Tính toán thiết kế ô tô tải cẩu dựa trên sắt xi ô tô tải hino

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG

TÍNH TỐN THIẾT KẾ Ơ TƠ TẢI CẦU DỰA TRÊN
SẮT XI Ô TÔ HINO

Sinh viên thực hiện: ĐÀO VĂN THIÊN

Đà Nẵng – Năm 2019


TĨM TẮT
Tên đề tài: TÍNH TỐN THIẾT KẾ Ơ TƠ TẢI CẨU DỰA TRÊN SẮT XI Ô
TÔ TẢI HINO.
Sinh viên thực hiện: Đào Văn Thiên
Nguyễn Đăng Quốc Sử

Số thẻ SV: 103150082
Số thẻ SV: 103150074

Lớp: 15C4A
Trong tập đồ án này, với đề tài “Tính tốn thiết kế ơ tơ tải cẩu dựa trên sắt xi ơ tơ
tải HINO” vì vậy mà nội dung tồn bộ xoay quanh việc tính tốn, thiết kế lắp đặt cần
cẩu lên sắt xi xe cơ sở tuân thủ theo các thông tư cũng như quy định về cải tạo xe của
chính phủ ban hành. Đảm bảo an toàn kỹ thuật và khả năng làm việc, phục vụ trong
quá trình vận hành sau này.
Tất cả nội dung của đồ án, tồn bộ bao gồm có 4 chương với nội dung của mỗi
chương khác nhau nhưng giữa chúng có sự liên kết chặt chẽ và bổ sung cho nhau để
tạo thành một bản tổng thể hoàn chỉnh. Dưới đây là phần tóm tắt nội dung của từng
chương và được trình bày theo trình tự như sau:

- Chương 1: Tổng quan
- Chương 2: Tính tốn thiết kế
-

Chương 3: Tính tốn động học, động lực học, tính ổn định của ô tô sau
thiết kế
Chương 4: Hướng dẫn vận hành và bảo dưỡng xe tải cẩu


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG

CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên

Số thẻ SV

Lớp

Ngành

1

Nguyễn Đăng Quốc Sử

103150074

15C4A

Kỹ thuật Cơ khí

2

Đào Văn Thiên

103150082

15C4A

Kỹ thuật Cơ khí

TT

1. Tên đề tài đồ án:
Tính tốn thiết kế ơ tơ tải cẩu dựa trên sắt xi ô tô tải Hino.
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
Sắt xi ô tô tải Hino.
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
a. Phần chung:
TT

Họ tên sinh viên

1

Nguyễn Đăng Quốc Sử

2

Đào Văn Thiên

Nội dung
-

Tổng quan.
Hướng dẫn vận hành và bảo dưỡng xe tải cẩu.

b. Phần riêng:
TT

Họ tên sinh viên

1

Nguyễn Đăng Quốc Sử

-

2

Đào Văn Thiên

-

Tính tốn động học, động lực học, tính ổn
định ơ tơ sau thiết kế.
Tính tốn thiết kế.

-

Nội dung
Tổng thể ơ tơ sau thiết kế.
Tổng thể sắt xi ô tô cơ sở.
Bản vẽ gia cường sắt xi.
Bản vẽ lắp thùng lên xe.

-

Nội dung
Tổng thể về cẩu Unic UR-V554.
Sơ đồ điều khiển cần cẩu.
Bản vẽ lắp cẩu lên khung xe.
Kết cấu mảng sàn thùng xe.

Nội dung

5. Các bản vẽ A3
a. Phần chung:
TT
Họ tên sinh viên
1 Nguyễn Đăng Quốc Sử
2

Đào Văn Thiên

b. Phần riêng:
TT
Họ tên sinh viên
1 Nguyễn Đăng Quốc Sử

2

Đào Văn Thiên


-

Kết cấu bửng hông.
Kết cấu vách trước và bửng sau.

6. Họ và tên người hướng dẫn: TS Nguyễn Việt Hải
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
02/09/2019
8. Ngày hoàn thành đồ án:
15/12/2019
Đà Nẵng, ngày 15 tháng 12 năm 2019
Trưởng Bộ môn……………………….
Người hướng dẫn

Nguyễn Việt Hải


LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay, với sự phát triển của nền công nghiệp 4.0, với sản xuất công nghiệp và

ứng dụng công nghệ thông tin là mũi nhọn. Sự phất triển mạnh mẽ đó địi hỏi các nhu
cầu vận chuyển hàng hóa số nhiều, tải trọng lớn, song song đó là nhu cầu di chuyển
khơng có giới hạn của con người. Vì vậy, ngành cơ khí động lực đã phát triển lớn
mạnh nhằm đáp ứng cho nhu cầu vận chuyển đồ sộ của con người.
Hơn thế nữa, có hàng trăm loại phương tiện phục vụ cho nhiều mục đích khác
nhau như xe tải, xe container, xe ô tô, cần cẩu… Các loại phương tiện trên có những
đặc điểm chung về động cơ, hệ thống truyền động-truyền lực, cơ cấu cơ khí, hệ thống
điều khiển.., đó cũng là đối tượng của ngành cơ khí động lực. Số lượng các phương
tiện lớn đến nỗi, để có đủ nguồn lực có chun mơn sâu đáp ứng cho hệ thống sản
xuất-dịch vụ ô tô, một chuyên ngành đào tạo chuyên sâu hơn đã được định hình đó
chính là ngành cơ khí động lực.
Sau thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng,
sinh viên tiến hành làm đồ án tốt nghiệp nhằm mục đích hệ thống lại những kiến thức
đã học, nâng cao khả năng tìm hiểu và đi sâu vào nghiên cứu về chun mơn, hồn
thành nội dung chương trình đào tạo của trường. Trong đồ án tốt nghiệp này, chúng
em được nhận đề tài với nhiệm vụ là: “TÍNH TỐN THIẾT KẾ Ơ TƠ TẢI CẨU
DỰA TRÊN SẮT XI Ô TÔ TẢI HINO”.
Tuy nhiên do mức độ hiểu biết của em còn chưa được tốt và chưa tiếp xúc được
nhiều với thực tế, kinh nghiệm tìm hiểu, tham khảo chưa được nhiều, vì vậy khơng thể
tránh khỏi những thiếu sót và có thể có những vấn đề chưa hợp lý. Chúng em mong
Thầy cơ đóng góp ý kiến và phân tích để đề tài cũng như kiến thức của em được hoàn
chỉnh hơn.
Cuối cùng, chúng em xin chân thành cảm ơn quý Thầy, quý Cô đã cung cấp cho
chúng em những kiến thức quý báu và bổ ích trong quá trình học tập ở Trường, đặc
biệt là Thầy, TS. Nguyễn Việt Hải đã hướng dẫn, giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài
tốt nghiệp này.
Đà Nẵng, ngày 15 tháng 12 năm 2019
Sinh viên thực hiện

Đào Văn Thiên

i

Nguyễn Đăng Quốc Sử


CAM ĐOAN
• Trực tiếp thực hiện đầy đủ các nhiệm vụ được giao dưới sự chỉ đạo của giáo
viên hướng dẫn.
• Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đồ án đã được cảm ơn và các thơng tin trích
dẫn trong đồ án đã được thơng tin trích dẫn rõ ràng và được phép cơng bố.
• Thực hiện đúng theo quy định của nhà trường về liêm chính học thuật
Sinh viên thực hiện

Đào Văn Thiên

ii

Nguyễn Đăng Quốc Sử


MỤC LỤC
Tóm tắt
Nhiệm vụ đồ án
Lời nói đầu và cảm ơn
Lời cam đoan liêm chính học thuật

i
ii

Mục lục
Danh sách các bảng biểu, hình vẽ và sơ đồ

iii
iv

Danh sách các cụm từ viết tắt

v
Trang

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1

1.1 Giới thiệu đề tài ............................................................................................ 1
1.2 Mục đích và ý nghĩa đề tài ........................................................................... 1
1.2.1 Mục đích đề tài .............................................................................................. 1
1.2.2. Ý nghĩa đề tài ................................................................................................ 2
1.3. Tổng quan về xe cẩu .................................................................................... 3
1.3.1. Phân loại về xe cẩu ....................................................................................... 3
1.3.2. Giới thiệu về sắt xi xe cơ sở ......................................................................... 6
1.3.3 Tổng quan về các loại cẩu trên thị trường ..................................................... 9
1.3.4 Giới thiệu và chọn cẩu ................................................................................. 12
1.3.5. Quy định về thiết kế xe tải cẩu của bộ Giao thông vận tải ......................... 17
CHƯƠNG 2. TÍNH TỐN THIẾT KẾ

18

2.1 Chọn phương án sơ đồ bố trí ..................................................................... 18

2.1.1 Cấu tạo của xe tải cẩu .................................................................................. 18
2.1.2 Phân tích phương án sơ đồ bố trí ................................................................. 18
2.2 Các bước thực hiện cơng nghệ ................................................................... 19
2.3 Dẫn động cẩu ............................................................................................. 20
2.3.1 Bộ trích cơng suất và bơm thủy lực ............................................................. 20
2.3.2 Hệ thống thủy lực ........................................................................................ 22
2.4 Thiết kế thùng hàng ................................................................................... 23
2.4.1 Kích thước sơ bộ thùng hàng ....................................................................... 23
2.4.2 Các phương án chọn vật liệu làm thùng ...................................................... 25
iii


2.4.3 Tính tốn thiết kế thùng hàng ..................................................................... 25
2.5 Tính tốn sức bền của thùng chở hàng ...................................................... 30
2.6 Tính bền liên kết thùng lên khung xe ......................................................... 33
2.6.1 Tính tốn bu lơng để chống thùng trượt dọc ............................................... 33
2.6.2 Tính tốn bu lơng quang treo để thùng chống trượt ngang. ........................ 36
2.7. Tính tốn liên kết bu lơng lắp cẩu ............................................................. 38
2.7.1. Tính tốn bu lơng để cẩu khơng bị trượt dọc. ............................................. 38
2.7.2 Tính tốn bu lơng khi nâng hàng ................................................................. 39
CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC, TÍNH ỔN ĐỊNH
CỦA Ơ TƠ SAU THIẾT KẾ

40

3.1 Tính tốn ổn định sau thiết kế ................................................................... 40
3.1.1 Nội dung thiết kế.......................................................................................... 40
3.1.2 Tính tốn bố trí chung .................................................................................. 40
3.1.3 Các đặc tính cơ bản kỹ thuật của ơ tơ .......................................................... 42
3.1.4 Tính tốn các đặc tính động học của ơ tơ sau thiết kế ................................. 46

3.2 Tính tốn động lực học............................................................................... 56
3.2.1 Xác định đặc tính ngồi của động cơ ........................................................... 58
3.2.2. Xây dựng đặc tính cơng suất của ơtơ .......................................................... 59
3.2.3. Xây dựng đặc tính kéo của ôtô ................................................................... 62
3.2.4 Xây dựng đặc tính động lực học của ôtô ..................................................... 65
3.2.5 Xây dựng đồ thị gia tốc của ơtơ ................................................................... 67
3.2.6 Tính kiểm tra khả năng vượt dốc theo điều kiện bám của bánh xe chủ động
với mặt đường: ...................................................................................................... 70
CHƯƠNG 4: HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG

82

4.1 Hướng dẫn sử dụng .................................................................................... 82
4.1.1 Các mối nguy hiểm khi vận hành cẩu .......................................................... 82
4.1.2 Các yêu cầu về an toàn ................................................................................ 82
4.1.3 Hệ thống cần điều khiển .............................................................................. 84
4.2 Bảo dưỡng và kiểm tra ............................................................................... 85
4.2.1 Kiểm tra trước khi vận hành ........................................................................ 85

iii


4.2.2 Kiểm tra và thay thế các bộ phận hư hỏng .................................................. 87
4.3Bôi trơn............................................................................................................... 89
KẾT LUẬN

91

TÀI LIỆU THAM KHẢO

92

iii


DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ
Bảng 1.1 Các thơng số kỹ thuật của xe HINO FG8JPS .................................................. 8
Bảng 1.2 Các dòng cẩu Unic trên thị trường .................................................................. 9
Bảng 1.3 Các dịng cẩu Soosan trên thì trường ............................................................. 10
Bảng 1.4 Các dịng cẩu TADANO................................................................................ 11
Bảng 1.5 Các thơng số kỹ thuật của cẩu UR-V554 ...................................................... 14
Bảng 1.6 Thông số vận hành của cẩu UNIC UR-V554 khi hoạt động ở tầng 1: ......... 16
Bảng 1.7 Thông số vận hành của cẩu UNIC UR-V554 khi hoạt động ở tầng 2: ......... 16
Bảng 1.8 Thông số vận hành của cẩu UNIC UR-V554 khi hoạt động ở tầng 3: ......... 16
Bảng 1.9 Thông số vận hành của cẩu UNIC UR-V554 khi hoạt động ở tầng 4: ......... 16
Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật của bơm Kayaba .............................................................. 21
Bảng 3.1 Bố trí chung về trọng lượng........................................................................... 40
Bảng 3.2 Các nội dung thuyết minh .............................................................................. 42
Bảng 3.3 Bảng thơng số tính tốn trọng tâm ................................................................ 46
Bảng 3.4 Bảng thông số chiều cao trọng tâm ............................................................... 47
Bảng 3.5 Bảng thơng số tính tốn ổn định .................................................................... 48
Bảng 3.6 Bảng kết quả tính tốn ................................................................................... 53
Bảng 3.7 Tính tốn ổn định khi cần cẩu hoạt động ở tầng 1 ........................................ 55
Bảng 3.8 Tính tốn ổn định khi cần cẩu hoạt động ở tầng 2 ........................................ 55
Bảng 3.9 Tính tốn ổn định khi cần cẩu hoạt động ở tầng 3 ........................................ 55
Bảng 3.10 Tính tốn ổn định khi cần cẩu hoạt động ở tầng 4 ...................................... 56
Bảng 3.11 Thông số tính tốn động lực học kéo ơ tơ ................................................... 56
Bảng 3.12 Giá trị đặc tính ngồi của động cơ ............................................................... 58
Bảng 3.13 Giá trị vận tốc và công suất ở từng tay số ................................................... 61
Bảng 3.14 Giá trị lực kéo ứng với vận từng tay số ....................................................... 64

Bảng 3.15 Giá trị nhân tố động lực học ở các tay số .................................................... 66
Bảng 3.16 Giá trị gia tốc ở từng tay số ......................................................................... 68
Bảng 3.17 Khả năng leo dốc của ô tô ........................................................................... 70
Bảng 4.1 Nội dung kiểm tra cẩu trước khi vận hành .................................................. 86
Bảng 4.2 Bôi trơn hệ thống cẩu .................................................................................... 89

iv


Hình 1.1 Xe cẩu bánh xích.............................................................................................. 3
Hình 1.2 Xe cẩu địa hình ................................................................................................ 4
Hình 1.3 Xe tải cẩu ......................................................................................................... 5
Hình 1.4 Hình xe cơ sở tham khảo ................................................................................. 6
Hình 1.5 Bản vẽ xe cơ sở ................................................................................................ 7
Hình 1.6 Cần cầu UNIC .................................................................................................. 9
Hình 1.7 Cần cầu SOOSAN ......................................................................................... 10
Hình 1.8 Cần cầu TADANO......................................................................................... 11
Hình 1.9 Biểu đồ tải trọng và khẩu đồ cẩu UNIC UR-V554 ....................................... 12
Hình 1.10 Bản vẽ cẩu Unic-V554 ................................................................................ 13
Hình 2.1 Phương án bố trí 1 .......................................................................................... 18
Hình 2.2 Phương án bố trí 2 .......................................................................................... 19
Hình 2.3 Bộ trích cơng suất xe Hino FG ..................................................................... 20
Hình 2.4 Một số loại bơm thủy lực ............................................................................... 20
Hình 2.5 Bơm thủy lực Kayaba .................................................................................... 21
Hình 2.6 Sơ đồ hệ thống thủy lực ................................................................................. 22
Hình 2.7 Hình chiếu đứng thùng hàng .......................................................................... 23
Hình 2.8 Hình chiếu bằng thùng hàng .......................................................................... 23
Hình 2.9 Hình chiếu mặt trước thùng hàng .................................................................. 24
Hình 2.10 Hình chiếu mặt sau thùng hàng ................................................................... 24
Hình 2.11 Khóa bửng .................................................................................................... 28

Hình 2.12 Bulơng quang ............................................................................................... 28
Hình 2.13 Bát chống trượt ............................................................................................ 29
Hình 2.14 Bản lề ........................................................................................................... 29
Hình 2.15 Sơ đồ lực tác dụng lên dầm ngang ............................................................... 31
Hình 2.16 Sơ đồ momen tác dụng lên dầm ngang ........................................................ 32
Hình 2.17 Sơ đồ các lực tác dụng lên thùng xe khi ôtô phanh đột ngột khi đang xuống
dốc ................................................................................................................................. 34
Hình 2.18 Liên kết thùng với khung xe ........................................................................ 34
Hình 2.19 LIên kết thùng xe với khung xe (Nhờ các bu lơng quang) ......................... 36
Hình 3.1 Hình chiếu đứng ô tô sau thiết kế .................................................................. 41
Hình 3.2 Hình chiếu bằng ơ tơ sau thiết kế ................................................................... 41
Hình 3.3 Hình chiếu mặt trước ..................................................................................... 42
iv


Hình 3.4 Hình chiếu mặt sau…………………………………………………………42
Hình 3.5 Xe lên dốc khi khơng tải ................................................................................ 49
Hình 3.6 Xe lên dốc khi đầy tải .................................................................................... 50
Hình 3.7 Xe xuống dốc khi khơng tải ........................................................................... 50
Hình 3.8 Xe xuống dốc khi đầy tải ............................................................................... 51
Hình 3.9 Xe nghiêng khi khơng tải ............................................................................... 52
Hình 3.10 Sơ đồ tính tốn ổn định khi ơ tơ cẩu hàng ................................................... 54
Hình 3.11 Đồ thị đặc tính ngồi động cơ ...................................................................... 59
Hình 3.12 Đồ thị cân bằng cơng suất ............................................................................ 62
Hình 3.13. Đồ thị cân bằng lực kéo .............................................................................. 65
Hình 3.14. Đồ thị nhân tố động lực học....................................................................... 67
Hình 3.15. Đồ thị gia tốc động cơ ................................................................................ 69
Hình 4.1 Hệ thống cần điều khiển ................................................................................ 84
Hình 4.2 Cần điều khiển xếp móc và chân cẩu............................................................. 85
Hình 4.3 Cơ cấu xoay cẩu ............................................................................................. 87

Hình 4.4 Vị trí lắp phin lọc dầu hồi .............................................................................. 87
Hình 4.5 Kiểm tra dây cáp ............................................................................................ 88
Hình 4.6 Vị trí các điểm cần bơi trơn ........................................................................... 90

iv


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt:
TT

Ký hiệu

Giải thích

1

TT

Thơng tư

2

TCVN

Tiêu chuẩn nhà nước Việt Nam

3

NĐ-CP

Nghị định của chính phủ

4

BGTVT

Bộ giao thơng vận tải

5

QCVN

Quy chuẩn kỹ thuật

Ký hiệu:
STT

Ký kiệu

1



2

Giải thích
Góc giới hạn lật trên đường nghiêng ngang

  Ứng suất uốn cho phép

3



Góc giới hạn lật khi ô tô quay đầu

4



Góc nghiêng của đường dốc

5

a,b,c Các hệ số kinh nghiệm

6

a0, b0 khoảng cách từ tọa độ trọng tâm ơ tơ

7

B0

Chiều rộng tồn bộ

8



Góc giới hạn mà xe bị lật đổ

9

Bt

Chiều rộng thùng

10

D

Nhân tố động lực của ôtô

11

db

Đường kính bu long

12



Hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng chuyển động quay

13

F

Diện tích cản chính diện

14

f

Hệ số cản lăn

15

Fbl

16

Fms

17

g

18

G0

Trọng lượng bản thân sau thiết kế

19

Gbs

Trọng lượng của be bên sàn

20

Gc

Tải trọng vận chuyển

Lực siết của bu long
Lực ma sát
Gia tốc trọng trườngg

21

Gcẩu Trọng lượng cụm cẩu tự nâng hàng

22

Gcd

Trọng lượng cột đỡ thành thùng:

23

Gd

Trọng lượng của dầm dọc
v

24

Gdn

Trọng lượng của dầm ngang

25

Gn

Trọng lượng người trên cabin

26

Gst

Trọng lượng sàn thùng

27

Gt

Trọng lượng của thùng hàng

28

Gtb

Trọng lượng thành bên

29

Gts

Trọng lượng thành sau

30

Gtr

Trọng lượng thành trước

31



Hiệu suất truyền lực

32

H0

Chiều cao toàn bộ

33

Hcc

Chiều cao cẩu

34

Hd

Chiều cao đệm chân cẩu

35

HG

Chiều cao trọng tâm khi ô tô đầy tải

36

HG0

Chiều cao trọng tâm khi ô tô không tải

37

Hsx

Chiều cao mặt trên sắt-xi

38

i0

Tỷ số truyền của truyền lực chính

39

ih1

Tỷ số truyền tay số 1

40

ih2

Tỷ số truyền tay số 2

41

ih3

Tỷ số truyền tay số 3

42

ih4

Tỷ số truyền tay số 4

43

ih5

Tỷ số truyền tay số 5

44

ih6

Tỷ số truyền tay số 6

45

ihi

Tỷ số truyền của tay số thứ i

46

j

Gia tốc chậm dần

47



Hệ số bám

48

k

Hệ số cản khơng khí

49

Kđ

Hệ số dự trữ

50

L0

Chiều dài toàn bộ

51



Hệ số biến dạng của lốp

52

Lt

Chiều dài thùng

53



hệ số ma sát

54

Me

Mô men xoắn động cơ

55

m

Hệ số sử dụng trọng lượng bám khi kéo

56

Ml

Mô men lật

57

Mumax Mô men lớn nhất
v


58

N0

Lực xiết tối thiểu trên mỗi bu lông liên kết

59

nbl

Số lượng bu long

60

ndc

Số vịng quay động cơ

61

Ne

Cơng suất có ích

62

Ne

Cơng suất của động cơ phát ra

63

ne

Số vịng quay trục khuỷu

64

Nf

Cơng suất tiêu hao do lực cản lăn

65

Nk

Công suất của động cơ phát ra tại bánh xe chủ động

66

Nmax Công suất có ích lớn nhất

67

N

Cơng suất tiêu hao do lực cản khơng khí

68

Pf

Lực cản lăn

69

Pi

Lực cản dốc

70

Pj

Lực qn tính

71

Pk

Lưc kéo tiếp tuyến

72

Pmax

73

Pw

Lực cản khơng khí

74

q

Góc quay trung bình của các bánh xe dẫn hướng

75

q

Tải trọng phân bố lên 1 dầm

76

Q

Tải trọng tác dụng lên các dầm

77

rb

Bán kính của bánh xe

78

Lực quán tính lớn nhất khi phanh gấp

Rmin Bán kính quay vịng bé nhất

79

Sgh

Diện tích giới hạn

80



Ứng suất uốn

81

Vgh

Vận tốc chuyển động giới hạn

82

Vi

Tốc độ ôtô ứng với tay số i

83

vj

Vận tốc giới hạn khi xe bị trượt bên

84

Vmax Vận tốc cực đại

85

vn

Vận tốc giới hạn nguy hiểm

86

Wu

Momen chống uốn

87



Hệ số cản tổng cộng của đường

88

Y',Y'' Các phản lực ngang

89

Z1,Z2 Phản lực thẳng đứng của bánh xe

90

Hệ số ma sát giữa hai thanh dọc thùng xe với khung sat-xi

v


Tính tốn thiết kế ơ tơ tải cẩu dựa trên sắt xi ô tô tải HINO

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1 Giới thiệu 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 địi 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 thơng 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. Địi hỏi các quốc gia tập trung phát triển các ngành giao thơng 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 vậy 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,q 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…
Nhận thấy đề tài “Tính tốn thiết kế ô tô tải cẩu dựa trên sắt xi ô tô tải Hino” là
đề tài rất phù hợp thực tế. Dựa trên sắt xi xe tải Hino, ta tiến hành thiết kế và gắn lên
nó một chiếc cẩu có tải trọng phù hợp để tạo thành chiếc xe tải cẩu. Từ đề tài này ta có
thể làm cho một chiếc ơ tơ tải khơng những nó có thể vận chuyển được hàng hóa mà
cịn có thêm tính năng cẩu hàng hóa. Từ đề tài này giúp chúng em có kiến thức để biết
được quy trình để cải tạo một chiếc xe và các quy định của bộ giao thông về xe tải cẩu,
tạo tiền đề để cải tạo các xe khác. Nên việc thiết kế ôtô tải cẩu dựa trên sắt xi ô tô tải là
công việc rất thiết thực, phù hợp với điều kiện phát triển của chúng ta.

1.2 Mục đích và ý nghĩa đề tài
1.2.1 Mục đích đề tài
Trong q 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 cơng sức, mất thời gian và khơng
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
sử dụng một máy nâng chuyển để đảm nhận cơng việc đó thay thế con người.

SVTH: Đào Văn Thiên
Nguyễn Đăng Quốc Sử

GVHD: TS. Nguyễn Việt Hải
1


Tính tốn thiết kế ơ tơ tải cẩu dựa trên sắt xi ô tô tải HINO

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 tồn và tiết kiệm chi phí nhất. Chúng ta
cũng có thể mua máy nâng chuyển như pa lăng hoặc tời mang theo xe, việc này khơng
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 cơng 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. Vậy mục đích hướng tới của đề tài là thiết kế, lắp đặt một chiếc cần cẩu lên
sắt xi 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 tồn cao.
1.2.2. 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 cơng việc của mình, giảm cơng việc
lao động chân tay nặng nhọc. Q 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 cơng sức, mất thời gian và khơng có hiệu quả kinh tế, mặt khác nếu như khối
lượng của kiện 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.
Nên cần thiết phải có xe tải cẩu để làm thay con người những cơng 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 ngồi về thì giá thành là rất cao, khơng 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
“Tính tốn thiết kế ô tô tải cẩu dựa trên sắt xi ô tô tải Hino”, là một đề tài hết sức thực
tế và áp dụng rộng rãi trong xã hội hiện nay.
Từ đề tài này khơng những nó làm cho chiếc xe tải trở thành một chiếc xe tải có
cần cẩu mà cịn giúp cho ta hiểu được q 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 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.

SVTH: Đào Văn Thiên
Nguyễn Đăng Quốc Sử

GVHD: TS. Nguyễn Việt Hải
2

Tính tốn thiết kế ơ tơ tải cẩu dựa trên sắt xi ô tô tải HINO

1.3. Tổng quan về xe cẩu
1.3.1. Phân loại về xe cẩu
Xe cẩu là một loại xe máy chuyên dụng, nó cũng như các loại thiết bị cơng trình
khác được phân loại theo nhiều cách khác nhau, theo cách đơn giản nhất, chúng ta có
thể phân loại chúng như sau:
-

Cẩu cố định: Là các loại cần cẩu khơng có khả năng tự di chuyển, có thể kể đến
như: Cẩu tháp, Cần trục, Cẩu bờ biển…
Xe cẩu di động: Cẩu di động là nhóm các cần cẩu trục có thể tự di chuyển ngang
trên mặt đất bằng nguồn năng lượng đặt kèm ngay trên máy cẩu. Cẩu di động
thường có kiểu tay cần nghiêng, thay đổi tầm với bằng góc nghiêng tay cần hoặc
lắp thêm tay cần phụ. Dùng trọng lượng phần xe để làm đối trọng, nhưng cũng
có khi kết hợp thêm đối trọng phụ thêm đặt trên máy. Các dịng cẩu di động có
thể được phân loại theo nhiều tiêu chí như: theo cấu tạo cần cẩu, theo cơ cấu di

chuyển, theo tải trọng…
Với các loại xe cẩu di động thường gặp trong thực tế, ta có thể phân loại chúng
như sau:
+ Cẩu bánh xích: Cẩu bánh xích là loại cẩu có bộ phận di chuyển là bánh xích,
sức nâng của cẩu bánh xích được thiết kế lớn hơn sức nâng của cẩu bánh lốp rất nhiều.
Ưu điểm: Có tính di động và tính ổn định cao. Sức nâng lớn: từ 40 - 3500 tấn.
Có khả năng di chuyển ổn định trên các loại địa hình, đặc biệt là các địa hình có nền
đất mềm mà khơng bị mắc kẹt. Do đó cẩu xích có thể di chuyển đến một vùng làm
việc nào đó chưa được tính tốn trước về nền đất mà khơng lo mắc kẹt. Đứng vững
ngay cả khi khơng có chân trụ chống đỡ. Có khả năng di chuyển khi mang tải
Nhược điểm: Có trọng lượng bản thân rất nặng. Chi phí năng lượng cho việc di

chuyển từ một khu vực làm việc đến nơi làm việc khác là rất lớn. Khi di chuyển xa cần
tháo rời và vận chuyển bằng xe tải, tàu hỏa… đến địa điểm tiếp theo của nó.

Hình 1.1 Xe
cẩu bánh xích

SVTH: Đào Văn Thiên
Nguyễn Đăng Quốc Sử

GVHD: TS. Nguyễn Việt Hải
3


Tính tốn thiết kế ơ tơ tải cẩu dựa trên sắt xi ơ tơ tải HINO

+ Cẩu địa hình: Là loại cần cẩu có bộ phận di chuyển là bánh xe với lốp cao su.
Loại cẩu này có thể di chuyển trên mọi loại địa hình ở cơng trường làm việc. Có tính
cơ động cao, linh hoạt. Cẩu địa hình có đặc điểm chung với cẩu xích là động cơ cấp
nguồn cho chuyển động và cho hoạt động của cần trục là chung. Tuy nhiên đối với cẩu
địa hình có đặc điểm là động cơ gắn ở gầm chứ không phải ở trên như cẩu xích.
Ưu điểm: Được thiết kế với đặc điểm cả bốn bánh đều có khả năng dẫn hướng
với hai cầu chủ động. Do đó việc di chuyển, thực hiện các vòng cua, quay đầu, lùi…
được thực hiện rất dễ dàng với mọi loại địa hình khác nhau.
Nhược điểm: Tuy là cẩu địa hình nhưng nói về khả năng di chuyển trên đường
đến các điểm làm việc cách xa cũng tốn chi phí nhiên liệu lớn, tốc độ di chuyển khơng
cao. Sức nâng của cẩu địa hình nhỏ do kết cấu, mặt khác tầm với của cần cũng bị giới
hạn với chiều cao khơng lớn.

Hình 1.2 Xe cẩu địa hình

SVTH: Đào Văn Thiên
Nguyễn Đăng Quốc Sử

GVHD: TS. Nguyễn Việt Hải
4


Tính tốn thiết kế ơ tơ tải cẩu dựa trên sắt xi ô tô tải HINO

+ Xe tải cẩu: Loại cần cầu này gồm hai phần. Phần trên là hệ thống nâng hạ trong
đó có cần nâng, phần dưới là hệ thống di chuyển tương tự như một chiếc xe tải. Hai
phần này liên kết với nhau bằng một bàn xoay, cho phép phía trên có thể xoay được tự
do. Sử dụng một động cơ cung cấp năng lượng cho cả bộ phận di chuyển và quay bơm
thủy lực, cung cấp động lực cho phần trên.
Ưu điểm: Có khả năng cơ động cao. Đặc biệt khả năng nổi trội là di chuyển tốc
độc cao trên đường cao tốc. Có Khả năng mang và di chuyển các vật.
Nhược điểm: Khơng có khả năng di chuyển linh động trong các địa hình phức
tạp.

Hình 1.3 Xe tải cẩu

SVTH: Đào Văn Thiên
Nguyễn Đăng Quốc Sử

GVHD: TS. Nguyễn Việt Hải
5


Tính tốn thiết kế ơ tơ tải cẩu dựa trên sắt xi ô tô tải HINO

1.3.2. Giới thiệu về sắt xi xe cơ sở
*Chọn xe cơ sở HINO FG8JPSB

Hình 1.4 Hình xe cơ sở tham khảo
Thơng qua một số u cầu trên và tìm hiểu đặc điểm một số loại xe tải hiện có ở
Việt Nam, em quyết định chọn xe hiệu HINO FG8JPSB làm xe cơ sở cho đề tài “
Thiết kế xe tải cầu ” vì những ưu điểm sau:
+ Xe có tải trọng khá lớn phù hợp với nhu cầu đời sống ngày nay.
+ Khả năng chịu tải của cầu trước và cầu sau lớn.
+ Chiều dài và chiều rộng của phần khung sắt-xi để lắp bộ phận chuyên dụng lớn
nên rất thuận tiện cho việc bố trí các hệ thống.
+ Xe có cơng suất lớn.
+ Các thơng số về dung tích động cơ và truyền lực lớn hơn các xe cùng phân
khúc.
+ Thương hiệu HINO rất thông dụng ở thị trường Việt Nam với chế độ bảo trì
bảo dưỡng rộng khắp và rất chuyên nghiệp.
+ Giá thành tương đối phù hợp với những gì mà xe mang lại.

SVTH: Đào Văn Thiên
Nguyễn Đăng Quốc Sử

GVHD: TS. Nguyễn Việt Hải
6


Hình 1.5 Bản vẽ xe cơ sở

Tính tốn thiết kế ô tô tải cẩu dựa trên sắt xi ô tô tải HINO

`

SVTH: Đào Văn Thiên
Nguyễn Đăng Quốc Sử

GVHD: TS. Nguyễn Việt Hải
7


Tính tốn thiết kế ơ tơ tải cẩu dựa trên sắt xi ô tô tải HINO

Bảng 1.1 Các thông số kỹ thuật của xe HINO FG8JPS

Tên gọi

TT

Thông số

Đơn vị

1

Chiều dài cơ sở

5530

mm

2

Chiều dài toàn bộ

9410

mm

3

Chiều rộng toàn bộ

2425

mm

4

Chiều cao toàn bộ

2630

mm

5

Tự trọng

4680

Kg

6

Tổng tải trọng

15100

Kg

7

Model động cơ

J08E

8

Số xi lanh

9

Dung tích xylanh

10

6
7684

cc

Đường kính xylanh x hành trính piston

112x130

mm

11

Cơng suất cực đại

235/2500

Kw/vịng/phút

12

Momen xoắn cực đại

706/1500

N.m/vịng/phút

13

Tỷ số nén

14

Model hộp số

15

Cơng thức bánh xe

16

Cỡ lớp

17

Tốc độ cực đại

106

Km/h

18

Khả năng vượt dốc

38

độ

19

Thùng nhiên liệu

200

lít

20

Số người ngồi

3

người

SVTH: Đào Văn Thiên
Nguyễn Đăng Quốc Sử

18:01
MF06S
4x2
10.00R-20

GVHD: TS. Nguyễn Việt Hải
8


Tính tốn thiết kế ơ tơ tải cẩu dựa trên sắt xi ô tô tải HINO

1.3.3 Tổng quan về các loại cẩu trên thị trường
Hiện nay trên thị trường có các loại cẩu như: UNIC, TADANO, SOOSAN,…
1.3.3.1 Cẩu Unic
Cần Cẩu UNIC xuất xứ từ Nhật Bản lắp ráp tại Thái Lan với dịng sản phẩm an
tồn kỹ thuật cao: UR-V Series K: V290K, V340K, V550K, V630K, V830K...

Hình 1.6 Cần cầu UNIC

Bảng 1.2 Các dòng cẩu Unic trên thị trường
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

SVTH: Đào Văn Thiên
Nguyễn Đăng Quốc Sử

Model
UR-V230K
UR-V340K
UR-V370K
UR-V500K
UR-V540K
UR-V550K
UR-V630K
UR-V800K
UR-1504

Tải trọng cho phép (Kg)
2330 tại 1,7m
3030 tại 2,4m
3030 tại 2,7m

3030 tại 4,1m
4050 tại 2,9m
5050 tại 2,5m
6350 tại 2m
8070 tại 2,5m
13620 tại 1,22m

GVHD: TS. Nguyễn Việt Hải
9


Tính tốn thiết kế ơ tơ tải cẩu dựa trên sắt xi ô tô tải HINO

1.3.3.2 Cẩu Soosan
Cẩu Soosan là loại cẩu được sử dụng nhiều ở Việt Nam trong những năm gần
đây. Đây là một thương hiệu cẩu tới từ Hàn Quốc với dòng sản phẩm SCSxxx như sau:
Bảng 1.3 Các dịng cẩu Soosan trên thì trường
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Model

SCS 263
SCS 32x
SCS 33x
SCS 513
SCS 736
SCS 74x
SCS 86xLS
SCS 1015S/LS
SCS 1516
SCS 1716

Sức nâng cho phép(Kg)
2200
3200
3200
5500
6000
7300
7300
10000
15000
17000

Hình 1.7 Cần cầu SOOSAN

SVTH: Đào Văn Thiên
Nguyễn Đăng Quốc Sử

GVHD: TS. Nguyễn Việt Hải
10