của hệ số Kod theo góc nghiêng 1
(H=2000mm).............................................................................................. 57
Bảng 3.4. Tính cho độ cao nâng hàng tối đa: 1 mét .................................... 58
Biểu đồ 3.4. Thể hiện sự thay đổi của hệ số Kod theo góc nghiêng 1
(H=1000mm).............................................................................................. 58
Bảng 3.5. Tính cho TH2: độ cao nâng hàng 300mm ................................... 63
Biểu đồ 3.5. Thể hiện sự thay đổi của hệ số Kod theo góc nghiêng 1
(H=300mm)................................................................................................ 63

vii


LỜI MỞ ĐẦU
Trong q trình cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước việc cải tiến quy trình
cơng nghệ, áp dụng máy móc trang thiết bị kỹ thuật hiện đại vào sản xuất đóng một vai
trị vơ cùng quan trọng. Bất cứ hoạt động nào muốn có hiệu quả và tồn tại lâu dài trên
thương trường phải không ngừng cải tiến chất lượng. Trong công tác quản lý, tổ chức
sản xuất hợp lý còn đòi hỏi phải đầu tư trang thiết bị máy móc vận chuyển và xếp dỡ
tốt. Tại các cơng ty, xí nghiệp, nhà ga, bến cảng, kho hàng… trang bị rất nhiều phương
tiện vận tải hiện đại, việc bốc xếp hàng hóa từ khu vực này chuyển đến khu vực khác
chủ yếu dựa vào các thiết bị, xe chuyên dụng.
Việc áp dụng các phương tiện vận tải chuyên dụng để thay thế sức lao động con
người đã giúp cho luân chuyển hàng hóa ngày càng nhanh chóng, tăng năng suất lao
động và hiệu quả kinh tế ngày càng cao. Một trong những phương tiện vận chuyển, xếp
dỡ khơng thể thiếu đó là xe nâng hàng. Loại xe này có tính linh hoạt cao có thể làm việc
tại khu vực có diện tích nhỏ như trong nhà kho hay trong các dây chuyền sản xuất, lắp
ráp.
Để đáp ứng yêu cầu của thực tế và bổ sung hoàn thiện kiến thức chuyên ngành,
em đã chọn đề tài: ‘Nghiên cứu ảnh hưởng của các chế độ tải trọng đến khả năng
lật của xe nâng điện’ là một đề tài nhằm mục đích khảo sát kết thiết kế và kết cấu của

đối tượng xe nâng hoạt động hoàn toàn bằng năng lượng điện; một loại xe nâng đang
dần phổ biến và tiến tới sẽ thay thế các loại xe nâng cũ dùng nhiên liệu dầu diesel trong
các nhà xưởng, kho, bến bãi tại các tại Việt Nam. Đồng thời, đề tài nghiên cứu khảo sát
tính ổn định của xe nâng trong các chế độ làm việc để đưa ra khuyến cáo sử dụng nhằm
nâng cao hiệu quả và đảm bảo an toàn trong vận hành.

8


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ XE NÂNG HÀNG
1.1. Khái quát về xe nâng
Xe nâng hàng là loại xe chuyên dùng phục vụ cho việc vận chuyển, bốc xếp,
nâng hạ hàng hóa và được thiết kế dựa trên xe cơ sở có bổ sung thêm các thiết khị nâng
hạ. Xe nâng là loại máy xếp dỡ có tính cơ động cao nên sử dụng rất ưu việt khi bốc xếp
hàng ở các kho bãi của các cảng biển, cảng sông cũng như để xếp dỡ và vận chuyển
hàng hóa trong nội bộ các xí nghiệp, nhà máy.
Dạng cơ bản của bộ cơng tác đặt trên xe nâng tự hành là bàn trượt có gắn với hai
càng nâng hình chữ L (đĩa nâng).
Đặc điểm cơ bản của xe nâng là tính cơ động cao, có nhiều chức năng:
 Nâng hạ, bốc xếp hàng hóa
 Khả năng vận chuyển linh hoạt
1.2. Phân loại xe nâng
Có nhiều cách phân loại xe nâng khác nhau:
 Theo nguồn động lực
 Xe nâng hạ bằng tay
Xe nâng hạ bằng tay là xe nâng dùng thủ công để di chuyển hàng hóa bao gồm
xe nâng tay, xe đẩy tay hoặc có thể vừa di chuyển hàng hóa vừa nâng hàng hóa lên cao
bao gồm các loại xe nâng tay cao. Tải trọng nâng và chiều cao nâng cho loại xe nâng
bằng tay này đều rơi vào loại nhẹ và đơn giản, từ 500 kg -1500 kg cho loại vừa di chuyển

vừa nâng lên cao hoặc 2500 kg cho loại chỉ di chuyển chứ không nâng lên cao.

9


Hình 1.1. Xe nâng hạ bằng tay tải trọng 1000 kg
 Xe nâng hạ dùng động cơ đốt trong
Xe nâng hạ dùng động cơ đốt trong là xe dùng động cơ đốt trong để thực hiện cả
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 hóa với khối lượng lớn, tần suất cao mà các loại xe khác
không thể đáp ứng được. Cấu tạo của xe chủ yếu bao gồm có động cơ chạy bằng nhiên
liệu xăng, dầu diesel hoặc gas, khung gầm và lốp xe như cấu tạo xe ơ tơ, ngồi ra cịn
có thêm hệ thống thủy lực để nâng hàng hóa. Tải trọng của loại xe nâng bằng động cơ
xuất phát có thể từ 1 tấn lên đến hàng chục 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 trọng tải lớn.

10


Hình 1.2. Xe nâng hạ sử dụng dầu Diesel tải trọng 2500 kg
 Xe nâng hạ dùng động cơ điện
Xe nâng hạ dùng động cơ điện (xe nâng điện) là xe dùng ắc quy hoặc cắm điện
để thay cho sức người để di chuyển hàng và nâng hàng. Nếu chỉ sử dụng động cơ điện
cho việc nâng hạ hoặc chỉ cho việc di chuyển thì gọi là xe nâng bán tự động vì chỉ có
một nửa cơng năng dùng ắc quy. Nếu sử dụng động cơ điện cho cả việc di chuyển và
việc nâng hạ thì gọi là xe nâng tự động hoặc xe nâng điện. Tải trọng nâng và chiều cao
nâng cho loại xe nâng bằng điện cao hơn xe nâng bằng tay, có thể nâng tới 2500 kg với
chiều cao 6m. Các loại xe này thường hay sử dụng với hệ thống giá kệ.
Để giảm nhẹ việc lấy hàng và tạo độ ổn định cho hàng khi xe di chuyển, xe nâng

hàng có thể nghiêng so với phương thẳng đứng về phía sau một góc 5° – 15° , về phía
trước một góc 3° – 10°. Để đảm bảo ổn định trong thời gian làm việc và đặt biệt là để
cân bằng vật được đặt lên các giá cao của kệ chồng xếp (hoặc lấy hàng từ kệ) thì xe
nâng được trang bị các đối trọng, mà các đối trọng này có thể được lắp theo chiều dài
và được lắp chặt ở những cánh tay đòn khác nhau so với trục sau.
 Theo hướng của thiết bị công tác
 Xe nâng chạc phía trước
 Xe nâng chạc bên sườn
 Theo thiết bị di chuyển máy

11


 Xe nâng di chuyển trên bánh lốp
 Xe nâng di chuyển trên bánh xích
 Theo các cách khác
 Theo sức nâng Q
 Theo chiều cao nâng H
1.3. Phạm vi ứng dụng của xe nâng
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 cơng 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 khơng gian, địa hình phức tạp, do đó càng phải đa
dạng về chủng loại, kích cỡ xe.
1.4. Yêu cầu của xe nâng điện
Xe nâng điện được thiết kế trong đồ án có tải trọng nhỏ, phục vụ chủ yếu ở kho
hàng, bến cảng,… Do đó, yêu cầu thiết kế xe nâng điện như sau:
 Kích thước nhỏ gọn
 Có khả năng bốc xếp hàng hóa trong những khơng gian bị giới hạn như trong

container
 Dễ sử dụng
 Độ ổn định, tin cậy cao

12


1.5. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của xe nâng điện
1.5.1. Cấu tạo chung

Hình 1.3. Sơ đồ bố trí xe nâng điện

1. Khung nâng

2. Xi lanh nâng

3. Tay gạt điều khiển

4. Bàn trượt

5. Càng nâng

6. Mái che

7. Vô lăng lái

8. Ghế ngồi điều khiển

9. Cụm bơm thủy lực

10. Đối trọng

11. Bánh sau dẫn hướng

12. Xi lanh nghiêng

13. Bánh trước chủ động

13


a) Khung nâng
Là một kết cấu khung dầm thép liên kết với nhau bằng các mối hàn. Bao gồm
các phần:
 Khung trong
Khung động di chuyển tương đối so với khung ngoài. Nhờ xi lanh thủy lực
nâng khung và tựa trên các cặp con lăn dẫn hướng. Kết cấu gồm hai dầm chính là
thép chữ I. Hai dầm chính được liên kết với nhau nhờ dầm ngang thép hình và cũng
làm nhiệm vụ của các thanh giằng. Dầm ngang phía trên có đỉnh lắp hai cơng xơn, là
nơi định vị đầu piston xi lanh nâng khung. Cặp xi lanh nâng khung tạo chuyển động
tương đối khung động so với khung ngoài. Tùy vào yêu cầu và kết cấu mà có thể có
một hoặc nhiều khung trong.
 Khung ngồi
Gồm hai dầm chính là thép kết cấu hình chữ C được đặt thẳng đứng, liên kết
với nhau bằng các dầm ngang thép hình cũng có tác dụng như thanh giằng.
Phần đoạn giữa bản thành phía ngồi của mỗi khung chính là nơi định vị một
đầu xi lanh-piston nghiêng, cặp xi lanh-piston nghiêng này liên kết khung nâng với
chassis. Để giảm bớt chiều dài phần công xon của càng nâng (chạc nâng) giúp cho
việc lấy hàng được thuận lợi, bộ phận nâng hàng có thể nghiêng về phía trước 6° so
với phương thẳng đứng. Ngoài ra, để tạo ổn định cho khung nâng khi di chuyển bộ

phận nâng có thể nghiêng về phía sau một góc 12° so với phương thẳng đứng.
Phần đoạn trên cùng của bản thành phía trong của mỗi khung chính có lắp con
lăn lăn trên bản cánh của khung trong, có tác dụng dẫn hướng khung trong chuyển
động tương đối so với khung ngoài. Trục con lăn được hàn vào bản thành.
b) Cơ cấu nâng
Cơ cấu nâng khung: gồm nhiều xi lanh piston nâng, là loại piston tác dụng
đơn, các phần chính gồm: thân xi lanh, nắp chụp xi lanh, cần piston, cán piston. Xi
lanh được định vị trên dầm ngang dưới cùng của khung chính, cán piston được lắp
chốt với phần công xon của dầm ngang khung động. Cụm xi lanh – piston này có một

14


van an tồn bảo vệ cơ cấu cơng tác trong trường hợp đường dầu thủy lực mất áp suất
đột ngột.
c) Bàn trượt
Bàn trượt có kết cấu dạng khung dùng để tựa và ổn định cho chạc hàng khi
làm việc. Bàn trượt gồm 2 thanh ngang liên kết hàn với 2 thanh đứng có nhiệm vụ
giữ cố định bàn trượt và giúp bàn trượt di chuyển trong lòng khung động nhờ các con
lăn được gắn trên thanh. Thanh ngang trên của bàn trượt có bố trí răng để lắp chạc và
di chuyển chạc khi cần thay đổi khoảng cách giữa 2 chạc hàng.
Bàn trượt di chuyển độc lập trong lòng khung trong. Bàn trượt được dẫn hướng
nhờ bốn cặp con lăn: hai cặp con lăn phụ và hai cặp con lăn chính. Trục lắp con lăn
chính được hàn vào kết cấu khung. Trục con lăn phụ liên kết với khung bằng bu lơng
và ốc chêm. Đỉnh mỗi dầm chính khung trong có lắp tấm chặn bằng cao su cùng với
tấm chặn lắp dưới con lăn chính dưới cùng của bàn trượt sẽ ngăn chuyển động vượt
ra khỏi khung trong của bàn trượt.
Bàn trượt liên kết bởi 2 xích nâng. Mỗi đầu xích định vị cố định trên khung
trong, tại vị trí này có thể điều chỉnh chiều dài xích. Kết cấu thép bàn trượt là khung
dầm hình chữ nhật trượt tương đối (trên ray rãnh) so với khung trong nhờ xi lanh

piston tác dụng một chiều.
d) Xích nâng
Cặp puly dẫn hướng xích được lắp trên đầu piston xi lanh nâng bàn trượt, vịng
qua puly là xích tải bản đơi. Xích tải này có một đầu điều chỉnh được định vị trên
thân xi lanh nâng bằng bu lơng đai ốc, đầu cịn lại liên kết cố định với bàn trượt.
e) Càng nâng
Càng nâng là bộ phận mang hàng của xe nâng. Càng nâng được chế tạo từ thép
có độ bền cao, được gia cơng nhiệt luyện tại góc của chạc khoảng 300 mm về hai phía
để đạt được độ cứng HB= 250 ÷ 295 vì đây là vị trí dễ hỏng nhất của chạc.
f) Cơ cấu nghiêng khung
Cơ cấu nghiêng khung gồm 2 xi lanh hoạt động hai chiều, liên kết với các bộ
phận trên máy như sau:

15


 Phần đầu cần của piston có liên kết khớp với khung ngồi của thiết bị nâng và
đóng vai trị gối tựa của khung nâng
 Phần đuôi của vỏ xi lanh thủy lực liên kết với khung chassis của xe nâng.
g) Cơ cấu di chuyển
Bao gồm các chi tiết và cụm máy: động cơ điện, hộp giảm tốc, cầu trước chủ
động, cầu sau dẫn hướng, các bánh xe, hệ thống phanh, hệ thống lái…Trong xe nâng
điện, cơ cấu dẫn hướng lái đặt ở phía sau cịn cầu chủ động đặt ở phía trước (ngược
lại cách sắp đặt của ơ tơ). Điều đó có thể giải thích là: ở phía trước xe nâng hàng chịu
tải rất lớn so với tải ở cầu sau do hàng và bộ phận công tác đặt ở phía trước máy. Phía
sau máy nhẹ hơn nên dùng cầu sau làm cầu định hướng lái sẽ nhẹ lực điều khiển khi
xe cần chuyển hướng chuyển động. Cơ cấu chuyển hướng được trợ lực bằng bơm trợ
lực lái. Động cơ điện cung cấp công suất cho cơ cấu di chuyển; bơm điện cung cấp
công suất cho: cơ cấu nâng hạ, cơ cấu phanh, cơ cấu lái.
 2.1.2. Nguyên lý hoạt động của xe nâng điện

Khi mở khóa điện, dịng điện từ nguồn năng lượng (ắc quy, pin hoặc nguồn
điện ngoài) đi qua bộ điều khiển, đến động cơ điện. Động cơ điện sẽ truyền mô men
đến cầu chủ động, làm bánh xe di chuyển.
Nguồn năng lượng cũng cung cấp cho bơm điện hoạt động, dẫn động bơm
thủy lực, thông qua các van phân phối và dây dẫn, đến hệ thống nâng hạ, phanh và
lái.
Dựa trên các yếu tố đầu vào điều khiển từ chân ga, chân phanh hay vô lăng lái,
hệ thống điều khiển xe cung cấp tín hiệu điện thích hợp cho bộ điều khiển trung tâm
có chức năng điều chỉnh dòng điện động cơ và nguồn năng lượng, điều khiển các van
phân phối thủy lực.
Khi bàn trượt và càng nâng ở vị trí thấp nhất: piston nâng bàn trượt được điều
khiển đi lên, puly dẫn hướng xích lắp trên cán piston được nâng lên làm xích chuyển
động nâng bàn trượt đi lên. Khi hạ bàn trượt và càng nâng: piston nâng được điều
khiển thu lại, puly dẫn hướng xích hạ xuống, lực kéo bàn trượt tiêu hao do trọng
lượng bản thân làm bàn trượt dịch chuyển xuống.

16


Các con lăn chính lăn trên bản cánh của dầm chính khung trong dẫn hướng
bàn trượt di chuyển tương đối so với khung trong. Các con lăn chính này tiếp nhận
tải trọng dọc trục. Các con lăn phụ lăn trên bản thành khung trong, có tác dụng khử
lực ép cạnh (lực xô ngang) của kết cấu khung bàn trượt.
Khi cần thay đổi vị trí ăn khớp của thanh răng chạc trên thanh răng bàn trượt
để nới rộng hay thu ngắn khoảng cách giữa hai chạc cho phù hợp với kích thước hàng:
nghiêng khung chính về phía trước và hạ chạc xuống vị trí thấp gần chạm mặt sàn,
dùng lực tác động vào cho răng chạc ăn khớp với thanh răng trượt ở vị trí yêu cầu.
1.5.2. Thao tác xếp dỡ hàng hóa
Khi muốn dỡ (lấy) hàng, càng nâng được hạ đến vị trí thấp nhất, điều khiển xi
lanh làm nghiêng khung chính về phía trước 3 – 6°, điều chỉnh vị trí của xe và càng

nâng dưới đáy kiện hàng rồi cho máy tiến về phía trước cho càng nâng ngập hồn
tồn vào đáy kiện hàng, sau đó lại làm nghiêng khung về phía sau 12 – 15°.
Để di chuyển hàng đến vị trí cần thiết, nâng càng nâng có hàng lên vị trí cách
mặt nền tối đa một khoảng (tùy thuộc chiều cao cần nâng và khả năng của mỗi xe),
sau đó di chuyển. Đến vị trí xếp hàng, 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.

17


Hình 1.4. Trình tự thao tác lấy hàng
1) Cho máy tiến gần đến kiện hàng, khung chính nghiêng về phía sau
2) Điều khiển cho lưỡi nâng nằm ngang, khung chính đứng thẳng
3) Nâng càng nâng lên cao ngang vị trí lấy hàng
4) Tịnh tiến xe, đưa càng nâng vào đúng vị trí dưới kiện hàng
5) Nâng hàng lên đến chiều cao cần thiết
6) Nghiêng khung chính về phía sau, càng nâng nghiêng theo
7) Lùi máy lại một khoảng an toàn, hạ bớt chiều cao của hàng
8) Hạ hàng xuống vị trí cần thiết, di chuyển đến vị trí xếp hàng

18


Hình 1.5. Trình tự thao tác xếp hàng
1) Máy di chuyển mang hàng đến gần vị trí của xe nâng
2) Nâng hàng lên đến chiều cao cần thiết để xếp
3) Tịnh tiến máy đến cự ly cho phép
4) Điều khiển đưa khung chính về vị trí thẳng đứng
5) Hạ hàng xuống và xếp vào đúng vị trí

6) Lùi máy ra đến vị trí cần thiết
7) Nghiêng khung chính về phía sau
8) Hạ càng nâng xuống tới vị trí chiều cao di chuyển

19


1.5.3. Các hệ thống trên xe nâng điện

Hệ thống động lực
Đường đặc tính cơ của động cơ điện một chiều gần giống với đường đặc tính
kéo lý tưởng của ơ tơ, đồng thời động cơ điện có thể đổi chiều quay dễ dàng nên
chúng ta có thể thiết kế hệ thống truyền lực mà không cần hộp số như ở động cơ đốt
trong.
Có nhiều loại xe nâng điện có thể cấu tạo hệ thống động lực khác nhau do các
biến thể dựa trên đặc điểm của hệ truyền động và các nguồn năng lượng, như trong
hình 2.4.

Hình 1.6. Cấu tạo hệ thống động lực các loại xe nâng điện

20


M: Động cơ điện; HS: Hộp số; VS: Truyền lực chính và vi sai; GT: Hộp giảm tốc
a. Hình trên cho thấy hình thức đầu tiên của xe nâng điện, trong đó một động
cơ điện thay thế cho động cơ đốt trong của một chiếc xe nâng thơng thường. Nó bao
gồm một động cơ điện, ly hợp, hộp số và một bộ vi sai.
b. Với một động cơ điện có công suất liên tục trong một phạm vi tốc độ dài,
một tỉ số truyền cố định có thể thay thế cho hộp số nhiều cấp và giảm bớt sự cần thiết
của một ly hợp. Cấu hình này khơng chỉ làm giảm kích thước và trọng lượng của

truyền động cơ khí, nó cũng đơn giản hố cho con người trong việc điều khiển xe
nâng bởi vì sự thay đổi tỉ số truyền là khơng cần thiết.
c. Tương tự như hình 2.4b, động cơ điện, cặp bánh răng cố định và bộ vi sai
có thể được bố trí tích hợp thành cụm trong khoảng giữa hai bán trục bánh xe chủ
động. Việc điều khiển càng đơn giản và chắc chắn.
d. Trong hình 2.4d, truyền động vi sai được thay thế bằng cách sử dụng hai
động cơ điện. Mỗi động cơ dẫn động một bánh xe và hoạt động ở một tốc độ khác
nhau khi chiếc xe chuyển hướng hay quay vòng.
e. Nhằm tiếp tục đơn giản hóa việc điều khiển xe, động cơ có thể được đặt phía
trong một bánh xe. Một cặp bánh răng nhỏ được đặt trong bánh xe để giảm tốc độ và
nâng cao mô-men động cơ.
f. Loại bỏ hoàn toàn truyền động bánh răng giữa động cơ điện và bánh xe chủ
động, đầu ra roto của một động cơ điện tốc độ thấp đặt bên trong bánh xe có thể được
kết nối trực tiếp với các bánh xe. Việc kiểm soát tốc độ của động cơ điện tương đương
với việc kiểm soát tốc độ của bánh xe, và vì thế tốc độ của xe được điều khiển. Tuy
nhiên, việc sắp xếp đòi hỏi các động cơ điện phải có một mơ men xoắn cao hơn để
khởi động và di chuyển xe.
1.5.4. Các phương án hệ thống nâng hạ
a) Phương án 1
Cơ cấu nâng đặt phía trước xe, trên xe bố trí 1 xi lanh nâng và 1 xi lanh
nghiêng. Xi lanh nghiêng được đặt trên nóc xe.
 Ưu điểm:

21


Do chỉ bố trí 1 xi lanh nghiêng nên hệ thống phân phối thủy lực đơn giản hơn
so với loại có 2 xi lanh nghiêng.
 Nhược điểm:
Bố trí xi lanh trên cao nên cồng kềnh và không gọn, lắp đặt, tháo dỡ, bảo dưỡng

sửa chữa gặp nhiều khó khăn.

Hình 1.7. Sơ đồ bố trí hệ thống nâng hạ theo phương án 1
b) Phương án 2

22


Hình 1.8. Sơ đồ bố trí hệ thống nâng hạ theo phương án 2
Cơ cấu nâng đặt phía trước xe, trên xe bố trí 1 xi lanh nâng và 2 xi lanh
nghiêng. Xi lanh nghiêng đặt ở hai bên cạnh xe.
 Ưu điểm:
Do bố trí 2 xi lanh nghiêng ở hai bên nên chiều cao của xe được giảm đi đáng
kể, kích thước xe nhỏ gọn.
 Nhược điểm:
Hệ thống phân phối thủy lực sẽ phức tạp hơn.
c) Phương án 3

23