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

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

Sinh viên thực hiện: ĐÀO VĂN THIÊN

Đà Nẵng – Năm 2019


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

Số thẻ SV: 103150082
Số thẻ SV: 103150074

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

103150074

15C4A

Kỹ thuật Cơ khí

2

Đào Văn Thiên

103150082

15C4A

Kỹ thuật Cơ khí

TT

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

Họ tên sinh viên

1

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

-

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

-

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

Nội dung

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

Đào Văn Thiên

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

Đào Văn Thiên

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

iii
iv

Danh sách các cụm từ viết tắt

v
Trang

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1

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

18

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

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

82

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

iii


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

91

TÀI LIỆU THAM KHẢO


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

iv


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

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

iv


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

Ký hiệu

Giải thích

1

TT

Thơng tư

2

TCVN

Tiêu chuẩn nhà nước Việt Nam

3

NĐ-CP


3



Góc giới hạn lật khi ô tô quay đầu

4



Góc nghiêng của đường dốc

5

a,b,c Các hệ số kinh nghiệm

6

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

7

B0

Chiều rộng tồn bộ

8




Diện tích cản chính diện

14

f

Hệ số cản lăn

15

Fbl

16

Fms

17

g

18

G0

Trọng lượng bản thân sau thiết kế

19

Gbs


24

Gdn

Trọng lượng của dầm ngang

25

Gn

Trọng lượng người trên cabin

26

Gst

Trọng lượng sàn thùng

27

Gt

Trọng lượng của thùng hàng

28

Gtb

Trọng lượng thành bên


34

Hd

Chiều cao đệm chân cẩu

35

HG

Chiều cao trọng tâm khi ô tô đầy tải

36

HG0

Chiều cao trọng tâm khi ô tô không tải

37

Hsx

Chiều cao mặt trên sắt-xi

38

i0

Tỷ số truyền của truyền lực chính


44

ih6

Tỷ số truyền tay số 6

45

ihi

Tỷ số truyền của tay số thứ i

46

j

Gia tốc chậm dần

47



Hệ số bám

48

k

Hệ số cản khơng khí


54

Me

Mô men xoắn động cơ

55

m

Hệ số sử dụng trọng lượng bám khi kéo

56

Ml

Mô men lật

57

Mumax Mô men lớn nhất
v


58

N0

Lực xiết tối thiểu trên mỗi bu lông liên kết


64

Nf

Cơng suất tiêu hao do lực cản lăn

65

Nk

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

66

Nmax Công suất có ích lớn nhất

67

N

Cơng suất tiêu hao do lực cản khơng khí

68

Pf

Lực cản lăn

69


Góc quay trung bình của các bánh xe dẫn hướng

75

q

Tải trọng phân bố lên 1 dầm

76

Q

Tải trọng tác dụng lên các dầm

77

rb

Bán kính của bánh xe

78

Lực quán tính lớn nhất khi phanh gấp

Rmin Bán kính quay vịng bé nhất

79

Sgh


85

vn

Vận tốc giới hạn nguy hiểm

86

Wu

Momen chống uốn

87



Hệ số cản tổng cộng của đường

88

Y',Y'' Các phản lực ngang

89

Z1,Z2 Phản lực thẳng đứng của bánh xe

90

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

1.2 Mục đích và ý nghĩa đề tài
1.2.1 Mục đích đề tài
Trong q trình vận tải hàng hóa nói chung thời gian bốc xếp hàng lên xe và thời
gian bốc dỡ hàng xuống xe chiếm một phần thời gian công việc, việc này nếu thực
hiện một cách thủ công bằng sức người thì sẽ rất tốn cơng sức, mất thời gian và khơng
có hiệu quả kinh tế, mặt khác nếu như khối lượng của kiện hàng quá lớn, quá to vượt
quá khối lượng an toàn cho phép sức nâng của con người như máy móc, cột điện, cây
gỗ,… thì có thể gây ra nguy hiểm. Trong những trường hợp như thế cần thiết là phải
sử dụng một máy nâng chuyển để đảm nhận cơng việc đó thay thế con người.

SVTH: Đào Văn Thiên
Nguyễn Đăng Quốc Sử

GVHD: TS. Nguyễn Việt Hải
1


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

Việc sử dụng các loại máy nâng chuyển cũng đặt ra một bài toán làm sao để
phục vụ quá trình bốc xếp hàng nhanh, an tồn và tiết kiệm chi phí nhất. Chúng ta
cũng có thể mua máy nâng chuyển như pa lăng hoặc tời mang theo xe, việc này khơng
có tính cơ động cao, tốn thời gian gá đặt cho mỗi lần bốc xếp hàng hóa.
Cuối cùng chúng ta có thể thiết kế lắp đặt lên xe tải hiện tại một cần cẩu để thực
hiện cơng việc bốc dỡ hàng hóa phục vụ cho xe đó, và một số việc phụ khác như cẩu
hàng từ vị trí này sang vị trí kia (dịch chuyển khoảng cách gần).
Phương án này có tính khả thi nhất vì giảm chi phí tận dụng được phương tiện
hiện có. Vậy mục đích hướng tới của đề tài là thiết kế, lắp đặt một chiếc cần cẩu lên
sắt xi xe cơ sở đã có để biến nó thành một chiếc xe tải cẩu vững chắc, có khả năng bốc
dỡ, vận chuyển hàng hóa một cách nhanh chóng, đảm bảo độ bền, tuổi thọ, tính ổn


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

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

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

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

SVTH: Đào Văn Thiên
Nguyễn Đăng Quốc Sử

GVHD: TS. Nguyễn Việt Hải
4


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

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

Hình 1.3 Xe tải cẩu

SVTH: Đào Văn Thiên
Nguyễn Đăng Quốc Sử

GVHD: TS. Nguyễn Việt Hải
5


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



SVTH: Đào Văn Thiên
Nguyễn Đăng Quốc Sử

GVHD: TS. Nguyễn Việt Hải
7


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

Bảng 1.1 Các thông số kỹ thuật của xe HINO FG8JPS

Tên gọi

TT

Thông số

Đơn vị

1

Chiều dài cơ sở

5530

mm

2


6

Tổng tải trọng

15100

Kg

7

Model động cơ

J08E

8

Số xi lanh

9

Dung tích xylanh

10

6
7684

cc

Đường kính xylanh x hành trính piston


Cơng thức bánh xe

16

Cỡ lớp

17

Tốc độ cực đại

106

Km/h

18

Khả năng vượt dốc

38

độ

19

Thùng nhiên liệu

200

lít

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

SVTH: Đào Văn Thiên
Nguyễn Đăng Quốc Sử

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

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

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

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

Hình 1.7 Cần cầu SOOSAN

SVTH: Đào Văn Thiên
Nguyễn Đăng Quốc Sử

GVHD: TS. Nguyễn Việt Hải
10