Thiết kế và xây dựng mô hình hệ thống thủy lực trên xe cần trục

..

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

THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG
THỦY LỰC TRÊN XE CẦN TRỤC

Sinh viên thực hiện: LÊ XUÂN HUẤN
MAI VĂN TRUNG
NGUYỄN XUÂN LINH

Đà Nẵng – Năm 2018


TĨM TẮT
Tên đề tài: Thiết kế và xây dựng mơ hình hệ thống thủy lực trên xe cần trục
Nhóm sinh viên thực hiện:
TT

Họ tên sinh viên

Số thẻ SV

Lớp

1

Lê Xuân Huấn

103130032

13C4A

2

Mai Văn Trung

103130089

13C4A

3 Nguyễn Xuân Linh
103130142 13C4B
Chương 1: Tổng quan về hệ thống thủy lực.
Giới thiệu chung và các thông số kĩ thuật chính về xe cần trục .
Chương 2: Các hệ thống chính của xe cần trục ơtơ KATO NK250E-V.
Hệ thống động lực, hệ thống truyền động, thông số kĩ thuật của bơm, van điều
khiển, chân chống, thiết bị nâng hạ cần trục, thiết bị thay đổi chiều dài cần, thiết bị
quay cần, bộ phận quay, cơ cấu di chuyển, hệ thống điều khiển, hệ thống tời, chân
chống, khảo sát sơ đồ mạch thủy lực tổng thể trên xe cần trục, sơ đồ mạch thủy lực và
nguyên lí làm việc khi nâng hạ cần, thay đổi chiều dài cần, chân chống, quay tháp
,quay tời, kết cấu và nguyên lí làm việc của một số van trong mạch thủy lực trên cần
trục ơtơ KATO NK250E-V.
Chương 3: Tính tốn động lực học khi cần làm việc.
Xây dựng mơ hình động lực học, lập phương trình tính tốn và kết quả đạt được
Chương 4: Tính tốn thiết kế một số phần tử thủy lực.
Tính tốn thiết kế van an tồn, van tiết lưu, van tràn, tính chọn động cơ thủy lực
quay tời, động cơ thủy lực quay toa.
Chương 5: Tính tốn thiết kế bơm và xy lanh thủy lực.

Tính tốn bơm, tính tốn kiểm nghiệm xy lanh thủy lực.
Chương 6: Xây dựng mô hình xe cần trục thực nghiệm.
Mục đích ý nghĩa của mơ hình, tính tốn xây dựng mơ hình , thiết kế khung xe,
thông số kĩ thuật khung và xe thiết kế, dựng mơ hình 3D bằng phần mềm CATIA, tính
ứng suất trên phần mềm RDM, tính tốn thiết kế bơm trên xe mơ hình, lựa chọn mơ tơ
thủy lực, tính toán van tiết lưu, thiết kế bộ truyền đai thang, thiết kế bộ truyền bánh
răng truyền động quay giữa mô tơ thủy lực và tang tời, tính tốn thiết kế các phần tử
mơ tơ quay toa, tính chọn cáp và ròng rọc.
Chương 7: Vận hành và bảo dưỡng xe cần trục.
Quy trình vận hành, quy trình bảo dưỡng.


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

TT

Số thẻ SV

Lớp

Ngành

1

Lê Xuân Huấn

103130032

13C4A

Kỹ thuật cơ khí

2

Mai Văn Trung

103130089

13C4A

Kỹ thuật cơ khí

3

Nguyễn Xuân Linh

103130142

13C4B

Kỹ thuật cơ khí

1. Tên đề tài đồ án:
Thiết kế và xây dựng mơ hình hệ thống thủy lực trên xe cần trục
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:
Catalogue shop manual KATO hydaraulic truck crane NK250E-V
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
a. Phần chung:
TT Họ tên sinh viên

Nội dung

1

Lê Xuân Huấn

2

Mai Văn Trung

Tổng quan về hệ thống thủy lực
Khảo sát mạch thủy lực tổng thể trên xe cần trục KATO
NK250E-V
Xây dựng mơ hình xe cần trục thực nghiệm

3

Nguyễn Xuân Linh

Vận hành và bảo dưỡng xe cần trục

b. Phần riêng:
TT

1

2

Họ tên sinh viên

Nội dung

Lê Xuân Huấn

Khảo sát hệ thống điều khiển, bộ phận quay và cơ cấu di
chuyển, sơ đồ và nguyên lí làm việc của mạch thủy lực quay
tháp, kết cấu và nguyên lí làm việc của van điều khiển quay
tháp,tính tốn động lực học khi cần làm việc, tính tốn thiết
kế van an tồn, tính chọn động cơ thủy lực quay toa, tính ứng
suất trên khung bằng phần mềm RDM, tính tốn thiết kế các
phần tử của mơ hình mơ tơ quay toa, tính chọn thiết bị mang
tải

Mai Văn Trung

Khảo sát hệ thống động lực , hệ thống tời , sơ đồ và nguyên
lí của mạch thủy lực nâng hạ cần, thay đổi chiều dài cần
chính, kết cấu và nguyên lý làm việc của cụm van điều khiển,
van cân bằng,tính tốn thiết kế, kiểm nghiệm bơm thủy lực,
tính tốn van tràn cho bơm bánh răng, tính tốn chọn bơm xe

mơ hình , thiết kế bộ truyền dẫn động xe mơ hình.


Khảo sát hệ thống truyền động, sơ đồ và nguyên lí làm việc
của mạch thủy lực hệ thống chân chống, Kết cấu, nguyên lý
làm việc của van kiểm tra kép, tính tốn thiết kế van tiết lưu,
tính tốn thiết kế xi lanh thủy lực, tính chọn động cơ thủy lực
kéo tời, dựng mơ hình 3D xe cẩu bằng phần mềm CATIA,
chọn động cơ điện, tính tốn các van trên mơ hình, tính tốn
xy lanh thủy lực
3

Nguyễn Xn Linh

5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
a. Phần chung:
TT Họ tên sinh viên

Nội dung

1

Lê Xuân Huấn

Bản vẽ tống thể xe cần trục (A3)
Bản vẽ tổng thể xe mơ hình (A3 )

2

Mai Văn Trung

Sơ đồ mạch thủy lực tổng thể (A3)

3

Nguyễn Xuân Linh

Sơ đồ mạch thủy lực trên xe mơ hình (A3)

b. Phần riêng:
TT

Họ tên sinh viên

1

Lê Xuân Huấn

2

Mai Văn Trung

3

Nguyễn Xuân Linh

Nội dung
Sơ đồ mạch thủy lực điều khiển quay toa
Bản vẽ van an toàn tác dụng gián tiếp
Bản vẽ kết cấu van điều khiển quay tháp

Bản vẽ kết cấu bơm bánh răng.
Sơ đồ mạch thủy lực nâng hạ cần
Sơ đồ mạch thủy lực thay đổi chiều dài cần.
Sơ đồ mạch thủy lực hệ thống chân chống
Bản vẽ kết cấu van giảm áp
Bản vẽ kết cấu xy lanh thủy lực

6. Họ tên người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Võ Đạo
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
29/01/2018
8. Ngày hoàn thành đồ án:
24/05/2018
Đà Nẵng, ngày 24 tháng 5 năm 2018
Trưởng Bộ mơn Thủy khí và
Người hướng dẫn
Máy thủy khí

TS.Phan Thành Long

Th.S Nguyễn Võ Đạo


LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, nền kinh tế của đất nước ngày càng phát triển mạnh mẽ, đặc biệt giai
đoạn hội nhập quốc tế, hàng hóa nhập vào và xuất ra càng nhiều, yêu cầu thiết bị vận
chuyển bốc xếp chuyên dụng càng cao. Để đảm nhận việc đó chủ yếu là các cần trục
ơtơ.
Q trình làm việc của cần trục thường được dẫn động bởi hệ thống thủy lực. Vì
vậy, việc tìm hiểu nguyên lý làm việc, kết cấu của hệ thống thủy lực trên cần trục, để từ

đó có phương án sửa chữa, bảo dưỡng được dễ dàng. Đồng thời để áp dụng những kiến
thức được học về thủy lực vào thực tế. Em đã chọn đề tài “Thiết kế và xây dựng mơ
hình hệ thống thủy lực trên xe cần trục”.
Để thực hiện đề tài này em đã khảo sát hệ thống điều khiển, bộ phận quay và cơ
cấu di chuyển, sơ đồ và nguyên lí làm việc của mạch thủy lực quay tháp, kết cấu và
nguyên lí làm việc của van điều khiển quay tháp,tính tốn động lực học khi cần làm
việc, tính tốn thiết kế van an tồn, tính chọn động cơ thủy lực quay toa, tính ứng suất
trên khung bằng phần mềm RDM, tính tốn thiết kế các phần tử của mơ hình mơ tơ
quay toa, tính chọn thiết bị mang tải.
Do kiến thức cịn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảo cịn ít
và điều kiện thời gian khơng cho phép nên đồ án tốt nghiệp khơng tránh khỏi những
thiếu sót, kính mong q thầy cơ trong bộ mơn chỉ bảo để em hồn thiện hơn.
Cuối cùng, nhóm em gửi lời cảm ơn đến thầy giáo hướng dẫn Th.S Nguyễn Võ
Đạo, thầy cô giáo trong bộ môn và các bạn sinh viên đã giúp nhóm em hồn thành đồ
án này.
Đà Nẵng, ngày 24 tháng 5 năm 2018
Nhóm viên thực hiện
Lê Xuân Huấn
Mai Văn Trung
Nguyễn Xuân Linh
i


CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan:
1. Những nội dung trong đồ án là do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của trực
tiếp của thầy ThS.Nguyễn Võ Đạo
2. Mọi tham khảo dùng trong đồ án đều được trích dẫn rõ ràng tên tác giả, thời
gian, địa điểm.
3. Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo hay gian trá, tơi xin

chịu hồn tồn trách nhiệm.
Nhóm sinh viên thực hiện

Lê Xuân Huấn
Mai Văn Trung
Nguyễn Xuân Linh

ii


MỤC LỤC

TÓM TẮT..........................................................................................................................
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .................................................................................
LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................................i
CAM ĐOAN................................................................................................................... ii
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii
DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ ....................................................................... vii
DANH SÁCH CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ..........................................................xi
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THỦY LỰC ..............................................2
1. Tổng quan. ...................................................................................................................2
1.1. Mục đích, ý nghĩa đề tài. ..........................................................................................2
1.2. Công dụng, yêu cầu, phân loại của các hệ thống truyền động thuỷ lực. ..................3
1.2.1. Công dụng..............................................................................................................3
1.2.2. Yêu cầu. .................................................................................................................3
1.2.3. Phân loại. ...............................................................................................................3
1.2.3.1 Truyền động thuỷ tĩnh. ........................................................................................3
1.2.3.2. Truyền động thuỷ động. .....................................................................................4
1.3. Giới thiệu chung về cần trục ôtô KATO NK250E-V. ..............................................4

1.3.1. Kết cấu chung. .......................................................................................................4
1.3.2. Các thơng số kỹ thuật chính trên cần trục ơtơ KATO NK250E-V. ......................7
1.3.2.1. Thông số kỹ thuật phần xe..................................................................................7
1.3.2.2. Thông số của động cơ. ........................................................................................7
1.3.2.2. Thông số kỹ thuật phần cần trục.........................................................................7
1.3.3. Một số hệ thống trên xe cần trục ôtô KATO NK250E-V. ....................................8
Chương 2: CÁC HỆ THỐNG CHÍNH CỦA XE CẦN TRỤC ƠTƠ KATO NK250E-V
.........................................................................................................................................9
2. Các hệ thống chính của cần trục ôtô KATO NK250E-V. ...........................................9
2.1. Hệ thống động lực. ...................................................................................................9
2.2. Hệ thống truyền động. .............................................................................................. 9
2.2.1. Bơm. ....................................................................................................................12
2.2.2. Chân chống. .........................................................................................................12
2.2.3. Thiết bị nâng, hạ cần trục. ...................................................................................13
2.2.4. Thiết bị thay đổi chiều dài cần. ...........................................................................14
2.2.5. Thiết bị quay cần. ................................................................................................ 14
2.2.6. Thiết bị tời. ..........................................................................................................15
2.2.7. Thiết bị tích nạp. ..................................................................................................15
2.3. Bộ phận quay và cơ cấu di chuyển. ........................................................................15
2.3.1. Bộ phận quay. ......................................................................................................15
2.3.2. Cơ cấu di chuyển. ................................................................................................ 18
2.4. Hệ thống điều khiển................................................................................................ 19
2.5. Hệ thống tời. ...........................................................................................................19
2.6. Hệ thống chân chống. ............................................................................................. 21
iii


2.7. Khảo sát hệ thống truyền động thuỷ lực trên cần trục ôtô KATO NK250E-V. .....23
2.7.1. Sơ đồ tổng thể mạch thủy lực trên cần trục ôtô KATO NK 250E-V. .................23
2.7.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống thủy lực. .........................................................24

2.8. Các hệ thống truyền động thủy lực chính trên cần trục ôtô KATO NK250E-V. ...26
2.8.1. Truyền động thủy lực khi ra, vào chân chống. ....................................................26
2.8.2. Truyền động thủy lực khi nâng, hạ cần trục. .......................................................28
2.8.3. Truyền động thủy lực khi thay đổi chiều dài cần chính. .....................................30
2.8.4. Truyền động thủy lực khi quay tháp....................................................................32
2.8.4.1. Sơ đồ mạch thủy lực khi quay tháp. .................................................................32
2.8.4.2. Nguyên lý làm việc. .......................................................................................... 32
2.9. Truyền động thuỷ lực khi quay tời. ........................................................................33
2.9.1. Sơ đồ truyền động................................................................................................ 33
2.9.2. Nguyên lý hoạt động của mạch thủy lực quay tời. ..............................................34
2.10. Kết cấu, nguyên lý làm việc một số van trong mạch thủy lực trên cần trục KATO
NK250E-V. ....................................................................................................................35
2.10.1. Kết cấu, nguyên lý làm việc của cụm van điều khiển cần trục và tời. ..............35
2.10.1.1. Kết cấu cụm van điều khiển. ..........................................................................35
2.10.1.2. Nguyên lý làm việc. ........................................................................................37
2.10.2. Kết cấu, nguyên lý làm việc của van cân bằng. ................................................40
2.10.2.1. Kết cấu. ...........................................................................................................40
2.10.2.2. Nguyên lý làm việc. ........................................................................................40
2.10.3. Kết cấu, nguyên lý làm việc của van kiểm tra kép. ...........................................42
2.10.3.1. Kết cấu van kiểm tra kép. ...............................................................................42
2.10.3.2. Nguyên lý làm việc. ........................................................................................43
2.10.4. Kết cấu, nguyên lý làm việc của van giảm áp. ..................................................44
2.10.4.1. Kết cấu. ...........................................................................................................44
2.10.4.2. Nguyên lý làm việc. ........................................................................................45
2.10.5. Kết cấu, nguyên lý làm việc của van điều khiển quay tháp. ............................ 45
2.10.5.1. Kết cấu. ...........................................................................................................45
2.10.5.2. Nguyên lý làm việc. ........................................................................................46
Chương 3: TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC KHI CẦN LÀM VIỆC .......................... 47
3. Tính tốn động lực học khi cần trục làm việc. .......................................................... 47
3.1. Cơ sở tính tốn. .......................................................................................................47

3.2. Xây dựng mơ hình. .................................................................................................47
3.2.1. Căn cứ để lập mơ hình động lực học. ..................................................................47
3.2.2. Các bước xây dựng mơ hình tính tốn động lực học. ..........................................48
3.2.3. Mơ hình động lực học cần trục ơtơ KATO NK250E-V. .....................................48
3.3. Phương pháp tính tốn và kết quả đạt được. .......................................................... 49
3.3.1. Phương pháp tính. ................................................................................................ 49
3.3.1.1. Lập phương trình chuyển động. .......................................................................49
3.3.1.2. Xác định lực căng trong cáp cần (Tc). .............................................................. 57
3.3.2. Kết quả đạt được. .................................................................................................58
Chương 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ MỘT SỐ PHẦN TỬ THỦY LỰC.....................59
4.1. Tính tốn thiết kế van an tồn. ...............................................................................59
4.1.1. Sơ bộ về van an toàn............................................................................................ 59
4.1.2. Phân loại van an toàn. .......................................................................................... 60
iv


4.1.3.Tính tốn van an tồn tác dụng gián tiếp. ............................................................. 62
4.2. Van tiết lưu. ............................................................................................................67
4.2.1.Sơ bộ về van tiết lưu ............................................................................................. 67
4.2.2. Phân loại .............................................................................................................. 67
4.2.3. Tính tốn thiết kế van tiết lưu.............................................................................. 69
4.3.Tính tốn van tràn cho bơm bánh răng. ...................................................................70
4.3.1. Ở chế độ làm việc bình thường của hệ thống (chế độ toàn tải). .......................... 70
4.3.2. Ở chế độ làm việc quá tải của hệ thống. .............................................................. 71
4.4. Tính tốn chọn động cơ thủy lực kéo tời. ............................................................... 72
4.5. Tính tốn chọn động cơ thủy lực quay toa. ............................................................ 76
Chương 5: TÍNH TỐN THIẾT KẾ BƠM VÀ XYLANH LỰC ................................ 79
5.1. Sơ lược các loại bơm thủy lực. ...............................................................................79
5.2. Tính tốn bơm trên xe cần trục. ..............................................................................82
5.2.1. Tính toán và kiểm tra bơm bánh răng truyền động. ............................................82

5.2.1.1. Tính bơm. .........................................................................................................82
5.2.1.2. Tính cơng suất của bơm....................................................................................85
5.3. Giới thiệu xylanh thủy lực. .....................................................................................85
5.3.1. Nhiệm vụ. ............................................................................................................85
5.3.2. Tính tốn xylanh thủy lực. ...................................................................................86
Chương 6: XÂY DỰNG MƠ HÌNH XE CẦN TRỤC THỰC NGHIỆM ..................100
6.1. Mục đích, ý nghĩa và yêu cầu của mơ hình. .........................................................100
6.1.1. Ý nghĩa, mục đích của mơ hình. ........................................................................ 100
6.1.2. u cầu của mơ hình. ........................................................................................ 100
6.2. Tính tốn xây dựng mơ hình.................................................................................101
6.2.1. Xây dựng mơ hình khung xe. ............................................................................101
6.2.2. Thơng số kĩ thuật của khung và xe mơ hình......................................................103
6.2.3. Dựng mơ hình xe cần trục bằng phần mềm CATIA. ........................................105
6.2.3.1. Các hệ thống chính trên xe cần trục. ..............................................................105
6.2.4. Cần trục..............................................................................................................108
6.2.5. Bệ đỡ. .................................................................................................................109
6.2.6. Tính ứng suất trên khung bằng phần mềm RDM. .............................................110
6.3. Tính tốn thiết kế bơm trên xe mơ hình. ..............................................................113
6.3.1. Chọn loại bơm sử dụng trên mơ hình. ...............................................................113
6.3.2. Kiểm nghiệm bền bánh răng..............................................................................117
6.3.3. Xây dựng biên dạng răng của bánh răng. ..........................................................118
6.3.4. Tính tốn trục. ...................................................................................................119
6.3.5. Tính tốn trục bơm. ..........................................................................................119
6.3.6. Tính tốn bộ trục. ..............................................................................................121
6.4. Chọn mơtơ điện. ...................................................................................................123
6.5. Lựa chọn mơ tơ thủy lực. .....................................................................................124
6.6. Thiết kế tính tốn các van trên mơ hình. ..............................................................125
6.6.1. Chọn van phân phối. ..........................................................................................125
6.6.2. Van tiết lưu. .......................................................................................................125
6.6.2.1. Tính tốn thiết kế van tiết lưu......................................................................... 126

6.7. Thiết kế xylanh thủy lực. ......................................................................................127
6.7.1.Tính tốn xây dựng mơ hình bằng phương pháp đồng dạng từng phần. ............127
v


6.8. Thiết kế bộ truyền dẫn dộng trên xe mô hình.......................................................128
6.8.1. Thiết kế bộ truyền đai thang. .............................................................................128
6.8.1.1. Cơng dụng phân loại truyền động đai. ...........................................................128
6.8.1.2. Tính tốn bộ truyền đai thang. ........................................................................129
6.8.2. Tính tốn thiết kế các phần tử của mơ hình mơ tơ quay toa. ............................130
6.8.3. Tính tốn thiết kế bộ truyền bánh răng truyền động quay giữa mơ tơ và tang tời.
.....................................................................................................................................133
6.9. Tính tốn và chọn thiết bị mang tải. .....................................................................135
6.9.1. Cáp thép. ............................................................................................................135
6.9.1.1.Cấu tạo. ............................................................................................................135
6.9.1.2. Phân loại. ........................................................................................................135
6.9.1.3. Tính chọn cáp. ................................................................................................136
6.9.2. Rịng rọc. ...........................................................................................................137
Chương 7: VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG XE CẦN TRỤC ..................................138
7.1. Quy trình vận hành. ..............................................................................................138
7.2. Quy trình bảo dưỡng. ............................................................................................139
7.2.1. Bảo dưỡng hàng ngày. .......................................................................................139
7.2.2. Bảo dưỡng kỹ thuật cấp I. .................................................................................139
7.2.3. Bảo dưỡng kỹ thuật cấp II. ................................................................................140
7.2.4. Bảo dưỡng kỹ thuật cấp III. ...............................................................................141
KẾT LUẬN .................................................................................................................142
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................143

vi

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

Bảng 1.1: Thơng số kĩ thuật xe cần trục ô tô KATO NK250E-V
Bảng 1.2: Thông số động cơ xe cần trục ô tô KATO NK250E-V
Bảng 1.3: Thông số kĩ thuật của phần cần trục.
Bảng 2.1: Thông số kĩ thuật của bơm bánh răng.
Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật của thiết bị điều khiển chân chống.
Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật của thiết bị điều khiển nâng, hạ cần trục.
Bảng 2.4: Thông số kỹ thuật của thiết bị thay đổi chiều dài cần.
Bảng 2.5: Thông số kỹ thuật của thiết bị điều khiển quay cần.
Bảng 2.6: Thông số kĩ thuật của thiết bị điều khiển tời.
Bảng 2.7: Thông số kĩ thuật của thiết bị nạp.
Bảng 6.1: Thông số kĩ thuật của khung xe.
Bảng 6.2: Thông số kĩ thuật của xe mơ hình.
Bảng 6.3: Thơng số kỹ thuật của bơm bánh răng.
Bảng 6.4: Các thông số cơ bản của bánh răng.
Bảng 6.5: Thông số kĩ thuật của mơ tơ thủy lực trên xe mơ hình.
Bảng 6.6: Thơng số xylanh trên xe mơ hình

Hình 1.1: Kết cấu chung của cần trục KATO NK250E-V.
Hình 2.1: Sơ đồ khối hệ thống truyền động thủy lực trên cần trục ơtơ.
Hình 2.2: Sơ đồ dẫn động quay tháp trên cần trục ôtô KATO NK250E-V.
Hình 2.3: Sơ đồ dẫn động hệ thống tời trên cần trục ơtơ KATO NK250E-V.
Hình 2.4: Sơ đồ hệ thống chân chống cần trục ơtơ KATO NK250E-V.
Hình 2.5: Sơ đồ mạch thủy lực tổng thể KATO NK250E-V.
Hình 2.6: Sơ đồ mạch truyền động thuỷ lực khi ra, vào chân chống.
Hình 2.7: Sơ đồ mạch thuỷ lực khi nâng, hạ cần trục.
Hình 2.8: Sơ đồ mạch thuỷ lực kéo dài cần chính.
Hình 2.9: Sơ đồ mạch thuỷ lực khi quay tháp.

Hình 2.10: Sơ đồ mạch truyền động thuỷ lực khi quay tời.
Hình 2.11: Kết cấu cụm van điều khiển.
Hình 2.12: Kết cấu cụm van điều khiển.
Hình 2.13: Kết cấu cụm van điều khiển.
Hình 2.14: Van điều khiển ở vị trí trung gian.
vii


Hình 2.15: Van điều khiển ở vị trí nâng tải.
Hình 2.16: Van điều khiển ở vị trí nâng cần trục.
Hình 2.17: Kết cấu van cân bằng.
Hình 2.18: Van cân bằng khi trụ nâng đứng yên.
Hình 2.19: Van cân bằng khi nâng cần trục.
Hình 2.20: Van cân bằng khi hạ cần trục.
Hình 2.21: Kết cấu van kiểm tra kép.
Hình 2.22: Van kiểm tra kép khi kéo dài cần trục.
Hình 2.23: Van kiểm tra kép khi thu ngắn cần trục.
Hình 2.24: Kết cấu van giảm áp.
Hình 2.25: Kết cấu van điều khiển quay tháp.
Hình 2.26: Dẫn động khi quay tháp sang phải.
Hình 3.1: Mơ hình động lực học cần trục ơtơ.
Hình 3.2: Sơ đồ xác định lực căng trong cáp cần.
Hình 4.1: Van an tồn kiểu vi sai có đệm giảm chấn.
Hình 4.2: Kết cấu van giảm áp tác dụng gián tiếp.
Hình 4.3: Sơ đồ tính tốn van kiểu bi.
Hình 4.4: Mặt cắt tiết diện lưu thơng van.
Hình 4.5: Mặt cắt van biểu diễn độ nâng van.
Hình 4.6: Mặt cắt biểu diễn đường kính lớn nhất của van piston.
Hình 4.7: Kí hiệu van tiết lưu có tiết diện khơng thay đổi .
Hình 4.8: Van tiết lưu điều chỉnh được.

Hình 4.9: Van tiết lưu một chiều điều chỉnh bằng tay
Hình 4.10: Kết cấu van tiết lưu một chiều điều chỉnh bằng tay.
Hình 4.11 : Sơ đồ tính tốn van tiết lưu.
Hình 4.12: Kiểu van piston tác dụng trực tiếp.
Hình 4.13: Sơ đồ phân tích lực.
Hình 4.14: Sơ đồ cấu tạo bơm kiểu piston roto hướng trục.
Hình 4.15: Sơ đồ tính tốn động cơ thủy lực quay toa.
Hình 5.1: Nguyên lý làm việc của bơm bánh răng.
Hình 5.2: Bơm bánh răng
Hình 5.3: Bơm trục vít.
Hình 5.4: Bơm cánh gạt đơn
Hình 5.5: Bơm cánh gạt loại kép.
Hình 5.6: Bơm piston rơto hướng trục.
Hình 5.7: Bơm bánh răng ăn khớp ngoài.
viii


Hình 5.8: Cấu tạo của xylanh thủy lực.
Hình 5.9: Sơ đồ tính tốn xylanh lực.
Hình 5.10: Sơ đồ tính lực nâng cần của xylanh.
Hình 5.11: Sơ đồ tính tốn xylanh chân chống.
Hình 5.12: Sơ đồ tính tốn xylanh thay đổi chiều dài cần.
Hình 5.13: Sơ đồ tính tốn lực xylanh thay đổi chiều dài cần.
Hình 6.1: Sơ đồ thủy lực bộ phận cơng tác của xe mơ hình.
Hình 6.2: Mơ hình xe cần trục 3D.
Hình 6.3: Hình ảnh mặt cắt mơ hình tổng thể.
Hình 6.4: Kết cấu khung dầm xe thiết kế.
Hình 6.5: Kích thước của khung.
Hình 6.6: Khung xe mơ hình.
Hình 6.7: Cần xe mơ hình.

Hình 6.8: Cần trục ở trạng thái ban đầu.
Hình 6.9: Cần trục ở trạng thái giãn tối đa.
Hình 6.10: Chân chống xe mơ hình.
Hình 6.11: Tháp quay toa xe mơ hình.
Hình 6.12: Tổng thể xe mơ hình
Hình 6.13: Kích thước của đoạn cần 1.
Hình 6.14: Kích thước của đoạn cần 2.
Hình 6.15: Kích thước đoạn cần 3.
Hình 6.16: Bệ đỡ.
Hình 6.17: Mơ hình tính tốn khung xe.
Hình 6.18: Biểu đồ biến dạng của khung.
Hình 6.19: Biểu đồ lực cắt tác dụng lên khung xe.
Hình 6.20: Biểu đồ mơ men xoắn.
Hình 6.21: Biểu đồ mơ men uốn.
Hình 6.22: Biểu đồ ứng suất.
Hình 6.23: Bơm bánh răng ăn khớp ngồi.
Hình 6.24: Xây dựng biên dạng răng.
Hình 6.25: Mặt cắt răng.
Hình 6.26: Sơ đồ lực tác dụng lên bánh răng.
Hình 6.27: Sơ đồ tính tốn trục.
Hình 6.28: Biểu đồ mơmen uốn và mơmen xoắn.
Hình 6.29: Kết cấu đầu trục chủ động.
Hình 6.30 . Kết cấu trục bơm chủ động.
ix


Hình 6.31: Kết cấu trục bơm bị động.
Hình 6.32: Kết cấu bơm bánh răng thiết kế.
Hình 6.33: Mơ tơ điện dùng trên mơ hình.
Hình 6.34: Mơ tơ thủy lực dùng trên xe mơ hình.

Hình 6.35: Van phân phối.
Hình 6.36: Kết cấu van tiết lưu một chiều điều chỉnh bằng tay.
Hình 6.37: Sơ đồ tính tốn van tiết lưu.
Hình 6.38: Các dạng truyền động đai.
Hình 6.39: Mâm quay toa.
Hình 6.40: Bánh răng nhỏ.
Hình 6.41: Bánh răng lớn.
Hình 6.42: Các loại cáp.
Hình 6.43: Ròng rọc.

x


DANH SÁCH CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

KÍ HIỆU
Flx: lực tác dụng của lò xo
Clxbi: độ cứng của lò xo nén bi
Sm diện tích mở của van piston
xvan: độ nâng của van
Δp tl : tổn thất qua tiết lưu

Clxvan : độ cứng lị xo nén van
I1: mơmen qn tính do khối lượng hàng nâng
Ldl: mômen động lượng
Mx: mômen xoắn tác dụng lên trục động cơ
Ma: mơmen do qn tính
Md: mơmen do ma sát nhớt trên trục động cơ dầu
M: mômen do tải trọng ngoài tác dụng
γ : Khối lượng riêng của chất lỏng

q1: chuyển dịch góc của động cơ
q2: chuyển dịch góc của tháp quay
q3: chuyển dịch thẳng theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo đỉnh cần
q4: chuyển dịch góc của cáp treo hàng trong mặt phẳng cần xung quanh đỉnh cần
q5: chuyển dịch góc của cáp hàng trong mặt phẳng vng góc với mặt phẳng cần
i1: tỷ số truyền của cơ cấu quay
S1: độ cứng quy dẫn của trục động cơ và khớp nối
S2: độ cứng quy dẫn của cáp cần
K1: hệ số dập tắt dao động của khớp nối
K2: hệ số dập tắt dao động của cáp cần
θ1: mơmen qn tính quy dẫn về trục động cơ
Gd: trọng lượng phần quay cần trục
ω: hệ số cản quay

Q: lưu lượng thực tế của bơm.
Qlt: lưu lượng lý thuyết của bơm.
Qv : lưu lượng qua van tràn.
D đường kính vịng lăn.
xi


D0 đường kính vịng trịn cơ sở.
D 2 đường kính vòng tròn đỉnh.

b chiều dày bánh răng.
h: chiều cao ăn khớp.
L: khoảng cách tâm giữa 2 bánh răng.
d: đường kính ống công tác.
N tl : công suất thủy lực của bơm.
N dc : công suất dẫn động trục bơm.

pv : áp suất dư của dầu ở cửa van.
F : diện tích tiết diện thơng qua van.
Flx : lực lị xo của van tràn.
Nd : công suất của mô tơ điện.
Q: lưu lượng qua van tiết lưu
ρ: khối lượng riêng của dầu
Ax: diện tích mặt cắt của khe hở
p1 : áp suất dầu ở buồng công tác
p2 : áp suất dầu ở buồng mang cần piston
A1 : diện tích buồng cơng tác
A2 : diện tích buồng mang cần
Rt: bán kính tang tời kéo cáp nâng hạ hàng

xii


Thiết kế và xây dựng mơ hình hệ thống thủy lực trên xe cần trục

MỞ ĐẦU

Ở nước ta hiện nay, q trình vận chuyển hàng hóa ngày càng phát triển,
u cầu vận chuyển ngày càng cao. Để thực hiện công việc đó xe cần trục là một trong
những loại xe được sử dụng để làm công việc này.
Sự phát triển của khoa học công nghệ đặc biệt là điều khiển tự động
bằng thủy lực, trên các xe cần trục hiện nay hầu như tất cả chức năng điều khiển và
truyền động đều bằng thủy lực.
Với đồ án “Thiết kế và xây dựng mơ hình hệ thống thủy lực trên xe cần
trục” này giúp em củng cố những kiến thức đã học, hiểu hơn về hệ thống truyền động
thủy lực trên xe cần trục. Đồng thời, giúp em hiểu kĩ nguyên lí làm việc, cách sử dụng,

phương pháp vận hành, quy trình bảo dưỡng cũng như tầm quan trọng của xe cần trục
trong các lĩnh vực liên quan đối với sự phát triển kinh tế đất nước.

Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Huấn
Mai Văn Trung
Nguyễn Xuân Linh

Hướng dẫn: Th.S Nguyễn Võ Đạo

1


Thiết kế và xây dựng mơ hình hệ thống thủy lực trên xe cần trục

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THỦY LỰC

1. Tổng quan.
1.1. Mục đích, ý nghĩa đề tài.
Hiện nay, các ngành kỹ thuật nói chung và ngành cơ khí động lực nói riêng, địi
hỏi kỹ sư và cán bộ kỹ thuật được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản tương đối sâu
rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ
thể thường gặp trong sản xuất, sửa chữa, sử dụng và đánh giá chất lượng của xe.
Trong ngành giao thông vận tải, việc bốc xếp và di chuyển hàng hố chủ yếu được
sử dụng bởi ơtơ và máy cơng trình, nhưng trọng tâm là cần trục ơtơ. Việc sử dụng ôtô
cần trục làm giảm nhẹ sức lao động nặng nhọc của công nhân, đồng thời mang lại hiệu
quả kinh tế cao. Cần trục ôtô là máy trục vạn năng, những cơ cấu và kết cấu chịu tải
của nó được đặt trên khung của ơtơ tải. Để thực hiện các ngun cơng làm việc, thì ở
cần trục ơtơ có các kiểu truyền động như sau:
➢ Cần trục truyền động bằng cơ học.
➢ Cần trục truyền động bằng điện.

➢ Cần trục truyền động bằng thuỷ lực.
➢ Cần trục truyền động kết hợp.
Do mỗi kiểu truyền động có ưu và nhược riêng, nhưng với khả năng đạt năng suất,
hiệu quả cao của truyền động thuỷ lực, cùng với mục tiêu kinh tế và sửa chữa dễ dàng,
nên em đã chọn đề tài: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG THỦY
LỰC TRÊN XE CẦN TRỤC.
Do việc khảo sát hệ thống thủy lực của cần trục ôtô KATO NK250E-V sẽ giúp cho
việc bảo dưỡng, sửa chữa được đơn giản. Từ đó, có thể cải tiến, thay thế một số bộ
phận mà không ảnh hưởng đến chế độ làm việc. Với mục đích cuối cùng nhằm tăng
năng suất lao động, giảm các thiết bị ngoại nhập, mở rộng thị trường sản phẩm cơ khí
Việt Nam, đưa đến hiệu quả kinh tế.
Ngồi những mục đích trên, đề tài này cịn có ý nghĩa to lớn đối với sinh viên, áp
dụng được những vấn đề đã học để tìm hiểu, khảo sát và nghiên cứu thiết kế hệ thống
truyền động thuỷ lực trên các xe máy cơng trình khác. Đồng thời nâng cao kĩ năng làm
việc nhóm hiệu quả để hồn thành cơng việc. Từ đó, có cơ hội tiếp xúc, làm quen với
cơng việc chun mơn của mình sau này mà khơng quá bỡ ngỡ.
Bản thân hy vọng đề tài này như một tài liệu tham khảo, để giúp người sử dụng
hiểu được nguyên lý làm việc của hệ thống truyền động thuỷ lực trên cần trục KATO
Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Huấn
Mai Văn Trung
Nguyễn Xuân Linh

Hướng dẫn: Th.S Nguyễn Võ Đạo

2


Thiết kế và xây dựng mơ hình hệ thống thủy lực trên xe cần trục

NK250E-V, từ đó có biện pháp khắc phục và sửa chữa những hư hỏng xảy ra đối với

hệ thống.
1.2. Công dụng, yêu cầu, phân loại của các hệ thống truyền động thuỷ lực.
1.2.1. Công dụng.
Trong lịch sử nhân loại, con người đã hướng việc nghiên cứu chất lỏng vào mục
đích áp dụng rộng rãi nó để phục vụ nhu cầu của mình.
Thuỷ lực học, là khoa học nghiên cứu về quy luật vận động, cân bằng của chất
lỏng và phương pháp sử dụng những quy luật đó, để giải quyết nhiệm vụ thực tế của
sản xuất. Trong máy thuỷ lực, chất lỏng tác dụng tương hỗ vào các thành phần và tổ
hợp của máy.
Truyền động thuỷ lực là tổ hợp các cơ cấu thuỷ lực và máy thuỷ lực. Nó có cơng
dụng, dùng mơi trường chất lỏng làm không gian để truyền cơ năng từ bộ phận dẫn
động đến bộ phận cơng tác, trong đó có thể biến đổi vận tốc, lực, mô men và biến đổi
dạng theo quy luật của chuyển động. Truyền động thuỷ lực phù hợp với việc truyền
công suất lớn, nhưng êm dịu, ổn định và dễ tự động hoá mà các truyền động khác
khơng có.
1.2.2. u cầu.
Hệ thống truyền động thuỷ lực cần đảm bảo các yêu cầu chính sau:
➢ Truyền được công suất cao và lực lớn, hoạt động với độ tin cậy cao, nhưng địi
hỏi ít về chăm sóc, bảo dưỡng.
➢ Điều chỉnh được vận tốc làm việc, dễ tự động hoá theo điều kiện làm việc hay
theo chương trình cho sẵn.
➢ Kết cấu gọn nhẹ, vị trí của các phần tử dẫn và bị dẫn không lệ thuộc vào nhau.
➢ Có khả năng đề phịng q tải.
➢ Dễ theo dõi và quan sát, kể cả hệ phức tạp, nhiều mạch.
➢ Các đường ống khơng được rị rỉ, tổn thất các đường ống nhỏ, có khả năng đề
phịng sự va đập thuỷ lực, tổn thất cột áp, tổn thất công suất và xâm thực.
1.2.3. Phân loại.
Dựa theo nguyên lý, truyền động thuỷ lực được chia ra làm 2 loại sau:
➢ Truyền động thuỷ tĩnh.
➢ Truyền động thuỷ động.

1.2.3.1 Truyền động thuỷ tĩnh.
Truyền động thuỷ tĩnh là việc truyền năng lượng giữa các bộ phận, được thực
hiện bằng áp năng của dòng chất lỏng; mà thường dùng các máy thể tích, nên gọi là
truyền động thuỷ lực thể tích. Truyền động thuỷ lực thể tích được dùng nhiều trong các
Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Huấn
Mai Văn Trung
Nguyễn Xuân Linh

Hướng dẫn: Th.S Nguyễn Võ Đạo

3


Thiết kế và xây dựng mơ hình hệ thống thủy lực trên xe cần trục

ngành kỹ thuật như: Truyền động thuỷ lực dùng máy cắt kim loại, trong xe máy cơng
trình, trong máy tuabin, ở hệ thống phanh- trợ lực tay lái trên ơtơ…..
Truyền động thuỷ tĩnh gồm có ba bộ phận chính:
➢ Bơm: Nguồn cung cấp năng lượng cho chất lỏng (biến cơ năng thành áp năng)
thông thường dùng bơm thể tích.
➢ Động cơ thuỷ lực: Biến áp năng dòng chảy thành cơ năng, bằng cách thực hiện
các chuyển động của nó (thẳng, quay, kết hợp).
➢ Phần tử trung gian (phần tử thuỷ lực): Điều khiển hệ thống (đường ống, van một
chiều, van an toàn, cơ cấu phân phối).
1.2.3.2. Truyền động thuỷ động.
Truyền động thuỷ động, là phương pháp truyền động mà việc truyền cơ năng giữa
các bộ phận máy được thực hiện bằng động năng của dòng chất lỏng. Nó bao gồm một
thiết bị tổ hợp, trong đó chủ yếu có hai loại máy thuỷ lực cánh dẫn: Bơm ly tâm và
tuabin thuỷ lực. Việc truyền động năng lượng từ trục dẫn sang trục bị dẫn được thực
hiện bởi khớp nối thuỷ lực hoặc biến tốc thuỷ lực.

1.3. Giới thiệu chung về cần trục ôtô KATO NK250E-V.
1.3.1. Kết cấu chung.
Cần trục ôtô KATO NK250E-V, những cơ cấu và kết cấu chịu tải của nó được đặt
trên khung của ôtô tải.
Cần trục ôtô được dùng rộng rãi trong công tác cơ giới hoá xếp dỡ và xây lắp. Hầu
hết các ngành vận tải có hàng hố vật tư đều sử dụng.
Ở cần trục ta khảo sát được đặt trên khung ơtơ tải hãng MITSUBISHI, có kết cấu
các bộ phận chính như hình 1.1.

Sinh viên thực hiện: Lê Xn Huấn
Mai Văn Trung
Nguyễn Xuân Linh

Hướng dẫn: Th.S Nguyễn Võ Đạo

4


Thiết kế và xây dựng mơ hình hệ thống thủy lực trên xe cần trục

11930
4700
2

3215
5 6

3 4

3300

1

NK-250E-V

2500
16

15

14

13 12

11

10

9

8

7

Hình 1.1: Kết cấu chung của cần trục KATO NK250E-V.
1. Cáp tời chính; 2. Cáp tời phụ; 3. Cần chính; 4. Móc tải; 5. Tang tời phụ; 6. Tang tời
chính; 7. Đối trọng; 8. Chân chống chính phía sau; 9. Bàn quay; 10. Khung xe; 11. Trụ
nâng cần; 12. Chân chống chính phía trước; 13. Cần điều khiển chân chống; 14. Nạng
đỡ cần; 15. Chân chống phụ; 16. Cần phụ.
Trên khung 10 của ôtô có gắn một bàn quay 9, đây là phần cơ bản của cơ cấu

quay. Để trong quá trình làm việc cần trục ôtô được ổn định, ở khung của ôtô được
trang bị các chân chống: 2 chân chống bên phải, 2 chân chống bên trái, 1 chân chống
phụ phía trước và phía sau có thêm đối trọng 7. Tuỳ theo vị trí và chiều dài cần, mà
việc điều khiển chân chống cho phù hợp với chế độ nâng tải và góc quay cần. Trên bàn
quay có lắp những cơ cấu nâng tải, cơ cấu thay đổi tầm với của cần, cơ cấu quay của
bàn quay, giá đỡ.
Cần chính 1 gồm 4 đoạn, với kích thước của đoạn gốc là 10m, 3 đoạn còn lại
được lồng vào đoạn gốc mỗi đoạn dài 7m. Bên dưới cần chính cịn được trang bị thêm
cần phụ, nhằm phục vụ việc nâng tải trọng nhẹ. Thực hiện việc nâng vật bởi bộ tời
gồm: 2 tang quay được dẫn động bởi 2 động cơ thuỷ lực và được lắp với hộp giảm tốc,
bộ dây cáp tời và móc tải 4. Việc nâng, hạ vật được điều khiển thông qua dẫn động ly
hợp lắp ở tang tời. Tời gồm có: tời chính và tời phụ, các tời điều khiển độc lập bởi các
cần điều khiển riêng và được trang bị thiết bị phanh tự động.
Cabin cần trục được làm bằng thép hàn, bên trong được lắp các thiết bị điều khiển
việc nâng, hạ, quay cần, các bảng chỉ dẫn điều khiển. Các cần điều khiển 13 thực hiện
việc ra, vào chân chống, tuỳ theo mỗi trạng thái làm việc mà chân chống được đặt ở vị
trí đảm bảo an tồn trong q trình vận hành cần trục.

Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Huấn
Mai Văn Trung
Nguyễn Xuân Linh

Hướng dẫn: Th.S Nguyễn Võ Đạo

5


Thiết kế và xây dựng mơ hình hệ thống thủy lực trên xe cần trục

Cần trục ôtô KATO NK250E-V, việc dẫn động các thiết bị công tác được truyền

từ động cơ chính lắp trên ơtơ, qua hộp thu cơng suất, hộp giảm tốc trung gian để truyền
cơ năng cho các thiết bị.
Để hiểu rõ hơn các thông số kỹ thuật, mục này ta cần phải xét các khái niệm sau:
➢ Chiều dài của cần: là khoảng cách tính bằng mét giữa tâm trục ngõng mút của
cần, đến tâm trục của rịng rọc đầu cần. Trong q trình làm việc ở mỗi vị trí,
nếu chiều dài cần vượt quá giá trị ghi trong bảng đặc tính, thì khả năng nâng tải
của cần trục sẽ thấp hơn giá trị được quy định cho mỗi chiều dài cần. Lúc này
cần trục sẽ làm việc ở khả năng nâng tải thấp hơn so với giá trị quy định.
➢ Tầm với của cần: là khoảng cách nằm ngang từ trục quay của bàn quay đến
đường trục đi qua trọng tâm của tải trọng được nâng, và trùng với đường tâm
của ổ móc. Tầm với cho trong bảng đặc tính là giá trị thực tế đã tính cả độ võng
cần. Vì vậy, khi sử dụng cần trục phải dựa trên cơ sở của bảng đặc tính đã cho.
Tuy nhiên, tầm với cho trong bảng đặc tính tải, cho ta biết tải trọng khi sử dụng
cần phụ phải bao gồm giá trị khi mà cần chính đã được đẩy ra hoàn toàn (31m).
Nếu sử dụng cần phụ khi cần chính chưa đẩy ra hồn tồn, khi đó mọi hoạt động
của cần phụ sẽ chỉ còn phụ thuộc vào độ dài cần chính.
➢ Sức nâng tải của cần trục: là trọng lượng lớn nhất được cần trục nâng lên ở tầm
với này hay tầm với khác, khi đã đảm bảo sự dự trữ cần thiết về tính ổn định và
sự vững chắc của các cơ cấu (sức nâng tải lớn nhất phù hợp với tầm với của cần,
tầm với càng tăng thì sức nâng tải càng giảm, và ngược lại. Khả năng nâng tải
của cần trục sử dụng tương đương với khả năng nâng tải của cần chính ở mức
tải lớn nhất là: 25000 kg. Khi đó tải trọng nâng phải bao gồm khối móc chính và
cáp treo ở đầu cần. Khả năng nâng tải của cần trục được tính tốn dựa trên độ
bền, và sự làm việc ổn định của kết cấu cũng như tất cả các thiết bị khác của cần
trục.
➢ Tốc độ nâng tải: là đoạn đường mà tải di chuyển được theo phương thẳng đứng
trong một đơn vị thời gian. Cần trục sẽ hoạt động ổn định và an toàn, khi sử
dụng đúng các chế độ tải trọng và được điều khiển theo đúng theo quy định. Khi
tốc độ gió lớn hơn 10 m/s, lúc đó khơng được vận hành cần trục.
➢ Thời gian thay đổi tầm với của cần: là thời gian cần nâng lên từ vị trí tầm với

lớn nhất, đến vị trí tầm với nhỏ nhất và ngược lại.
➢ Góc quay của bàn quay: là góc quay lớn nhất, mà trên đó cần có thể quay lại từ
vị trí cuối đến vị trí nào đó ban đầu. Ở cần trục KATO NK250E-V, nó có thể
quay được cả hai phía với góc quay 3600.
Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Huấn
Mai Văn Trung
Nguyễn Xuân Linh

Hướng dẫn: Th.S Nguyễn Võ Đạo

6


Thiết kế và xây dựng mơ hình hệ thống thủy lực trên xe cần trục

1.3.2. Các thông số kỹ thuật chính trên cần trục ơtơ KATO NK250E-V.
1.3.2.1. Thơng số kỹ thuật phần xe.
Bảng 1.1: Thông số kĩ thuật xe cần trục ôtô KATO NK250E-V.
Tên thông số

Giá trị

Tốc độ di chuyển lớn nhất

65 km/h

Khả năng leo dốc

150

Bán kính quay vịng nhỏ nhất

9,5 m

Chiều dài toàn bộ

11930 mm

Chiều rộng rộng toàn bộ

2500 mm

Chiều cao toàn bộ

3300 mm

Khoảng cách trục

4700 mm

Khoảng cách chân chống đẩy ra

6000 mm

Khoảng cách chân chống đẩy ra một nửa

3000mm

Tổng khối lượng của cần trục

24600 kg

Phân bố khối lượng cầu trước

6100 kg

Phân bố khối lượng cầu sau

18500 kg

1.3.2.2. Thông số của động cơ.
Bảng 1.2: Thông số động cơ xe cần trục ôtô KATO NK250E-V.
Tên thông số

Giá trị

Model

6D22 – 1A

Số lượng xi lanh

6 xi lanh thẳng hàng

Dung tích xi lanh

11149 cm3

Công suất lớn nhất

165 KW

Mô men xoắn lớn nhất

764 N.m

Hộp số

Loại 5 số tiến, 1 số lùi với bộ đồng tốc

1.3.2.2. Thông số kỹ thuật phần cần trục.
Bảng 1.3: Thông số kĩ thuật phần cần trục.
Tên thông số

Giá trị

Tải trọng nâng lớn nhất

25 tấn

Chiều dài cần chính

(10 ÷ 31) m

Chiều dài cần phụ

7m

Góc nâng cần trục

30 ÷ 800

Thời gian nâng cần chính

44 giây ( từ 30 ÷ 800)

Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Huấn
Mai Văn Trung
Nguyễn Xuân Linh

Hướng dẫn: Th.S Nguyễn Võ Đạo

7


Thiết kế và xây dựng mơ hình hệ thống thủy lực trên xe cần trục

Thời gian đẩy cần chính

105 giây (từ 10 m ÷ 31 m)

Tốc độ nâng cáp của tời chính

110 m/ph

Tốc độ nâng cáp của tời phụ

95 m/ph

Tốc độ quay cáp

26 m/ph

Chiều dài dây cáp chính

175mm

Đường kính dây cáp chính

ø 16 mm

Chiều dài dây cáp phụ

90 m

Đường kính dây cáp phụ

ø 16 mm

1.3.3. Một số hệ thống trên xe cần trục ôtô KATO NK250E-V.
+ Hệ thống thuỷ lực
➢ Bơm dầu thuỷ lực
➢ Động cơ tời
➢ Động cơ quay tháp
➢ Dung tích thùng dầu thuỷ lực

: Loại bơm bánh răng 4 cấp.
: Loại pittông hướng trục.
: Loại pittông hướng trục.
: 380 lít.

+ Hệ thống nâng tải.
Tời chính và tời phụ dẫn động bằng động cơ pittông hướng trục, và được lắp với
bánh răng giảm tốc.
Các tời điều khiển độc lập bởi cần điều khiển riêng. Thiết bị này được lắp phanh tự
động.
+ Trang thiết bị an toàn.
➢ ACS (thiết bị tự động dừng cẩu).
➢ Thiết bị chống lật cần chính.
➢ Thiết bị chống q tải.
➢ Thiết bị khố chân chống.
➢ Phanh tời tự động.
➢ Van an toàn thuỷ lực.
➢ Thiết bị khoá tang.

Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Huấn
Mai Văn Trung
Nguyễn Xuân Linh

Hướng dẫn: Th.S Nguyễn Võ Đạo

8


Thiết kế và xây dựng mơ hình hệ thống thủy lực trên xe cần trục

Chương 2: CÁC HỆ THỐNG CHÍNH CỦA XE CẦN TRỤC ƠTƠ KATO
NK250E-V

2. Các hệ thống chính của cần trục ôtô KATO NK250E-V.

2.1. Hệ thống động lực.
Thiết bị động lực và phương thức truyền động trong các máy cơng trình hiện nay
rất khác nhau. Động lực ta hiểu là động cơ ban đầu từ đó rút ra năng lượng cho xe hoạt
động. Động cơ ở đây có chức năng biến đổi năng lượng của nhiên liệu hoặc điện năng
thành cơ năng.
Động lực của máy cơng trình có thể là:
➢ Động cơ đốt trong : Phổ biến là động cơ DIESEL công suất dưới 500 KW.
➢ Động cơ điện: Dùng nguồn điện mạng điện công nghiệp, công suất không hạn
chế.
➢ Kết hợp: Thường là diesel – máy điện hoặc diesel – máy thuỷ lực.
Ba hình thức động lực phổ biến trên khi phân tích so sánh và lựa chọn, khó có thể
nói rằng cái này lợi hơn cái kia nếu không xuất phát từ một trường hợp thực tế.
Cần trục ôtô KATO NK250E-V, ta đang khảo sát sử dụng nguồn động lực động
cơ đốt trong - động cơ diesel gồm 6 xi lanh thẳng hàng, làm mát bằng nước, là động cơ
4 kỳ, có cơng suất lớn nhất 165 KW, tăng áp trên đường ống nạp.
2.2. Hệ thống truyền động.
Hệ thống truyền động có chức năng truyền năng lượng từ động cơ chính đến bộ
phận cơng tác, làm cho các thành phần của thiết bị công tác máy trục hoạt động (cần
trục, trụ chống, trụ nâng), đồng thời thực hiện các chức năng khác (quay bàn quay, và
các bộ phận khác).
Ở cần trục KATO NK250E-V, sử dụng kiểu truyền động thuỷ lực với kiểu truyền
động này, các cơ cấu của cần trục được truyền động bằng dòng áp suất ở thể lỏng và
các dòng áp suất được tạo ra nhờ các bơm thuỷ lực. Những bơm này hoạt động nhờ mô
men quay của động cơ sau khi đã qua hộp thu cơng suất. Lúc đó, dịng có áp suất cao
sẽ được phân bố tới các cụm van điều khiển thực hiện việc dẫn động.
Cần trục ôtô truyền động thuỷ lực có những chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cao, bảo đảm
an tồn trong q trình làm việc, sử dụng đơn giản. Đồng thời tăng năng suất lao động,
cải thiện điều kiện lao động của người sử dụng. Thế nhưng, khi sử dụng truyền động
thuỷ lực địi hỏi trình độ chun mơn của người điều khiển phải cao, ngồi kiến thức
Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Huấn

Mai Văn Trung
Nguyễn Xuân Linh

Hướng dẫn: Th.S Nguyễn Võ Đạo

9