Nghiên cứu ảnh hưởng của các chế độ tải trọng đến khả năng lật của xe nâng điện

- Khái quát về xe nâng.
- Phân loại xe nâng.
- Phạm vi ứng dụng của xe nâng.
- Yêu cầu của xe nâng điện.
- Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của xe nâng điện.
- Các hệ thống trên xe nâng điện.
- Phân tích nguyên lý và các chế độ tải trọng tác động lên xe nâng.
- Tính toán ổn định xe nâng.
- Tính toán ổn định lật cho xe nâng.
- Trường hợp 1: Xe nâng với tải trọng nặng nhất.
- Trường hợp 2: Xe nâng vượt mức 10.
- Xe nâng hạ bằng tay tải trọng 1000 kg.
- Xe nâng hạ sử dụng dầu Diesel tải trọng 2500 kg.
- Sơ đồ bố trí xe nâng điện.
- Cấu tạo hệ thống động lực các loại xe nâng điện.
- Các lực tác dụng lên xe nâng khi lên dốc.
- Sơ đồ thủy lực của xe nâng điện.
- Sơ đồ nguyên lý hệ thống lái xe nâng.
- Mô hình tính ổn định cho xe nâng TH1.
- Mô hình tính ổn định cho xe nâng TH2.
- Bảng phân bố khối lượng xe nâng.
- Một trong những phương tiện vận chuyển, xếp dỡ không thể thiếu đó là xe nâng hàng.
- Đồng thời, đề tài nghiên cứu khảo sát tính ổn định của xe nâng trong các chế độ làm việc để đưa ra khuyến cáo sử dụng nhằm nâng cao hiệu quả và đảm bảo an toàn trong vận hành.
- Khái quát về xe nâng Xe nâng hàng là loại xe chuyên dùng phục vụ cho việc vận chuyển, bốc xếp, nâng hạ hàng hóa và được thiết kế dựa trên xe cơ sở có bổ sung thêm các thiết khị nâng hạ.
- Dạng cơ bản của bộ công tác đặt trên xe nâng tự hành là bàn trượt có gắn với hai càng nâng hình chữ L (đĩa nâng).
- Đặc điểm cơ bản của xe nâng là tính cơ động cao, có nhiều chức năng.
- Phân loại xe nâng Có nhiều cách phân loại xe nâng khác nhau.
- Theo nguồn động lực  Xe nâng hạ bằng tay Xe nâng hạ bằng tay là xe nâng dùng thủ công để di chuyển hàng hóa bao gồm xe nâng tay, xe đẩy tay hoặc có thể vừa di chuyển hàng hóa vừa nâng hàng hóa lên cao bao gồm các loại xe nâng tay cao.
- Xe nâng hạ bằng tay tải trọng 1000 kg  Xe nâng hạ dùng động cơ đốt trong Xe nâng hạ dùng động cơ đốt trong là xe dùng động cơ đốt trong để thực hiện cả việc di chuyển và nâng hạ.
- Tải trọng của loại xe nâng bằng động cơ xuất phát có thể từ 1 tấn lên đến hàng chục tấn.
- Xe nâng hạ sử dụng dầu Diesel tải trọng 2500 kg  Xe nâng hạ dùng động cơ điện Xe nâng hạ dùng động cơ điện (xe nâng điện) là xe dùng ắc quy hoặc cắm điện để thay cho sức người để di chuyển hàng và nâng hàng.
- Nếu chỉ sử dụng động cơ điện cho việc nâng hạ hoặc chỉ cho việc di chuyển thì gọi là xe nâng bán tự động vì chỉ có một nửa công năng dùng ắc quy.
- Nếu sử dụng động cơ điện cho cả việc di chuyển và việc nâng hạ thì gọi là xe nâng tự động hoặc xe nâng điện.
- Tải trọng nâng và chiều cao nâng cho loại xe nâng bằng điện cao hơn xe nâng bằng tay, có thể nâng tới 2500 kg với chiều cao 6m.
- Để giảm nhẹ việc lấy hàng và tạo độ ổn định cho hàng khi xe di chuyển, xe nâng hàng có thể nghiêng so với phương thẳng đứng về phía sau một góc 5.
- Phạm vi ứng dụng của xe nâng Cùng với nền kinh tế ngày càng phát triển thì xe nâng cũng phải có những cải tiến sao cho phù hợp với tính chất công việc.
- Yêu cầu của xe nâng điện Xe nâng điện được thiết kế trong đồ án có tải trọng nhỏ, phục vụ chủ yếu ở kho hàng, bến cảng,… Do đó, yêu cầu thiết kế xe nâng điện như sau.
- Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của xe nâng điện 1.5.1.
- Sơ đồ bố trí xe nâng điện 1.
- e) Càng nâng Càng nâng là bộ phận mang hàng của xe nâng.
- g) Cơ cấu di chuyển Bao gồm các chi tiết và cụm máy: động cơ điện, hộp giảm tốc, cầu trước chủ động, cầu sau dẫn hướng, các bánh xe, hệ thống phanh, hệ thống lái…Trong xe nâng điện, cơ cấu dẫn hướng lái đặt ở phía sau còn cầu chủ động đặt ở phía trước (ngược lại cách sắp đặt của ô tô).
- Điều đó có thể giải thích là: ở phía trước xe nâng hàng chịu tải rất lớn so với tải ở cầu sau do hàng và bộ phận công tác đặt ở phía trước máy.
- Nguyên lý hoạt động của xe nâng điện Khi mở khóa điện, dòng điện từ nguồn năng lượng (ắc quy, pin hoặc nguồn điện ngoài) đi qua bộ điều khiển, đến động cơ điện.
- Có nhiều loại xe nâng điện có thể cấu tạo hệ thống động lực khác nhau do các biến thể dựa trên đặc điểm của hệ truyền động và các nguồn năng lượng, như trong hình 2.4.
- Cấu tạo hệ thống động lực các loại xe nâng điện 21 M: Động cơ điện.
- Hình trên cho thấy hình thức đầu tiên của xe nâng điện, trong đó một động cơ điện thay thế cho động cơ đốt trong của một chiếc xe nâng thông thường.
- Cấu hình này không chỉ làm giảm kích thước và trọng lượng của truyền động cơ khí, nó cũng đơn giản hoá cho con người trong việc điều khiển xe nâng bởi vì sự thay đổi tỉ số truyền là không cần thiết.
- 26 Kết luận chương 1 Chương một trình bày tổng quan chung về xe nâng hạ, trong đó tác giả đi sâu phân tích các đặc điểm vận chuyển của xe nâng, đây là điều kiện đầu vào để khảo sát quá trình hoạt động ổn định của xe khi vận hành.
- Với việc phân tích các kết cấu chính trên xe, trong phần này tác giả đã làm rõ các vấn đề liên qua tới phân bố tải trọng trên xe nâng thông thường cũng như trên các mẫu xe nâng điện mới hiện nay.
- Các chế độ tải trọng nâng hạ hàng hóa, các góc nghiêng của càng nâng, góc dốc của nhà xưởng là các yếu tố chính ảnh hưởng tới quá trình hoạt động ổn định của xe nâng.
- Bằng việc phân tích các kết cấu chính, đây sẽ là tiền đề để phân tích bài toán ổn định lật cho xe nâng hạ.
- Trong phần tiếp theo, tác giả sẽ đi sâu phân tích các bộ phận chính của xe nâng, các tính năng cần có trên xe nâng và đưa ra kịch bản phân tích bài toán lật cho xe nâng nói chung cũng tương tự như xe nâng điện.
- 27 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA LUẬN VĂN Nội dung chính của luận văn là: Tính toán và khảo sát các trạng thái có thể gây lật với xe nâng điện theo các chế độ tải trọng và điều kiện làm việc khác nhau.
- Phân tích nguyên lý và các chế độ tải trọng tác động lên xe nâng 2.1.1.
- Các lực tác dụng lên xe nâng khi lên dốc Đối với xe nâng, do vận tốc tối đa khi đầy tải nhỏ hơn 30 km/h nên có thể bỏ qua sự ảnh hưởng của lực cản gió FG.
- Hệ thống nâng hạ Sơ đồ thủy lực cho xe nâng 29 Hình 2.3.
- Sơ đồ thủy lực của xe nâng điện 1.
- Tính toán lực nâng cần thiết Ta xét trong điều kiện sau: Bàn trượt ở vị trí cao nhất khi nâng tự do với hàng có tải trọng bằng tải trọng nâng định mức Xe nâng đứng trên nền có góc nghiêng ngang βn = 3° Hình 2.5.
- Khung nâng ở vị trí thẳng đứng  Bàn trượt ở vị trí cao nhất, các khung cũng ở vị trí cao nhất với hàng có tải trọng bằng tải trọng nâng định mức  Xe nâng đứng trên nền có góc nghiêng ngang βn = 3° 34 Hình 2.6.
- Xét sơ đồ một xe nâng đang phanh trên đường bằng (Hình.
- Trong đó: G – Trọng lượng xe nâng khi đầy tải L – Chiều dài cơ sở của xe nâng a, b – Khoảng cách từ trọng tâm xe tới tâm cầu trước, sau hg – Chiều cao trọng tâm xe khi đầy tải Ta có.
- Hệ thống lái Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống lái trên xe nâng Hình 2.8.
- Sơ đồ nguyên lý hệ thống lái xe nâng 1- Trục lái.
- Sơ đồ động học quay vòng Hình thang lái của xe nâng phải đảm bảo động học quay vòng của bánh xe dẫn hướng và phải có bán kính quay vòng nhỏ cho nên góc quay bánh xe phải lớn (khoảng bằng 90.
- Xe nâng làm việc trong môi trường nhà xưởng, kho bãi bị giới hạn, bởi vậy hình thang lái phải có kết cấu giúp cho các bánh xe có thể hoạt động độc lập vì vậy hình thang lái sử dụng trên xe là hình thang lái 6 khâu.
- Cơ sở lý thuyết về cơ học ứng dụng Khi tính toán ổn định lật cho xe nâng hàng chạy bằng điện cần áp dụng lý thuyết cơ học về cân bằng vật rắn.
- Tính toán ổn định xe nâng Hệ số ổn định được tính theo điều kiện ổn định.
- Dựa trên bản vẽ xe nâng đã thiết kế, em đưa ra được bảng phân bố khối lượng xe nâng khi nâng hàng với khung nâng ở vị trí thấp nhất: 49 Bảng 2.1.
- Tính toán ổn định lật cho xe nâng Để đảm bảo cho suốt quá trình làm việc xếp dỡ hàng hóa là an toàn và ổn định, ta phải tiến hành tính ổn định dọc và ngang cho xe nâng trong các điều kiện làm việc dựa trên cơ sở: 1,1odK (Theo tài liệu Máy nâng tự hành, Nguyễn Hữu Quảng(2011), Đại học Giao thông vận tải, TP Hồ Chí Minh.
- Khi ở vị trí nghiêng xe nâng điện được giữ bằng phanh chính.
- Trường hợp 1: Xe nâng với tải trọng nặng nhất Xét trường hợp mà xe nâng chịu tải nặng nhất và các điều kiện đặt ra như sau: +Máy nâng ở độ cao nâng hoàn toàn:1000( )HG kg +Tải định mức và nghiên hết về phía trước theo thiết kế của xe nâng.
- +Xe nâng đứng trên mặt phẳng ngang.
- Mô hình tính ổn định cho xe nâng TH1 Hệ số ổn định odK được tính như sau: 1 1 2 2odHG *a G *a'k 1,1G *l.
- Trong tính toán dùng các ký hiệu như sau: +1G = 2185kg -Khối lượng cơ sở của xe nâng không có hàng và thiết bị nâng.
- )=0+3300*cos mm Với các giá trị tính toán được ở trên ta thay vào công thức tính hệ số ổn định của xe nâng được nêu ở trên odHG *a G *a K 1.15 1.1G *l' 1000*1142.
- Giá trị của hệ số ổn định odK tính được ở trên đạt yêu cầu, đảm bảo cho xe nâng ổn định ở điều kiện chịu tải nặng nhất.
- Dưới đây là các giá trị tính toán ốn định của xe nâng trong trường hợp xe làm việc trên mặt sàn ngang tức góc nghiêng α=0(độ) tại các vị trí có độ cao khác nhau lần lượt là 3 mét, 2,5 mét, 2 mét, 1 mét.
- Trường hợp 2: Xe nâng vượt mức 10% Tính toán ổn định của xe nâng trong trường hợp hàng nâng vượt mức 10% tức là '1,1HHQQ Xe tiến hành nâng hàng lên cách mặt nền một khoảng H=300mm, khung nâng được điều chỉnh tối đa về sau 1 góc 1=12(độ).
- Đồng thời xe nâng đang chạy thì hãm phanh với gia tốc lớn nhất j=1,52/sm.
- 1O: Tọa độ trọng tâm của xe nâng không tính đến thiết bị nâng.
- Mô hình tính ổn định cho xe nâng TH2 Với HF, 1F,2F: là các lực quán tính của hàng nâng, xe nâng không tính đến thiết bị nâng và thiết bị nâng.
- G2: Trọng lượng của hàng nâng, xe nâng không có thiết bị nâng và thiết bị nâng.
- Từ kết quả trên ta có thế kết luận trong trường hợp này xe nâng hoạt động ổn định an toàn.
- Dựa và các công thức tính áp dụng tính toán ở trên, tiếp tục mở rộng bài toán ổn định lật của xe nâng trong trường hợp này nhưng xylanh nghiêng xe nâng được điều chỉnh theo ý kiến chủ quan của người vận hành xe, khi thay đổi góc nghiêng khung nâng từ 12 độ ngả vào trong đến 6 độ ngả ra phía ngoài.Với quy ước giá trị góc 1 âm.
- O''2C a FH(kg F1 (kg F2 (kg h h l Kod Thông số đầu vàoCác giá trị tính toánKết quả hệ số ổn định Biểu đồ Kod với H=300mmGóc nghiêng Kod 64 Kết luận chương 3 Chương 3 xây dựng mô hình 2D xe nâng hạ với các chế độ làm việc khác nhau, đưa ra kịch bản khảo sát các chế độ làm việc phù hợp với thực tế.
- Xây dựng các bộ số liệu khảo sát cho xe nâng từ việc thiết lập các công thức tính toán ở các chương trước.
- Việc tính toán khảo sát được thực hiện với việc chia nhỏ các bước tải trọng để tìm ra điểm nguy hiểm cho xe nâng trong quá trình vận hành.
- 65 KẾT LUẬN Phần thuyết minh ở trên bao gồm những nội dung cơ bản về việc khảo sát đánh giá tính ổn định của xe nâng hạ nói chung và xe nâng điện nói riêng.
- Sự khác nhau giữa xe nâng hạ động cơ đốt trong và xe nâng điện nằm ở kết cấu của xe, việc bố trí các khối lượng trong xe (pin nhiên liệu, động cơ điện, đối trọng.
- Tính thực tế của đề tài: Luận văn có thể áp dụng để kháo sát đánh giá các chế độ làm việc khác nhau của xe nâng, từ đó đưa ra những kiến nghị cho nhà sản xuất cũng như người sử dụng để khai thác an toàn và phù hợp cho các loại xe nâng.
- Tính khoa học của đề tài: Luận văn đã xây dựng được cơ sở lý thuyết về viêc tính toán ổn định cho xe nâng, cụ thể trong việc phân tích các kết cấu và đưa ra các công thức liên quan, đánh giá một cách tổng thể khả năng nâng hạ của xe nâng trong các điều kiện làm việc khác nhau.
- Tính mới của đề tài: Luận văn áp dụng các công thức tính toán để phân tích đánh giá tính trạng hoạt động của xe nâng, đặc biệt là xe nâng điện, nhằm cảnh báo cũng đưa ra các chú ý trong quá trình sản xuất và cải tiến mẫu xe.
- Các hạn chế này hy vọng sẽ được giải quyết trong thới gian tới khi áp dụng mô hình 3D mô phỏng chính xác hơn quá trình nâng hạ hàng hóa của xe nâng chuyên dụng.
- Tài liệu huấn luyện kỹ thuật an toàn vận hành xe nâng hàng và thang nâng tời nâng hàng (2006), Trung tâm kiểm định và huấn luyện kỹ thuật an toàn lao động TP.
- 67 PHỤC LỤC Trường hợp 3: Thay đổi vị trí trọng tâm hàng hóa Xe nâng hạ hàng, khối lượng hàng định mức, trọng tâm hàng thay đổi trong khoảng mm (từ vị trí nâng thấp nhất đến vị trí nâng cao nhất), độ dốc tiêu chuẩn 10%.
- Sau khi tính toán, kết quả được thể hiện trong bảng và đồ thị sau Kod Hình p1: Đồ thị thay đổi hệ số ổn định phụ thuộc chiều cao trọng tâm hàng H Kết luận: Khi xe nâng hoạt động trong điều kiện thiết kế: nâng hạ hàng với tải trọng định mức, độ dốc không vượt quá 10% thì khả năng ổn định lật của xe nâng được đảm bảo tuyệt đối.
- 68 Trường hợp 4: Thay đổi độ dốc dường và góc dốc của càng nâng Xe nâng hạ hàng, khối lượng hàng định mức, độ cao nâng lớn nhất, độ dốc thay đổi trong khoảng 0 ÷ 20%, tương đương góc dốc trong khoảng xe dốc về phía trước.
- Kod Hình p2: Đồ thị thay đổi hệ số ổn định phụ thuộc độ dốc i Kết luận: Khi xe nâng nâng hàng với tải trọng định mức lên vị trí cao nhất (trọng tâm hàng cách mặt đất 4600 mm) thì khả năng ổn định lật của xe được đảm bảo khi độ dốc nhỏ hơn 14,5%, tương đương góc dốc 8,25°.
- 69 Trường hợp 5: Thay đổi tải trọng và độ cao nâng hàng Xe nâng hạ hàng, khối lượng hàng thay đổi trong khoảng kg (vượt định mức tối đa 133.
- Sau khi tính toán, kết quả được thể hiện trong bảng và đồ thị sau: Q (kg Kod Q (kg Kod Hình p3: Đồ thị thay đổi hệ số ổn định phụ thuộc khối lượng hàng Q Kết luận: Khi xe nâng nâng hàng lên vị trí cao nhất trên nền dốc 10%, khả năng ổn định lật được đảm bảo với khối lượng hàng đạt 1800 kg (vượt định mức 120

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt