Đề tài Quy trinh công nghệ xếp dỡ và phương án xếp dỡ container tại cảng nhà rồng Khánh Hội

Trang 1 Mục lục MỤC LỤC ................................................................................................................... 1 LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................ 3 PHẦN 1: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XẾP DỠ VÀ PHƯƠNG ÁN XẾP DỠ CONTAINER TẠI CẢNG NHÀ RỒNG KHÁNH HỘI ............. Chương 1: Quy trình công nghệ xếp dỡ hàng container tại Cảng Nhà Rồng Khánh Hội ................................................................................................................... 5 1.1. Giới thiệu chung Cảng Nhà Rồng Khánh Hội ............................................. 5 1.2. Khái niệm về quy trình công nghệ xếp dỡ ................................................... 15 1.3. Quy trình công nghệ xếp dỡ container tại cảng Nhà Rồng Khánh Hội ....... 15 1.4. An toàn lao động .......................................................................................... 23 Chương 2: Phân tích lựa chọn phương án thiết bị xếp dỡ ..................................... 25 2.1. Tình hình sử dụng thiết bị xếp dỡ tại bãi container rỗng ............................. 25 2.2. Lựa chọn các phương án thiết bị xếp dỡ ...................................................... 27 2.3. Giới thiệu chung xe nâng reach staker dùng xếp dỡ container .................... 30 PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XE NÂNG CONTAINER REACH STAKER ........................................................................................................... 34 Chương 3: Giới thiệu chung các bộ phận của thiết bị công tác xe nâng ............ 34 3.1. Khung chụp container ................................................................................ 34 3.1.1. Cơ cấu co – dãn ngáng chụp (20’ – 40’) .......................................... 35 3.1.2. Cơ cấu xoay khoá gù ........................................................................ 35 3.1.3. Cơ cấu dịch khung chụp ................................................................... 36 3.1.4. Cơ cấu xoay ngáng chụp ................................................................. 36 3.2. Kết cấu thép của máy nâng ........................................................................ 36 3.3. Cơ cấu nâng ................................................................................................ 37 3.4. Cơ cấu co giãn cần ..................................................................................... 37 3.5. Cơ cấu cân bằng ngáng chụp ...................................................................... 37 3.5. Nguyên lý hoạt động của hệ thống thủy lực .............................................. 38 Chương 4: Tính toán các cơ cấu của khung chụp container ............................... 40 4.1. Tính toán cơ cấu co – dãn ngáng chụp (20’ – 40’) .................................... 40 Trang 2 4.2. Tính toán cơ cấu xoay chốt khoá container (khoá gù) ............................... 41 4.3. Tính toán cơ cấu xoay ngáng ..................................................................... 43 4.4.Tính toán cơ cấu dịch ngang ngáng chụp .................................................... 50 Chương 5: Tính toán cơ cấu nâng cần ................................................................... 53 5.1. Sơ đồ tải trọng và tải trọng tác dụng ........................................................ 53 5.2 Các trường hợp làm việc của cần ............................................................... 57 5.3. Tính chọn xylanh thuỷ lực nâng ................................................................ 64 5.4. Tính chọn bơm thuỷ lực ............................................................................. 67 Chương 6: Tính toán cơ cấu co giãn cần .............................................................. 69 6.1. Tính ứng lực cần thiết xylanh thuỷ lực co giãn cần ................................... 70 6.2. Tính chọn xylanh thuỷ lực co giãn cần ...................................................... 70 Chương 7: Tính toán kết cấu thép cần .................................................................. 72 7.1 Giới thiệu chung kết cấu thép cần ............................................................... 72 7.2. Tính toán các tải trọng tác dụng vào cần .................................................... 74 7.3. Tính toán kết cấu thép trường hợp IIa ........................................................ 80 7.1.1. Tính toán cho cần phụ ...................................................................... 80 7.1.2. Tính toán cho cần chính ................................................................... 82 7.4. Tính toán kết cấu thép trường hợp tổ hợp tải trọng IIbII ............................. 86 7.2.1. Tính toán cho cần phụ ...................................................................... 86 7.2.2. Tính toán cho cần chính ................................................................... 92 7.5. Tính toán kết cấu thép trường hợp tổ hợp tải trọng IIb1 .............................. 97 7.5.1. Tính toán cho cần phụ ...................................................................... 97 7.5.2. Tính toán cho cần chính ................................................................... 102 7.6. Kiểm tra bền kết cấu thép cần ..................................................................... 109 7.6.1 Kiểm tra trong trường hợp tổ hợp IIb2 ............................................... 109 7.6.2 Kiểm tra trong trường hợp tổ hợp IIa ................................................. 111 Chương 8: QUY TRÌNH LẮP RÁP VÀ BẢO DƯỠNG XE NÂNG ................. 113 8.1 Quy trình lắp ráp xe nâng container ............................................................. 113 8.2 Quy trình bảo dưỡng định kỳ xe nâng ........................................................ 118 Chương 9: QUY TRÌNH THỬ NGHIỆM XE NÂNG ......................................... 121 Trang 3 9.1 Nghiệm thu .................................................................................................. 121 9.2 Quan saùt kieåm tra tình traïng kyõ thuaät cuûa caùc boä phaän ............................ 122 PHẦN 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO KHÓA NGÙ ............. 123 Chương 10: GIỚI THIỆU CHUNG .............................................................. 123 10.1. Giới thiệu chung ..................................................................................... 123 10.2. Các thông số cơ bản của chốt ................................................................... 123 10.3. Chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết ........................................... 124 10.4. Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết ................................................ 124 10.5. Xác định dạng sản xuất ............................................................................ 125 10.6. Xác định phương pháp chế tạo phôi ......................................................... 126 Chương 11: LẬP TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO ....................... 129 11.1. Cấu tạo của chốt khóa .............................................................................. 129 11.2. Chức năng của từng bộ phận ................................................................... 129 11.3. Trình tự gia công chi tiết .......................................................................... 130 11.4. Tiến trình gia công ................................................................................... 131 11.4.1. Nguyên công 1 .................................................................................. 131 11.4.2. Nguyên công 2 .................................................................................. 137 11.4.3. Nguyên công 3 .................................................................................. 137 Chương 12: –Tính chế độ cắt - Tính lượng dư gia công ........................ 139 12.1. Tính chế độ cắt ...................................................................................... 139 12.1.1. Tính chế độ cắt khi tiện .................................................................... 139 12.1.2. Tính chế độ cắt khi phay .................................................................. 141 12.1.3. Tính chế độ căt khi khoan ................................................................ 144 12.2. Tính lượng dư gia công .......................................................................... 144 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 148 Trang 4 LỜI NÓI ĐẦU Lịch sử phát triển của ngành vận tải gắn liền với sự phát triển của xã hội loài người. Vận tải là một hoạt động kinh tế có mục đích của con người, nó đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế thị trường và là ngành sản xuất đặc biệt. Nhờ có vận tải, con người đã chinh phục được không gian và tạo ra khả năng sử dụng rộng rãi giá trị sử dụng của hàng hóa và thỏa mãn nhu cầu đi lại của con người. Vận tải là một ngành sản xuất đặc biệt, nó có mối quan hệ mật thiết với các ngàng kinh tế khác và đó là mối quan hệ tương hỗ lẫn nhau. Vì vậy việc nâng cao quy mô hoạt động của ngành vận tải là cần thiết. Trong tình hình phát triển kinh tế như hiện nay thì ở các Cảng nói riêng và các đầu mối giao thông vận tải nói chung việc áp dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật vào công tác cơ giới hóa xếp dỡ là rất quan trọng và cần thiết vì nó có thể nâng cao năng suất lao động và giảm nhẹ sức lao động. Bất cứ hoạt động nào muốn có hiệu quả và có thể tồn tại lâu dài trên thương trường thì phải không ngừng cải tiến chất lượng sản xuất kinh doanh. Do đó, ngoài công tác quản lý, tổ chức sản xuất hợp lý còn đòi hỏi phải đầu tư trang thiết bị, máy móc vận chuyển và xếp dỡ tốt. Để đáp ứng được yêu cầu đó Khoa Cơ Khí, trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Thành Phố Hồ Chí Minh đã trang bị cho các sinh viên trong khoa những kiến thức cơ bản về trang thiết bị máy xếp dỡ và vận tải, đồng thời tạo điều kiện cho sinh viên làm quen với các công tác xếp dỡ và bố trí các trang thiết bị xếp dỡ. Là một sinh viên của khoa, em đã được trang bị những kiến thức cơ bản về công tác tổ chức cơ giới hóa xếp dỡ và kiến thức về máy vận chuyển để trở thành một kỹ sư. Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong khoa đã dẫn dắt em trong suốt gần 5 năm học vừa qua. Cùng với sự dạy bảo của các thầy cô trong khoa, bản thân em cũng không quên sự chỉ bảo tận tình của các chú, các anh trong Cảng Nhà Rồng Khánh Hội trong thời gian thực tập tại Cảng, đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy Nguyễn Văn Hùng đã giúp em hoàn thành tốt bài luận văn tốt nghiệp này. Đây là công trình đầu tiên báo cáo kết quả sau gần 5 năm học tập và với trình độ chuyên môn còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong thầy cô và các anh chị đi trước đóng góp ý kiến cho bài luận văn của em được tốt hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Trang 5 PHAÀN 1 : QUY TRINH COÂNG NGHEÄ XEÁP DÔÕ VAØ PHÖÔNG AÙN XEÁP DÔÕ CONTAINER TAÏI CAÛNG NHAØ ROÀNG KHAÙNH HOÄI CHÖÔNG 1: QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ XEÁP DÔÕ HAØNG CONTAINER TAÏI CAÛNG NHAØ ROÀNG KHAÙNH HOÄI 1. Giôùi thieäu chung caûng Nhaø Roàng Khaùnh Hoäi : 1.1.1 Lòch söû hình thaønh vaø phaùt trieån cuûa caûng Nhaø Roàng Khaùnh Hoäi. - Caûng Nhaø Roàng khaùnh hoäi ñöôïc hình thaønh töø hai coâng ty ñoù laø coâng ty xeáp dôõ Nhaø Roàng vaø coâng ty xeáp dôõ Khaùnh hoäi tröïc thuoäc caûng Saøi Goøn. Tieàn thaân cuûa caûng Nhaø Roàng Khaùnh Hoäi laø coâng ty xeáp dôõ nhaø roàng vaø coâng ty xeáp dôõ khaùnh hoäi laø hai coâng ty xeáp dôõ chuû löïc cuûa caûng saøi goøn. coù tính chaát toång hôpï, coù trang thieát bò phuïc vuï cho coâng taùc xeáp dôõ haøng hoùa doài daøo vaø ña daïng hôn so vôùi xí nghieäp xeáp dôõ Taân Thuaän nay laø caûng taân thuaän. Töø sau thaùng 04/1975, Caûng bao goàm caùc ñoäi boác xeáp quoác doanh vaø tö nhaân. Naêm 1978, nhaø nöôùc caûi taïo khoâng coøn tö nhaân, caùc ñoäi boác xeáp vaøo quoác doanh vaø Caûng bao goàm hai khu vöïc boác xeáp laø: Nhaø Roàng, Khaùnh Hoäi laø khu vöïc boác xeáp thöù I ; Taân Thuaän laø khu vöïc boác xeáp thöù II. Naêm 1980ø khu vöïc boác xeáp thöù I hình thaønh 2 khu boác xeáp rieâng bieät laø khu boác xeáp Khaùnh Hoäi goàm 5 ñoäi boác xeáp chuû löïcvaø khu boác xeáp Nhaø Roàâng goàm 2 ñoäi boác xeáp . -Baèng quyeát ñònh 274 ngaøy 06/03/1986 do Giaùm Ñoác Caûng kyù, khu boác xeáp Khaùnh Hoäi ñöôïc naâng leân thaønh Xí Nghieäp Xeáp Dôõ Khaùnh Hoäi, vaø khu xeáp dôõ nhaø roàng ñöïôc naâng leân thaønh coâng ty xeáp dôõ nhaø roàng bieân cheá 38 toå boác xeáp tröïc tuyeán chæ ñaïo cuûa Ban Giaùm Ñoác, boû caáp ñoäi. -Theo quyeát ñònh soá 279/TCCB ngaøy 08/05/1999 xí nghieäp chính thöùc mang teân Coâng Ty Xeáp Dôõ Khaùnh Hoäi vaø coâng ty xeáp dôõ nhaø roàng laø hai trong taùm thaønh vieân cuûa Caûng Saøi Goøn vaø laø hai trong ba coâng ty xeáp dôõ thaønh phaàn cuûa Caûng, ñaây laø ñôn vò xeáp Trang 6 dôõ chuû löïc coù thieát bò xeáp dôõ haøng hoùa doài daøo vaø ña daïng hôn so vôùi hai Coâng Ty Xeáp Dôõ vaø Taân Thuaän. -Töø naêm 2008 coâng ty xeáp dôõ khaùnh hoäi vaø coâng ty xeáp dôõ nhaø roàng ñaõ xaùc nhaäp thaønh moät coâng ty ñoù laø caûng Nhaø Roàng Khaùnh Hoäi. Hieän nay caûng Nhaø Roàng Khaùnh Hoäi naèm treân ñòa baøn quaän 4 beân caïnh caùc Coâng ty thaønh phaàn nhaèn taïo ñieàu kieän giuùp ñôõ, hoã trôï laãn nhau. 1.1.2 Nhieäm vuï cuûa caûng Nhaø Roàng Khaùnh Hoäi. -Toå chöùc xeáp dôõ, vaän chuyeån, giao nhaän, baûo quaûn haøng hoùa toát, thuaän tieän cho keá hoaïch cuûa ban giaùm ñoác caûng ñeà ra. Toå chöùc quaûn lyù, söõa chöõa, söû duïng phöông tieän, thieát bò, coâng cuï, kho baõi, nguyeân vaät lieäu ñuùng quy ñònh. -Toå chöùc quaûn lyù, söû duïng lao ñoäng, boài döôõng nghieäp vuï, chính trò, chuyeân moân vaø toå chöùc phong traøo thi ñua lao ñoäng xaõ hoäi chuû nghóa nhaèm hoaøn thaønh vaø hoaøn thaønh vöôït möùc keá hoaïch ñöôïc giao. -Toå chöùc aùp duïng tieán boä khoa hoïc kyõ thuaät, quy trình coâng ngheä hôïp lyù, toå chöùc lao ñoäng khoa hoïc, naâng cao naêng suaát, chaát löôïng vaø hieäu quaû kinh teá . Saûn löôïng thoâng qua caûng ngaøy caøng lôùn naêng löïc xeáp dôõ cuûa caûng ñaït hieäu quaû cao giaûi phoùng taøu nhanh khoâng taïo neân hieän töôïng doàn öù haøng ñaûm baûo toát chaát löôïng haøng hoaù xeáp dôõ töø ñoù ñaõ taïo nieàm tin cho caùc ñoái taùc coâng ty ngoaøi caûng, vaø caùc haûng taøu khi ñöa haøng hoaù thoâng qua caûng. 1.1.3 Nhöõng yeáu toá thuaän lôïi vaø khoù khaên cho söï phaùt trieån cuûa caûng nhaø roàng Khaùnh Hoäi : - Thuaän lôïi: Do caûng nhaø roàng khaùnh hoäi traûi daøi treân höõu ngaïn Soâng Saøi Goøn. Soâng naøy noái lieàn vôùi heä thoáng keânh raïch chaèng chòt phía Nam, taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho vieäc thöïc hieän caùc phöông aùn xeáp dôõ lieân hôïp vôùi caùc phöông tieän vaän taûi trong khu vöïc ñem laïi hieäu quûa cao. Maët khaùc soâng Saøi Goøn coøn noái lieàn vôùi Soâng Ñoàng Nai ñoå vaøo bieån Ñoâng thoâng qua cöûa bieån Caàn Giôø. Ngoaøi ra caûng nhaø roàng khaùnh hoäi coù moät öu theá Trang 7 laø naèm saâu trong noäi ñòa thuaän lôïi cho vieäc xuaát nhaäp haøng hoùa neân löôïng taøu thuyeàn haøng naêm tôùi caûng ngaøy moät taêng. Moät öu theá nöõa ñoù laø caûng nhaø roàng khaùnh hoäi naèm treân ñòa baøn thaønh phoá hoà chí minh moät trung taâm kinh teá ñöùng ñaàu trong caû nöôùc vaø laø ñaàu moái giao thoâng quan troïng chính nhöõng thuaân lôïi naày nhö moät ñoøn baûy thuùc ñaåy caûng phaùt trieån. - Khoù khaên : beân caïnh nhöõng thuaän lôïi thì caûng nhaø roàng khaùnh hoäi cuõng gaëp nhieàu khoù khaêng. Veà vò trí ñòa lyù caûng naèm treân ñòa baøn soâng saøi goøn con soâng naày coù môùn nöôùc thaáp neân caûng chæ coù theå ñoùn ñöôïc caùc taøu coù troïng taûi nhoû maø thoâi. Maët khaùc caûng nhaø roøng khaùnh hoäi naèm treân ñòa baøn quaän 4 gaàn trung taâm cuûa thaønh phoá Hoà Chí Minh neân giao thoâng cuûa caûng thöôøng xuyeân xung ñoät vôùi giao thoâng ñoâ thò hieän töôïng keït xe thöôøng xuyeân xaûy ra nhaát laø treân tuyeán ñöôøng NguyeãnTaát Thaønh. Hieän nay xuaát hieän nhieàu caûng môùi ñaây cuõng chính laø thaùch thöùc ñoái vôùi caûng vaø cuõng laø ñoäng löïc thuùc ñaåy caûng ngaøy caøng hoaøn thieän mình ñeå ñaùp öùng ñöôïc nhu caàu cuûa khaùch haøng. 1.1.4 Ñaëc ñieåm saûn suaát vaø kinh doanh cuûa caûng nhaø roàng khaùnh hoäi. 1.1.4.1. Luoàn laïch ra vaøo caûng Taøu beø töø bieån Ñoâng coù theå ñi vaøo Caûng nhaø roàng khaùnh hoäi thoâng qua caùc tuyeán sau: Tuyeán soâng Soaøi Raïp - soâng Nhaø Beø – soâng Saøi Goøn. Tuyeán naøy daøi 5,5 haûi lyù, daønh cho taøu coù môn nöôùc khoâng quaù 6,5 meùt ñi laïi. Tuyeán Vònh Gaønh raùi – soâng Loøng taøu – Soâng Nhaø Beø – soâng Saøi Goøn. Ñaây laø tuyeán chính vaøo Caûng Saøi Goøn daøi 46 haûi lyù, daønh cho taøu coù môn nöôùc khoâng quaù 10 meùt vaø taøu coù chieàu daøi khoâng quaù 210 meùt coù theå ra vaøo trong ñieàu kieän bình thöôøng. 1.1.4.2 Heä thoáng caàu caûng. Heä thoáng caàu caûng thöôøng xuyeân ñöôïc naïo veùt nhaèm ñaûm baûo toát cho taøu caäp caàu, goàm 11 caàu töø K0 ñeán K10, vôùi toång chieàu daøi 1260m, chieám 32,28% toaøn boä chieàu daøi caàu taøu cuûa Caûng Saøi Goøn. Trang 8 Caàu taøu Chieàu daøi (m) Ñoäi saâu (m) Loaïi haøng K0 85 8.2 Baùch hoaù,container K1 85 8.2 Bach hoaù, container K2 85 8.2 Bach hoaù, container K3 85 8.2 Bach hoùa, container K4 85 9.5 Hang rôøi K5 85 9.5 Haøng rôøi K6 120 8.2 Baùch hoùa, Container K7 120 8.2 Baùch hoùa, Container K8 170 8.2 Baùch hoùa, Container K9 170 10.0 Haøng rôøi K10 170 10.0 Baùch hoùa, Container Toång coäng 1260 Toång hôïp 1.1.4.3 Heä thoáng kho baõi. Caûng nhaø roàng khaùnh hoäi vôùi taát caû laø 20 kho vôùi toång dieän tích laø 44608 m2. vaø 7 baõi container vôùi dieän tích 68169 m2 Kho, baõi Dieän tích (m2) Söùc chòu (T/m2) Loaïi haøng Baõi RTJ 13.500 6 ÷10 Container Baõi RMJ 20.000 6 ÷10 Container Baõi C 10.200 6 ÷10 Container Baõi xe naâng container 12.469 6 ÷10 Container Baõi Cô giôùi 12.000 6 ÷10 Container Giöõa caùc kho 13.845 6 ÷10 Container, B/H Kho 3 2.160 2 Baùch hoùa Kho 4 2.160 2 Baùch hoùa Trang 9 Kho 4K 2.800 2 Baùch hoùa Kho 5 2.160 2 Baùch hoùa Kho 6 2.160 2 Baùch hoùa Kho 6K 1.500 2 Baùch hoùa Kho 7 2.160 2 Baùch hoùa Kho 8 2.160 2 Baùch hoùa Kho 8K 2.800 2 CFS Kho 9 2.160 2 Baùch hoùa Kho 10 2.160 2 Baùch hoùa Kho 11K 1.500 2 Baùch hoùa Kho 11 2.160 2 Baùch hoùa Kho 12 2.268 2 Haøng rôøi Kho 13 2.160 2 Baùch hoùa Kho 14 3.000 2 Haøng rôøi Kho 15 3.000 2 Haøng rôøi Kho 16 3.000 2 Haøng rôøi Kho 17 3.000 2 Haøng rôøi Kho 18 2.160 2 Haøng rôøi Kho 19 2.160 2 Baùch hoùa Kho 20 2.160 2 Baùch hoùa 1.1.4.4 Trang thieát bò xeáp dôõ. Trang thieát bò xeáp dôõ cuûa caûng nhaø roàng Khaùnh Hoäi bao goàm nhieàu chuûng loaïi coù ñaëc tính kyõ thuaät, ñaëc tính khai thaùc vaø thôøi gian söû duïng khaùc nhau do coâng ty ñöôïc trang bò boå sung nhieàu ñôït. Trang thieát bò cuûa coâng ty ngaøy ñöôïc ñaàu tö, söûa chöõa nhaèm naâng cao naêng suaát xeáp dôõ vaø caûng cuõng ñaàu tö thay môùi hoaøn toaøn moät soá löôïng ñaùng keå neân hieän nay thieát bò cuûa caûng bao goàm caùc loïai tieâu bieåu sau : Trang 10 Soá TT Loaïi thieát bò Soá löôïng (chieác) Nöôùc saûn xuaát Naêm söû duïng Taûi troïng (T) A. Thieát bò xeáp dôõ 1 Caàn caåu chaân ñeá 5 Kirov 2 Lieân Xoâ cuõ 1989 10 ÷2.5 Kone 2 Phaàn Lan 1985 10 Ganz 1 Hungaria 1992 6 2 Caàn oâ toâ 4 KC 5363A 1 Lieân Xoâ cuõ 1983 6 KC 5363B 1 Lieân Xoâ cuõ 1988 7 KC 4361A 1 Lieân Xoâ cuõ 1990 6 KC 4361AT 1 Lieân Xoâ cuõ 1990 5 3 Caàn caåu baùnh xích 2 Manitowoc 60 1 USA 1975 20 Manitowoc 200 1 USA 1975 50 4 CaÀu bôø di ñoäng 2 Gottwald 2 Thuïy Ñieån 1999 80 ÷100 B. Phöông tieän vaän taûi 1 Xe taûi 15 IFA W50 4 Germany 1981 5 Maz 53B5 4 Lieân Xoâ cuõ 1988 7 Kamaz 53212 4 Lieân Xoâ cuõ 1989 10 Hino KF 3 Japan 1989 12 2 OÂ toâ keùo 10 Maz 2 Lieân Xoâ cuõ 1988 16 Kamaz 5511 2 Lieân Xoâ cuõ 1991 16 Capacity 2 USA 1994 20 Terberg 4 Germany 1999 20 Trang 11 3 Xe Ben 16 Volvo N710 10 Thuïy Ñieån 1979 10 Kamaz 5511 6 Lieân Xoâ cuõ 1989 10 4 Xe chuyeân duøng 10 Xe Gaøu Komatsu 2 Japan 1989 2 Xe Gaït D2146 5 Japan 1987 Xe Gaït Mitsubishi 1 Japan 1991 Xe Gaït Toyota 2 Japan 1999 5 Xe naâng a. Loaïi 2T5 8 TCM 2 Japan 1987 TCM 2 Japan 1995 TCM 4 Japan 1999 b. Loaïi 3T5 ÷ 5T 24 TCM 11 Japan 1989 3.5 TCM 5 Japan 1999 3.5 TCM 2 Japan 1999 5 Komatsu 4 Japan 1989 3 ÷ 4 Yale 1 Japan 1989 3.5 Toyota 1 Japan 1987 4 c. Loaïi 8T ÷10T TCM 2 Japan 1999 8 ÷10 d. Loaïi 20T TCM 2 Japan 1990 20 e. Reach stacker 6 Kamaz 2 Thuïy Ñieån 1999 45 Kamaz 2 Thuïy Ñieån 2000 45 Kamaz 2 Thuïy Ñieån 1999 12 f. Loaïi 12T 2 Trang 12 Kamaz 2 Thuïy Ñieån 1994 12 Coâng cuï mang haøng 1 Gaøu ngoaïm 5m3 32 Lieân Xoâ 1992 3 2.5m3 3 Lieân Xoâ 1994 2.5 1.3 m3 7 Lieân Xoâ 1994 1 2.5m3 8 Vieät Nam 1995 2 3.5m3 10 Germany 1996 3 2 Moùc 4 Lieân Xoâ 1994 5 3 Maní 200 Germany 1994 7 400 Germany 1992 20 4 Thuøng Ben 8 Vieät nam 1999 1.5 5 Pallette 20 Vieät nam 1999 1 6 Daây Siling 4000 Korea 1998 1 7 Ngaùng Container 100 20’ 12 Vieät nam 1992 25 40’ 7 Vieät nam 1992 &1998 8 Voõng keùo haøng bao 600 Vieät nam 1993 1 9 Voõng saét keùo haøng rau quaû ñoâng laïnh 36 Vieät nam 1993 1.5 10 Ngaùng keùo xe 8 caëp Vieät nam 1992 8 11 Chuoàng laøm haøng Carton 32 Vieät nam 2000 2 Beân caïnh ñoù caùc cô sôû haï taàng ñöôïc naâng caáp thöôøng xuyeân taïo ñieàu kieän thuaän lôïi nhaát ñeå naâng cao naêng suaát laøm vieäc cuûa taäp theå lao ñoäng 1.1.5 caùc hoaët ñoäng hieän taïi. 1.1.5.1. Lónh vöïc kinh doanh: Trang 13 Caûng Nhaø Roàng Khaùnh Hoäi hoaït ñoäng 24 giôø/ngaøy, 7 ngaøy/tuaàn, chuyeân khai thaùc kinh doanh caùc lónh vöïc: + Kinh doanh boác xeáp haøng hoùa taïi khu vöïc Caûng. + Kinh doanh kho baõi chöùa haøng trong vaø ngoaøi nöôùc. + Kinh doanh kho ngoaïi quan: Vaän chuyeån thuyû, boä töø kho baõi Caûng ñeán kho ngöôøi nhaän. Moâi giôùi: Tieâu thuï haøng hoùa göûi ôû kho ngoaïi quan, thay maët chuû haøng laøm thuû tuïc haûi quan. Taùi cheá, gia coá bao bì, ñoùng goùi, baûo döôõng, söûa chöõa haøng hoùa (chæ hoaït ñoäng khi ñöôïc pheùp cuûa Toång cuïc Haûi quan). + Xuaát nhaäp khaåu caùc trang thieát bò, vaät tö phuïc vuï cho hoïat ñoäng saûn xuaát kinh doanh cuûa Caûøng vaø phuïc vuï kho ngoaïi quan. + Dòch vuï trung chuyeån container quoác teá. + Ñaàu tö vaø kinh doanh dòch vuï laøm thuû tuïc haûi quan ñòa ñieåm ngoaøi cöûa khaåu. 1.1.5.2. Dòch vuï kho ngoaïi quan: Caûng Nhaø Roàng Khaùnh Hoäi laø moät trong nhöõng doanh nghieäp ñaàu tieân cuûa Vieät Nam ñöôïc caáp giaáy pheùp kinh doanh kho ngoaïi quan vôùi 4 kho coù toång dieän tích 4.320m2 (naêm 1994), coù theå baûo quaûn an toaøn taát caû caùc loaïi haøng hoaù vaø ñang hoaït ñoäng coù hieäu quaû. 1.1.5.3. Baûo quaûn haøng hoaù vaø container: - Vôùi dieän tích kho 44.608 m2 vaø dieän tích baõi 68169m2 Caûng coù ñuû ñieàu kieän baûo quaûn an toaøn caùc loaïi haøng hoùa vaø container, keå caû haøng sieâu tröôøng - sieâu troïng, haøng ñoäc haïi, nguy hieåm. - Caûng cung caáp ñieän ( heä thoáng löôùi vaø maùy phaùt ñieän döï phoøng) vaø baûo quaûn container laïnh. - Cung caáp dòch vuï söûa chöõa container caùc loaïi vôùi xöôûng söûa chöõa cuûa Caûng vaø caùc ñôn vò veä tinh cuûa Caûng. Trang 14 1.1.6 Sô ñoà toå chöùc caûng Nhaø Roàng Khaùnh Hoäi. Trang 15 1.2 Khái niệm về qui trình công nghệ xếp dỡ Qui trình về công nghệ xếp dỡ hàng hóa là quá trình sản xuất chính của cảng là quá trình mà nhân viên cảng thực hiện một phương án xếp dỡ nhất định tạo nên sản lượng xếp dỡ. Phương án xếp dỡ là quá trình bốc xếp hàng hóa từ phương tiện vận tải này sang phương tiện vận tải khác, từ phương tiện vận tải qua kho, bãi và ngược lại hay từ kho bãi này sang kho bãi khác kể cả việc vận chuyển hàng hóa trong phạm vi một kho bãi theo kế hoạch đã vạch sẵn. Qui trình công nghệ xếp dỡ do cảng xây dựng theo từng thời kì, từng giai đoạn khác nhau. Sự thay đổi qui trình công nghệ xếp dỡ dựa trên sự thay đổi của các cơ sở xây dựng nên nó. Cơ sở để xây dựng một qui trình công nghệ xếp dỡ gồm các yếu tố sau: • Loại hàng đến cảng: hàng theo nhóm, theo tiêu chuẩn ISO; hàng được phân chia theo tính chất xếp dỡ, yêu cầu sử dụng công cụ, thiết bị, thao tác xếp dỡ, năng suất… • Trang thiết bị, cơ sở vật chất kỹ thuật hiện có ở cảng như khu nước; cầu tàu; kho bãi; thiết bị xếp dỡ, vận chuyển, hệ thống giao thông… • Phương án xếp dỡ. • Nguyên tắc xây dựng qui trình công nghệ xếp dỡ • Nguyên tắc phân chia các bước công việc: mỗi phương án xếp dỡ có thể được phân chia ra nhiều bước công việc, nhiều công đoạn với nhiệm vụ và công dụng nhất định. Trong các bước công việc lại bao gồm các thao tác, trong thao tác có các động tác. • Nguyên tắc định mức lao động: định mức năng suất, nhân lực, phương tiện, thiết bị… trên cơ sở hao phí lao động và đảm bảo tính đồng bộ cho cả dây chuyền công nghệ xếp dỡ. Kết cấu chung của một qui trình công nghệ xếp dỡ: • Bố trí sơ đồ cơ giới hóa xếp dỡ cho phương án xếp dỡ. • Bố trí phương tiện, nhân lực và định mức năng suất. • Công cụ mang hàng. • Sơ đồ mang hàng. • Hướng dẫn thực hiện trình tự các thao tác kỹ thuật chủ yếu. • Đưa ra những qui định chung và riêng về an toàn. 1.3 Quy trình xếp dỡ container tại Cảng Nhà Rồng Khánh Hội: Bất cứ loại hàng gì sau khi đã xếp vào container thì đối với công tác xếp dỡ ở cảng chỉ là 1 đơn vị hàng hóa. Container là loại bao bì được tiêu chuẩn hóa nên kích thước trọng lượng vật liệu chế tạo ta đều được biết chính xác. Trang 16 1.3.1 Phương án khai thác (phương án xếp dỡ) Xếp dỡ hàng container ở cảng hiện nay chưa có bến chuyên dùng và bãi xếp hàng liền bến nên hiện nay ở cảng khai thác hàng container theo các phương án xếp dỡ sau: (trong đồ án này chỉ nghiên cứu các phương án giải phóng tàu theo 2 chiều nhập và xuất nên thực hiện ngược lại trình tự của các phương án này chính là các phương án xếp dỡ cho hàng xuất). 1 2 3 4 5 6 Hình 1.3.1 : Quy trình xếp dỡ tại cầu cảng 1: Tàu – cẩu tàu – xe nâng vào bãi. 2: Tàu – cẩu tàu – đầu kéo – xe nâng/hạ bãi. 3: Tàu – cẩu bờ – đầu kéo – xe nâng/hạ bãi. 4: Tàu – cẩu bờ – xe nâng / hạ bãi. 5: Tàu – cẩu tàu – xe tải chủ hàng (phương án chuyển thẳng) 6: Tàu – cẩu bờ – xe tải chủ hàng. Trang 17 1.3.2 Định mức thiết bị, phương tiện cho các phương án xếp dỡ: Phương án Cẩu tàu Cẩu bờ Xe nâng Xe nâng chụp trên Đầu kéo 1 1 ( 2 ) 2 2 1 ( 2 ) 1 2 3 1 ( 2 ) 2 4 1 ( 2 ) 1 3 5 1 3 6 1 3 1.3.3 Định mức nhân công: * Công nhân cơ giới: Đối với các loại phương tiện đã nêu trên: cẩu tàu, cẩu bờ, xe nâng, đầu kéo… chỉ cần một người điều khiển nên số nhân công tỉ lệ với số phương tiện. * Công nhân thủ công: Trong một máng xếp dỡ sẽ có các thành phần làm việc: bộ phận hầm tàu, bộ phận cầu tàu, bộ phận tín hiệu, bộ phận chằng buộc. Trên cơ sở phân tích các bước công việc, các thao tác, các động tác, kết hợp với kinh nghiệm sản xuất, số công nhân trong máng được bố trí như sau: Bộ phận hầm tàu : 02 người Bộ phận cầu tàu : 02 người (nếu thực hiện phương án 3, 4 với công cụ mang hàng là khung chụp tự động thì số nhân công này không cần). Bộ phận tín hiệu : 01 người. 1.3.4 Xác định các bước công việc: Theo vị trí thực hiện của các phương án xếp dỡ đã nêu nhìn chung có 3 bước công việc cần phải làm để hoàn thành một phương án xếp dỡ: Bước công việc cầu tàu. Bước công việc di chuyển giữa cầu tàu và bãi. Bước công việc trong bãi. Trong từng bước công việc lại có các thao tác và các động tác chi tiết để đảm bảo thời gian xếp dỡ là ngắn nhất. Trang 18 Bước công việc cầu tàu gồm: các thao tác cẩu container từ tàu lên bến; phụ cẩu trên tàu, trên bến. Bước công việc di chuyển gồm: thao tác vận chuyển container có hàng hoặc rỗng từ bến vào bãi. Bước công việc trong bãi gồm: thao tác nâng/hạ container di dời, đảo chuyển, thao tác đóng/rút ruột container ở kho CFS. 1.3.5 Công cụ mang hàng: Bao gồm các loại: a. Ngáng chụp container: - Loại 20’với kích thước : 6,09m x 2,438m Tải trọng cho phép : 24 T Tự trọng : w = 2 T - Loại 40’ với kích thước : 12,19m x 2,438m Tải trọng cho phép : 38 T. Tự trọng : w = 3 T - Số lượng: Mỗi máng 01 ngáng 20’ và 01 ngáng 40’. b. Bộ móc: - Mỗi bộ gồm 4 dây cáp. Tải trọng cho phép mỗi sợi cáp: 10T (loại 40’), 7,5T (loại 20’) Tải trọng tổng cộng cho phép 1 bộ móc 40T (loại 40’), 30T (loại 20’) Cáp phụ: Có các loại dài 2 m và 3 m; loại có gắn gù phụ và loại có khoen dây. c. Maní d. Thang cây, thang nhôm: Dài từ 3m đến 4m. Nếu sử dụng móc cáp làm hàng: dùng 2 thang (1 ở trên tàu và 1 ở cầu tàu) Nếu sử dụng ngáng làm hàng dùng 1 thang để trên cầu tàu (khi làm hàng nhập) hoặc trên tàu (nếu làm hàng xuất). e. Dây mồi, móc đáp Dài 1,5 – 2 m đối với móc đáp; dài 2 - 3 m đối với dây mồi. Nếu dùng ngáng làm hàng: sử dụng móc đáp trên cầu và cầu tàu. Nếu dùng cáp: sử dụng một móc đáp ở trên cầu tàu (khi làm hàng nhập hoặc trên tàu khi làm hàng xuất). Trang 19 Các loại ngáng chụp, càng nâng gắn với các thiết bị nâng hạ trên bãi: Qui cách các loại dụng cụ trên đều phải theo tiêu chuẩn và được kiểm duyệt bởi cơ quan đăng kiểm và thanh tra kỹ thuật. Số lượng công cụ từng loại phụ thuộc vào kế hoạch xếp dỡ, số máng làm việc và yêu cầu trong quá trình sản xuất, đồng thời phải có dụng cụ dự trữ. 1.3.6 Cách thức mang hàng: Đối với container có hàng: Thiết bị tiền phương: Phải dùng ngáng chuyên dụng. Thiết bị hậu phương: Dùng xe chụp (Reach Stacker) hoặc xe nâng (Forklift Truck). Đối với việc làm bằng xe xúc (Forklift) có qui định riêng. Đối với container rỗng: Dùng xe nâng (Forklift). Dùng ngáng chuyên dụng, Dùng móc cáp Qui định khi dùng Forklift: Các container sau đây không được dùng phương pháp mang hàng bằng “Forklift” (bằng càng nâng). Container 40’các loại (kể cả có hàng và rỗng). Container 20’: Chiều cao nhỏ hơn 8 feet hoặc thuộc loại có mã kiểu 70 – 79; 80 - 89 (kể cả có hàng hoặc rỗng). Ngoài ra còn cách mang hàng đối với những container quá khổ hoặc container loại khác mà không sử dụng bằng ngáng được: Đó là cách sử dụng cáp phụ. 1.3.7 Diễn tả qui trình: a. Phương án 1, 3, 5, 6 Tại tàu: gồm các thao tác sau: Trước khi làm hàng công nhân tiến hành tháo chằng buộc. Khi cần cẩu hạ công cụ mang hàng (bộ ngáng chụp container) chỉ cách container khoảng 0,5m thì công nhân dùng móc đáp điều khiển cho các khoá của ngáng ăn khớp vào các góc lắp ghép trên của container. Đóng khóa cố định vào container. Công nhân vào vị trí an toàn và cần trục nâng mã hàng lên. Nếu làm hàng bằng móc cáp thì thao tác thứ hai, ba sẽ là: Trang 20 Khi cần cẩu hạ bộ móc cáp nằm trên mái container, hai công nhân sẽ đưa 4 móc vào 4 góc lắp ghép của container sao cho đầu móc câu hướng ra ngoài. Tại cầu tàu:
Theo phương án 5, 6 Xe đầu kéo được đưa đến vị trí xếp hàng. Cần trục hạ hàng xuống rơ-moóc của xe. Khi container ở độ cao cách sàn xe khoảng 0,5m, hai công nhân dùng moóc đáp điều chỉnh đưa container nằm vào đúng vị trí trên rơ-moóc. Tháo khoá của ngáng chụp (còn đối với những ngáng tự động đóng mở thì không phải thực hiện thao tác này). Cần trục nâng ngáng ra khỏi container. Đầu kéo nhận đủ container sẽ di chuyển rời khỏi cảng rề kho của chủ hàng. Nếu làm hàng bằng bộ móc cáp thì thao tác 4, 5 tại cầu tàu sẽ là: Khi container nằm cố định trên rơ-moóc, công nhân sẽ tháo móc cáp ra khỏi các góc lắp ghép của container cần trục sẽ nâng bộ cáp khỏi container.
Theo phương án 1, 3 Cần trục hạ container xuống cầu tàu, xe nâng chờ ở vị trí bên ngoài khu vực đặt mã hàng, công nhân móc đáp điều chỉnh cho container nằm trên mặt cầu tàu. Khi container nằm ổn định trên cầu tàu, khóa gù của ngáng chụp được mở ra (nếu dùng ngáng tự động thì không có thao tác này) Cần trục nâng ngáng chụp lên quay về phía hầm hàng để cẩu mã hàng tiếp theo. Xe nâng làm nhiệm vụ nâng container và di chuyển vào bãi. Tại bãi: Đến đúng vị trí lưu bãi cho mã hàng này, xe nâng sẽ hạ mã hàng xuống và quay trở lại cầu tàu cho mã hàng tiếp theo. b. Phương án 2, 4 Tại tàu: như phương án 1, 3, 5, 6 Tại cầu tàu: như phương án 5, 6 nhưng đầu kéo sẽ vận chuyển mã hàng vào bãi xếp hàng. Tại bãi: như phương án 1, 3 1.3.8 Nhận xét về các phương án xếp dỡ cho qui trình công nghệ xếp dỡ container của cảng Trang 21 a. Phương án 1 Ưu điểm Thiết bị tiền phương là cẩu tàu nên cẩu bờ của cảng có thể được dùng để làm hàng cho tàu khác. Nhược điểm Hiệu quả của phương án phụ thuộc nhiều vào năng suất làm hàng của cẩu tàu. Việc bố trí xe nâng đưa mã hàng vào bãi có thể gây mất an toàn cho hàng hoá và cho cả xe nâng, đồng thời tốc độ di chuyển thấp nên có thể xảy ra tình trạng thiết bĩ tiền phương phải chờ. b. Phương án 2 Ưu điểm Như phương án 1 Phương án sẽ đạt được hiệu quả nếu các phương tiện, thiết bị làm hàng phối hợp với nhau nhịp nhàng vì đầu kéo chassi là phương tiện có tính cơ động cao. Nhược điểm Năng suất làm hàng của cẩu tàu sẽ có ảnh hưởng đến hiệu quả của qui trình nếu năng suất này không đạt đạt được yêu cầu. Số lượng đầu kéo bố trí ứng với một cẩu tàu nếu không đủ cũng sẽ làm giảm năng suất của qui trình. c. Phương án 3 Ưu điểm: Thiết bị tiền phương là cẩu bờ có năng suất làm hàng cao nên đảm bảo giải phóng tàu nhanh nếu thiết bị hậu phương phối hợp nhịp nhàng. Nhược điểm: Như nhược điểm thứ hai của phương án 1. d. Phương án 4 Ưu điểm: Như ưu điểm của phương án 3 và ưu điểm thứ hai của phương án 2. Nhược điểm: Như nhược điểm thứ 2 của phương án 2. e. Phương án chuyển thẳng 5, 6 Ưu, nhược điểm: Trang 22 Nếu việc bố trí đầu kéo/xe tải hợp lý, tránh để thiết bị tiền phương phải chờ thì ưu điểm của phương án chuyển thẳng rất cao vì phương án này được cơ giới hoá 100% và giúp giải quyết tình trạng bãi bị quá tải. 1.3.9 Lựa chọn quy trình phù hợp với cảng Nhà Rồng Khánh Hội: Nhìn chung, với trang thiết bị như hiện có ở cảng Nhà Rồng Khánh Hội, sử dụng xe nâng để thực hiện công việc xếp dỡ container là hợp lí nhất vì hiện nay cảng là một cảng tổng hợp phục vụ cho nhiều loại hàng, thiết bị tiền phương với 3 cẩu bờ đảm bảo cho hoạt động khai thác tàu của cảng đạt yêu cầu, sử dụng xe nâng có thể xếp dỡ container nhưng vẫn có thể xếp dỡ cho các loại hàng khác được không như các loại thiết bị chỉ chuyên dùng xếp dỡ container chẳng hạn như cẩu khung. Tuy nhiên nếu lượng hàng container qua cảng ngày càng tăng lên hay khi hướng phát triển của cảng là trở thành bến container chuyên dùng thì việc bốc dỡ bằng xe nâng dường như sẽ không hợp lí nữa vì nhược điểm của hệ thống bốc dỡ này là xe nâng không phù hợp cho phương thức bốc xếp theo phương ngang nên diện tích bãi chứa sẽ phải cần nhiều hơn so với việc sử dụng khung cẩu bãi mặt nền bãi chứa cũng phải chịu tải trọng lớn do áp lực ở các bánh xe lớn dẫn đến kết cấu bãi chứa. Lúc đó vấn đề đặt ra là sẽ đầu tư thiết bị chuyên dùng xếp dỡ container; mở rộng diện tích bãi; hay tận dụng cải tạo những gì hiện có. Câu trả lời là hoàn toàn phụ thuộc vào lưu lượng hàng container thông qua của đất nước, của khu vực mà cảng hoạt động và sự hoạch định chiến lược phát triển của bộ máy lãnh đạo cảng. So sánh ưu, nhược điểm của các phương án xếp dỡ thì án 2, 4, 5, 6 là những phương án mang lại hiệu quả, phù hợp nhất với điều kiện của cảng Nhà Rồng Khánh Hội hiện nay. Tuy nhiên để quy trình luôn đạt hiệu quả mong muốn thì một số kiến nghị sau thiết nghĩ cảng cũng cần lưu tâm: Năng suất làm hàng của xe nâng chụp cao hơn so với năng suất của xe nâng chạc, đồng thời diện tích bãi cần thiết cho lọai xe này hoạt động cũng ít hơn nên quá trình làm hàng container ở bãi chỉ nên dùng loại này, còn loại xe nâng chạc thì nên dùng cho việc xếp dỡ ở kho CFS, container rỗng và các lọai hàng bách hoá khác. Cần quy hoạch bãi chứa hợp lí. Việc lưu chuyển chứng từ của hoạt động giao nhận hiệu quả cũng sẽ góp phần tăng hiệu quả cho quy trình. Trang 23 Việc tính toán xây dựng quy trình công nghệ xếp dỡ chủ yếu dựa vào số liệu thống kê, dựa vào kinh nghiệm và căn cứ vào tình hình cụ thể của cảng ở một giai đoạn nhất định cho nên trong quá trình thực hiện cảng cũng cần theo dõi để phát hiện những bất hợp lí của quy trình và tiến hành điều chỉnh, bổ sung, sửa đổi lại quy trình cho phù hợp với tình hình của cảng. Với số lượng phương tiện vận chuyển giữa cầu tàu và bãi (8 đầu kéo, tỉ lệ phân bổ cho cẩu bờ là 3 đầu kéo phục vụ cho một cẩu khi làm hàng container) còn ít. Thiết bị nâng, hạ bãi cho quá trình làm hàng container của cảng chỉ có xe nâng thì trách nhiệm của phòng bảo trì để đảm bảo cho phương tiện, thiết bị, công cụ luôn ở tình trạng hoạt động tốt cần phải được tăng cao hơn nữa. Bên cạnh đó việc thay thế các thiết bị cũ, năng suất kém cũng là một điều cần nên làm. Việc học tập, tiếp thu kinh nghiệm từ các cảng khác trong khu vực, trên thế giới, ở các nước phát triển cũng là một điều hết sức cần thiết nhằm giúp tránh được những rủi ro mà các cảng khác đã có kinh nghiệm trải qua. 1.4 Những qui định về an toàn lao động Cần có các thông tin về cầu tàu, sức nâng, tầm với, tình trạng hoạt động của cần cẩu trong cảng… Khi bắt đầu làm hàng, việc tháo chằng buộc đối với hàng nhập được thực hiện từ phía bờ ra sông và hàng xuất thì chằng buộc từ phía sông vào phía bờ để khi cẩu làm việc mã hàng thì tháo chằng buộc cho mã hàng đó. Không được tháo trước. Khi làm hàng hạn chế tối đa việc đi lại ở hành lang dọc tàu. Phải dùng ngáng chuyên dùng để làm hàng, trừ container rỗng và những mã hàng đặc biệt được phép dùng móc nhưng phải theo đúng qui định và dưới sự chỉ đạo của trực ban điều độ tàu. Cần trục không được nâng container khi chưa móc đủ 4 chốt khóa của khung ngáng hay 4 móc cáp của bộ móc vào các góc lắp ghép trên của container. Khi mã hàng đã được hạ ổn định và cáp đã chùng toàn bộ thì mới tiến hành tháo cáp, tháo ngáng ra khỏi mã hàng. Việc xếp và dỡ hàng trên tàu phải theo đúng qui định – lưu ý độ ổn định và cân bằng của tàu; dỡ hàng từ cao xuống thấp; từ hai bên đều vào giữa. Công nhân tín hiệu phải nắm rõ những nội dung làm tín hiệu và phải thao tác thuần thục. Trang 24 Thiết bị vận chuyển khi di chuyển trong cảng phải theo đúng qui định đường di chuyển. Các thao tác làm hàng trong bãi cần thực hiện cẩn thận, tránh va chạm giữa thiết bị với mã hàng. Tóm lại, những quy định trên đây chưa hoàn toàn đầy đủ, trong quá trình làm hàng các bộ phận trong dây chuyền công nghệ xếp dỡ phải thực hiện đầy đủ các qui tắc về an toàn lao động liên quan đến công việc của mình để đảm bảo an toàn cho chính bản thân, người xung quanh và an toàn cho hàng hoá, thiết bị. Trang 25 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT BỊ XẾP DỠ 2.1 Tình hình khai thác thiết bị xếp dỡ container tại Cảng Nhà Rồng Khánh Hội - Hiện tại, tại các bãi container rỗng của Cảng sử dụng chủ yếu là xe nâng để xếp dỡ container. - Có 3 loại xe nâng phục vụ xếp dỡ: + Stacker (Empty container Handler) : 2 xe. + Reach Stacker : 5 xe. + Forklift Truck : 4 xe. (loại này rất ít khi sử dụng) * Bước công việc vận chuyển: Thao tác 1: (vận chuyển container từ cầu tàu vào bãi)  Động tác 1: stacker hay reach-stacker tại cầu tàu chạy tới gần container.  Động tác 2: stacker hay reach-stacker mở càng kẹp và kẹp vào container.  Động tác 3: nâng hay gắp container lên.  Động tác 4: chạy tới xe vận chuyển container.  Động tác 5: đặt container vào 4 gù của xe sau đó nhả kẹp ra.  Động tác 6: cho xe chạy vào bãi. Thao tác 2: (nâng/hạ container xuống bãi)  Động tác 1: stacker hay reach-stacker trong bãi chạy lại gần xe vận chuyển.  Động tác 2: stacker hay reach-stacker mở càng kẹp và kẹp vào container.  Động tác 3: nâng hay gắp container lên.  Động tác 4: chạy ra xa xe vận chuyển và quay vòng chạy xe vào bãi container.  Động tác 5: hạ container xuống bãi.  Động tác 6: cho xe vận chuyển chạy không hàng ra cầu tàu. Các thiết bị dùng trong bước công việc công nghệ này là: tugmaster, chassis, stacker, Reach stacker. - Khi dùng Tugmaster (đầu kéo) để vận chuyển thì ta có thể lưu tạm container tại cầu tàu hay trong bãi, khai thác đơn giản, uyển chuyển nhưng tiến độ làm hàng chậm hơn, cự ly vận chuyển xa, chỉ vận chuyển được trong nội bộ cảng. - Khi dùng chassis thì có thể vận chuyển container ra ngoài bãi cảng, khai thác đơn giản, uyển chuyển thời gian làm hàng ngắn nhưng cự ly vận chuyển cầu bãi xa, không thể lưu tạm container được tại cầu tàu hay trong bãi. Trang 26 - Dùng Reach Stacker hay Stacker đều đạt hiệu quả cao trong bước công việc này. Việc bố trí số lượng xe nâng và xe vận chuyển ở bước công việc này có vai trò quan trọng và ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng khai thác của tuyến cầu tàu. Nếu số lượng hay năng suất của thiết bị thấp sẽ gây ra nạn kẹt cầu tàu, tăng thời gian ngừng việc của thiết bị chính và giảm năng suất làm việc của bước công việc cầu tàu. Ngược lại nếu bố trí quá nhiều sẽ gây lãng phí lao động, thiết bị, nhiên liệu do đó sẽ làm giảm lợi nhuận của cảng và tùy theo yêu cầu của khách hàng mà bố trí thiết bị cho phù hợp. Những tiêu chuẩn và yếu tố cần phải xét đến trong việc phân bổ trang thiết bị và công nhân phục vụ bước công việc vận chuyển là: khoảng cách cầu tàu và bãi, năng suất thiết bị chính, thiết bị phụ, yêu cầu của khách hàng. Ngoài ra trong quá trình thực hiện các thao tác cần phải chú ý đến các trường hợp sau:  Container đặt trên rơmooc chuyên dùng phải khóa gù lại trước khi cho xe di chuyển (trừ loại rơmooc chuyên dùng như rool-trailor).  Trong quá trình vận chuyển phải đảm bảo đúng luật giao thông, đặc biệt lưu ý các vị trí khuất, vị trí quanh quẹo trong cảng.  Vào tới bãi phải tuân thủ mọi quy định và chỉ dẫn của người quản lý bãi, không được đậu tuỳ tiện gây cản trở lưu thông và ảnh hưởng đến hoạt động của các trang thiết bị, phương tiện làm hàng khác.  Người lái không được tùy tiện rời khỏi phương tiện đặc biệt khi đang xếp dỡ container.  Khi nâng container từ khe tiếp xúc càng nâng thì càng xe nâng đưa vào khe tiếp xúc ít nhất phải đạt 2/3 chiều ngang của container.  Khi cần xê dịch container phải sử dụng thiết bị xê dịch thích hợp. * Bước công việc xếp chồng trong bãi: Thao tác 1: (xếp chồng container trong bãi) Các động tác di chuyển, xoay trở có hàng phải hết sức chú ý, tránh va quẹt giữa thiết bị với lô hàng hay giữa thùng hàng đang nâng hạ đối với 2 lô hàng ở 2 bên. Phải thật hạn chế việc mang thùng hàng di chuyển xa từ lô này sang lô khác hoặc ngược lại. Khi xếp chồng container trong bãi phải tuân theo nguyên tắc xếp chồng sau:  Chất xếp từng ô một.  Tuân theo nguyên tắc xếp ô kế tiếp hợp lý nhất.  Xếp thấp ở hai đầu.  Bảo vệ thùng hở mái và thùng hở bên.  Chủ hàng có nhiều container để riêng 1 khu vực.  Container LCL (Less container load) để riêng và gần khu vực CFS. Trang 27  Hàng lấy trước để ở trên, hàng lấy sau để ở dưới.  Khi xếp chồng container phải giữ các góc lắp ghép trên và các góc lắp ghép dưới ăn khớp.  Khi xếp chồng container có kích thước khác nhau phải xếp container 40’ ở dưới và 20’ ở trên.  Khi xếp chồng container đặc biệt là container rỗng cần cẩn thận về áp lực gió.  Các thiết bị dùng để thực hiện thao tác này là: stacker và reach-stacker. 2.2 Lựa chọn các phương án thiết bị xếp dỡ container: a. Xe Reach stacker Kalmar : Máy nâng chuyên dùng nâng container dạng cần (Reach stacker): Hình 2.1: Xe nâng container Reach Stacker Ưu điểm: - Có khả năng cơ động cao. - Di chuyển với tốc độ tương đối cao, có khả năng xoay trở nhanh. - Có khả năng xếp chồng container rỗng hay có hàng lên tầng thứ năm. - Ngáng nâng có khả năng xoay một góc 900 nên có thể lấy được container ở bất kì vị trí nào. - Kết cấu cần dạng khung lồng nên có thể co dãn tùy theo từng tình huống rất thuận lợi. - Cơ cấu khung chụp tự lắc bền hơn, ít hư hỏng và có thể thực hiện thao tác container ở mọi địa hình. Trang 28 Nhược điểm: - Khó tự động hóa. - Đòi hỏi người lái phải có trình độ và được huấn luyện kĩ. - Chỉ có thể làm một loại hàng container. - Không tận dụng triệt để diện tích bãi. - Cấu trúc phức tạp hơn, các hệ thống hiện đại kiểm soát lẫn nhau (vì thế hệ mới) nên công nhân vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa đòi hỏi phải được đào tạo kỹ lưỡng và do đó chi phí cao. - Chi phí sửa chữa cao vì các thiết bị còn phải nhập ngoại. b. Xe nâng container rỗng kiểu khung đứng (Kalmar): Hình 2.2: Xe nâng container kiểu khung đứng Trang 29 Đối với xe nâng loại Forklift có 2 loại: + Xe nâng fork lift sử dụng chạc nâng. + Xe nâng fork lift sử dụng khung kẹp (Empty Container Handler) Ưu điểm: Đa công dụng, có thể xếp dỡ nhiều loại hàng hóa (fork lift sử dụng chạc). Có thể xếp chồng lên được 7 – 8 tầng nên tỉ lệ dời dịch cao.  Đơn giá đầu tư tương đối thấp.  Thời gian hư hỏng ít, chi phí sửa chữa bảo dưỡng tương đối thấp.  Tầm quan sát rộng, bảo vệ người lái tốt, lên xuống dễ dàng, định vị chính xác.  Có khả năng cơ động cao, bán kính quay vòng nhỏ tận dụng được diện tích bãi.  Vận hành và sửa chữa không phức tạp. Nhược điểm: Dễ gây hư hỏng xe ở gần khung đứng và khung nâng khi làm việc trên địa hình không bằng phẳng. Khó khăn trong việc căn chỉnh chính xác vị trí gắp container Ph−¬ng ¸n lùa chän thiÕt kÕ m¸y Trong lý thuyÕt tÝnh to¸n thiÕt kÕ cã rÊt nhiÒu ph−¬ng ¸n ®−îc ®−a ra ®Ó thiÕt kÕ m¸y n©ng container chuyªn dïng: * Ph−¬ng ¸n I : ThiÕt kÕ m¸y n©ng dïng kiÓu khung. M¸y n©ng lo¹i nµy dïng khung n©ng ®Ó thay ®æi chiÒu cao n©ng, h¹ hµng. Khi n©ng hµng th× khung ®éng tr−ît trªn khung tÜnh vµ bµn tr−ît trªn khung ®éng. Trªn bµn tr−ît ®−îc l¾p khung n©ng container . + ¦u ®iÓm : - KÕt cÊu ®¬n gi¶n, dÔ chÕ t¹o - TÝnh æn ®Þnh cao khi lµm viÖc + Nh−îc ®iÓm : - TÝnh c¬ ®éng kh«ng cao, thêi gian lµm lín n¨ng suÊt kh«ng cao. - Khung kh«ng quay ®−îc. - TÇm víi nhá, hµng chØ ®−îc n©ng lªn h¹ xuèng theo ph−¬ng th¼ng ®øng. * Ph−¬ng ¸n II : ThiÕt kÕ m¸y n©ng container kiÓu cÇn. M¸y n©ng lo¹i nµy dïng cÇn ®Ó thay ®æi tÇm víi (n©ng h¹ hµng). Trªn ®Çu cÇn cã l¾p c¬ cÊu quay vµ trªn c¬ cÊu quay g¾n khung chôp container. Trang 30 CÇn cã cÇn chÝnh vµ cÇn phô, cÇn phô cã thÓ n»m trong lßng cÇn chÝnh ®Ó kÕt cÊu gän. + ¦u ®iÓm : - TÝnh c¬ ®éng cao, thêi gian lµm hµng ng¨n, n¨ng suÊt lµm viÖc cao. - KÕt cÊu gän nhÑ. - Khung cã thÓ quay ®−îc 1 gãc 900 nhê khung ®−îc l¾p trªn c¬ cÊu quay. - Lµm viÖc víi tÇm víi lín - TÝnh æn ®Þnh cao trong qu¸ tr×nh lµm viÖc. - Sö dông ®¬n gi¶n, thuËn tiÖn khi lµm hµng + Nh−îc ®iÓm : - KÕt cÊu rÊt phøc t¹p, khã chÕ t¹o -> gi¸ thµnh cao - So s¸nh 2 ph−¬ng ¸n ta thÊy ph−¬ng ¸n II cã nhiÒu −u ®iÓm phï hîp víi thùc tÕ hiÖn nay nªn em chän ph−¬ng ¸n II lµ thiÕt kÕ m¸y n©ng container kiÓu cÇn. 2.3 .Giôùi thieäu chung veà xe naâng reach staker : 2.3.1 Ñaëc ñieåm caáu taïo : Ñoái vôùi ngaønh vaän taûi ñöôøng bieån, söï ra ñôøi cuûa caùc phöông tieän-thieát bò xeáp dôõ container coù theå keå ñeán nhö: caåu bôø, khung taûi container, heä thoáng khung caåu baõi, caùc loaïi xe naâng, thieát bò mang haøng…moãi phöông tieän ñeàu coù nhöõng öu nhöôïc ñieåm tuøy thuoäc vaøo moâi tröôøng vaø ñieàu kieän laøm vieäc. Trong caùc loaïi phöông tieän-thieát bò phuïc vuï cho coâng taùc khai thaùc-vaän chuyeån container thì xe naâng container kieåu caàn coù nhöõng öu ñieåm noåi baät sau: - Cô ñoäng. - Linh hoaït. - Söùc naâng lôùn. - Tính an toaøn cao. Thao taùc naâng-haï haøng cuûa thieát bò naøy ñöôïc thöïc hieän ôû phía tröôùc. Noù ñöôïc duøng ñeå naâng container 20 feet hoaëc 40 feet tuøy thuoäc vaøo söï co-giaõn caàn cuûa thieát bò. Trang 31 Vôùi keát caáu vöõng chaéc cuûa caàn cho pheùp xe naâng coù theå xeáp choàng 3 container hay 5 container. Keát caáu toång theå cuûa xe bao goàm 3 phaàn chính: - Phaàn oâtoâ. - Phaàn caàn vaø xylanh thuûy löïc naâng-haï caàn. - Phaàn coâng taùc chính: khung chuïp(ngaùng). Vôùi nhöõng öu ñieåm noåi baät cuûa moät phöông tieän xeáp dôõ container hieän ñaïi. Neân xe naâng container kieåu caàn reach staker laø moät phöông tieän xeáp dôõ chieám ña soá trong khai thaùc vaän chuyeån haøng container ôû tuyeán Caàu-Baõi taïi caùc Caûng Bieån hieän nay. Hình 2.3 : Xe naâng container reach staker 1 : Chassi 2: Cabin ñieàu khieån 3: Xilanh thuûy löïc naâng caàn 4 : Choát xoay 5 : Khung naâng 6 : Vaønh maâm xoay 7 : Ñoäng cô thuûy löïc xoay khung. 8 : Xilanh caân baèng vaø nghieâng ngaùng 9 : Caàn giaõn daøi 10 : Caàn coá ñònh Trang 32 2.2 Caùc thoâng soá kó thuaät cô baûn cuûa xe : + Søc n©ng ®Þnh møc : 41T + ChiÒu cao n©ng tèi ®a : 14,7m + Tèc ®é n©ng cã hµng : 0,15 m/s + Tèc ®é n©ng khoâng cã hµng : 0,25 m/s + Tèc ®é di chuyÓn cã hµng : 21 km/ h + Tèc ®é di chuyÓn kh«ng hµng : 25km/h + ChiÒu dµi cÇn lín nhÊt : 13,5 (m) + ChiÒu dµi nhá nhÊt : 8(m) + TÇm víi lín nhÊt : 12,3 m + TÇm víi trung b×nh : 9,6 m + TÇm víi nhá nhÊt : 7,7 m + Tèc ®é quay m©m : 2 v/ph + Tèc ®é dÞch khung sang ngang : 0,15 m/s + Tèc ®é co gi_n khung : 0,2 m/s + Tèc ®é co gi_n cÇn : 0,2 m/s - Thêi gian qu¸ ®é cña c¸c c¬ cÊu 1s - B¸n kÝnh tèi thiÓu ®Ó quay 1 gãc 900 khi mang container 40 feet. - §éng c¬ : VOLVO TD 100G cã Turbo + C«ng suÊt : 203 KW + Träng l−îng b¶n th©n : 60T Bôm chính Bôm piston 2x100cm3. Löu löôïng 420 l/phuùt. AÙp löïc cöïc ñaïi 350 bar. Bôm phuï troäi Nöôùc laøm maùt 8cm3, löu löôïng 20 l/phuùt. Heä thoáng thaéng 12cm3, löu löôïng 30 l/phuùt. Daàu laøm maùt 40 cm3, löu löôïng 30 l/phuùt. Dung tích chaát loûng - Nhieân lieäu 400 l. Trang 33 - Daàu thuûy löïc 750 l. - Heä thoáng laøm maùt 56 l. - Caàu laùi 94 l. - Hoäp soá 30 l. - Ñoäng cô 30 l. Hình 2.4 : sô ñoà taûi troïng naâng cuûa xe theo taàm vôùi vaø ñoä cao Trang 34 PHAÀN 2 : TÍNH TOAÙN THIEÁT KEÁ XE NAÂNG CONTAINER REACH STAKER CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU CHUNG KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CỦA THIẾT BỊ CÔNG TÁC XE NÂNG 3.1 Khung chụp container: Hình 3.1: Kết cấu khung chụp container Trang 35 Khung chụp là loại chuyên dùng nâng container khung chụp phía trên, liên kết với container bởi 4 khoá gù và nâng container lên bằng 4 khóa ngù này. Kết cấu tổng thể của khung chụp hàng bao gồm: + Cụm cơ cấu đóng mở khoá gù (nằm trên 2 khung ngoài của khung chụp) + Cụm xylanh co, dãn ngáng 20’ – 40’ (nằm trên dầm ngang) + Xylanh dịch ngang khung chụp (nằm trên dầm ngang) + Cụm xilanh cân bằng ngáng chụp + Cụm kết cấu thép khung chụp: - Khung ngoài : làm bằng thép hộp (kết nối với phần khung cố định treo trên cần động phía trên) - Dầm trong : gồm 2 thanh thép hộp có thể dịch chuyển tương đối với nhau để thao tác khi gắp container 20’ - 40’. Hai đầu của hai khung trong này có gắn các cơ cấu xoay khóa ngù. - Khung cố định cũng làm bằng thép hộp dùng để nâng khung ngoài và có thể dịch ngang khung ngáng, đồng thời nối với cần động phía trên thông qua cơ cấu xoay ngáng. 3.1.1 Cơ cấu co – dãn ngáng chụp (20’ – 40’): Cơ cấu co, dãn ngáng chụp gồm hai xylanh thuỷ lực. Hai xylanh thủy lực này được đặt ngược chiều nhau, được lắp nằm trên dầm ngang của khung chụp hàng. Khi làm việc hai xylanh luôn hoạt động cùng một lúc. Đầu cần của piston liên kết với dầm ngoài của khung chụp qua một khớp bản lề. Phần đuôi của xilanh được liên kết với dầm trong cũng bằng một khớp bản lề. Xylanh thủy lực sang ngang là loại xylanh tác dụng hai chiều. Khi đầu cần piston được đẩy ra thì ống trượt và dầm đứng của khung chụp cũng được đẩy ra tương ứng với vị trí container 40 feet còn khi đầu cần piston kéo vào thì ống trượt và dầm đứng của khung chụp cũng được đẩy vào tương ứng với vị trí container 20 feet. 3.1.2 Cơ cấu xoay khoá gù: Cơ cấu xoay khoá gù được bố trí phía trên đầu của hai dầm đứng ở hai bên của khung chụp. Mỗi bên bao gồm 1 xylanh thuỷ lực xoay khoá gù. Đầu cần piston này được nối với chốt khoá gù thông qua một thanh truyền (tay của chốt xay gù), phần đuôi xylanh được nối với kết cấu thép dầm đứng, cả hai đầu cần, đuôi cần đều liên kết bằng khớp bản lề. Trang 36 Để dẫn dầu thuỷ lực cho các xylanh thuỷ lực xoay gù, có đường ống dẫn dầu luồn qua xích cuốn được đặt ở dầm ngang, rồi chạy dọc lên theo dầm đứng. Ngoài ra, trên cơ cấu xoay gù còn bố trí hệ thống khai báo tín hiệu đóng, mở khoá gù. Hệ thống này bao gồm các cảm biến sử dụng tín hiệu điện từ trường nhận biết các thông tin làm việc của cơ cấu rồi gửi thông báo về bộ phận điều khiển thông qua hệ thống mạng điện. (có 3 cảm biến: 2 cảm biến giới hạn hành trình đóng khoá gù, mở khoá gù, 1 cảm biến xác định việc chạm container). Và để thông báo qúa trình làm việc của cơ cấu, có các tín hiệu đèn báo (đèn xanh báo hiệu khoá gù đóng, đèn đỏ báo hiệu mở khoá gù, đèn màu cam (vàng) báo hiệu góc container đã vào đúng vị trí của gù). 3.1.3 Cơ cấu dịch ngang khung chụp: Cơ cấu dịch ngang khung chụp bao gồm một xylanh thuỷ lực được bố trí trên dầm ngang của khung chụp. Xylanh thuỷ lực này là loại xylanh thủy lực tác dụng hai chiều (đưa khung chụp hàng sang trái hoặc sang phải mà xe nâng vẫn đứng tại một vị trí). Xylanh thủy lực dịch khung chụp gồm một xylanh được lắp nằm giữa khung chụp hàng và bàn trượt. Đầu cần của piston liên kết với khung chụp hàng qua một khớp bản lề. Phần đuôi của piston xylanh được liên kết với bàn trượt qua một khớp bản lề. Khi đầu cần piston tiến sang trái, xylanh thủy lực đẩy khung chụp hàng sang trái. Ngược lại khi piston lùi sang phải thì nó kéo khung chụp hàng sang phải một đoạn chính bằng đoạn xylanh thủy lực lùi sang phải. 3.2 Kết cấu thép của xe nâng: Kết cấu thép của xe nâng chia thành hai cụm chính: Kết cấu thép phần chassis của xe nâng và phần kết cấu thép của bộ phận công tác. + Phần chassis của xe bao gồm toàn bộ phần khung xe. Trên đó bố trí cabin điều khiển, phần sàn xe, phần liên kết với hệ thống động lực của xe nâng (động cơ, thùng dầu, cầu trước, cầu sau của xe nâng...) + Phần kết cấu thép bộ phận công tác gồm: kết cấu thép cần cố dịnh và cần động, kết cấu thép của khung chụp. - Cần cố định được nối với phần chassis của xe qua một khớp xoay,cần động được lắp phía trong cần tĩnh và có thể trượt tương đối với cần tĩnh thong qua các tấm trượt. Cần động được nối với chassi thông qua một xilanh co giãn cần. - Khung chụp: Bao gồm khung cố định, khung ngoài và dầm trong và đều là thép dạng hộp mặt cắt tiết diện là hình chữ nhật. Trang 37 3.3 Cơ cấu nâng: Cơ cấu nâng hạ hàng của xe nâng có thể thực hiện qua thao tác nâng cần + Xylanh thủy lực nâng cần (gồm 2 xylanh thủy lực) làm việc đồng thời, đuôi xilanh liên kết với chassi thông qua khớp bản lề, đầu cần của piston thì liên kết với cần cố định cũng bằng một khớp bản lề. Xylanh thủy lực cần khung là loại xylanh thủy lực hoạt động hai chiều theo chiều nâng hạ, khi cần cố định được nâng lên thì cần tĩnh được nâng theo. Kết quả là hàng được nâng lên. Khi cần tĩnh nâng lên một góc hợp lý thì bắt đầu nâng container bằng cách giãn cần động ra. Kết quả là ngáng chụp container được nâng lên đồng thời sẽ nâng hàng trên khung chụp lên. Chiều cao nâng của xe có thể với lên tới 5 tầng container. 3.4 Cơ cấu co giãn cần : Cơ cấu co giãn cần của xe nâng container được thực hiện nhờ có xilanh thủy lực liên kết giữa cần chính và cần phụ. Nhờ vậy mà cần chính và cần phụ của xe nâng có thể chuyển động tương đối với nhau. Đuôi của xilanh thủy lực được liên kết với cần chính , đầu cần được liên kết với cần phụ. Xilanh thủy lực co giãn cần là loại xilanh thủy lực 2 chiều. 3.5 Cơ cấu cân bằng hay nghiêng ngáng chụp: Cơ cấu cân bằng hay nghiêng ngáng chụp dùng để điều chỉnh việc bốc xếp container thông qua điều chỉnh độ nghiêng của ngáng sao cho chính xác, đạt năng suất cao. Cơ cấu bao gồm hai xylanh thuỷ lực nghiêng ngáng làm việc đồng thời lắp với ngáng chụp. Đầu cần của piston liên kết với phần không xoay của ngáng qua một khớp bản lề, phần đuôi của xylanh được liên kết với đầu cần động thông qua một khớp bản lề. Xylanh thủy lực nghiêng ngáng là loại xylanh thủy lực tác dụng hai chiều (nghiêng về phía trước, nghiêng ra phía sau). Cơ cấu có thể giúp khung nâng nghiêng về phía trước 1 góc 20, phía sau 30. Trang 38 3.6. Sơ đồ thủy lực của xe nâng: 12 5 LP T P A B B2 A B A2 C C C A B C C C C C 13 6 V2 V1 RT LP C2 6 8 5 41 2 7 9 3 10 11 4 78 12 1113 12 456 8 2 10 3 9 3 V2 V1 C1 7 1 V2 C2 C2V2 V1 C1 C2 C1 2 7 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12 13 8 15 16 17 18 19 20 21 4 1 1 2 2 3 3 Hình 3.2: Sơ đồ truyền động thuỷ lực 1. Xilanh thủy lực dịch ngang khung chụp 2. Xilanh thủy lực co giãn khung chụp 20- 40 ft 3. Xilanh thủy lực khóa ngù 4. motor xoay ngáng 5. Xilanh thủy lực nâng cần 6. Xilanh thủy lực co giãn cần 7.Xilanh thủy lực trợ lực lái 8.Bơm thủy lực Trang 39 Nguyên lý hoạt động: Bơm 8 là hai bơm đồng trục cung cấp dầu thủy lực hoạt động cho cầu lái và hệ thống công tác. Hệ thống công tác của xe nâng gồm: nâng khung, nghiêng khung, thay đổi độ rộng nâng hàng, dịch ngang bàn trượt và đóng mở gù. Đầu tiên, cho động cơ đốt trong hoạt động xe nâng ở trạng thái chưa làm việc, thì động cơ sẽ lai các bơm cùng hoạt động. Bơm 8 sẽ hút dầu từ thùng dầu thủy lực qua fin lọc, một đừơng dầu qua các van điều khiển của hệ thống công tác nhưng do ta chưa tác động vào cần điều khiển nên dầu thủy lực xuyên suốt qua các van rồi trở về thùng. Đồng thời lúc đó đường dầu thứ hai cũng từ bơm qua fin lọc, qua van vi sai đến van thủy lực lái, sau đó dầu đi về thùng chứa. Trang 40 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CÁC CƠ CẤU KHUNG CHỤP CONTAINER 4.1 Tính toán cơ cấu co – dãn ngáng chụp (20’ – 40’): Cơ cấu co, dãn ngáng chụp hoạt động nhờ lực đẩy của hai xylanh thuỷ lực bố trí ngược chiều nhau khi ngáng ở trạng thái không mang hàng. Hai xylanh này hoạt động đồng thời, cùng 1 lực đẩy nhưng đẩy hai phần khác nhau của dầm ngang nằm trong của ngáng nên khi tính toán ta tính cho một xylanh thuỷ lực. * Các số liệu cần thiết để tính toán (Các số liệu được thu thập từ thông số kĩ thuật của xe nâng và lấy theo kinh nghiệm): Trọng lượng toàn bộ xe nâng: W = 37080 (kg) Trọng lượng ngáng chụp: WN = 6172 (kg) Trọng lượng phần dầm ngang phía trong: W2 = 3800 (kg) Áp suất làm việc của bộ phận công tác: P1 =130 bar ≈ 130 (kG/cm2) Chiều dài làm việc của xylanh co – dãn ngáng (hành trình của piston) là: l1 = 3000 (mm) Thời gian thực hiện việc co (dãn) ngáng từ vị trí 20 feet đến vị trí 40 feet khoảng t = 6 (s). Vận tốc của phần trọng lượng của cơ cấu (W2) khi thực hiện co (dãn) ngáng là: )/(5,0 6 3 sm t SV === Gia tốc ở thời điểm tức thời ∆t = 1s: )/(5,0 2sm t V a = ∆ = Lực đẩy cần thiết để thực hiện việc co (dãn) ngáng: )(19005,03800 kGamFD =×=×= Và lực đẩy cần thiết trên cũng chính là ứng lực cần thiết trên cần piston của xylanh thuỷ lực co, dán ngáng S1 = 1900 (kG) Trang 41 Đường kính trong của xylanh thuỷ lực co, dãn ngáng xác định theo công thức: 2 11 1 1 .).(.13,1 neppZ SD ηη∑∆− = (8.15) – [1] Trong đó: + Z: số XLTL co, dãn ngáng. Ta tính cho 1 xylanh thuỷ lực nên Z = 1 + p1: áp suất làm việc của cơ cấu. p1 = 130 (kG/cm2) + Σ∆p1: tổn hao áp suất. Σ∆p1 = 0,12×p1 + ηe = 0,96: hiệu suất cơ khí của xylanh thuỷ lực. + ηn = 0,98: hiệu suất của cặp ổ liên kết khớp. )(4,8 98,096,0)13012,0130( 1900 .13,1 21 cmD =×××− = Vậy ta chọn theo tiêu chuẩn là D1 = 10 (cm) Căn cứ vào đường kính piston (đường kính trong của xylanh thuỷ lực) DX và hành trình của piston lX ta sẽ chọn được xylanh thuỷ lực (trong bảng tài liệu kĩ thuật) 4.2 Tính toán cơ cấu xoay chốt khoá container (khoá gù): 4.2.1Tính chọn xylanh thuỷ lực xoay khoá gù: Hình 4.1 : Sơ đồ nguyên lý cơ cấu xoay khóa gù Trang 42 Cơ cấu xoay khoá gù có tác dụng xoay để đóng, mở chốt khoá giữa góc liên kết container và ngáng chụp của xe nâng. Xylanh thuỷ lực xoay gù tạo lực đẩy thanh liên kết gù làm xoay trục của kh .oá gù một góc 900. Dựa vào kích thước chọn sơ bộ của thanh liên kết gù (chiều dài thanh liên kết) và góc xoay gù, ta có thể tìm được hành trình của piston xylanh thuỷ lực xoay gù. Ta thiết lập họa đồ vị trí cho cơ cấu, từ đó xác định được hành trình của piston là: S2 = 10 (cm). Áp lực làm việc của xylanh: p2 = 1 bar ≈ 1 (kG/cm2) Khối lượng phần khoá gù, phần thanh liên kết gù là: m3 = 32 (kg) Thời gian thực hiện việc đóng, mở gù là: t = 1 (s) Vận tốc đóng, mở gù là: )/(1,0 1 1,02 sm t SV === Gia tốc ở thời điểm tức thời ∆t = 1s: )/(1,0 2sm t V a = ∆ = Lực đẩy cần thiết để thực hiện việc đóng mở gù: )(2,31,032 kGamFD =×=×= Và lực đẩy cần thiết trên cũng chính là ứng lực cần thiết trên cần piston của xylanh xoay gù S2 = 3,2 (kG) Đường kính trong của xylanh thuỷ lực xoay khóa ngù xác định theo công thức: 2 22 2 2 .).(.13,1 neppZ SD ηη∑∆− = (8.15) – [1] Trong đó: + Z: số XLTL co, dãn ngáng. Ta tính cho 1 xylanh thuỷ lực nên Z = 1 + p2: áp suất làm việc của cơ cấu. p2 = 1 (kG/cm2) Trang 43 + Σ∆p2: tổn hao áp suất. Σ∆p2 = 0,12×p1 + ηe = 0,96: hiệu suất cơ khí của xylanh thuỷ lực. + ηn = 0,98: hiệu suất của cặp ổ liên kết khớp. )(2,2 98,096,0)112,01( 2,3 .13,1 22 cmD =×××− = Vậy ta chọn theo tiêu chuẩn là DX = 4 (cm) Căn cứ vào đường kính piston (đường kính trong của xylanh thuỷ lực) D2 và hành trình của piston l2 ta sẽ chọn được xylanh thuỷ lực (trong bảng tài liệu kĩ thuật) 4.2.2 Tính chọn các bộ phận của cơ cấu xoay gù: Thanh liên kết gù cấu tạo là tấm thép có một đầu liên kết khớp bản lề với xylanh thuỷ lực xoay gù, một đầu liên kết với trục của khoá gù. Thanh liên kết có tác dụng truyền lực từ xylanh thuỷ lực đến khoá gù để đóng, mở gù. Vì lực truyền không lớn nên thanh liên kết có thể làm bằng thép 35 thường hoá, hoặc có thể làm bằng gang đúc. Khoá gù được chế tạo theo tiêu chuẩn từ loại thép 40X tôi cải thiện nhằm tăng độ cứng chịu được sức nặng của container. Ngoài ra còn có các bulông, tấm đệm, để liên kết các giá đỡ xylanh, khoá gù với khung ngoài của cơ cấu... Ta lựa chọn theo tiêu chuẩn của máy mẫu. 4.3 Tính chọn cơ cấu xoay ngáng : Choïn sô ñoà truyeàn ñoäng cô caáu quay : 1 2 3 4 5 6 Hình 4.2 : Sô ñoà ñoäng cô caáu quay Trang 44 1. moâ tô thuyû löïc 2. phanh ñóa 3. hoäp giaûm toác 4. baùnh raêng nhoû 5. thieát bò ñôõ quay 6. Vaønh raêng Cô caáu quay ngaùng cuûa xe naâng container ñöôïc choïn laø cô caáu quay duøng truyeàn ñoäng baùnh raêng. Cô caáu quay ngaùng ñaët treân phaàn caàn cuûa xe. Cô caáu quay ngaùng bao goàm boä truyeàn moâ tô thuyû löïc, hoäp giaûm toác baùnh raêng haønh tinh vaø ñöôïc daãn ñoäng ra 1 baùnh raêng nhoû. Baùnh raêng nhoû ñöôïc aên khôùp vôùi vaønh raêng gaén vôùi ngaùng chuïp. Khi baùnh raêng nhoû quay noù seõ aên khôùp vôùi vaønh raêng, vaønh raêng ñöôïc gaén vôùi ngaùng chuïp neân khi xoay seõ laøm cho ngaùng chuïp xoay. Hoäp giaûm toác haønh tinh coù tyû soá truyeàn cao vaø kích thöôùc nhoû goïn . Choïn thieát bò ñôû quay - Ta choïn thieát bò ñôõ quay kieåu maâm quay. Phaàn quay cuûa caàn truïc töïa treân voøng quay nhôø caùc vieân bi. Caáu Taïo Vaø Nguyeân Lyù Hoaït Ñoäng Cuûa Thieát Bò Ñôõõ Quay: Choïn thieát bò töïa quay kieåu bi caàu 2 daõy (hình 3.3.1) do moät soá öu ñieåm sau: - Chieàu cao keát caáu nhoû, ñöôøng kính ngoaøi nhoû. - Phía trong roãng neân tieän cho vieäc boá trí treân maùy thieát bò coù caáu taïo ñôn giaûn vôùi moät voøng raêng vaø baùnh raêng( daãn ñoäng aên khôùp trong, boä phaän boâi trôn gaén treân truïc baùnh raêng seõ hoaït ñoäng khi truïc baùnh raêng ) thieát bò loaïi quay töïa naøy coù khaû naêng choáng laät, chòu ñöôïc momen, löïc thaúng ñöùng vaø löïc ngang. - Vaät lieäu cheá taïo laø theùp hôïp kim chòu aên moøn cao. Voøng raêng ñöôïc cheá taïo töø theùp ñuùc vaø ñöôïc laøm cöùng beà maët - Soá ñieåm töïa taêng leân so vôùi baùnh xe töïa do ñoù giaûm ñöôïc ñöôøng kính bi giaûm giuùp giaûm chieàu cao maùy Trang 45 - 1 2 34 . Hình 4.3: sô ñoà thieát bò ñôõ quay 1:oå bi ; 2.vaønh raêng; 3.buloâng lieân keát ; 4 : thieát bò ñôõ quay
Nguyeân Lyù Hoaït Ñoäng Cuûa Thieát Bò Ñôõõ Quay Treân phaàn quay vaø phaàn khoâng quay ñeàu coù voøng ray ñeå bi coù theå phaân boá ñeàu. Voøng ñôõ vaø voøng giöõ cuûa thieát bò ñôõ quay ñöôïc lieân keát vôùi nhau vaø lieân keát vôùi baùnh raêng baèng buloâng.vaønh raêng ñöôïc lieân keát vôùi khung chuïp cuõng baèng bulong. Keát caáu beä ñôõ phaúng, ñoàng taâm vaø coù ñoä cöùng hôïp lyù, ñaûm baûo cho aùp löïc phaân boá ñeàu treân voøng töïa quay. Ñeå choáng nöôùc vaø buïi thì bi ñöôïc che kín. Thieát bò ñôõ quay goàm 1 truïc giöõa ñeå ñònh taâm phaàn quay vaø phaàn khoâng quay cuûa voøng töïa quay vaø ñöôïc goïi laø ngoõng truïc trung taâm. Tính toaùn : Tính moment caûn quay do masaùt cuûa thieát bò töïa quay: -Löïc lôùn nhaát taùc duïng leân 1 vieân bi: Thieát bò töïa quay kieåu bi 2 daõy vôùi caùch boá trí nhö hình: β+β+β= sin.n R.5,2 cos.n V cos.n.D M5,4N tb ( 11.8 – [ 2 ] ) Trong ñoù:  V: taûi troïng taùc duïng thaúng ñöùng leân caùc vieân bi (kN) V=
 +
 -Gng: khoái löôïng ngaùng chuïp, Gc = 65KN Trang 46 -Gh: troïng löôïng lôùn nhaát cuûa container Gh = 410 KN ⇒V = 475 ( KN ) Töø giaù trò V tra baûng 11.1-[TKMTR] ta coù:  M: moment lôùn nhaát,M = 6700 KN.m  Dtb: ñöôøng kính voøng laên. Dtb = 0.8 m  d: ñöôøng kính bi. d = 3,5cm  n: soá löôïng bi, n = 208
β: goùc nghieâng giöõa phaûn löïc leân bi vaø phöông ñöùng. β = 0°
R = W: toång taát caû löïc naèm ngang taùc duïng vaøo phaàn quay Xuaát hieän khi baét ñaàu haõm hay khôûi ñoäng phaàn quay g lt qt tt qt PPPW ++= tuyeán(KN) tieáp tính quaùn öïcl:P* ttqt iiii tt qt R..mR..mP τ ω =ε=  mi:khoái löôïng phaàn quay,mI=475(KN)  ω: vaän toác goùc quay: )s/rad(083,0 60 T2 = pi =ω  Ri: khoaûng caùch töø taâm phaàn quay tôùi taâm quay cuûa ngaùng:(Ri =1,2 m)  t: thôøi gian khôûi ñoäng hoaëc haõm cô caáu(s) Choïn theo baûng 3-16-[TTMTR]: t = 30 s = 0,5 (phuùt) ( )KNP ttqt 765,030 4,1.083,0.475 ==⇒ -Xuaát hieän khi chuyeån ñoäng quay ñeàu )(9227,12,1.)083,0.(475.. 22 KNRwmp iiltqt === taâm(KN) ly tính quaùn löïc :p* ltqt Trang 47 * Pg: taûi troïng gioù ôû traïng thaùi khoâng laøm vieäc:. +Pg nhoû coù theå boû qua.  Moment caûn quay do ma saùt ñoái vôùi truïc quay cuûa maùy: )(.2 21 NNDdM tbms += µ (11.10) – [2] Vôùi: tbD M±= 2 V N ø 1,2 µ: heä soá masaùt caûn laên, µ = 0,3 ÷ 0,7 mm )kN(86,1394;3209 tbD M −=±= 2 V 1;2N )m.kN(19,246)86,13949,3209(91,2. 036,0 0007,0.2Mms =+=⇒ Xaùc ñònh moâ men caûn quay ; a. Toång Moment tónh caûn quay ñoái vôùi truïc quay caàn truïc quay Mq = Mms + Mn + Mg
Mms: Moment caûn do ma saùt cuûa heä thoáng töïa quay (ñaõ tính 3.3) Mms = 246,19 (KN.m )
Mn: moment caûn quay do ñoä nghieâng cuûa maët neàn: Mn = ( Q.L ). sinα • Q: troïng löôïng haøng Q =410 (KN) öùng vôùi taàm vôùi container 40f L= 2m • α: goùc nghieâng cuûa caàn truïc: 7o ⇒Mn= 410.2.sin7o=100 ( KN.m ) b. Toång moment caûn quay do quaùn tính (moment ñoäng) Trang 48 ( ) t.375 n.qGD M q 2 qt = ( 3.85-[3] ) • ( GD2 )q: toång moment voâ laêng caùc boä phaän quay ( keå caû vaät naâng ) ñoái vôùi truïc quay cuûa caàn truïc. (GD2)q = 4( Q.L2 +Gc.ρ1 +Gqρ2 ) trong ñoù: • Q: troïng löôïng haøng: 410 KN • L: taàm vôùi öùng Q = 410 KN, L = 2m ⇒(GD2)q = 4 .(410.42 = 26240 KN • nq: toác ñoä quay cuûa ngaùng cuûa xe naâng öùng vôùi söùc naâng 41T: 2v/phuùt • t: thôøi gian môû maùy hoaëc thôøi gian phanh. • t = 0,5 phuùt Vaäy ( )mKNM qt .2805,0.375 2.26240 == Tính ñoäng cô : Tính choïn coâng suaát moâ tô cuûa cô caáu: ( ) ( ) o qqtgnms .7,06,0.9550 n.MMMM N ηϕ÷ +++ = (11.29-[2] • Mms: moment caûn do ma saùt cuûa thieát bò töïa quay. • Mn: moment caûn do ñoä nghieâng cuûa maët ñöôøng. • Mg:moment caûn do gioù. • Mqt: moment caûn do quaùn tính. • nq: toác ñoä quay ngaùng cuûa caàn truïc öùng vôùi söùc naâng 41T • ϕ: heä soá moment lôùn nhaát cuûa moâ tô. ϕ = 1,6÷1,8, Choïn ϕ = 1,7 • ηo: hieäu suaát truyeàn ñoäng chung cuûa cô caáu. ηo = 0,85 Vaäy: Trang 49 ( ) ( ) )(6585,0.7,1.7,06,0.9550 10.2.28010019,246 3 KWN = ÷ ++ = Döïa vaøo taøi lieäu ta choïn dung tích bôm , sau ñoù tính soá voøng quay cuï theå cuûa ñoäng cô thuûy löïc vì ñoäng cô coù soá voøng quay laø voâ caáp Choïn Vg =150,1 l qV=325 ll/ph η =0,9 soá voøng quay cuûa ñoäng cô : )ph/vg(1950 )ph/vg( 1,151 9,0.1000.5,331 Vg .1000.q n vv = = η = Vaäy choïn ñoäng cô sau : -Soá voøng quay nñc =1950 (vg/ph) -Coâng suaát ñoäng cô: Nñcô = 65 KW -Khoái löôïng ñoäng cô mñcô = 60 kg -Moâ men xoaén ñoäng cô Mx = 487,2 N.m -Hieäu suaát ñoäng cô ηñcô = 0,98 Tính choïn hoäp giaûm toác : +Tæ soá truyeàn ñoäng chung: io= tn ñcn trong ñoù: nñc = 1950 voøng/phuùt: soá voøng quay treân truïc ñoäng cô nq = 2voøng/phuùt: soá voøng quay cuûa cô caáu quay Do ñoù: Trang 50 io= 975=2 1950 Ñeå choïn hoäp giaûm toác ta phaûi tính ñöôïc tæ soá truyeàn töø truïc ñoäng cô ñeán baùnh raêng nhoû Ta coù : 975. == hhgto iii vôùi ih : tæ soá truyeàn baùnh raêng hôû giöûa baùnh raêng nhoû(Z2 )vaø vaønh raêng lôùn (Z1) 7 Z Zi 2 1 h == ==> 2,139 7 975 === h o hgt i ii Ta choïn hoäp giaûm toác haønh tinh hai caáp vôùi tæ soá truyeàn ihgt=150 4.4 Tính toán cơ cấu dịch ngang ngáng chụp : Cơ cấu dịch ngang ngáng chụp hoạt động nhờ lực đẩy của hai xylanh thuỷ lực bố trí ngược chiều nhau. Hai xylanh này hoạt động đồng thời, cùng 1 lực đẩy, cùng đẩy cho ngáng chụp dịch về một bên. Nên ta tính về 1 lực sau đó chia 2 cho mỗi xilanh * Các số liệu cần thiết để tính toán (Các số liệu được thu thập từ thông số kĩ thuật của xe nâng và lấy theo kinh nghiệm): Trọng lượng toàn bộ xe nâng: W = 37080 (kg) Trọng lượng ngáng chụp: WN = 6172 (kg) Trọng lượng hàng (tính khi xe nâng mang hàng ở trạng thái toàn tải) Q = 41000 (kg) Vậy trọng lượng cần dịch chuyển là : Q1 = Q + WN = 6172 + 41000 = 47172 (Kg) Áp suất làm việc của bộ phận công tác: P1 =130 bar ≈ 130 (kG/cm2) Chiều dài làm việc của xylanh co – dãn ngáng (hành trình của piston) là: l1 = 500 (mm) về 2 phía Trang 51 Thời gian thực hiện việc dịch ngang ngáng từ vị trí 0 đến vị trí 250 mm khoảng t = 5 (s). Vận tốc của phần trọng lượng của cơ cấu (W2) khi thực hiện co (dãn) ngáng là: )/(1,0 5 5,0 sm t SV === Gia tốc ở thời điểm tức thời ∆t = 1s: )/(1,0 2sm t V a = ∆ = Lực đẩy cần thiết để thực hiện việc co (dãn) ngáng: )(2,46171,046172 kGamFD =×=×= Và lực đẩy cần thiết trên cũng chính là ứng lực cần thiết trên 2 cần piston của xylanh thuỷ lực dịch ngang ngáng . Ứng lực cần thiết trên 1 cần là : S1 = FD = 4617 (Kg) Đường kính trong của xylanh thuỷ lực co, dãn ngáng xác định theo công thức: 2 11 1 1 .).(.13,1 neppZ SD ηη∑∆− = (8.15) – [1] Trong đó: + Z: số XLTL co, dãn ngáng. Ta tính cho 1 xylanh thuỷ lực nên Z = 2 + p1: áp suất làm việc của cơ cấu. p1 = 130 (kG/cm2) + Σ∆p1: tổn hao áp suất. Σ∆p1 = 0,12×p1 + ηe = 0,96: hiệu suất cơ khí của xylanh thuỷ lực. + ηn = 0,98: hiệu suất của cặp ổ liên kết khớp. )(6.15 98,096,0)13012,0130(2 4617 .13,1 21 cmx D = ×××− = Vậy ta chọn theo tiêu chuẩn là D1 = 16 (cm) Trang 52 Căn cứ vào đường kính piston (đường kính trong của xylanh thuỷ lực) DX và hành trình của piston lX ta sẽ chọn được xylanh thuỷ lực (trong bảng tài liệu kĩ thuật) Trang 53 CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN CƠ CẤU NÂNG CẦN 5.1 Sơ đồ tải trọng và tải trọng tác dụng 5.1.1Sô ñoà taûi troïng a. Tröôøng hôïp IIa: Q P q t G c S c Y c X c W 2 W 1 ? L c L 1 a b H 2 H 1 ? Hình 5.1: Sô ñoà tính tröôøng hôïp taûi troïng IIa Trong ñoù : Q : Troïng löôïng vaät naâng vaø boä phaän mang haøng (N) Gc : Troïng löôïng caàn (N) W1 : Taûi troïng gioù taùc duïng leân haøng (N) Trang 54 W2 : Taûi troïng gioù taùc duïng leân caàn (N) Pqt: Löïc quaùn tính do khoái löôïng vaät naâng, coâng cuï mang haøng vaø khoái löôïng caàn gaây neân L1 : taàm vôùi cuûa caàn (m) Lc : Khoaûng caùch töø taâm caàn ñeán ñuoâi caàn (m) H1 : Chieàu cao töø ñaàu caàn ñeán ñuoâi caàn (m) H2: Chieàu cao töø troïng taâm caàn ñeán ñuoâi caàn (m) a : Khoaûng caùch töø ñuoâi caàn ñeán öùng löïc cuûa xilanh thuûy löïc naâng caàn (m) b : Khoaûng caùch töø ñuoâi caàn ñeán ñaàu caàn theo phöông y Sc : ÖÙùng löïc trong xilanh thuûy löïc naâng caàn(N) α : Goùc hôïp cuûa caàn so vôùi phöông ngang β : Goùc taïo bôûi xilanh thuûy löïc naâng caàn vaø caàn b) Tröôøng hôïp taûi troïng IIb: Q P 1 G c S c Y c X c W 2 W 1 ? Lc L 1 a b H 2 H 1P 2 ? Hình 5.2: Sô ñoà tính tröôøng hôïp taûi troïng IIb Trang 55 Trong ñoù : P1: Löïc ly taâm cuûa haøng vaø boä phaän mang haøng (N) P2: Löïc ly taâm cuûa caàn (N) Taûi troïng taùc duïng * Löïc quaùn tính do khoái löôïng vaät naâng, boä phaän mang haøng vaø khoái löôïng caàn gaây neân : Tính theo coâng thöùc)  =  +
. /.  (3.22-[3] Trong ñoù : Q0 = Q+Qm Q : Troïng löôïng cuûa vaät naâng töông öùng vôùi taàm vôùi (N) Q m : Troïng löôïng cuûa coâng cuï mang haøng(N) Gc: Troïng löôïng caàn (N) Jt : Gia toác tieáp tuyeán ôû ñaàu caàn trong quaù trình naâng hoaëc haï haøng (m/s2) g : Gia toác troïng tröôøng (m/s2),g = 9,8 (m/s2) Chọn jt = 0.11 sinβ Vaäy  =  +
. /. ... (N) (3.22-[3] Taûi troïng gioù taùc duïng leân caân : (taøi lieäu [2]) W = . .sini ip F α∑ (N) (4.4) -4 Trong ñoù: Pi : aùp löïc gioù taùc duïng leân beà maët chòu gioù cuûa caàn (kG/m2) Vôùi Pi = q0.n.c. .β γ (kG/m2) (4.6) -4 Trang 56 qo: Cöôøng ñoä chòu gioù (qo= 20kG/m2), (do caàn truïc ñaët ôû caûng ) c = 1,4 Heä soá khí ñoäng hoïc cuûa caàn β = 1,4 Heä soá keå tôùi taùc duïng cuûa aùp löïc γ = 1 Heä soá vöôït taûi n =1,8 Heä soá ñieàu chænh tính ñeán söï taêng aùp löïc gioù theo chieàu cao p1 = 20.1,8.1,4.1,4.1 = 70,5(kG/m2) 1F∑ : Toång dieän tích chòu gioù cuûa caàn (m2) 1 .b cF F K=∑ (4.5) -4 Fb: dieän tích hình bao cuûa keát caáu (m2), Fb = 20 m2 Kc =1 Heä soá ñoä kín cuûa keát caáu ∑F1=1.20 = 20 Vaäy taûi troïng gioù taùc duïng leân caàn  = ! . "#$% ∝ = 1420 *+ α : Goùc taïo bôûi phöông cuûa caàn vaø phöông ngang Taûi troïng gioù taùc duïng leân haøng 1 . ( )i hW P F kG= Pi: Aùp löïc gioù taùc duïng leân beà maët cuûa haøng (kG/m2), Pi = 70,55 kG/m2 Fh: Dieän tích chòu gioù cuûa haøng (m2); Fh = 25 m2 Vaäy taûi troïng gioù taùc duïng leân haøng 1 . 70,55.25 1762,5( )i hW P F kG= = = - DiÖn tÝch ch¾n giã cña hµng vµ thiÕt bÞ bÞ mang hµng. FHg = 40 m 2 ( DiÖn tÝch ch¾n giã theo ph−¬ng däc ) - Khi H < 10m Pg hd = 15.1.1,2.1,6.1.40= 1152 KG - Khi H > 10m Pg hd = 1,5 x 1,32 .1,2 .1,6 .1.40 =1250 KG = 12 KN. - DiÖn tÝch ch¾n giã cña hµng vµ thiÕt bÞ m¸ng hµng theo ph−¬ng ngang. Fg HN =13m2 Khi H < 10m Trang 57 Fg HN = 15.1.1,2.1,6.1.13 = 374,4 Khi H = 10m Fg HN = 15. 1,32.1,2.1,6.1.13 = 494,2 KG = 4,9 KN. * ÖÙng löïc trong xilanh thuûy löïc naâng caàn: Laáy momen taïi lieân keát baûn leà giöõa ñuoâi caàn vaø beä ñôõ, xeùt heä caân baèng ta coù: 0 o M =∑ Suy ra : Sc Tröôøng hôïp taûi troïng IIa: ,- =  ∗  +
- ∗ - +  ∗  + ∗ / + ∗ / 0 Tröôøng hôïp taûi troïng IIb: ,- =  ∗  +
- ∗ - +  ∗ / + ∗ / + ∗ / +  ∗ /0 5.2 Các trường hợp làm việc của cần Do söùc naâng cuûa caàn truïc thay ñoåi khaùc nhau öùng vôùi töøng vò trí laøm vieäc khaùc nhau. Do ñoù khi tính toaùn ta chia ra nhieàu tröôøng hôïp laøm vieäc nhaèm ñaït chính xaùc cao hôn. Ta chia ra laøm 2 tröôøng hôïp tính toaùn, moãi tröôøng hôïp töông öùng vôùi 6 goùc doä laøm vieäc khaùc nhau cuûa caàn xo vôùi phöông ngang Tröôøng hôïp 1: α = 150 α =300 α = 450 α = 550 - Trường hợp : α = 0 0 β =500 α = 150 β =750 α = 300 β =920 α = 450 β =1050 α = 550 β =1130 Trang 58 S c 45 ° 15 ° 30 ° 55 ° Hình 5.3 : hoïa ñoà vò trí caùc tröôøng hôïp laøm vieäc cuûa caàn Vôùi α = 00 β =500 Ta coù : / =  ∙ ,$%2 = 16.5 ∙ 0 = 0  = . 56#0 = 16.5 7 / = 8 . #$%2 = 16.5#$%0 = 0 7 9 = 8 56#2 = 16.5 ÷ 2. 56#0 = 8.2 7 < = #$%= = 16.5 ∙ #$%50 = 12.64 7 0 = 27 Trang 59 Löïc quaùn tính do vaät naâng, coâng cuï mang haøng vaø khoái baûn thaân caàn gaây neân:  =  +
. /. ... (3.22-[3] ÖÙng vôùi R = 16.5(m) Q0 = 150000 (N) Gc = 80000(N) L =16.5 (m) Tm =1 phut Do ñoù: Pqt = 1848 (N) *Taûi troïng gioù : Taùc duïng leân ñaàu caàn : W2 =121260.sin00 = 0(N) Taùc duïng leân haøng : W1 = 17625(N) Lực cản quán tính do khối lượng vật nâng :  = >?@A ∙ BC = D@.,D. = 16215 F (3.42 – [3 ] Lực cản quán tính do khối lượng của cần P 2= >G ∙ BHI = .,D. = 6000 N Vậy öùng löïc trong xilanh naâng caàn: Tröôøng hôïp taûi troïng IIa: ,- =  ∗  +
- ∗ - +  ∗  + ∗ / + ∗ / 0 = 1500746 F Tröôøng hôïp taûi troïng IIb: ,- =  ∗  +
- ∗ - +  ∗ / + ∗ / + ∗ / +  ∗ /0 = 1567500 F Trang 60 Vôùi caùch tính töông töï nhö treân ta coù baûng keát quaû sau: Caùc thaønh phaàn löïc (Ñoä) 15 30 45 55 (Ñoä) 75 92 105 113 L(m) 16,5 16,5 16,5 16,5 Q0( N) 150000 350000 350000 410000 H1( m) 4.27 8,25 11,66 13.51 L1( m) 15,9 14,3 11,66 9,4 H2 (m) 2,13 4.125 5,83 6,75 lc (m) 7,97 7,14 5,83 4,73 b(m) 15.9 16,5 15,94 15,2 a(m) 2 2 2 2 Jt 0,106 0,11 0,106 0,101 Pqt(N) 2143 4600 4227 4505 W1(N) 17625 17625 17625 17625 W2(N) 31384 60630 85743 99330 P1(N) 16125 16125 16125 16125 P2(N) 6000 6000 6000 6000 aII cS 1900205.5 3018742,5 2651038 2591669 bII cS 1623170.2 3064743.1 2727393.5 2699670 Tröôøng hôïp 2: Tröôøng hôïp caàn ngaén nhaát öùng vôùi caùc goùc nghieâng. α = 00 α =150 α = 300 α = 450 α =550 α β Trang 61 Q P q t G c S c Y c X c W 2 W 1 ? L c L 1 a b H 2 H 1 ? Hình 5.4 : sô ñoà tính tröôøng hôïp caàn laøm vieäc ôû taàm vôùi nhoû nhaát α = 0 0 β =500 α = 150 β =750 α = 300 β =920 α = 450 β =1050 α = 550 β =1130 Vôùi α = 00 β =500 Ta coù : / = . #$%2 = 7,7. #$%0 = 0  = . 56#2 = 7,7 7 / = 8 #$%2 = K,K #$%2 = 0 Trang 62 9 = 8 56#2 = 7,7 ÷ 2. 56#0 = 3,85 7 < = #$%= = 7,7 ∙ #$%50 = 5,9 7 0 = 27 Löïc quaùn tính do vaät naâng, coâng cuï mang haøng vaø khoái baûn thaân caàn gaây neân:  =  +
. /. ... (3.22)-[3] Q0 = 410000 (N) Gc = 80000(N) L = 7,7 (m) Do ñoù: Pqt =1749 (N) Taûi troïng gioù : Taùc duïng leân ñaàu caàn : W2 =77940(N) Taùc duïng leân haøng : W1 = 17625(N) Lực cản quán tính do khối lượng vật nâng : (3.42) – [ 3 ]  = >?@A ∙ BC = N@.,D. = 36750 F (3.42) – [ 3 ] Do ñoù : P1 = 36750 (N) Lực cản quán tính do khối lượng của cần P 2= >G ∙ BHI = .,D. = 6000 N Gc = 80000 (N) v = 0.15 m/s Do ñoù : P2 = 6000 (N) Vaäy öùng löïc trong xilanh naâng caàn: Trang 63 Tröôøng hôïp taûi troïng IIa: ,- =  ∗  +
- ∗ - +  ∗  + ∗ / + ∗ / 0 = 1760023 F Tröôøng hôïp taûi troïng IIb: ,- =  ∗  +
- ∗ - +  ∗ / + ∗ / + ∗ / +  ∗ /0 = 1732500 F Vôùi caùch tính töông töï nhö treân ta coù baûng keát quaû nhö sau: Caùc thaønh phaàn löïc (Ñoä) 15 30 45 55 (Ñoä) 75 92 105 113 L(m) 7,7 7,7 7,7 7,7 Q0( N) 410000 410000 410000 410000 H1( m) 2 3,85 5,44 6,3 L1( m) 7,43 6,67 5,44 4,41 H2 (m) 1 1,925 2,72 3,15 lc (m) 3,71 3,33 2,72 2,2 b(m) 7,43 7,7 7,43 7,08 a(m) 2 2 2 2 Jt 0,106 0,11 0,106 0,101 Pqt(N) 2721 3670 4822 7486 W1(N) 17625 17625 17625 17625 W2(N) 77940 77940 77940 77940 α β Trang 64 P1(N) 36750 36750 36750 36750 l(m) 2 2 2 2 P2(N) 6000 6000 6000 6000 aII cS 1738253 1621734 1391054 1186830 bII cS 1767895 1686014 1380060 1295536,7 5.3 Tính chọn xilanh thủy lực nâng cần : Ta coù giaù trò öùng löïc lôùn nhaát cuûa xilanh thuûy löïc trong caùc tröôøng hôïp laøm vieäc cuûa caàn laø : Scmax = 3064743.1 N = 306474,31 kG Ta coù coâng thöùc tính choïn ñöôøng kính xilanh thuûy löïc naâng caàn nhö sau: max 2 0 1,13 .( ). . cSD z p p η η = − ∆∑ (8.15 – [1]) Trong ñoù: Z = 2 : Soá xilanh thuûy löïc naâng caàn η = 0,96: Hieäu xuaát cô khí cuûa xilanh thuûy löïc η 2oå = 0,98: Hieäu xuaát oå ñôõ ñaàu caàn piston p: AÙp xuaát laøm vieäc cuûa chaát loûng,tra theo maùy maåu P = 130 kG/cm2 :p∆∑ Toång toån hao aùp xuaát chaát loûng 0,12 0,12.600 72p p∆ = = =∑ kG/cm2 Vaäy: O = 1,13P , QRST ∙ ! − ∑∆!. X. X = 34,5 57 Do xilanh thuûy löïc ñöôïc tieâu cuaån hoùa veà kích thöôùc neân ta choïn : D = 40 cm Ñöôøng kính ngoaøi cuûa xilanh thuûy löïc: Dn = 1,2D = 1,2.40= 48 cm Choïn O= 50 cm Trang 65 Ñöôøng kính cuûa caàn xilanh thuûy löïc : d = 280 cm * Kieåm tra beàn cuûa xilanh thuûy löïc : Xilanh thuûy löïc laøm baèng theùp 40X toâi caûi thieän coù : cσ = 50000 N/cm 2 Ta coù : Ñieàu kieän beàn cuûa xilanh thuûy löïc : max [ ]σ σ< maxσ : ÖÙng xuaát lôùn nhaát taùc duïng leân thaønh cuûa xilanh thuûy löïc [ ]σ : ÖÙng xuaát cho pheùp cuûa vaät lieäu cheá taïo neân thaønh cuûa xilanh thuûy löïc 2 2 2[ ] .50000 33333 3 3c N cm σ σ= = = Tacoù : max max 2 . ( ) 2. P D N cm σ δ= Vôùi : Pmax: aùp löïc cuûa chaát loûng taùc duïng leân thaønh cuûa xilanh thuûy löïc Pmax: 130 kG/cm2 DTB: Ñöôøng kính trung bình cuûa cuûa xilanh thuûy löïc OY = O + O2 = 40 + 502 = 45 57 δ : chieàu daøy cuûa thaønh xilanh thuûy löïc δ=Z[\Z = D \ N = 5 57 Do ñoù: ]QRS = ^.Z_.` = a.ND.D = 705,7 b+ 57c = 7057F 57c suy ra : max [ ]σ σ< Vaäy xilanh thuûy löïc ñuû beàn * Kieåm tra oån ñònh caàn cuûa xilanh thuûy löïc : Ñeå caàn laøm vieäc oån ñònh thì vieäc naâng haï caàn phaûi thoûa maõn ñieàu kieän sau: max [ ]σ ϕ σ< Trang 66 Trong ñoù : [ ]σ max: ÖÙng xuaát lôùn nhaát trong xilanh thuûy löïc ϕ : Heä soá giaûm öùng xuaát cho pheùp [ ]σ : ÖÙng xuaát cho pheùp cuûa vaät lieäu cheá taïo xilanh thuûy löïc [ ]σ = 33333 N/cm2 max max N F σ = (N/mm2) FQRSd306474,31 kG =3064743,1 N F’: Dieän tích maët caét ngang caàn cuûa xilanh thuûy löïc 2 ' 4 dF II= cm2 Trong ñoù : d: Ñöôøng kính cuûa caàn xilanh thuûy löïc (cm),d = 35 cm Do ñoù : "e=1384,7 Vì do heä thoáng coù 2 xilanh thuûy löïc naâng caàn neân : F = 1384,7.2 =2769,4 cm2. Suy ra : ]QRS = FQRS" = 3064743,12769,4 = 1106,6 F 77c  • Xaùc ñònh heä soá giaûm öùng xuaát cho pheùp: Ta coù momen quaùn tính cuûa tieát dieän ñoái vôùi truïc x vaø truïc y Jx= Jy= 0,05.d4 (cm4) Jx= Jy= 0,05.522 = 365(cm4) Baùn kính quaùn tính ñoái vôùi truïc x vaø truïc y ' 2,78xx j r F = = (cm) Chieàu daøi tính toaùn cuûa caàn : lt = .lµ ( cm) µ : Heä soá lieân keát phuï thuoäc lieân keát ôû hai ñaàu caàn, µ = 1 l: chieàu daøi cuûa caàn; l = 1350 cm Trang 67 lt = .lµ =1.1350 = 1350( cm) Ñoä maûnh cuûa thanh ñöôïc tính nhö sau λ= ghi = aD,K = 485,6 Tra baûng (7.1) taøi lieäu [1]ta ñöôïc heä soá giaûm öùng xuaát cho pheùp 0, 23ϕ = Do ñoù : 2[ ] 0,23.33333 7666,6 N cm ϕ σ = = Suy ra : max [ ]σ σ< Vaäy xilanh thuûy löïc laøm vieäc oån ñònh 5.4 Tính chọn bơm thuỷ lực: Căn cứ vào tốc độ nâng hàng của máy nâng là: Vn = 0.15 (m/phút) Đường kính xylanh (mm): DX = 35 (cm) Trong các loại máy xếp dỡ thông thường ta thường sử dụng loại bơm bánh răng hoặc bơm thủy lực piston rôto hướng trục (đối với loại xe nâng này, người ta dùng bơm piston rôto hướng trục loại đĩa nghiêng) với các thông số cơ bản: - Lưu lượng làm việc của bơm: QB = 400 – 500 (lít/phút). - Tốc độ quay của bơm: n = 1500 – 2000 (vòng/phút). - Hiệu suất tổng: 0,6 – 0,85. Ta chọn bơm bánh răng vì có nhiều ưu điểm như: kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, chắc chắn, làm việc tin cậy, tuổi thọ cao, kích thước nhỏ gọn và có thể chịu quá tải trong một thời gian ngắn. Lưu lượng của chất lỏng (lít/phút): i vDQ 4 2pi = (8.16) – [1] Với: i = 2: bội suất D = 35 cm: V=0.15 (m/phút) = 1.5 (dm/phút): Tốc độ nâng hàng định mức ( )phútlítQ /1.72 24 14,35,315 2 = × ×× =⇒ Trang 68 Vậy ta chọn bơm thủy lực với các thông số trên đã thoả mãn điều kiện. Công suất cần thiết (tính bằng mã lực) để dẫn động bơm thủy lực: tte QpN ηη .450 . = (8.20) – [1] Với: ηe = 0,96: Hiệu suất cơ khí của bơm ηtt = 0,90: Hiệu suất thể tích của bơm p: Áp suất công tác trong hệ thống thủy lực (kG/cm2). p = 130 (kG/cm2) ( )HpN 1,24 90,096,0450 1,72130 = ×× × =⇒ Trang 69 CHƯƠNG 6 : TÍNH TOÁN CO GIÃN CẦN 6.1 Tính toán ứng lực cần thiết cho xilanh thủy lực co giãn cần : Cơ cấu co giãn cần chụp hoạt động nhờ lực đẩy của xylanh thuỷ lực gắn bên trong cần phụ. Đuôi của xilanh thủy lực được gắn vào gần đuôi của cần chính. Khi xylanh thủy lực này hoạt động nó tác động lực đẩy vào cần phụ, làm cần phụ dịch chuyển so với cần chính. Đẩy cần phụ ra phía ngoài thực hiện động tác co giãn cần, giúp xe nâng thay đổi tầm với hay nâng hàng. Sơ đồ tính cơ cấu co giãn cần như sau : Q s c q S C ' Hình 6.1 : sô ñoà tính cô caáu co giaõn caàn Ta xét trường hợp máy nâng làm việc nâng hàng ở trạng thái toàn tải ( nâng hàng lớn nhất ) * Các số liệu cần thiết để tính toán (Các số liệu được thu thập từ thông số kĩ thuật của xe nâng và lấy theo kinh nghiệm): Trang 70 Trọng lượng ngáng chụp: WN = 6172 (kg) Trọng lượng hàng (tính khi xe nâng mang hàng ở trạng thái toàn tải) Q = 41000 (kg) Trọng lượng cần phụ chọn sơ bộ Qc = 4000 (kg) 6.2 Tính chọn xi lanh thủy lực co giãn cần : Lực ma sát giữa cần chính và cần phụ : Fms = f.( Q + Qc + Wn) Với f = 0.1 : hệ số ma sát trượt giữa cần chính và cần phụ Fms = 0.1 ( 41000 +4000 + 6172 ) = 5117.2 (Kg ) Xét theo phương Y ta có phương trình cân bằng lực cho cần phụ như sau : SC’ .sinα – Qc – W – Q - Fms sinα = 0 Sc’= jk @ l @ j @ mno.opqrs Khi góc α càng nhỏ thì giá trị của Sc’ càng lớn. Ta xét trường hợp góc α = 150 . Sc’= jk @ l @ j @ mno.opqrs = N @tK @N@DK.DD = 204916 (kg) Áp suất làm việc của bộ phận công tác: P1 =130 bar ≈ 130 (kG/cm2) Lực đẩy cần thiết để thực hiện việc co (dãn) cần Sc’ = 204916 (kg ) Đường kính trong của xylanh thuỷ lực co, dãn ngáng xác định theo công thức: 2 11 1 .).( ' .13,1 neppZ ScD ηη∑∆− = (8.15) – [1] Trong đó: + Z: số XLTL co, dãn ngáng. Ta tính cho 1 xylanh thuỷ lực nên Z = 1 + p1: áp suất làm việc của cơ cấu. p1 = 130 (kG/cm2) + Σ∆p1: tổn hao áp suất. Σ∆p1 = 0,12×p1 + ηe = 0,96: hiệu suất cơ khí của xylanh thuỷ lực. Trang 71 + ηn = 0,98: hiệu suất của cặp ổ liên kết khớp. )(7,23 98,096,0)13012,0130(2 204916 .13,1 21 cmx D = ×××− = Vậy ta chọn theo tiêu chuẩn là D1 = 240 (mm) Căn cứ vào đường kính piston (đường kính trong của xylanh thuỷ lực) DX và hành trình của piston lX ta sẽ chọn được xylanh thuỷ lực (trong bảng tài liệu kĩ thuật) Trang 72 90 0 800 840 94 0 CHƯƠNG 7 : TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP CẦN 7.1- Giíi thiÖu chung : CÇn ®−îc chÕ t¹o tõ thÐp cã søc bÒn cao theo thiÕt kÕ rÊt v÷ng ch¾c. Sè l−îng c¸c ®−êng hµn ®−îc gi÷ ®Ó sè l−îng nhá nhÊt ®¶m b¶o søc bÒn cao nhÊt cã thÓ ®¹t ®−îc. CÇn ®−îc coi nh− 1 dÇm tæ hîp th¼ng vµ cã kÕt cÊu theo kiÓu èng lång cÇn ®−îc chia lµm 2 ®o¹n: CÇn chÝnh vµ cÇn phô. CÇn phô n»m trong lßng cÇn chÝnh vµ ®−îc kÐo ra hoÆc thôt vµo nhê 1 xi lanh thuû lùc ®Æt trong lßng cÇn chÝnh. CÇn chÝnh ®−îc n©ng lªn, h¹ xuèng nhê 2 xi lanh thuû lùc ®Æt ë 2 bªn c¹nh cña cÇn. Khi lµm viÖc tæng chiÒu dµi lín nhÊt cña 2 cÇn lµ 13,5 m phÇn cßn l¹i cña cÇn phô n»m trong lßng cÇn chÝnh ®Ó t¨ng tÝnh cøng v÷ng cho cÇn. Hai cÇn tr−ît lªn nhau nhê c¸c tÊm tr−ît ng¾n bªn trong cÇn chÝnh vµ bªn ngoµi cÇn phô. - C¸c kÝch th−íc c¬ b¶n + Gãc nghiªng cña cÇn α αmax = 550 αfb = 40 0 αmin = 24 0 - αmin lµ gãc nghiªng cña cÇn khi n©ng container ë tÇng II víi gãc nghiªng cña cÇn lµ nhá nhÊt ( ë mét tÇng container vµ ë tÇm víi xa nhÊt th× chiÒu dµi cÇn kh«ng ph¶i lµ lín nhÊt. VËy møc nguy hiÓm kh«ng ph¶i khi n©ng container ë tÇng I mµ lµ ë tÇngII. - C¸c kÝch th−íc cña tiÕt diÖn cÇn . - KÝch th−íc cña cÇn ®−îc chän theo m¸y mÉu E62 + CÇn phụ : B =900 Ht = 948 B0= 800 δt = 20 h = 840 δb = 24 hình 7.1 : tiết diện cần phụ α ∆ Trang 73 + CÇn chính : Hp = 1012 htp = 896 Bp = 960 Bop = 860 δb = 26 δt = 20 hình 7.2 tiết diện cần chính B¶ng tæ hîp t¶i träng . Lo¹i t¶i träng [ ] n cσσ = IIa IIbi IIb2 - Träng l−îng b¶n th©n cÇn G G G - Träng l−îng hµng vµ thiÕt bÞ mang hµng (KT ψII) ψII Qtd G+Qtd Q® - T¶i träng qu¸n tÝnh khi n©ng h¹ hµng Pqt - T¶i träng qu¸n tÝnh xuÊt hiÖn khi di chuyÓn cã mang hµng. Pdcmaxdt Lùc qu¸n tÝnh xuÊt hiÖn khi dÞch khung sang ngang PXϕt Quay khung Pnat T¶i träng giã Pg II Pg II Tr−êng hîp I: C¸c tr−êng hîp t¶i träng t−¬ng øng víi sù lµm viÖc cña m¸y n©ng nh− sau: 96 0 860 26 900 10 12 Trang 74 Tr−êng hîp IIa : m¸y n©ng ®øng yªn tiÕn hµnh n©ng hµng tõ mÆt nÒn hoÆc ®ang h¹ hµng víi toµn bé tèc ®é (IIa) IIb1, xe n©ng di chuyÓn cã mang hµng tiÕn hµnh phanh h_m ®ét ngét IIb1 IIb2 xe n©ng ®øng yªn tiÕn hµnh quay container . 7.2 TÝnh to¸n c¸c t¶i träng t¸c dông vào cần : Träng l−îng b¶n th©n cÇn Gc =8T Träng l−îng hµng : Q = 41 (T) ψII : HÖ sè ®éng khi n©ng hµng G’ HÖ sè ®éng khi di chuyÓn KT =1,5 + Träng l−îng cña c¬ cÊu quay Gq : Gq = 2T - Khi tÝnh ®Õn hÖ sè ®éng KT khi di chuyÓn ta coi khung vµ c¬ cÊu quay lµ thiÕt bÞ mang hµng. Qtt = KT .Q0 Trong ®ã : Q0 = Q + GK + Gq Q : Träng l−îng hµng Gk : Träng l−îng bộ phận mang hµng Gk = 6.5 T Gq : Träng l−îng c¬ cÊu quay Khi : Qmax th× Q0 = 41+6,5+1,5=49T ( ë tÇm víi Rmin) QTB th× Q0 = 24 +6,5+1,5 = 32T ( ë tÇm víi RTB) Qmin th× Q0 = 11 +6.5 +1,5 =19T (ë tÇm víi Rmax) VËy : T¹i Rmin th× Qtt = 49 ..1,5 = 63,7T T¹i RTB th× Qtt = 32. 1,5 = 41,6T T¹i Rmax th× Qtt = 19 .1,5 = 28,5T Träng l−îng hµng vµ thiÕt bÞ mang hµng kÓ ®Õn hÖ sè ®éng ϕ khi n©ng h¹, kÓ ®Õn ¶nh h−ëng cña lùc qu¸n tÝnh khi n©ng h¹. Qtd = ψ . Q0 ψII = 1 + 0,04 . V V: VËn tèc n©ng ; V(m/phót) V = 0,15 m/s => V = 9m/phót ψII = 1 + 0,04 .9 = 1,36 Trang 75 Khi : ë Rmax th× Qtt = 1,36 . 41 = 66,64 (T) ë Rtb th× Qtt = 1,36 . 32 = 43, 52 (T) ë Rmin th× Qtt = 1,36 . 19 = 25, 84 (T) - Träng l−îng cña cÇn kÓ ®Õn hÖ sè ®éng khi di chuyÓn, n©ng h¹. GG = KT.Gc =1,3 . 8 =12 (T) G = ψII .Gc =1,36 .8 = 10,88 T - C¸c t¶i träng qu¸n tÝnh. - T¶i träng qu¸n tÝnh khi n©ng cÇn, khi n©ng cÇn xuÊt hiÖn lùc qu¸n tÝnh tiÕp tuyÕn vµ lùc qu¸n tÝnh li t©m . Pttat = m . ε. r Pqt lt = m.ω2 .R Nh−ng v× tèc ®é n©ng rÊt nhá nªn lùc qu¸n tÝnh rÊt nhá so víi träng l−îng cña hµng. Nªn khi tÝnh ta cã thÓ bá qua. - Lùc qu¸n tÝnh khi dÞch chuyÓn khung sang ngang khi cã hµng. J g QP xqt .= Q : Träng l−îng cña hµng vµ thiÕt bÞ mang hµng (khung) g: Gia tèc träng tr−êng g= 9,8 m/s2 J : Gia tèc dÞch ngang cña khung khi khëi ®éng hoÆc h_m c¬ cÊu. t = 2 (s) => 2/06,0 2 12,0 smJ == Lùc qu¸n tÝnh lín nhÊt x qt x qt qq 2 max = Khi : TPR TqR TqR x qt Xmar qtTD xm qt 21,0 8,9 66,0)611(2 36,0 8,9 66,0)629(2 57,0 8,9 66,0)641(2 max min · max =+==> =+==> =+==> - Lùc qu¸n tÝnh xuÊt hiÖn khi quay khung cã mang hµng . - Th−êng lÊy lùc qu¸n tÝnh nµy =0,1. C¸c t¶i träng t¸c dông th¼ng ®øng. Pqt = 0,1 ( Q + Gn + Qg) = 0,1. Q Khi Rmax => Pqt = 0,1 .19 =1,9 (T) RTD => Pqt =0,1 . 32 = 3,2 (T) Trang 76 Rmin => Pqt = 0,1 . 49 = 4,9 (T) Lùc qu¸n tÝnh nµy sÏ g©y ra mét m« men xo¾n t¹i ®Çu cÇn. Mx = Pat . R Lµ c¸nh tay ®ßn b»ng chiÒu dµi më cÇn ; L=0,9 m => Rmin => Mx =1,9 .0,9 =1,71. Tm Rtb => Mx = 3,2 .0,9 = 2,88 T.m Rmax => Mx = 49 .0,9 =4,41 Tm => Mq = Mu = 9 Kw.m ( ®_ x¸c ®Þnh trong phÇn tÝnh to¸n c¬ cÊu quay). - M« men quay g©y ra mét m« men xo¾n vµ mét m« men uèn ë má cÇn . Mx = Mq .cos α Mu = Mq . sin α - Di chuyÓn m« men vÒ ®Çu cÇu ta ®−îc mét m« men uèn trong mÆt ph¼ng n»m ngang vµ mét m« men uèn trong mÆt ph¼ng däc cÇn. Mn = Mx = Mq cosα Md = Mu = Mg sin α α/ Umin αmin αtb αmax Mu 8,22 6,89 5,16 Md 3,66 5,79 7,37 - T¶i träng qu¸n tÝnh xuÊt hiÖn lóc di chuyÓn xe cã mang hµng khi phanh h_m ®ét ngét . g IQPat .0= Q0 : Träng l−îng hµng vµ thiÕt bÞ mang hµng . - Lùc qu¸n tÝnh lín nhÊt . T g dc qt dc qr QPP 0max 22 == J : Gia tèc xuÊt hiÖn lóc khëi ®éng hoÆc h_m c¬ cÊu t VJ = v: VËn tèc di chuyÓn cña xe khi cã hµng v = 21 km/h = 5,8 m/s t : Thêi gian khëi ®éng hoÆc h_m c¬ cÊu. t = 5s Trang 77 g : gia tèc träng tr−êng g =9,8 (m/s2) - CÇn chÝnh : 22,1 8,9.5 8,515,5.2max ===dcqtP (kN) - CÇn phô : mkNP dcqt .11,15,8.9 8,5 .67,4.2max == - Lùc qu¸n di chuyÓn do träng l−îng hµng g©y ra . T¹i : TPR TPR TPR dc qt dc qt dc qt 6,11 5.8,9 8,5.49.2 : 575,7 5.8,9 8,5.32.2 : 498,4 5.8,9 8,5.19*2 : max max max min max max == == == - T¶i träng giã : - T¶i träng giã t¸c dông lªn cÇn ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: γβ .... 0 neIIg cqFkP = ( 4.5 – [4 ] ) Kc =1 - HÖ sè kÕt cÊu dÇm q0 : C−êng ®é cña giã q0 = 15 kG/m 2 c : Hª sè khÝ ®éng häc cña kÕt cÊu phô thuéc vµo h×nh d¸ng cña kÕt cÊu c = 1,2 - β : hÖ sè kÓ tíi t¸c dông ®éng cña ¸p lùc β = 1,6 n : HÖ sè ®iÒu chØnh tÝnh ®Õn sù t¨ng ¸p lùc giã theo chiÒu cao . H n =1 H > 10m => n =1,32 F : DiÖn tÝch bao ngoµi chÆn giã cña cÇn . - Ph−¬ng ngang Fn = L.h - Ph−¬ng däc : Fd = B.L . sinα L : ChiÒu dµi cña cÇn h : ChiÒu cao cña cÇn B : ChiÒu réng cña cÇn α : Gãc nghiªng cña cÇn so víi ph−¬ng ngang. + ¸p lùc giã trong mÆt ph¼ng ngang cña cÇn Pncg = ke . L.h q0 . n γ. β Trang 78 = 1. 13,5 .0,9 .15 .1,2 .11,61 = 349,92 KG => qnc = 25,9 KG.m = 0,259 kN - MÆt ph¼ng däc cÇn . T¹i Rtb th× Pg dc = 1.0,8 .13,5 .sin 29 .15 .1,2 .1,2 .1,6 = 119,5 qg dc =8,5 KG/m = 0,085 kN. T¹i RTB th× P dc g = 1. 13,5 .0,8 sin 20 15.1,2 .1,32 .1 = 200 qg dc = 14,8 KG/m = 0,148 kN T¹i Rmin th× P dc g =1. 0,8 .13,5 . sin 55 1,2 .1,32 .1,6 .1 = 23,65 qg dc = 17,5 KG/m = 0, 175 kN. - T¶i träng giã t¸c dông lªn hµng vµ thiÕt bÞ mang hµng . Pg H =kc q0 FH .nc .β.γ. ( 4.5 – [4]) - DiÖn tÝch ch¾n giã cña hµng vµ thiÕt bÞ bÞ mang hµng. FHg = 40 m 2 ( DiÖn tÝch ch¾n giã theo ph−¬ng däc ) - Khi H < 10m Pg hd = 15.1.1,2.1,6.1.40= 1152 KG - Khi H > 10m Pg hd = 1,5 x 1,32 .1,2 .1,6 .1.40 =1250 KG = 12 KN. - DiÖn tÝch ch¾n giã cña hµng vµ thiÕt bÞ m¸ng hµng theo ph−¬ng ngang. Fg HN =13m2 Khi H < 10m Fg HN = 15.1.1,2.1,6.1.13 = 374,4 Khi H = 10m Fg HN = 15. 1,32.1,2.1,6.1.13 = 494,2 KG = 4,9 KN. * Ph©n tÝch t×nh h×nh chÞu lùc vµ vÏ biÓu ®å néi lùc. CÇn ®−îc tÝnh to¸n trong tr−êng hîp khi lµm viÖc nguy hiÓm nhÊt th× chiÒu dµi cÇn lµ lín nhÊt. - CÇn ®−îc tÝnh to¸n theo hÖ dÇm ghÐp víi s¬ ®å sau: Hình 5.3 : Sô ñoà tính keát caáu theùp caàn Q sc Trang 79 X¸c ®Þnh gãc ®Èy cña xi lanh β theo họa đồ vị tri củacần α : Gãc nghiªng cña cÇn. Khi α = 0 0 β =500 α = 150 β =750 α = 300 β =920 α = 450 β =1050 α = 550 β =1130 BiÓu ®å søc n©ng. Hình 7.3 : sô ñoà taûi troïng naâng cuûa xe naâng * X¸c ®Þnh néi lùc trong hÖ dÇm . So víi hÖ dÇm ta thÊy : Trang 80 + Ngo¹i lùc t¸c dông lªn dÇm phô sÏ t¸c ®éng lªn c¶ dÇm phô vµ dÇm chÝnh + Ngo¹i lùc t¸c dông lªn dÇm chÝnh sÏ kh«ng t¸c dông lªn dÇm phô mµ chØ t¸c dông lªn dÇm chÝnh. + Ph¶n lùc dÇm phô t¸c ®éng lªn dÇm chÝnh th«ng qua gèi ®ì. §ã chÝnh lµ gi¸ trÞ cña c¸c ph¶n lùc cña gèi ®ì trªn dÇm phô nh−ng ng−îc chiÒu. V× vËy ta ph¶i xÐt cÇn phô tr−íc. CÇn phô chØ ho¹t ®éng khi tÇm víi cÇn lín h¬n tÇm víi trung b×nh lóc nµy cÇn phô ®−îc ®Èy ra khái cÇn chÝnh nhá 1 xi lanh thuû lùc do ®ã tÇm víi t¨ng lªn nh−ng träng l−îng kh«ng gi¶m ®i. 7.3 Tính toán kết cấu thép trường hợp tổ hợp tải trọng IIa : Xe ®øng yªn tiÕn hµnh n©ng hµng víi toµn bé tèc ®é, khëi ®éng vµ phanh ham ®ét ngét. - T¶i träng t¸c dông lªn cÇn phô. + Träng l−îng b¶n th©n cÇn phô Gp + Lùc qu¸n tÝnh tiÕp tuyÕn khi thay ®æi tÇm víi do träng l−îng hµng, thiÕt bÞ mang hµng vµ träng l−îng cÇn g©y ra : Pqt tmax + Träng l−îng hµng vµ thiÕt bÞ mang hµngQtd + Ph¶n lùc t¹i c¸c gèi tùa XÐt cÇn trong mÆt ph¼ng däc 7.3.1 Tính toán cho cần phụ : RD Q tt q Ld L? Rcy Rcx Hình 7.4 : sơ đồ tính cần phụ Trang 81 - qc t¶i träng ph©n bè cña träng l−îng cÇn phô - pttqt , Pqt lt lùc qu¸n tÝnh tiÕp tuyÕn, ly t©m xuÊt hiÖn khi n©ng cÇn. Nh−ng khi tÝnh ta cã thÓ bá qua v× t¶i träng nµy qu¸ bÐ so víi träng l−îng hµng vµ thiÕt bÞ mang hµng t¸c dông lªn cÇn . - Qtt : Träng l−îng cña hµng vµ thiÕt bÞ mang hµng . * X¸c ®Þnh c¸c ph¶n lùc t¹i gèi tùa LÊy tæng m«men c¸c lùc ®èi víi t©m C ; ∑Mc =0 αα cos. 2 ..cos.. 2 1 lqlQlRM cttDc ++−= 1 cos 2 l lqQ R ctt D α      + =>− LÊy tæng h×nh chiÕu c¸c lùc theo ph−¬ng y. αα coscos. ttcDc QlqRRY −−+−=∑ Rc = RD - (qc l + Qtt ) cos α. α/ lùc αmin αtb αmax RD 720,2 987,8 1115,4 Rc 447,9 623,8 710,2 X¸c ®Þnh néi lùc. Ta sö dông 2 mÆt c¾t 1-1 , 2-2 vµ lÊy C lµm gèc to¹ ®é. T¹i mÆt c¾t 1-1 L ≥ z1 ≥ 3 ( ) 2 cos)(cos coscos)( sinsin)( 2 1 1 111 111 zl qzlQM QzlqQy QzlqNz cttxp ttc ttc − −−−= +−= −−−= − − αα αα αα T¹i mÆt c¾t 2-2 : zm ≥ z ≥ 0 ( ) 2 cos)(cos coscos)( sinsin)( 2 2 222 0222 222 zl qzlQM RQzlqQy QzlqNz cttx ttc ttc − −−−= −+−= −−−= − − − αα αα αα * BiÓu ®å néi lùc : Trang 82 TÇm víi Néi lùc (kN) z= 0 (m) z =3(m) z =8,5 (m) Rmin N Q M 132,2 447,9 0 126,3 460/259,7 1288,5 116,4 236,1 0 Rtb N Q M 298,8 623,8 0 289,8 634,5/253,4 1890,6 273,3 333,4 0 Rmax N Q M 578,3 710,2 0 566,9 718,2/396,2 2142,6 545,9 382,2 0 7.3.2 Tính toán cho cần chính : R D q R c F dR a y R a x Hình 7.5 : Sô ñoà tính caàn chính qc = 5,15 N/m t¶i träng ph©n bè do träng l−îng cÇn g©y ra. RD, RC ph¶n lùc t¹i c¸c gèi tùa cña cÇn phô truyÒn lªn cÇn chÝnh. γ : gãc ®Èy cña xi lanh thuû lùc n©ng cÇn. * X¸c ®Þnh ph¶n lùc. LÊy tæng m«men c¸c lùc ®èi víi t©m D ta cã : Trang 83 γ α α sin5.2 2 cos5.8 2 cos58.5,2.sin 2 0 2 0 lqRR F lqRRF cc d ccdM +− ==> +−+−=∑ LÊy tæng h×nh chiÕu cña c¸c lùc theo ph−¬ng Y αγ αγ cossin cossin clDedA clDcdA qRRFR qRRFRY −−+= −−++−=∑ α/ lùc αmin αmax αtb F® (kN) 1468,9 2032,5 2453,9 RA (kN) 115,9 1637 2025,2 - X¸c ®Þnh néi lùc Ta sö dông 3 mÆt c¾t 1-1; 2-2; 3-3 vµ lÊy A lµm gèc to¹ ®é . R D q R c F dR a y R a x 1 1 2 2 3 3A Hình 7.6 mặt cắt sơ đồ tính cần chính - T¹i mÆt c¾t 1- 1 5 < Z1 ≤ 8 Trang 84 Nz1-1 = qc . sin α ( l - z1) Qy1-1 = RD + qc cosα ( l - z1) Mx-1-1 = -RD ( l- z1) - qc cosα ( ) 2 2 1zl − - T¹i mÆt c¾t 2-2 2,5 < z2 < 5 ( ) )3()( 2 cos )(cos )(sin 22 2 2 22 222 211 −−−+ − = −+−= −−= − − −