Giáo trình Tổng quan về ô tô chuyên dụng (Phần 1)

ép bánh đôi (hình 2.1) - Đảm bảo tính an toàn khi nâng, đổ hàng cũng như khi vận chuyển, không làm rơi vãi hàng hóa khi vận chuyển. Xe phải trang bị cơ cấu khóa nắp thùng, cơ cấu an toàn, thùng phải đủ bền và cứng vững, có mái bảo vệ cabin khi chất hàng. - Góc nâng thùng phải đủ lớn để trút sạch hàng hóa. 2 - Xe phải có tính ổn định khi nâng, hạ thùng. - Kết cấu gọn nhẹ, dễ chế tạo, giá thành thấp. - Dễ bảo trì, bảo dưỡng, sửa chữa, thao tác vận hành đơn giản . . . II. KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Công thức cấu tạo: Xe cơ sở + Thùng hàng tự đổ + Cơ cấu nâng hạthùng hàng Hình 2.2 – Xe tự đổ KAMAZ 65111 Hình 2.1 – Phương pháp xác định giá trị Wt 3 2.1 Xe cơ sở: Các xe tự đổ hiện nay thường được cải tạo từ xe tải thùng hở. Việc cho ïn lựa xe cơ sở được tiến hành trên cơ sở phân tích khối lượng riêng loại hàng cần chuyên chở, thể tích hàng vận chuyển tối ưu, từ đó xác định được tải trọng xe. Trong quá trình cải tạo từ xe tải thùng sang xe tự đổ, thường phải cắt ngắn khung xe, dời cầu và thay thùng tải bằng thùng tự đổ. Thùng sau cải tạo thường được gia cố vững chắc hơn, ngoài ra còn phải bố trí thêm cơ cấu nâng hạ thùng, do đó tự trọng xe tăng lên, hệ quả là tải trọng xe giảm xuống. Điều này cần lưu ý khi chọn xe cơ sở ban đầu, sao cho tải trọng xe sau cải tạo vẫn phù hợp với yêu cầu vận chuyển hàng và yêu cầu an toàn cho xe. Sau khi xác định được tải trọng, việc chọn xe cơ sở còn căn cứ vào các điều kiện khác như: Có/không hộp phân phối, khả năng trích công suất để dẫn động hệ thống nâng thùng, giá thành . . . 2.2 Thùng hàng: 2.2.1 Kết cấu: Thùng được chế tạo từ thép các loại. Khung thùng làm từ thép cán định hình, thường là thép chữ C, thép L, sau đó hàn thép tấm tạo thành mặt bên và đáy. Tấm đáy chịu tải trọng lớn nên thường dày hơn các tấm bên. Ở thùng nguyên thủy, các tấm bên có thể lật ra; nhưng thùng sau cải tạo thường làm thành bên cố định để tăng độ cứng vững (hình 2.4). Để bảo đảm an toàn cho người điều khiển xe, phần trên thùng được làm dài ra, che phủ cabin. Hình 2.3 – Tổng thể xe tự đổ (Hyundai 15T) Hình 2.4 – Thùng trước và sau cải tạo 4 Phần sau thùng có thể làm dốc lên (hình 2.4), ngăn không cho vật liệu tràn ra ngoài khi vận chuyển, nhưng vẫn dễ dàng tháo sạch vật liệu khi nâng thùng lên. Tuy nhiên, hiện nay phần lớn thùng tự đổ đều bố trí tấm bửng sau. Trong trường hợp này, bản lề bửng pha ûi được bố trí phía trên, bảo đảm sau khi đổ hàng tấm bửng không bị vướng như trường hợp bản lề nằm dưới. Để việc tháo dỡ hàng thuận tiện, thùng được bố trí cơ cấu khoá bửng sau tự động. Nguyên lý hoạt động như sau: Tấm bửng sau 4 được giữ bởi chốt khóa 3. Trên trục mang chốt khóa O3, người ta hàn cứng cánh tay đòn điều khiển 5, một đầu liên kết với lò xo giữ 1, đầu còn lại nối với xích 2. Đầu kia của xích 2 nối bản lề với khung xe tại O1. Trục quay thùng là O2. Như vậy, khi nâng thùng lên góc , điểm O3 quay quanh O2, còn còn điểm A quay quanh O1. Đặt O1O2 = l1 = const O1A = l4  const O1O3 = l2  const O3A = l5 = const O2O3 = l3 = const Khi thùng nâng lên: Xét tam giác O1O2O3’: l2 2 = l3 2 + l1 2 – l3l1.cos(+) Xét tam giác O1A’O3’: l4 2 = l2 2 + l5 2 – l2l5.cos(O1O3’A’) Vậy , khi  tăng thì l2 tăng (theo công thức trên). Nhưng ở công thức dưới, khi l2 tăng, tử sẽ tăng nhanh hơn mẫu, do đó góc O1O3’A’ giảm, có nghĩa là khóa 3 sẽ quay quanh O3 để mở bửng sau, thực hiện đổ hàng. Lò xo 1 có tác dụng giữ bửng không bung ra ở vị trí nằm ngang. Hình 2.5 – Sơ đồ nguyên lý cơ cấu khóa bửng tự động 1. Lò xo giữ chốt khoá 2. Xích 3. Chốt khóa 4. Bửng sau 52 2 4 2 5 2 2'' 31cos ll lll AOO   5 2.2.2 Phương án lật thùng: Khi đổ vật liệu, thùng phải được nâng lên một góc nào đó so với mặt phẳng ngang. Ta có các phương án lật thùng như sau:  Bố trí đổ ngang Ưu khuyết điểm: - Đổ vật liệu nhanh chóng do tiết diện đổ lớn. - Khó tăng góc nghiêng thùng nên khó đổ hết vật liệu. - Không thích hợp ở những nơi chật hẹp. - Vật liệu cản trở sự di chuyển của xe. - Kích thước ngang lớn, kém ổn định  Bố trí đổ dọc Ưu khuyết điểm: - Rất thích hợp cho việc đổ hàng ở những nơi chật hẹp. - Có thể lùi vào đổ hàng, sau đó tiến ra hoặc vừa đổ vừa di chuyển. - Xe có tính ổn định cao khi đổ hàng. - Tốn nhiều thời gian đổ vì tiết diện bé. Hiện nay, phương án đổ dọc được sử dụng phổ biến hơn cả. Tuy nhiên, có những xe được bố trí đồng thời đổ ngang và đổ dọc, rất thuận tiện cho sử dụng ở những nơi chật hẹp ở đó xe không thể quay đầu, hoặc khi chuyên chở vật có hình dạng dài, tiết diện nhỏ như ống nước, sắt xây dựng (hình 2.8) Hình 2.6 – Sơ đồ đổ ngang Hình 2.7 – Sơ đồ đổ dọc Hình 2.8 – Phương án đổ phối hợp 6 2.3 Cơ cấu nâng hạ 2.3.1 Hệ thống nâng hạ: Có thể sử dụng hệ thống cơ khí, khí nén hay thủy lực.  Phương án 1 : Dùng hệ thống truyền động bằng cơ khí Ưu điểm: Giá thành thấp, dễ chế tạo, đơn giãn, dễ bảo trì, bảo dưỡng, thay thế Khuyết điểm: - Kết cấu cồng kềnh, phức tạp - Lực nâng thùng nhỏ - Làm việc nguy hiểm, không an toàn  Phương án 2 : Dùng hệ thống truyền động bằng khí nén Nhược điểm: - Lực nâng thùng nhỏ - Kết cấu cồng kềnh - Không ổn định vì không khí có thể nén được  Phương án 3 : Dùng hệ thống truyền động bằng thủy lực Ưu điểm: - Lực nâng lớn - Kết cấu nhỏ gọn - Làm việc ổn định Khuyết điểm: Giá thành cao, bảo trì, bảo dưỡng thường xuyên . . . Hình 2.9 – Sơ đồ nâng hạ dùng truyền động cơ khí 1. Thùng xe 2. Trục vít 3. Bánh vít 4. Tời 5. Ròng rọc 6. Cơ cấu kẹp chặt đầu cáp 7 2.3.2 Phương án nâng hạ: Trên cơ sở phân tích ở trên, ta chỉ đi sâu vào phương án nâng hạ sử dụng hệ thống thủy lực.  Nâng hạ trực tiếp  Dùng xy lanh một tầng Ưu khuyết điểm: - Kết cấu đơn giản, giá thành thấp - Áp suất làm việc nhỏ - Góc nâng nhỏ vì chịu ảnh hưởng chiều dài xy lanh thủy lực. - Chiếm khoảng không gian lớn  Dùng xy lanh nhiều tầng Khi nâng thùng, dầu từ bơm qua cơ cấu điều khiển vào buồng A đẩy piston 2 lên, đồng thời dầu từ buồng B chảy về thùng. Khi piston 2 đi hết hành trình, dầu tiếp tục vào cửa A nâng piston 1 đi lên, còn dầu từ cửa C về buồng chứa. Hình 2.10 – Chu trình mở hệ thống thủy lực 1. Xy lanh thủy lực 2. Piston thủy lực 3. Van tiết lưu 4. Van một chiều 5. Van phân phối 5/3 6. Van điện từ 7. Bơm dầu 8. Đường dầu 9. Van an toàn 10. Đường dầu về 11. Thùng dầu Hình 2.12 – Xy lanh một tầng trực tiếp 8 Ưu khuyết điểm: - Có thể nâng thùng cao, đảm bảo đổ hết hàng - Không gian bố trí nhỏ - Áp suất làm việc phù hợp với sự giảm dần tải trọng khi tăng góc nghiêng thùng - Kết cấu xy lanh phức tạp - Hệ thống điều khiển phức tạp, gia thành cao.  Nâng hạ gián tiếp  Đòn bẩy di động Khi nâng hay hạ thùng, piston 3 đẩy ra hay đi vào, khi đó điểm C quay quanh O1, còn A quay quanh O2. - Hành trình xy lanh nhỏ vẫn bảo dảm nâng thùng lên góc lớn. - Cơ cấu gọn nhẹ, đơn giản, không gian bố trí nhỏ - Phải chế tạo thêm cơ cấu đòn bẩy làm tăng giá thành.  Đòn bẩy cố định Cũng sử dụng xy lanh một tầng kết hợp với đòn bẩy tương tự như trên, nhưng đầu C bắt cố định vào khung xe. - Cơ cấu có độ cứng vững cao. - Cơ cấu phức tạp vì phải bắt điểm C vào khung xe. - Hành trình nhỏ vẫn đảm bao nâng thùng hàng góc lớn, tuy nhiên phải sử dụng lực lớn 2.4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống: Từ tất cả các phương án trên, hiện nay ta thường thấy phương án đổ dọc, nâng hạ thùng bằng cơ cấu thủy lực với xy lanh một tầng nâng gián tiếp có đòn bẩy di động. Hình 2.13 – Xy lanh nhiều tầng trực tiếp Hình 2.14 – Nâng gián tiếp-đòn bẩy di động Hình 2.15 – Nâng gián tiếp đòn bẩy cố định 9 Sơ đồ khối nguyên lý nâng thùng: Nguyên lý hoạt động: - Khi xe di chuyển trên đường, truyền động từ hộp số qua hộp trích công suất được ngắt. Moment xoắn truyền qua hộp số đến cầu sau. - Khi xe đổ vật liệu, truyền động từ hộp số đến cầu sau có thể ngắt hoặc không tùy thời điểm, còn truyền động từ hộp số đến hộp trích công suất được kết nối (nhờ cần điều khiển trong cabin) điều kiển bơm hoạt động. Bơm hút dầu từ thùng chứa, nén đến hệ thống van điều khiển rồi đến xy lanh thủy lực. Áp suất dầu trong xy lanh tạo áp lực bằng giá trị lực cản P đẩy piston di chuyển. Thùng hàng liên ke át với cơ cấu nâng hạ sẽ được nâng lên tự đổ vật liệu. III. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA XE TỰ ĐỔ 3.1 Các tham số kỹ thuật cơ bản của xe tự đổ 1) Chỉ số trọng lượng / thể tích (kg/m 3 , tấn/m 3 ): Cho biết khả năng tận dụng thể tích thùng chứa. Tuỳ thuộc tính chất khối hàng, kích thước các hạt của khối hàng, phương pháp chất hàng mà ta có hiệu suất sử dụng thùng xe. Với các loại than, xỉ, cát, đá dăm, sỏi, xi măng . . . hh = 1,6 – 1,8 tấn/m 3 2) Chỉ số hiệu suất tải trọng: Bơm thủy lực Hộp trích công suất Hộp số Cầu chủ động Van điều khiển Thùng dầu Xy lanh thủy lực Cơ cấu đòn bẩy Thùng xe Thùng xe Hình 2.16 - Sơ đồ khối nguyên lý nâng thùng (1) (2) Truyền động cơ khí Truyền động thủy lực 10 Là tỷ số giữa tải trọng có ích trên tự trọng xe hh = Ghh / G0 Giá trị này thường 1,1 – 1,3 3) Góc nâng tối đa thùng: Tùy thuộc tính chất cơ lý của hàng. Thông thường trong khoảng 50 o – 60o 4) Thời gian nâng, hạ thùng: Thời gian nâng : 15 – 20 s Thời gian hạ: 10 – 15s 3.2 Các bước thiết kế 1) Từ tải trọng và loại hàng hóa, xác định kích thước thùng: Từ vật liệu chuyên chở và tải trọng cho phép của xe nền, nên chọn loại có khối lượng riêng nhỏ nhất để xác định thể tích thùng cần thiết. Sau đó, căn cứ trên xe nền chọn kích thước dài, rộng và cao thùng cho phù hợp. Thể tích thùng = Tải trọng / Khối lượng riêng Khối lượng riêng một số vật liệu thông dụng: Bảng 2.1 STT Vật liệu Khối lượng riêng (Kg/m 3 ) 1 Đất khô, ẩm 1500 – 1700 2 Bê tông 2300 3 Đất sét 17% độ ẩm 2160 4 Đất pha cát 1900 5 Sỏi 1840 . . . 2) Thiết kế sơ bộ thùng: Kết cấu khung xương mặt sàn, mặt bên, mặt trước, mặt sau: Vật liệu, quy cách, phương pháp liên kết các chi tiết với nhau . . . 3) Xác định phương án liên kết thùng với chassis:  Vị trí chốt lật thùng 11 Sơ đồ xác định vị trí chốt lật thùng:  Bố trí cơ cấu thủy lực nâng hạ thùng Khi điểm đặt đầu piston ởû vị trí đầu thùng (gần cabin người lái) thì lực nâng nhỏ nhưng hành trình picton lớn, ảnh hưởng độ bền khi chọn xylanh thuỷ lực và chiếm nhiều không gian bố trí. Khi điểm đặt ở gần vị trí cuối thùng thì lực nâng cần thiết sẽ lớn, áp suất làm việc xy lanh cao nên làm kín khó khăn. Ngoài ra, thùng còn bị uốn do trọng lượng thùng và tải. Khi bắt đầu nâng thùng, lực tác dụng lên khớp xoay rất lớn, có thể gây hư hỏng chốt. Vì vậy, thay vì sửû dụng xy lanh thủy lực một tầng không đòn bẩy, ta dùng cơ cấu có đòn bẩy. Các ưu điểm : - Đảm bảo độ bền của thùng, khớp xoay, chốt bắt xylanh . . . vì điểm đặt lực thay đổi phù hợp. - Đảm bảo vị trí nâng thùng cao nhất cho phép khi hành trình làm việc của xy lanh nhỏ. Hình 2.17 – Sơ đồ xác định vị trí đặt chốt lật thùng Hình 2.18 – Sơ đồ bố trí cơ cấu nâng hạ thùng 12  Phân tích động lực học cơ cấu nâng thùng ở từng vị trí Xét cơ cấu đòn bẩy, ta có: Phương trình moment quanh tâm C: PA’.l2 – Pxl.l4 = 0 Pxl = (PA’.l2) / l4 = (PA.l2) / l4 PA = (Pxl.l4) / l2 Để thùng nâng lên được, ta phải có: PA.l3 – Gt.lt.cos  0 PA  Gt.lt.cos / l3 Pxl  Gt.lt.l2.cos / l3.l4 Thay thế giá trị  từ 0 đến max, ta lập được các giá trị moment cản Mc = Gt.lt.cos và Pxl theo góc nâng thùng, cũng như hành trình piston. Vị trí  l1 l2 l3 Mc Pxl lxl Các kết quả thể hiện trên sơ đồ. Hình 2.19 – Sơ đồ khảo sát động học cơ cấu đòn bẩy 13 Hình 2.20 – Các đồ thị tính toán cơ cấu nâng 14 4) Thiết kế kỹ thuật:  Tính bền khung xương sàn thùng: Xà ngang, xà dọc  Tính toán phân phố lực lên khung xe, cacđăng, kiểm tra quay vòng, phanh . . .khi thay đổi chiều dài xe cơ sở.  Tính bền chốt xoay thùng tự đổ  Thiết kế cơ cấu đòn bẩy nâng thùng  Kiểm tra trục các đăng  Kiểm tra bền khung xe  Chọn các phần tử thủy lực  Đườøng kính xy lanh  Đường ống  Bơm 5) Kiểm tra ổn định  Ổn định định dọc tĩnh quay đầu lên dốc, xuống dốc.  Đứng trên dốc không nâng thùng  Đứng trên dốc có nâng thùng  Oån định dọc động  Oån định ngang khi đứng trên đường nghiêng ngang  Oån định ngang khi chuyển động quay vòng trên đường nghiêng ngang  Kiểm tra bán kính quay vòng, ận tốc quay vòng cực đại IV. GIỚI THIỆU MỘT SỐ XE TỰ ĐỔ SỬ DỤNG TẠI VIỆT NAM Hình 2.21 – Sơ đồ nâng dọc gián tiếp 15 Hình 2.22 – Sơ đồ nâng dọc trực tiếp 16 Hình 2.23 – Sơ đồ nâng ngang Kỹ thuật ô tô chuyên dùng Chương 2.1 – Xe tự đổ 15 Chương 2: Xe Tự Đổ Hình 1 – Sơ đồ nâng hạ dùng truyền động cơ khí 1. Thùng xe 2. Trục vít 3. Bánh vít 4. Tời 5. Ròng rọc 6. Cơ cấu kẹp chặt đầu cáp Hình 2 – Sơ đồ hở hệ thống thủy lực 1. Xy lanh thủy lực 2. Piston thủy lực 3. Van tiết lưu 4. Van một chiều 5. Van phân phối 5/3 6. 7. Bơm dầu 8. Đường dầu 9. Van an toàn 10. Đường dầu về 11. Thùng dầu Kỹ thuật ô tô chuyên dùng Chương 2.1 – Xe tự đổ 16 Ưu khuyết điểm: - Kết cấu đơn giản, giá thành thấp - Aùp suất làm việc nhỏ - Gocù nâng nhỏ vì chịu ảnh hưởng chiều dài ben - Chiếm khoảng không gian lớn Ưu khuyết điểm: - Có thể nâng thùng cao, đảm bảo đổ hết hàng - Không gian bố trí nhỏ - Aùp suất làm việc phù hợp với sự giảm dần tải trọng khi tăng góc ngiêng thùng - Kết cấu xy lanh phức tạp - Hệ thống điều khiển phức tạp Khi nâng hay hạ thùng, piston 3 đẩy ra hay đi vào, khi đó điểm C quay quanh O1, còn A quay quanh O2. Ưu nhược điểm: - Hành trình xy lanh nhỏ vẫn bảo dảm nâng thùng lên góc lớn. - Cơ cấu gọn nhẹ, không gian bố trí nhỏ - Phải chế tạo thêm cơ cấu đòn bẩy làm tăng giá thành. Cũng sử dụng xy lanh một tầng kết hợp với đòn bẩy tương tự như trên, nhưng đầu C bắt cố định vào khung xe. - Cơ cấu có độ cứng vững cao. - Cơ cấu phức tạp vì phải bắt điểm C vào khung xe. Hình 5 – Xy lanh nhiều tầng trực tiếp Hình 4 – Xy lanh một tầng trực tiếp Hình 6 – Nâng gián tiếp-đòn bẩy di động Hình 7 – Nâng gián tiếp đòn bẩy cố định Kỹ thuật ô tô chuyên dùng Chương 2.1 – Xe tự đổ 17  Bố trí đổ ngang Ưu khuyết điểm: - Đổ vật liệu nhanh chóng do tiết diện đổ lớn. - Khó tăng góc nghiêng thùng nên khó đổ hết vật liệu - Không thích hợp ở những nơi chật hẹp. - Vật liệu cản trở sự di chuyển của xe. - Kích thước ngang lớn, kém ổn định  Bố trí đổ dọc Ưu khuyết điểm: - Rất thích hợp cho việc đổ hàng ở những nơi chật hẹp. - Có thể lùi vào đổ hàng, sau đó tiến ra hoặc vừa đổ vừa di chuyển. - Xe có tính ổn định cao khi đổ hàng. - Tốn nhiều thời gian đổ vì tiết diện bé. Hình 8 – Sơ đồ đổ ngang Hình 9 – Sơ đồ đổ dọc Hình 11 – Sơ đồ nguyên lý cơ cấu khóa thùng tự động 1. Lò xo giữ chốt khoá 2. Xích 3. Chốt khóa bửng 4. Bửng sau Kỹ thuật ô tô chuyên dùng Chương 2.1 – Xe tự đổ 18 Hình 12 – Sơ đồ xác định vị trí đặt chốt lật thùng Hình 13 – Sơ đồ bố trí cơ cấu nâng hạ thùng Hình 14 – Sơ đồ khảo sát động học cơ cấu đòn bẩy Kỹ thuật ô tô chuyên dùng Chương 2.1 – Xe tự đổ 19 Kỹ thuật ô tô chuyên dùng Chương 2.1 – Xe tự đổ 20 Hình 16 – Sơ đồ nâng dọc gián tiếp Kỹ thuật ô tô chuyên dùng Chương 2.1 – Xe tự đổ 21 Hình 17 – Sơ đồ nâng dọc trực tiếp Kỹ thuật ô tô chuyên dùng Chương 2.1 – Xe tự đổ 22 Bài giảng Kỹ thuật Ô tô chuyên dùng Chương 3 – Xe cần trục Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 35 CHƯƠNG 3 - XE CẦN TRỤC I. CÔNG DỤNG - PHÂN LOẠI - YÊU CẦU 1.1 Công dụng: Cần trục tự hành là loại cần trục có tay cần, thường quay toàn vòng, có thể tự di chuyển trong phạm vi rộng và được dùng phổ biến nhất trong các loại cần trục. (Xem thêm các loại cần trục trong Phụ lục 1 - Phân loại máy nâng chuyển) Do tính di động cao, cần trục tự hành được dùng nhiều trong công tác cơ giới hóa xếp dỡ và di chuyển cự ly ngắn các vật nặng trong không gian như: - Bốc xếp hàng hóa, vật liệu tại các kho bãi. - Lắp ráp thiết bị công nghiệp, cấu kiện trong xây dựng. - Cứu hộ các xe bị nạn Cấu tạo chung của cần trục tự hành gồm có tay cần, bàn quay, phần di chuyểân, thiết bị tựa quay, các cơ cấu công tác như cơ cấu nâng hạ vật, nâng can, cơ cấu quay, cabin và hệ thống điều khiển. Xe cần trục không những có năng suất, hiệu quả kinh tế cao mà còn giảm nhẹ rất nhiều sức lao động nặng nhọc của công nhân bốc xếp. 1.2 Phân loại cần trục tự hành:  Theo phần di chuyển: - Cần trục đường sắt: Di chuyển trên đường ray, được dùng xếp dỡ hàng hóa ở các nhà ga, các công trình xây dựng. - Cần trục bánh lốp và cần trục ô tô: Là loại cần trục có phần di chuyển chạy bằng bánh lốp hoặc là khung gầm của xe tải thông thường. Chúng có tính cơ động cao, tốc độ di chuyển trên đường lớn. Phạm vi sử dụng: Tại các nơi có khối lượng công việc không nhiều, tại các địa điểm phân tán, ở nơi xa và thường phải thay đổi vị trí làm việc. - Cần trục xích: Là loại cần trục có phần di chuyển bằng bánh xích, do vây cơ động, linh hoạt, có thề di chuyển trên mặt đường xấu và nền đất yếu, quãng đường di chuyển thường ngắn. - Cần trục máy kéo:Là thiết bị nâng được lắp trên máy kéo xích.  Theo đặc điểm dẫn động các cơ cấu chính: - Dẫn động riêng: Mỗi cơ cấu do một động cơ dẫn động Bài giảng Kỹ thuật Ô tô chuyên dùng Chương 3 – Xe cần trục Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 36 - Dẫn động chung: Tất cả các cơ cấu do một động cơ dẫn động, là động cơ diesel hay động cơ điện thông qua các hệ thống truyền động cơ khí, truyền động thủy lực. 1.3 Yêu cầu: a) Thỏa mãn các tiêu chuẩn về an toàn kỹ thuật đối với thiết bị nâng (TCVN 5863-1995 – Thiết bị nâng, yêu cầu an toàn trong lắp đặt và sử dụng; TCVN 4244- 86 – Quy phạm kỹ thuật an toàn thiết bị nâng). Một trong những tiêu chuẩn quan trọng của xe cần trục là độ ổn định. - Độ ổn định của xe cần trục: Trong quá trình làm việc, các trọng tải tác dụng lên xe cần trục có xu hướng đưa cần trục ra khỏi trạng thái ổn định bình thường và lật đổ cần trục. Để ngăn ngừa hiện tượng này, cần trục phải có độ ổn định bảo đảm khỏi bị rơi đổ. Độ ổn định của cần trục được bảo đảm bởi trọng lượng riêng (gồm tự trọng và đối trọng) mà trọng tâm của nó phải rơi vào trong phạm vi của đường chu vi chân đế được hình thành bởi các chân chống của xe. Moment được tạo ra bởi tích số giữa trọng lượng bản thân xe cần trục (và đối trọng nếu có) với khoảng cách từ trọng tâm đến mặt phẳng lật là momen phục hồi Mph Trọng tâm của tải nâng hạ luôn luôn rơi ra ngoài phạm vi chân đế của xe. Momen lật Ml tạo nên bởi tích số giữa trọng lượng tải nâng hạ với khoảng cách từ trọng tâm của tải tới mặt phẳng lật. Khi xe cần trục làm việc không có chân chống (hình 3.1): Moment lật: Ml = P.(B+C) Moment phục hồi: Mph = Q.A Khi xe cần trục làm việc có chân chống: Moment lật: Ml = P.C Moment phục hồi Mph= Q.(A+B) Bài giảng Kỹ thuật Ô tô chuyên dùng Chương 3 – Xe cần trục Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 37 Như vậy việc dùng chân chống cho phép tăng kích thước chu vi chân đế và nâng cao độ ổn định cho xe. Tỷ số giữa moment phục hồi và moment lật thể hiện mức độ ổn định của xe cần trục, được gọi là hệ số ổn định kôđ: Theo các tiêu chuẩn về tổ chức và sử dụng an toàn cho cần trục nâng hạ tải thì các xe cần trục phải có hệ số ổn định bản thân và hệ số ổn định có tải: - Hệ số ổn định có tải là độ ổn định cản được sự lật đổ của xe dưới tác dụng của lực tải, gió cũng như ảnh hưởng độ nghiêng của bãi làm việc (hình 3.2 a). Khi tính toán phải xem ở điều kiện chịu tải lớn nhất, tức là vật nâng nặng nhất ở tầm với xa nhất. Theo TCVN 4244-86: kôđ  1,4 - Hệ số ổn định không tải bảo đảm xe cần trục không bị lật đổ về phía sau duới tác dụng của đối trọng, gió mạnh và ảnh hưởng độ nghiêng của bãi (hình 3.2b). Theo TCVN 4244-86: kôđ  1,15 l ph ô M M k  Hình 3.1 – Sơ đồ xác định độ ổn định của xe cần trục HÌnh 3.2 – Sơ đồ xác định độ ổn định có tải và không tải của ô tô cần trục Bài giảng Kỹ thuật Ô tô chuyên dùng Chương 3 – Xe cần trục Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 38 Aùp lực gió được tính theo tiêu chuẩn sức gió lớn nhất cho trạng thái không làm việc của cần trục: - Đối với vùng ven biển: pg = 100kG/m 2 (nếu chiều cao cần trục không quá 20m) - Đối với vùng khác pg = 70 kG/m 2 b) Thỏa mãn các yêu cầu chuyên biệt do công việc đòi hỏi như : - Sức nâng - Tầm với - Chiều cao nâng - Tốc độ làm việc: Tốc độ nâng hạ; tốc độ thay đổi tầm với; tốc độ quay cần; tốc độ di chuyển. II. KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG XE CẦN TRỤC 2.1 Cấu tạo chính : (hình 3.3) Công thức cấu tạo: Xe cần trục = Xe nền + Thiết bị chuyên dùng (cần trục) Có thể xem xe cần trục gồm hai phần : Phần không quay và phần quay. - Phần không quay: Khung xe tải hoặc chassis chuyên dùng, được chế tạo đảm bảo theo các yêu cầu ngành giao thông quy định. Tùy theo sức nâng cần trục mà phần khung bố trí từ 2 đến 6 trục bánh xe, tốc độ di chuyển trên đường từ 70 đến 90 km/h. - Phần quay: Bố trí các tay cần, các cơ cấu công tác như cơ cấu nâng vật, nâng cần, quay cần, đối trọng và các thiết bị điều khiển. Hình 3.3 thể hiện các chi tiết cơ bản của xe cần trục. Trên khung 1 của xe được lắp khung không quay 3. Trên khung không quay 3 có gắn đế quay 7, đây là phần cơ bản của bàn quay 8. Trên bàn quay có lắp các cơ cấu nâng tải, cơ cấu nâng cần, cơ cấu thay đổi tầm vươn của cần, cơ cấu quay bàn quay. Bài giảng Kỹ thuật Ô tô chuyên dùng Chương 3 – Xe cần trục Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 39 Để tăng ổn định cho xe, ở khung không quay tr