Thiết kế lắp đặt cẩu unic trên cơ sở sát xi huyndai hd210

..

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

THIẾT KẾ LẮP ĐẶT CẦN CẨU UNIC
TRÊN CƠ SỞ SÁT XI HUYNDAI HĐ210

Sinh viên thực hiện: PHẠM VĂN THIẾT

Đà Nẵng - Năm 2018


Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic trên cơ sở sát xi hyundai hd 210

LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự đi lên của nền kinh tế thế giới thì nền kinh tế Việt Nam ngày nay
củng đang có nhửng bước tiến khá mạnh mẽ. Đi cùng với nó chính là nhu cầu cuộc
sống của người dân đang đòi hỏi ngày một cao hơn. Một trong những nhu cầu đó
chính là nhu cầu về nâng chuyển hàng hóa, việc nâng chuyển hàng hóa yêu cầu cần
phải nhanh lẹ hơn, khối lượng hàng hóa lớn hơn, an tồn hơn và phải tiết kiệm được
sức lao động của con người hơn.
Với đề tài “ Thiết kế lắp đặt cẩu Unic trên cơ sở xe tải HD210”, đây là một đề
tài rất thực tế, phù hợp với điều kiện phát triển của nền công nghiệp ô tô nước ta hiện
nay. Xe tải HYUNDAI HD210 là một loại phương tiện giao thông vận tải rất phổ biến
ở Việt Nam, nó có nhửng ưu điểm khá nổi trội cho việc lưu chuyển hàng hóa đối với
điều kiện đường xá của nước ta hiện nay. Từ một chiếc HYUNDAI HD210 ta tiến
hành cải tạo để gắn lên nó chiếc cẩu Unic có tải trọng phù hợp tạo thành ô tô tải cẩu
mới dùng để cẩu hàng hóa hay vận chuyển hàng hóa để đáp ứng nhu cầu vận chuyển
hàng hóa ngày càng cao trong nước.

Đồ án tốt nghiệp này có 4 chương, đi theo thứ tự từ vĩ mơ đền mức độ vi mơ. Chương
1 sẽ nói về tính cấp thiết đề tài và giới thiệu chung về cơ sở. Chương 2 sẽ nêu ra
phương án thiết kế và lựa chọn phương án. Chương 3 nói về quá trính tính tốn và lắp
đặt chi tiết. Chương 4 nói về tính động học và động lực học ơ tơ thiết kế.

Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Thiết

Hướng dẫn :TS. Nguyễn Văn Đông

2


Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic trên cơ sở sát xi hyundai hd 210

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
1.1.1. Nhu cầu sử dụng ô tô cẩu hiện nay
Cùng với sự phát triển của nền kinh tế thế giới thì càng 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 tồn, 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 thông sao cho hiện đại, có sự tương
trợ tốt giữa đường khơng, 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…
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 cơng 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 công việc đó thay thế con người.
Việc sử dụng các loại máy nâng chuyển cũng đặt ra một bài toán làm sao để phục
vụ q trình bốc xếp hàng nhanh, an tồn và tiết kiệm chi phí nhất.
Chúng ta có thể mua một chiếc xe tải cẩu, nhưng phương án này chi phí rất cao,
khơng phù hợp, khơng khai thác được chiếc xe cơ sở hiện có.
Chúng ta cũng có thể mua máy nâng chuyển như pa lăng hoặc tời mang theo xe, việc
này 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 công việc bốc dỡ hàng hóa phục vụ cho xe đó, và một số việc phụ khác như cẩu
hàng từ vị trí này sang vị trí kia (dịch chuyển khoảng cách gần). Phương án này có tính
khả thi nhất vì giảm chi phí tận dụng được phương tiện hiện có.

Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Thiết

Hướng dẫn :TS. Nguyễn Văn Đông

3


Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic trên cơ sở sát xi hyundai hd 210

Như vậy mục đích hướng tới của đề tài là thiết kế, lắp đặt một chiếc cần cẩu lên xe
cơ sở đã có để biến nó thành một chiếc xe tải cẩu vững chắc, có khả năng bốc dỡ, vận

chuyển hàng hóa một cách nhanh chóng, đảm bảo độ bền, tuổi thọ, tính ổn định và
tính an tồn cao.
1.1.2. Phân tích điều kiện làm việc của ô tô cẩu HD210
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, 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.
=> Nên cần thiết phải có xe tải cẩu để làm thay con người những cơng việc nặng nhọc
đó, mạng lại hiểu 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 của chiếc xe 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.
Từ đề tài này khơng những nó làm cho chiếc xe tải Hyundai 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 cải tạo lắp cần cẩu lên các loại xe tải khác
sau này. Việc lắp đặt cần cẩu lên xe tải HD210 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 sẳn
có, đáp ứng được nhu cầu xã hội, giảm tối đa mọi chi phí, nâng cao hiệu quả kinh tế.
1.2. Giới thiệu về một số loại ơ tơ cẩu hiện nay
Ơ tơ cẩu là một trong những loại ô tô xây dựng rất thông dụng, ô tô cũng được
chia ra thành nhiều loại khác nhau. Ơ tơ cẩu được chia thành 2 loại :
+ Ô tô cẩu cố định : là loại ô tô cẩu khơng có khả năng tự di chuyển như cẩu tháp,
cẩu bờ biển…
+ Ơ tơ cẩu di động : là loại cần cẩu trục có thể di chuyển ngang trên mặt đất, bao
gồm một số loại như sau

_ Ơ tơ cẩu bánh xích : là loại cẩu có bộ phận di chuyển bằng bánh xích, sức nâng
của cẩu bánh xích là rất lớn.

Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Thiết

Hướng dẫn :TS. Nguyễn Văn Đông

4


Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic trên cơ sở sát xi hyundai hd 210

Hình 1.1. Ảnh ơ tơ cẩu bánh xích
Ưu điểm :
- Tính di động, tính ổn định cao, độ cứng vững cao.
- Có khả nâng dịch chuyển trên mọi địa hình.
Nhược điểm :
- Có trọng lượng lớn, chi phí cho việc di chuyển lớn.
- Khi di chuyển đến những nơi xa rất khó khăn.
_ Ơ tơ cẩu bánh lốp : là loại cẩu có bộ phận di chuyển bằng những bánh xe , được
thiết cho các hoạt động di chuyển, nâng. Cẩu bánh lốp được thiết kế thêm chân chống
để chống đỡ và tăng sự ổn định cho cần cẩu.

Hình 1.2. Ảnh ơ tơ cẩu bánh lốp
Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Thiết

Hướng dẫn :TS. Nguyễn Văn Đông

5

Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic trên cơ sở sát xi hyundai hd 210

_ Ơ tơ cẩu địa hình: là loại cẩu có bộ phận di chuyển bằng bốn bánh xe cao su , loại
ơ tơ cẩu này có tính cơ động cao và linh hoạt.
_ Ơ tơ cẩu tải : là loại ô tô tải dùng để nâng hàng hóa bằng cẩu cẩu và di chuyển
bằng lốp xe. Loại ô tô cẩu này được sử dụng rộng rãi vì ưu điểm của nó là có khả năng
cơ động cơ.

Hình 1.3. Ảnh ơ tơ tải cẩu
1.3. Giới thiệu chung về cơ sở HD210
1.3.1. Thông số kỹ thuật về cơ sở HD210
Sau khi nhập các linh kiện từ tập đoàn HYUNDAI (Hàn Quốc), cùng với sự nổ lực
ngày đêm tính tốn, thiết kế nhằm nội địa hóa các chi tiết lắp ráp trên xe. Hiện nay,
trên xe tải đã nội địa hóa khoảng 30 ÷ 40%.
Thừa hưởng những kỹ thuật tiên tiến từ tập đoàn HYUNDAI và những ưu thế vốn
có mà tập đồn mang lại, cơng ty ơ tơ Trường Hải cho ra dịng xe tải THACO
HYUNDAI ln nổi trội về thiết kế và chất lượng so với những sản phẩm khác và
xứng tầm với những khách hàng có địi hỏi cao.

Hình 1.4. Ảnh ơ tơ cơ sở Hyundai 210
Hyundai HD210 – 12 tấn dòng xe tải nặng của Hyundai với thiết kế đẹp, tính
năng vận hành êm ái và mạnh mẽ, hiệu quả và kinh tế.

Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Thiết

Hướng dẫn :TS. Nguyễn Văn Đông

6

Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic trên cơ sở sát xi hyundai hd 210

Hình 1.5. Kích thước cơ bản của xe Hyundai 210 trước cải tạo
Với chassis HD210 ta có thể lắp thùng hàng lửng, thùng hàng có mui kín, thùng
đơng lạnh… để chở hàng hóa, thực phẩm để phục vụ cho sản xuất, cho nhu cầu của
con người. Sau đây chúng ta sẽ tiến hành cải tạo và lắp đặt cẩu lên chassis HD210 để
có thể trở thành một chiếc xe tải cẩu chuyên dụng mang thương hiệu Việt Nam. Sau
đây là thông số kỹ thuật của ô tô tải HD210.
Bảng 1.1. Các thông số kỹ thuật của xe HD210
TT Thông số

Ký hiệu Giá trị

Đơn vị

1

Chiều dài cơ sở

L0

5695

mm

2

Chiều dài toàn bộ

L

9509

mm

3

Chiều cao toàn bộ

H

2585

mm

4

Chiều rộng cơ sở

B0

2255

mm

Hai bánh trước

Bt

1855

mm

Hai bánh sau

Bs

1660

mm

6

Khoảng sáng gầm xe

H

200

mm

7

Trọng lượng bản thân(cabin+chassis)

G0

5010

KG

Trọng lượng toàn bộ

G

21400

KG

Phân bố cầu trước

G1

2988

KG

Phân bố cầu sau

G2

2002

KG

Khoảng cách hai bánh
5

8

9

Số chỗ ngồi

3
+Tên động cơ

10

Động cơ

D6GA

+Công suất cực đại

Nmax

165/2500

(Kw/rpm)

+Mô men cực đại

Mmax

669/1800

(N.m/rpm)

+Vận tốc cực đại

nmax

120

Km/h

11

Truyền lực chính

i0

3.909

12

Bán kính quay vòng nhỏ nhất

Rmin

9.5

Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Thiết

Hướng dẫn :TS. Nguyễn Văn Đông

m

7

Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic trên cơ sở sát xi hyundai hd 210

1.3.2. Giới thiệu tổng thành xe tải Hyundai HD210
1.3.2.1. Động cơ
Xe tải Hyundai HD210 được lắp động cơ Diesel mang nhãn hiệu D6GA, động cơ
được đặt phía trước xe, cầu sau chủ động.
+ Xuất xứ: Hàn Quốc.
+ Kí hiệu động cơ: D6GA;
+ Sử dụng tăng áp có làm mát khí nạp;
+ Số xy lanh: 6 xy lanh thẳng hàng;
+ Đường kính xi lanh: 103 [mm];
+ Hành trình piston: 118 [mm];
+ Cơng suất cực đại: 225 [Kw] ứng với số vịng quay là 2500[vịng];
+ Mơ men cực đại: 65 [Nm] ứng với số vòng quany là 1400 [vòng];
+ Tỷ số nén 16.9:1.
1.3.2.2. Hệ thống truyền lực
Hệ thống truyền lực hồn chỉnh của một chiếc xe gồm có: ly hợp, hộp số, trục các
đăng và cầu chủ động.
Ly hợp dùng để truyền hay không truyền công suất từ động cơ đến hệ thống truyền
lực, nhằm để truyền mô men quay một cách êm dịu và để cắt truyền động đến hệ thống
truyền lực được nhanh và dứt khoát trong những trường hợp cần thiết như khi chuyển
số. Nó cũng cho phép động cơ hoạt động khi xe dừng mà không cần chuyển hộp số về
số trung gian.
Hộp số có nhiệm vụ là là biến đổi mơmen xoắn của động cơ phù hợp với mức độ
truyền tải của nó đến các bánh xe.

Hình 1.6. Sơ đồ hệ thống truyền lực xe tải HD210
1- Động cơ; 2- Ly hợp; 3- Hộp số; 4- Các đăng; 5- Truyền lực chính;

6- Vi sai; 7- Bán trục.

Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Thiết

Hướng dẫn :TS. Nguyễn Văn Đông

8


Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic trên cơ sở sát xi hyundai hd 210

Truyền động các đăng dùng để truyền mô men xoắn giữa các trục không thẳng
hàng. Các trục này lệch nhau một góc α > 0o và giá trị của α thường thay đổi.
Cầu chủ động nhận công suất từ động cơ truyền tới để phân phối đấn các bánh xe
theo phương vng góc hoặc song song. Cầu xe nâng đỡ các phần gắn trên nó như hệ
thống treo, chassis.
+ Hệ thống truyền lực kiểu cơ khí cầu sau chủ động.
+ Ly hợp: Loại ly hợp một đĩa ma sát khô, dẫn động bằng thủy lực trợ lực khí
nén.
+ Hộp số: Hộp số điều khiển bằng cơ khí, có 6 số tiến và một số lùi.
1.3.2.3. Hệ thống phanh
+ Phanh chính: Dạng tang trống, mạch kép thủy lực.
+ Phanh tay: lò xo chịu tải đặt ở bánh sau.
+ Dẫn động phanh: dẫn động bằng khí nén, có trợ lực chân khơng.
Dẫn động khí nén có các ưu điểm quan trọng là:
- Điều khiển nhẹ nhàng, lực điều khiển nhỏ.
- Làm việc tin cậy hơn dẫn động thủy lực (khi có dị rỉ nhỏ, hệ thống vẫn có thể
tiếp tục làm việc được, tuy hiệu quả phanh giảm).
1

2

3

4

5

6

7

10

8

11

12

9

Hình 1.7 . Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh.
1- Máy nén khí, 2- Van an tồn; 3- Bộ hạn chế áp suất; 4- Bộ lọc, tách ẩm; 5- Van bảo
vệ kép; 6- Van bảo vệ; 7- Cơ cấu phanh bánh xe sau; 8,9,10- Bình chứa khí nén; 11Cơ cấu phanh bánh xe phía trước; 12- Tổng van phân phối.

Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Thiết

Hướng dẫn :TS. Nguyễn Văn Đông

9


Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic trên cơ sở sát xi hyundai hd 210

- Dẫn động khí nén cịn dễ dàng phối hợp với các dẫn động và cơ cấu sử dụng
khí nén khác, như: phanh rơ mc, đóng mở cửa xe, hệ thống treo khí nén, ...
- Dễ cơ khí hóa, tự động hóa q trình điều khiển dẫn động.
Tuy vậy dẫn động khí nén có các nhược điểm là:
- Độ nhạy thấp, thời gian chậm tác dụng lớn.
- Do bị hạn chế bởi điều kiện dò rỉ, áp suất làm việc của khí nén thấp hơn của
chất lỏng trong dẫn động thủy lực tới 10 ÷ 15 lần. Nên kích thước và khối lượng của
dẫn động lớn.
- Số lượng các cụm và chi tiết nhiều.
- Kết cấu phức tạp và giá thành cao hơn.
1.3.2.4. Hệ thống lái
HD210 hệ thống lái sử dụng cơ cấu lái trục vít – con lăn.
Hệ thống lái của các loại ô tô ngày nay hết sức đa dạng và phong phú về nguyên lý
cũng như về kết cấu,t uy nhiên về cơ bản chúng đều có 4 bộ phận chính sau đây: Vành
lái, trục lái, cơ cấu lái (hộp số lái), dẫn động lái.
Cơ cấu lái có chức năng biến chuyển động quay của trục lái thành chuyển động
thẳng dẫn đến các địn kéo dẫn hướng.
Cơ cấu lái sử dụng trên ơ tô hiện nay rất đa dạng tuy nhiên để đảm bảo thực hiện
tốt được chức năng trên thì chúng phải đảm bảo được các yêu cầu sau:
+ Tỷ số truyền của cơ cấu lái phải đảm bảo phù hợp với từng loại ơ tơ;
+ Có kết cấu đơn giản, tuổi thọ cao và giá thành thấp, dễ dàng tháo lắp và điều
chỉnh.
+ Hiệu suất truyền động thuân và nghịch sai lệch không lớn;
+ Độ rơ của cơ cấu lái phải nhỏ.
Hiện nay cơ cấu lái được sử dụng trên ô tô được chia làm các loại như sau:

1) Cơ cấu lái kiểu bánh răng thanh răng
· Thanh răng liên kết với địn ngang qua ổ bắt bu lơng;
· Thanh răng liên kết với đòn ngang bên ở hai đầu thanh răng.
2) Cơ cấu lái kiểu trục vít
· Trục vít bánh vít;
· Trục vít cung răng;
· Trục vít con lăn;
· Trục vít ê cu bi;
· Trục vít địn quay.
Trên xe tải HD210 được lắp cơ cấu lái trục vít – con lăn.

Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Thiết

Hướng dẫn :TS. Nguyễn Văn Đông

10


Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic trên cơ sở sát xi hyundai hd 210

Hình 1.8. Cấu tạo cơ cấu lái kiểu trục vít – con lăn
1- Trục chủ động; 2 - Vỏ cơ cấu lái; 3, 13 - Trục vít lõm; 4 - Đệm điều chỉnh;
5 - Nắp dưới; 6 - Trục con lăn; 7 - Con lăn; 8, 10 - Trục bị động; 9 - Bạc trục bị
động; 11 - Ốc đổ dầu;12 - Nắp; 14 - Đòn quay.
Khi trục chủ động (1) quay làm trục vít lõm (3) quay theo. Do trục vít lõm (3) ăn
khớp với con lăn (7) nên làm nó quay theo làm tồn bộ nạng (8) quay về hai phía tuỳ
theo chiều quay của trục lái (1). Trục bị động (8) quay làm làm đòn quay đứng (14)
quay theo và tác động vào cơ cấu dẫn động lái.
Ưu điểm của cơ cấu này là có kết cấu gọn, bền và có khả năng chống mịn cao,
hiệu suất lớn. Có thể điều chỉnh khe hở giữa trục vít và con lăn nhiều lần.

1.3.2.5. Hệ thống treo
Hệ thống treo phụ thuộc, nhíp trước và nhíp sau hình bán nguyệt, giảm chấn tác
dụng tác dụng hai chiều.
2
2

1

3

4

Hình 1.9. Hệ thống treo phụ thuộc
1- Cầu sau; 2- Bu lơng chữ U; 3- Tai nhíp; 4- Nhíp bán nguyệt.
Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Thiết

Hướng dẫn :TS. Nguyễn Văn Đông

11


Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic trên cơ sở sát xi hyundai hd 210

Hệ thống treo phụ thuộc: hai bánh xe trái và phải được nối với nhau bằng một dầm
cứng nên khi dịch chuyển một bánh xe trong mặt phẳng ngang thì bánh xe kia cũng
dịch chuyển. Do đó hệ thống treo phụ thuộc khơng đảm bảo đúng hoàn toàn động học
của bánh xe dẫm hướng.
Hệ thống treo này có kết cấu đơn giản, dễ sử dụng, sửa chữa và thay thế. Kết cấu
của hệ thống đơn giản nhưng vẫn đảm bảo được tính êm dịu của ơ tơ khi làm việc. Do
một số tính chất mà chỉ có nhíp mới có được (vừa là bộ phận đàn hồi, vừa là bộ phận

dẫn hướng và có thể tham gia giảm chấn).
1.3.2.6. Hệ thống chuyển động
+ Có 6 bánh, công thức bánh xe 4x2.
1.3.2.7. Khung, vỏ, Cabin xe
+ Cabin loại ngắn, được đặt phía trước, trên động cơ và có 3 chỗ ngồi.
+ Khung xe: Thanh dọc là 2 thanh thép chử U, thanh ngang là 6 thanh.
1.3.2.8. Hệ thống điện
+ Máy phát điện xoay chiều: 24V- 60A
+ Máy khởi động: Công suất 5.5 [Kw] ở 24V
+ Ắc quy: có 2 ắc quy 12V,125A.h.
+ Máy khỏi động lạnh: Hoạt động trên nguyên tắc phóng ngọn lửa.

Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Thiết

Hướng dẫn :TS. Nguyễn Văn Đông

12


Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic trên cơ sở sát xi hyundai hd 210

CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ & BỐ TRÍ
CHUNG

2.1. Phân tích chọn cẩu chuyên dùng
Hiện nay trên thị trường Việt Nam có nhiều loại cẩu chuyên dùng của các hãng
như: Soosan, Unic, Tadano … Có thể đáp ứng được yêu cầu về kỹ thuật để lắp đặt tạo
thành một thiết bị chuyên dùng trên xe tải cẩu.
Sau đây ta đi vào phân tích từng loại cẩu:
2.1.1. Cẩu Soosan

Hình 2.1. Ảnh cẩu Soosan
Cẩu Soosan có những ưu điểm sau:
+ Cẩu đạt tiêu chuẩn chất lượng quốc tế, cẩu dễ dàng thao tác, tuổi thọ cao.
+ Hệ số sử dụng tải trọng lớn, vận hành êm ái, độ tin cậy.
+ Làm việc ổn định trong các điều kiện khác nhau, đảm bảo vận hành dễ dàng.
Nhược điểm: Giá thành cao, do đó gây ra khó khăn cho việc lựa chọn để cải tạo
thành xe tải cẩu. Phụ tùng thay thế khó khăn và thường có giá cao.
2.1.2. Cẩu Tadano

Hình 2.2.Ảnh cần cẩu Tadano
Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Thiết

Hướng dẫn :TS. Nguyễn Văn Đông

13


Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic trên cơ sở sát xi hyundai hd 210

Cẩu Tadano có những ưu điểm sau:
+ Có khả năng nâng tốt, tầm hoạt động xa, dễ dàng thao tác.
+ Hệ số sử dụng tải trọng lớn, vận hành êm ái, độ tin cậy và tính tiện nghi cao.
+ Làm việc ổn định trong các điều kiện khác nhau, độ bền và tuổi thọ cao.
+ Có khả năng nâng tốt, tầm hoạt động xa.
Nhược điểm:
+ Giá thành cao, gây khó khăn cho việc lựa chọn để cải tạo thành xe tải cẩu.
+ Do là thiết bị nhập khẩu, nên phụ tùng thay thế ít phổ biến.
2.1.3. Cẩu Unic

Hình 2.3. Ảnh cần cẩu Unic
Cẩu Unic được sản xuất trên dây chuyền công nghệ hiện đại, chất lượng từng linh
kiện sản phẩm đồng bộ, chất lượng cao, gọn nhẹ, nhiều tính năng, dễ thao tác và tuổi
thọ cao là ưu điểm của cẩu tự hành Unic.
Cẩu có hệ thống chân chống phụ linh hoạt do đó nó có thể điều chỉnh ở tất cả các
góc độ khác nhau, từ 0-360 [độ] mà vẫn bảo đảm an toàn tuyệt đối khi vận hành. Với
góc xoay tối đa 360 độ, tầm hoạt động của cẩu tự hành có thể vươn đến độ cao từ
14,6[m] đến 15,5 [m]. Cẩu tự hành cịn có hệ thống chống lật mới nhằm bảo đảm an
tồn trong suốt q trình vận hành.
Cẩu UNIC có nhiều loại khác nhau như: URV230, URV340, URV500… Trong đó
dịng URV500 có hai loại là URV554 và URV555, loại URV554 và URV555 đều có
sức nâng với cùng một bán kính giống nhau, chỉ khác nhau số lượng cần và chiều dài
cần.Nhưng ở nước ta, thì loại cẩu URV555 được dùng phổ biến hơn.
2.2. Tính năng kỹ thuật của cần cẩu nâng hàng được sử dụng
Hiện nay trên thị trường có các loại cẩu như: UNIC, TADANO, SOOSAN…
Ta có bảng thơng số một số loại cẩu của các hãng khác nhau:

Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Thiết

Hướng dẫn :TS. Nguyễn Văn Đông

14


Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic trên cơ sở sát xi hyundai hd 210

Bảng 2.1. Bảng thông số cần cẩu của hãng TADANO
Loại cẩu

TADANO TM-ZE504GMH

Công suất nâng lớn nhất

kG/m

4.040 / 2,9

Chiều cao cẩu lớn nhất

M

12,6

Bán kính làm việc lớn nhất

M

10,58

Số cần

04

Góc nâng cần

độ/giây

(1 ~ 780) / 12

Tốc độ ra cần

m/s

7,25 / 21

Cáp tời

mm/m

ø8 / 82

Chân chống

02, kiểu xylanh thủy lực

Bơm thủy lực

Loại bơm bánh răng

Thùng dầu thủy lực

Lít

48

Góc xoay cần

2,5 vịng/phút, liên tục 3600

Trang bị an tồn cẩu

Đồng hồ đo tải trọng lúc nâng, biểu đồ tải
trọng nâng, báo q tải, đèn báo P.T.O., chốt
an tồn móc cẩu, van an toàn, van kiểm tra,
van giữ và thước cân bằng cẩu

Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Thiết

Hướng dẫn :TS. Nguyễn Văn Đông

15


Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic trên cơ sở sát xi hyundai hd 210

Bảng 2.2. Bảng thông số cần cẩu của hãng SOOSAN
I

Loại cẩu

Cẩu Soosan SCS513

Momen nâng lớn nhất
Tải trọng nâng
nhất của cẩu

t.m
lớn

11.0

5,2t/2,0m

t/m

Thử tải tĩnh: 6.875T/2,0m – 4.25T/3.2m
Thử tải động: 5.885T/2.6m – 3,6T/3,2m
(Theo tiêu chuẩn thử tải cẩu :TCVN:

Tải trọng nâng của cẩu
t/m
với các độ dài khác nhau

424486)
5,5t/2,0m; 3,4t/3.2m;1,2t/8,0;0

Bán kính làm việc

M

8.0

Chiều cao nâng

M

10,1

Loại

cần/số

doạn

Tốc độ kéo dài cần

Lục giác/ 3 đoạn
m/s

Góc nâng của cẩu/tốc độ
nâng
Cáp nâng

4,8m/17.5s

1,5- đến 80 °/10s
ø/m

8mm x70m { 6 x Fi(29)IWRC}
Van an toàn cho hệ thống thuỷ lực; van 01

Cơ cấu an toàn

chiều cho xy lanh lồng cẩu; Đồng hồ đo góc
nâng và tải trọng, chốt an tồn cho móc cẩu,
thiết bị cảnh báo chạm cần.

Các hãng cần cẩu TADANO, SOOSAN, MAEDA hay một số hãng cần cẩu thơng
dụng trên thi trường hiện nay thường thì sự đang dạng về chủng loại là ít, giá cả
thường cao so với sức nâng hàng của cẩu.
Cẩu UNIC có nhiều loại khác nhau như URV230, URV260, UR290, URV300,

URV340, URV370, URV500… Trong đó dịng URV500 có ba loại là
URV553,URV554 và URV555, cả 3 loại đều có sức nâng với cùng một bán kính
giống nhau, chỉ khác nhau số lượng cần và chiều dài cần.
Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Thiết

Hướng dẫn :TS. Nguyễn Văn Đông

16


Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic trên cơ sở sát xi hyundai hd 210

Bảng 2.3. Các thông số kỹ thuật của cẩu URV555
TT Thơng số kỹ thuật

Kí hiệu

Giá trị

Đơn vị

1

Chiều dài bao

Lcc

3837

mm

2

Chiều rộng bao

Bcc

2190

mm

3

Chiều cao bao(tính từ chassis)

Hcc

2319

mm

5

Chiều rộng khi thu chân chống

A*c

2470

mm

6

Hành trình chân chống

Htc

742 : 1328

Mm

Khoảng cách tâm chân chống
Khi thu hẹp nhỏ nhất

Ac(min)

2190

mm

Ac(mid)

3000

mm

Ac(max)

3800

mm

7

Khi ở vị trí trung gian
Khi duỗi tối đa

8

Chiều cao chân khi thu, tính từ
Hbc
mặt bệ chân

497,5

Mm

9

Khối lượng

1655

KG

10

Khả năng xoay cần

360

độ

11

Góc nâng cần cực đại

78

độ

Gc

Tốc độ xoay cần quanh trục
12

đứng

2,5

v/ph

13

Tốc độ chuyển động móc kéo
(cuốn cáp)

12.4

m/ph

14

Số đoạn cần

4

15

Tốc độ duỗi cần

(3.6→10.87)/21.5

m/s

16

Chiều cao nhấc

-12.2→12.6

M

17

Bán kính làm việc

0.7→10.63

M

So sánh các bảng trên, ta chọn loại cẩu để lắp đặt lên xe tải HD210 là dòng URV
555 vì đây là loại cẩu có tuổi thọ cao, dễ lắp đặt, sửa chữa và bảo hành.
Với mục tiêu của đề tài là hướng đến thiết kế được một loại xe tải cẩu ổn định đồ
bền, tuổi thọ cao, có khả năng nâng hàng với một tải trọng lớn trong một vùng bán
kính nhất định, phù hợp với xe cơ sở đã chọn, tính kinh tế cao thì loại cẩu URV555 do
hãng UNIC FUKURAMA của Nhật Bản sản xuất hoàn toàn đáp ứng được những yêu

Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Thiết

Hướng dẫn :TS. Nguyễn Văn Đông

17


Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic trên cơ sở sát xi hyundai hd 210

cầu đặt ra. Cẩu URV555 được dẫn động bởi hệ thống thủy lực và điều khiển bằng các
tay cần điều khiển đặt trên cẩu.
2.3. Phân tích các phương án cẩu hàng
2.3.1. Dùng cần dọc

Hình 2.4. Phương án bốc dở dùng càng dọc.
1. Xe cơ sở; 2. thùng xe; 3. Càng nâng hàng; 4. Cơ cấu nâng; 5. Hàng.
- Ưu điểm:
+ Có kết cấu đơn giản về kỹ thuật và vận hành.
+ Quá trình bốc dỡ nhanh, thích hợp cho những vị trí bốc hàng gần.
- Nhược điểm:Q trình chất dỡ tải rất hạn chế, vị trí chất dỡ theo quỹ đạo quay của
càng.
2.3.2. Dùng cần trượt

4
5

2

6

1

3

Hình 2.5. Phương án bốc dỡ dùng cần trượt.
1.Xe cơ sở; 2.Thùng xe; 3 .Cần trượt; 4.Cáp trượt; 5.Hàng; 6.Cáp kéo hàng.

Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Thiết

Hướng dẫn :TS. Nguyễn Văn Đông

18


Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic trên cơ sở sát xi hyundai hd 210

- Ưu điểm:
+ Kết cấu đơn giản, bảo dưỡng dễ dàng.
+ Khu vực bốc dỡ hàng rộng hơn phương án 1.
- Nhược điểm:
+ Cần làm cố định nên q trình bốc hàng khơng linh động, chỉ bốc được ở phía
sau xe. Vận chuyển kém ổn định do chiều dài cần không thu lại được.
+ Tầm với của cần bị hạn chế.

2.3.3. Dùng cần cẩu

4

3

5

6

5

1

2

7

Hình 2.6. Phương án bốc dỡ dùng cần cẩu.
1. Xe cơ sở; 2. Thùng tải; 3. Thân cẩu; 4. Cần cẩu; 5. Cơ cấu nâng;
6. Cáp nâng; 7. Hệ thống điều khiển.
- Ưu điểm:
+ Cơ cấu linh động, có thể bốc dở hàng ở nhiều vị trí khác nhau.
+ Khi di chuyển cẩu được xếp lại nên nâng cao tính ổn định của xe.
- Nhược điểm:
+ Kết cấu phức tạp, khó bảo trì. Khi cẩu vận hành tính ổn định thấp.
Kết luận
So với hai phương án dùng cần dọc và cần trượt thì phương pháp bốc hàng dùng
cần cẩu có những ưu điểm rõ rệt , phù hợp bốc hàng ở nhiều vị trí khác nhau . Hiện
nay ơ tơ dùng cần cẩu được sử dụng phổ biến trên thị trường . Nên ta chọn phương

pháp dùng cần cẩu để thiết kế.
2.4. Lựa chọn phương án bố trí chung ơ tơ tải thiết kế
Từ phân tích của những phương án đã nêu ở trên, ta nhận thấy phương án bố trí
cần cẩu để nâng hàng là được sử dụng phổ biến hiện nay khơng chỉ ở nước ta mà cịn ở
các nước khác. Với những ưu điểm rõ rệt so với các phương pháp cịn lại, do đó
Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Thiết

Hướng dẫn :TS. Nguyễn Văn Đông

19


Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic trên cơ sở sát xi hyundai hd 210

phương pháp cẩu hàng dùng cần cẩu ln được các cơng ty, xí nghiệp chọn để phục vụ
nhu cầu cho họ. Và chính sự phổ biến rộng rãi và ưu chuộng nên tôi quyết định chọn ô
tô cẩu làm đề tài thiết kế.

Hình 2.7. Phương án bố trí chung của ơ tơ tải cẩu
1.Cabin; 2. Cẩu Unic; 3. Thùng hàng; 4. Tấm bảo vệ

Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Thiết

Hướng dẫn :TS. Nguyễn Văn Đông

20


Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic trên cơ sở sát xi hyundai hd 210

CHƯƠNG 3. TÍNH TỐN THIẾT KẾ LẮP ĐẶT CẦN CẨU UNIC TRÊN CƠ
SỞ HD210

3.1. Phân tích mô tả phương án thiết kế cải tạo
* Mô tả kết cấu:
+ Kích thước tổng thể của ơ tơ ( DxRxC) : 9509x2255x2585
+ Thùng sàn chế tạo bằng vật liệu kim loại có kích thước là:
Kích thước tổng thể (DxRxC): 7500x2500x700 ( mm)
+ Tấm sàn thùng:
Dầm ngang sàn gồm 13 dầm được chết tạo từ thép dập hình chữ U có tiết diện
(120x52x4,8mm), dầm dọc gồm 2 dầm được chế tạo từ thép hình chữ U.
* Các bước cơng nghệ thực hiện cải tạo ôtô cẩu :
Bước 1: Tháo thùng lửng ngun thủy ,gia cơng đóng mới sàn thùng có kích
thước là: 7500x2500x700 ( mm) .
Bước 2: Nối thêm trục các đăng trung gian với chiều dài là L = 1000 (mm)
Bước 3: Lắp thùng sàn được gia công lên sát xi ô tô.
Bước 4: Lắp cẩu được lựa chọn, hệ thống thủy lực lên sát-xi ôtô.
Bước 5: Các hệ thống tổng thành khác của ôtô được giữ nguyên.
Bước 6: Kiểm tra,điều chỉnh, chạy thử.
3.2. Lắp đặt cẩu URV-555 lên chassis HD210
3.2.1. Giới thiệu về cẩu URV-555
UNIC là một trong những hãng cần cẩu thông dụng trên thị trường, ta chọn cẩu
UNIC vì sự đang dạng về chủng loại, có URV230, URV260, UR290, URV300,
URV340, URV370, URV500…người mua có nhiều lựa chọn. Giá cả tương đối phù
hợp với túi tiền và đặc biệt sự thông dụng trên thị trường, cẩu URV555 được bày bán
ở hầu hết các địa điểm bán cần cẩu.
Biểu đồ sau mơ tả quan hệ giữa bán kính quay và chiều cao làm việc của cẩu.

Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Thiết

Hướng dẫn :TS. Nguyễn Văn Đông

21


Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic trên cơ sở sát xi hyundai hd 210

(m) 14

o

78

o

70

13

o

60

12

o

11

50

o
o

10

o

40

9

o

30
8
7

o

20
6
5

o

10

4
3

2

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

(m)
11

Hình 3.1. Biểu đồ quan hệ bán kính và chiều cao hoạt động của cẩu
Qua biểu đồ người điều khiển cần cẩu có thể xác định được tầm cao có thể nâng
hàng mà khơng đụng các vật trên đầu như dây điện, cành cây, hay gầm cầu khi cẩu

hàng hóa dưới cầu…

Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Thiết

Hướng dẫn :TS. Nguyễn Văn Đông

22


Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic trên cơ sở sát xi hyundai hd 210

Hình 3.2. Cẩu URV-555
1-Bầu lọc dầu; 2-Nắp đổ dầu; 3-Thùng chứa dầu; 4- Đế cẩu; 5- Đoạn cần cẩu số
1; 6- Đoạn cần cẩu số 2; 7- Đoạn cần cẩu số 3; 8- Chân chống bệ cẩu bên phụ; 9Hộp giảm tốc xoay cẩu; 10- Chân chống bệ cẩu bên tài; 11- Đế cố định lắp cẩu .
3.2.2. Lắp đặt cẩu lên chassis HD210
Với chassis HD210 được nhập khẩu nguyên chiếc từ Hàn Quốc như sau:

Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Thiết

Hướng dẫn :TS. Nguyễn Văn Đông

23


Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic trên cơ sở sát xi hyundai hd 210

Hình 3.3. Chassis HD210
Sau khi lựa chọn được loại cần cẩu hợp lý, trên cơ sở của xe HYUNDAI HD210 ta
tiến hành lắp đặt cần cẩu URV 555 của Nhật Bản sản xuất.
Ta tiến hành lắp cần cẩu lên xe.

Trình tự các bước lắp đặt:
+ Khoảng cách bệ chân để lắp cần cẩu là 650[mm], trừ ra thêm một khoảng là
150[mm] làm không gian trống, như vậy khoảng không gian dùng để lắp đặt cẩu là
800[mm].
+ Tháo các bộ phận cần thiết phải tháo trước khi cải tạo như: Hệ thống điện phía
sau và phía dưới thùng xe; bình điện; thùng hàng; bình chứa nhiên liệu.
+ Đặt dầm dọc có chiều cao 120 [mm] lên trên dầm xe để tránh va chạm của cần
cẩu và các chi tiết treo trên dầm như thùng dầu, bình điện.
+ Lắp đặt cần cẩu UNIC URV555 (nguyên bộ) lên khung chassis.
+ Tiến hành lắp ghép các bu lông liên kết cẩu với dầm xe.
+ Sử dụng hộp trích cơng suất của ô tô tải Hyundai HD210. Bơm dầu thủy lực
Sau khi lắp đặt cẩu xong, ta có như hình sau:

Hình 3.4. Sơ đồ sau khi lắp cần cẩu

Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Thiết

Hướng dẫn :TS. Nguyễn Văn Đông

24


Thiết kế lắp đặt cần cẩu Unic trên cơ sở sát xi hyundai hd 210

Phương án liên kết bệ cẩu và khung xe bằng mối ghép bu lông bao gồm:
– Bên trái: 4 bu lông M24; liên kết bệ chân cẩn với bản thép thông qua một tấm
chặn bu lông được đặt dưới chassis.
– Bên phải: 4 bu lông M24 liên kết chân tự lựa với tấm chặn bằng bản thép đặt
dưới chassis của xe.
A -A

7

2

1

M24
30

120

8

302

10

A

107

330

A

3

4

5

6

Hình 3.5. Liên kết cẩu và khung xe
1 – Thành trước thùng xe; 2 – Bu lông liên kết cẩu và khung xe; 3 – Dầm dọc
thùng; 4 – Dầm dọc khung xe; 5 – Bản thép liên kết dầm dọc thùng và dầm dọc khung
xe; 6 – Thân cẩu; 7 – Dầm ngang chân cẩu.
3.3. Đặc điểm thùng hàng của ô tô tải cẩu cần thiết kế
3.3.1.. Đặc điểm hàng hóa được vận chuyển trên xe tải cẩu thiết kế
3.3.1.1. Thép cuộn

Hình 3.6. Ảnh thép cuộn
Sinh viên thực hiện : Phạm Văn Thiết

Hướng dẫn :TS. Nguyễn Văn Đông

25