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

THIẾT KẾ CẢI TẠO XE TẢI CẦU HD 120S
THÀNH XE TẢI TỰ ĐỖ 4.5 TẤN

Sinh viên thực hiện: VÕ VĂN DANH
NGÔ THÀNH ĐẠT

Đà Nẵng – Năm 2018

i


TÓM TẮT

Tên đề tài: Thiết kế cải tạo xe tải cẩu Hyundai HD120S thành xe tải tự đổ 4.5 tấn.
Sinh viên thực hiện: Võ Văn Danh
Ngô Thành Đạt
Số thẻ sinh viên: 103130111

Lớp 13C4B

103130113

Lớp 13C4B

Thiết kế cải tạo xe tải tự đổ trên cơ sở xe tải cẩu HD120S. Việc cải tạo xe cũ
thành xe có chức năng khác nhằm góp phần tiết kiệm chi phí mua xe mới và tận dụng
được xe hết mục đích sử dụng. Dựa trên các quy định, thông tư 85/2014, 29/2012 của

nhà nước về cải tạo xe. Việc thiết kế cải tạo phải phù hợp với các quy định của nhà
nước. Quy trình tháo lắp: Ban đầu tháo dỡ các thành phần không sử dụng trên xe tải
cẩu như thùng hàng, cẩu Unic, các chân trụ và cắt ngắn satxi. Việc cắt ngắn satxi chổ
các được ốp thêm thép để tăng độ cứng vững và bền cho satxi. Các đăng cũng được cắt
ngắn để phù hợp với chiều dài cơ sở mới.
Tính tốn thùng tự đổ với tính tốn dung tích thùng, vật liệu làm thùng và trọng
lượng thùng. Thiết kế tính tốn hệ thống nâng hạ thùng phù hợp với tải trọng của
thùng. Sau khi tính tốn thiết kế qua việc lắp thùng và hệ thống nâng hạ ta cũng tính
bền thùng, satxi, chốt và các thành phần khác. Qua đó ta có thể đánh giá được độ bền
của thùng và chi tiết tổng thành khác khi lắp trên xe.
Sau khi lắp đặt tính bền các chi tiết. Xác định trọng lượng và trọng tâm của các
thành phần và xe. Thông qua xác định trọng lượng và trọng tâm kiểm nghiêm được sự
ổn định của xe trên các điều kiện đường vận tốc và tải trọng khác nhau. Đánh giá xe
phù hợp với tiêu chuẩn và tiêu chi đặt ra.
Dùng phần mềm chuyên dụng CATIA mơ phỏng q trình làm việc của xe. Và
xác định ảnh hưởng của tải trọng đến xe như thế nào.

ii


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

CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TT

1
2

Họ tên sinh viên

Số thẻ SV

Lớp

VÕ VĂN DANH
NGÔ THÀNH ĐẠT

103130111
103130113

13C4B
13C4B

Ngành
Kỹ thuật cơ khí
Kỹ thuật cơ khí

1. Tên đề tài đồ án:
Thiết kế cải tạo xe tải cẩu Huyndai HD120S thành tải tự đổ 4.5 tấn.
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
Theo tài liệu của Huyndaidocquyen.vn; xetaivietnam.com.vn; thông tư 85/2014/TTBGTVT; 22 TCN 307-03.
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
a. Phần chung:
Họ tên sinh viên

Võ Văn Danh
Ngơ Thành Đạt

Nội dung
Chương1: Mở đầu
Chương 4:Tính tốn kiểm nghiệm ơ tơ sau cải tạo
Chương 5: Mơ phỏng q trình làm việc xe tải tự đổ

b. Phần riêng:
Họ tên sinh viên
Võ Văn Danh
Ngô Thành Đạt

Nội dung
Chương 2:Phương án thiết kế và tính tốn thùng hàng
tải tự đổ
Chương 3:Tính tốn thiết kế theo tiêu chuẩn

5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
a. Phần chung:
Họ tên sinh viên
Nội dung
Võ Văn Danh
Ngô Thành Đạt

- Tổng thể ô tô trước cải tạo (1A3)
- Tổng thể ô tô sau sau cải tạo (1A3)
- Các bản vẽ mô phỏng (2A3)

iii



b. Phần riêng:
TT
Họ tên sinh viên
1

2

Võ Văn Danh

Ngô Thành Đạt

Nội dung
- Thùng hàng sau cải tạo (1A3)
- Bản vẽ các đăng trước và sau cải tạo
- Bản vẽ sơ đồ điều khiển xi lanh thuỷ lực (1A3)
- Đồ thị cân bằng lực kéo và gia tốc (1A3)
- Quy trình cải tạo xe (1A3)
- Satxi trước và sau cải tạo (1A3)
- Sơ đồ đặc tính ngồi và cân bằng cơng suất (1A3)
- Đồ thị nhân tố động lực học (1A3)

6. Họ tên người hướng dẫn:
TS. Nguyễn Việt Hải
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
8. Ngày hoàn thành đồ án:

Phần/ Nội dung:
Tất cả nội dung trong đồ án tốt nghiệp

29/01/2018
27/05/2018
Đà Nẵng, ngày 27 tháng 05 năm 2018

Trưởng Bộ môn

Người hướng dẫn

PGS.TS. Dương Việt Dũng

TS. Nguyễn Việt Hải

iv


LỜI NÓI ĐẦU VÀ CẢM ƠN

Trong suốt khoảng thời gian làm đề tài tốt nghiệp, chúng tôi đã gặt hái được rất
nhiều kiến thức chuyên ngành cũng như sự kết hợp làm việc nhóm.
Lời đầu tiên chúng tơi xin cảm ơn đến thầy Ts. Nguyễn Việt Hải, thầy đã tận
tình hướng dẫn, giúp đỡ để chúng tơi hồn thành đồ án tốt nghiệp. Cảm ơn sự động
viên và giúp đở tận tình từ gia đình và bạn bè.
Chúng tơi đã phấn đấu và nỗ lực hết mình để hồn thành đồ án tốt nghiệp, song
thời gian và kiến thức còn hạn chế nên cịn nhiều thiếu sót mong q thầy cơ và bạn
đọc đóng góp để hồn thiện hơn đồ án tốt nghiệp.
Chúng tôi xin cảm ơn!

Đà Nẵng, ngày 27, tháng 05, năm 2018
Nhóm sinh viên thực hiện


Võ Văn Danh

v


CAM ĐOAN
Chúng tôi xin cam đoan đây là đề tài riêng của nhóm, đề tài khơng trùng lặp với
bất kỳ đề tài đồ án tốt nghiệp nào trước đây. Các thơng tin, số liệu được sử dụng và
tính tốn đều từ các tài liệu có nguồn gốc rõ ràng, theo quy định.

Nhóm sinh viên thực hiện

Võ Văn Danh

vi


MỤC LỤC

Tóm tắt
Nhiệm vụ đồ án
Lời nói đầu và cảm ơn
Lời cam đoan liêm chính học thuật
Mục lục
Danh sách các bảng biểu, hình vẽ và sơ đồ
Danh sách các cụm từ viết tắt

i
ii
iii

v
vi
Trang
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
Chương 1: MỞ ĐẦU .....................................................................................................2
1.1. Mục đích ý nghĩa đề tài ............................................................................................ 2
1.2. Nhu cầu và yêu cầu thiết kế tải tự đổ ......................................................................2
1.2.1. Nhu cầu sử dụng ô tô tải tự đổ...............................................................................2
1.2.2. Yêu cầu thiết kế tải tự đổ .......................................................................................5
1.3. Giới thiệu chung về ô tô tải cẩu HUYNDAI HD120S .............................................5
1.4. Nội dung cải tạo và các bước thực hiện thực hiện ...................................................6
1.4.1. Xác định nhóm hàng chun chở và tỷ trọng hàng hố ........................................6
1.4.2. Lựa chọn hình dạng thùng .....................................................................................6
1.4.3. Lựa chọn hệ thống dẫn động thùng và cách bố trí xi lanh ....................................7
1.5. Giới thiệu kết cấu và bố trí chung của ơ tô tải tự đổ sau cải tạo ............................ 12
1.5.1. Quy trình cải tạo ..................................................................................................12
1.5.2. Khung ơ tơ ...........................................................................................................12
1.5.3. Các đăng ..............................................................................................................12
Chương 2: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN THÙNG HÀNG TẢI TỰ
ĐỔ .................................................................................................................................14
2.1. Các quy định ngành về kích thước, khối lượng đối với xe tải ............................... 14
2.2. Xác định kích thước thùng xe.................................................................................14
2.3. Kết cấu và trọng lượng thùng hàng ........................................................................16
2.3.1. Thiết kế kết cấu thùng hàng.................................................................................16
2.3.2. Tính trọng lượng thùng hàng ...............................................................................17
2.4. Tính tốn sức bền thùng hàng và tính bền thùng liên kết vào khung xe ................20
2.4.1. Tính tốn sức bền thùng hàng .............................................................................20
vii



Chương 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ THEO TIÊU CHUẨN .................................32
3.1.2. Động lực học nâng hạ thùng ................................................................................34
3.2. Xác định phân bố trọng lượng và toạ độ trọng tâm ................................................36
3.2.1 Xác định trọng lượng ô tô.....................................................................................36
3.2.2. Xác định toạ độ trọng tâm xe ..............................................................................37
3.3. Tính tốn động lực học chuyển động thẳng ........................................................... 41
3.3.1. Đặc tính ngồi động cơ ........................................................................................41
3.3.2. Đặc tính kéo của động cơ ....................................................................................44
3.3.3. Nhân tố động lực học và đặc tính động lực học ..................................................48
3.3.4. Khả năng tăng tốc của ơ tơ ..................................................................................49
Chương4: TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM SAU CẢI TẠO .....................................51
4.1. Kiểm tra tính ổn định của thiết kế ..........................................................................51
4.1.1. Ổn định dọc khi ô tô lên dốc ...............................................................................51
4.1.2. Ổn định dọc khi ô tô xuống dốc ..........................................................................52
4.1.3. Ổn định khi chạy vận tốc cao trên đường ............................................................ 54
4.1.4. Ổn định ngang của ô tô ........................................................................................55
4.1.5. Vận tốc giới hạn khi quay vịng với bán kính Rmin trên đường ngang ................57
4.1.6. Ổn định khi nâng thùng .......................................................................................57
4.2. Tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh .................................................................58
4.2.1. Diễn biến momen phanh có thể sinh ra ở các cơ cấu phanh bánh xe ..................59
4.2.3. Momen phanh do cơ cấu phanh sinh ra ............................................................... 61
4.2.4. Lực phanh riêng ...................................................................................................64
4.2.5. Momen phanh bánh xe và áp suất phanh thực tế. ...............................................65
4.2.6 Lực ép và momen phanh ở các guốc phanh .........................................................67
4.2.7. Tính toán áp suất làm việc của má phanh ........................................................... 68
4.2.8. Hành trình dịch chuyển đầu piston xi lanh cơng tác của cơ cấu ép ....................68
4.2.9. Hành trình dịch chuyển của piston xi lanh chính ................................................69
4.2.10. Hành trình bàn đạp phanh..................................................................................70
4.2.11 Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp phanh khi chưa tính trợ lực ........................71
4.2.12. Lực cần thiết tác dụng ên bàn đạp khi có trợ lực ..............................................71

Chương 5 MƠ PHỎNG QUÁ TRÌNH LÀM VIỆC CỦA TẢI TỰ ĐỔ .................73

viii


5.1. Tổng quan về catia ..................................................................................................73
5.2. Mục đích phương pháp mơ phỏng ..........................................................................78
5.2.1. Mục đích mơ phỏng ............................................................................................. 78
5.2.2. Phương pháp mô phỏng .......................................................................................79
KẾT LUẬN ..................................................................................................................81
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 82

ix


DANH MỤC HÌNH

Trang
Hình 1.1 Ơ tơ có thùng tự đổ Hyundai HD72 2,5 tấn ..............................................................................3

Hình 1.2 Xe có thùng tự đổ HINO FC3JEUA 5,5 tấn.....................................................3
Hình 1.3 Xe tải tự đổ HITACHI EH600 5 tấn ................................................................ 4
Hình 1.4 Ơ tơ có thùng tự đổ 500kg – SUZUKI CARRY ..............................................4
Hình 1.5 Hệ thống nâng hạ dùng xi lanh thuỷ lực đặt đầu thùng ....................................8
Hình 1.6 Hệ thống nâng hạ thùng dùng xi lanh đặt giữa thùng ......................................9
Hình 1.7 Hệ thống nâng hạ xi lanh kết hợp với giàn nâng ............................................10
Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống nâng hạ thùng ..................................10
Hình 1.9 Trục các đăng ơ tơ trước cải tạo .....................................................................12
Hình 1.10 Sơ đồ bố trí trục các đăng sau cải tạo ........................................................... 13
Hình 2.1 Sơ đồ tải trọng tác dụng phân bố lên các cầu .................................................15

Hình 2.2 Kết cấu của thùng xe tự đổ. ............................................................................17
Hình 2.3 Sơ đồ lực tác dụng lên dàm ngang thùng xe ..................................................21
Hình 2.4 Biểu đồ momen tác dụng lên dầm ngang .......................................................22
Hình 2.5 Sơ đồ lực tác dụng khi bắt đầu nâng thùng. ...................................................23
Hình 2.6 Sơ đồ lực tác dụng lên thùng khi trút hàng ....................................................24
Hình 2.7 Sơ đồ lực tác dụng lên dầm dọc thùng xe ......................................................24
Hình 2.8 Biểu đồ momen lực tác dụng vào dầm ........................................................... 25
Hình 2.9 Biểu đồ momen và lực cắt tác dụng lên thanh đứng ......................................27
Hình 2.10 Kết cấu sàn thùng và vị trí của dầm nâng.....................................................28
Hình 2.11 Biểu đồ momen và lực cắt tác dụng lên dầm nâng .......................................29
Hình 2.12 Kết cấu chốt nâng thùng hàng ......................................................................30
Hình 3.1 Trạng thái nâng thùng trút hàng .....................................................................32
Hình 3.2 Sơ đồ tính tốn dẫn động nâng hạ thùng ........................................................32
Hình 3.3 Sơ đồ tính tốn lực khi bắt đầu nâng thùng hàng ...........................................34
Hình 3.4 Sơ đồ xác định toạ độ trọng tâm chassis ........................................................38
Hình 3.5 Sơ đồ xác định toạ độ trọng tâm ô tô không tải..............................................39
x


Hình 3.6 Sơ đồ tính tốn toạ độ trọng tâm khi đầy tải ..................................................40
Hình 3.7 Đặc tính ngồi của động cơ ơ tơ .....................................................................43
Hình 3.8 Đồ thị cân bằng cơng suất ở các tay số .......................................................... 46
Hình 3.9 Đồ thị cân bằng lực kéo .................................................................................48
Hình 3.10 Đồ thị nhân tố động lực học ơ tơ ..................................................................49
Hình 3.11 Đồ thị gia tốc của động cơ ơ tơ .....................................................................50
Hình 4.1 Sơ đồ xác định sự ổn định của xe khi lên dốc ................................................51
Hình 4.2 Sơ đồ lực tác dụng lên xe khi ô tô đứng trên dốc ...........................................53
Hình 4.3 Lực tác dụng lên ô tô khi chuyển động ở tốc độ cao ......................................55
Hình 4.4 Sơ đồ lực tác dụng lên ơ tơ .............................................................................56
Hình 4.5: Sơ đồ lực tác dụng khi trút hàng ...................................................................58

Hình 4.6 Đồ thị momen phanh theo hệ số bám ............................................................. 60
Hình 4.7 Đồ thị biểu diễn quan hệ phân bố momen của cơ cấu phanh .........................61
Hình 4.8 Cơ cấu phanh trước và sau .............................................................................61
Hình 4.9 Sơ đồ tính cơ cấu phanh trống guốc ............................................................... 62
Hình 4.10 Quan hệ tỷ số momen phanh theo hệ số bám ...............................................65
Hình 4.11 Diễn biến áp suất trước p1 và sau p2 phụ thuộc theo hệ số bám ...................67
Hình 4.12 Diễn biến quan hệ áp suất phanh trước sau ..................................................67
Hình 5.2 Ứng dụng catia trong cơ khí ...........................................................................74
Hình 5.3 Ứng dụng catia trong mơ phỏng .....................................................................74
Hình 5.4 Ứng dụng catia trong lập trình gia cơng .........................................................75
Hình 5.5 Ứng dụng trong phân tích động học ............................................................... 75
Hình 5.6 Ứng dụng trong kiến trúc ...............................................................................76
Hình 5.7 Trình ứng dụng part design ............................................................................76
Hình 5.8 Bản vẽ cabin satxi lốp trong part design ........................................................77
Hình 5.9 Xilanh piston trong part design .....................................................................77
Hình 5.10 Thùng besau trong part design .....................................................................78
Hình 5.11 Xe sau cải tạo được lắp ráp và mô phỏng trong DMU kinematics ..............78
Hình 5.12 Quá trình nâng hạ được mô phỏng trong catia .............................................79

xi


DANH MỤC BẢNG

Trang
Bảng 1.1 Đặc tính kỹ thuật của tải cẩu HD120S ............................................................. 5
Bảng 1.2 Thông số kỹ thuật động cơ lắp trên HD120S...................................................6
Bảng 1.3 Thông số kỹ thuật sau cải tạo .........................................................................11
Bảng 2.1. Thơng số tính tốn.........................................................................................21
Bảng 2.2 Bảng kết quả tính tốn ...................................................................................22

Bảng 3.1 Thơng số kỹ thuật của xy lanh thuỷ lực .........................................................35
Bảng 3.2 Thông số tải trọng của xe sau cải tạo ............................................................. 37
Bảng 3.3 Trọng lượng các thành phần và khoảng cách chúng tới cầu xe .....................39
Bảng 3.4 Chiều cao trọng tâm các thành phần .............................................................. 41
Bảng 3.5 Toạ độ trọng tâm ô tô .....................................................................................41
Bảng 3.6 Giá trị thơng số vịng quay, momen và cơng suất động cơ ............................ 43
Bảng 3.7 Giá trị vận tốc và công suất tương ứng ở tay số ............................................45
Bảng 3.8 Giá trị của vận tốc và lực kéo qua các tỷ số truyền .......................................47
Bảng 3.9 Giá trị thông số động lực học .........................................................................49
Bảng 3.10 Giá trị thông số khả năng tăng tốc của ơ tơ.................................................50
Bảng 4.1 Thơng số sau tính tốn của ơ tơ sau cải tạo....................................................54

xii


DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

KÝ HIỆU:
Vttt

Thể tích tôn thành trước

Gttt

Trọng lượng tôn thành trước

Gvccb

Trọng lượng tấm xương và vách che cabin


Gtt
Gtnts
Q
ldn
ldd
Pthb

Tổng trọng lượng thành trước thùng tự đổ
Trọng lượng thanh ngang thành sau
Trọng lượng hàng hoá
Chiều dài dầm ngang
Khoảng cách 2 dầm dọc thùng
Trọng lượng thành bên của thùng.

q

Là tải trọng phân bố trên thùng do trọng lượng của hàng
hoá và trọng lượng của sàn thùng

Wy
Mumax
Wu
u
[δ]
Jx, Jy
Plt
Pn
 c 
 cd 
Gc

Gkp
G0
A
Z01
Z02
G
hg
Smax
 max
1
2
Fmax

Là momen chống uốn.
Momen uốn max
Momen kháng uốn
Ứng suất uốn max
Ứng suất uốn cho phép
Mô men quán tính theo các trục x,y
Lực quán tính ly tâm
Lực nâng của hệ thống nâng thùng
Ứng suất cắt
Ứng suất dập
Trọng lượng của cẩu theo catolog
Trọng lượng hệ thống khung phụ của xe tải tương đương
Trọng lượng xe thiết kế khi khơng tải
Trọng lượng trung bình của một người
Là phản lực tác dụng lên cầu trước của xe
Là phản lực tác dụng lên cầu sau của xe
Trọng lượng của ô tô khi đầy tải

Là toạ độ trọng tâm ơ tơ.
Hành trình nâng lớn nhất của xylanh thủy lực
Góc quay của xy lanh thủy lực
Là góc giữa phương của thanh địn ké và phương ngang.
Là góc giữa đường tâm của xy lanh và phương ngang.
Lực nâng của xy lanh
Là hiệu suất bơm dầu.




t
QT
N

Thời gian nâng thùng
Lưu lượng dầu lý thuyết qua bơm
Là công suất của bơm dầu

p

Là áp suất bơm dầu.

m

Rmin

Là hiệu suất của hộp trích cơng suất
Bán kính quay vịng nhỏ nhất


Nemax

Công suất lớn nhất của động cơ

Memax

Momen xoắn cực đại của động cơ ô tô

Pk

Lực kéo tiếp tuyến truyền ở bánh xe chủ động.

Pf

Lực cản lăn. Pf = f .G . cos  .

Pi

Lực cản lên dốc. Pi = G . sin  .

Pw

Lực cản khơng khí. Pw = w . v2.

Pi

Lực cản quán tính

f:


Hệ số cản lăn của đường

rb

Là bán kính động lực học của bánh xe.

D:

Nhân tố động lực học.

Pw

Lực cản khơng khí.

W:

Là hệ số cản khơng khí.

 lat

Góc dốc giới hạn mà xe bị lật khi đứng quay đầu lên
dốc

t

Góc dốc giới hạn mà xe bị trượt

K

Hệ số cản khơng khí


y :

Là hệ số bám ngang của đường.

mt

Khối lượng trống phanh trước/sau

Dc

Đường kính xy lanh chính

ddk

Đường kính xi lanh điều khiển trợ lực

Gbx1; Gbx2

Phản lực ở bánh xe trước/sau khi phanh khẩn cấp

Mbx1; Mbx2
cấp

Mô men phanh ở bánh xe trước/sau khi phanh khẩn


K12

Tỷ số mô men giữa cầu trước và cầu sau khi phanh


rt

Bán kính tang trống

1 ,  2

Góc đặt đầu và cuối của tấm ma sát hệ thống phanh

Mg1;Mg2

Momen phanh do hai guốc tạo ra cho trống phanh

[q ]
o

Áp suất tác dụng lên má phanh trong quá trình phanh.
Khe hở hướng kính trung bình má phanh và trống
phanh.

x1, x2

Hành trình dịch chuyển của piston công tác ở cơ cấu
phanh cầu trước/sau

1  2

Khe hở thơng dầu trong xy-lanh chính ở trạng thái
khơng phanh ứng với các dịng trước/sau


 dk

Khoảng dịch chuyển của piston trợ lực để điều khiển
đóng mở van của bộ trợ lực

Sbd

Hành trình bàn đạp phanh

Slv

Hành trình làm việc của bàn đạp

bd

Là hiệu suất bàn đạp

 xl

Hiệu suất thuỷ lực

[Pbd]

Lực bàn đạp cho phép

Δp

Độ chênh lệch áp suất bộ trợ lực chân không



Thiết kế cải tạo xe tải cẩu Hyundai HD120S thành xe tải tự đổ 4.5 tấn

Sinh viên thực hiện: Võ Văn Danh

Hướng dẫn: Nguyễn Việt Hải

1


Thiết kế cải tạo xe tải cẩu Hyundai HD120S thành xe tải tự đổ 4.5 tấn

MỞ ĐẦU

Hiện nay, trên thị trường xuất hiện nhiều loại ô tô vận tải chuyên chở các
hàng hóa nhất định. Nhưng nhiều khi các loại ôtô này không đáp ứng được yêu cầu
biến đổi đa dạng của thị trường, người tiêu dùng cũng như tính chất vận tải khác nhau
của các đơn vị vận tải. Từ đó, căn cứ vào nhu cầu thực tế của thị trường, của các chủ
phương tiện mà tiến hành đóng mới từng loại xe nhất định như ôtô tải, ô tơ tải tự đổ, ơ
tơ xi téc….
Ơ tơ tự đổ đang là một phương tiện giao thông được nhiều người tiêu dùng
trong nước sử dụng rộng rãi, đặc biệt là ở khu vực nơng thơn và miền núi. Đó là một
phương tiện chuyên dụng, rất đa năng trong lĩnh vực vận tải, cho phép trút được hàng
vận tải trong nhiều điều kiện địa hình phức tạp khác nhau với nhiều kiểu trút khác
nhau.
Do đó, việc thiết kế, chế tạo và lắp ráp hồn thiện một số loại ơ tơ ở trong
nước nhằm đáp ứng nhu cầu của thị trường, đồng thời tận dụng được nguồn vật liệu,
cũng như nhân công, thay thế các loại xe nhập khẩu là phù hợp chủ trương của nhà
nước và hướng phát triển của nghành công nghiệp ô tô.
Đồ án tốt nghiệp là công đoạn cuối cùng của sinh viên nghành kỹ thuật nói
chung, nó tập hợp tất cả các kiến thức, bao gồm: các môn cơ sở đại cương, các môn

chuyên nghành và các kết quả thu được trong quá trình thực tập.
Là sinh viên ngành cơ khí động lực, việc nghiên cứu, tính toán thiết kế hay
khai thác, sửa chữa các chi tiết, các cụm chi tiết…là việc làm khơng thể thiếu được.
Nó giúp các sinh viên rèn luyện kỹ năng, tích lũy kinh nghiệm cho các quá trình thực
tế sau này. Trong đồ án tốt nghiệp của mình, em được giao nhiệm vụ: ”Thiết kế cải tạo
xe tải cẩu HD120S thành xe tải tự đổ 4.5 tấn”.
Sinh viên thực hiện

Võ Văn Danh
Ngô Thành Đạt

Sinh viên thực hiện: Võ Văn Danh

Hướng dẫn: Nguyễn Việt Hải

1


Thiết kế cải tạo xe tải cẩu Hyundai HD120S thành xe tải tự đổ 4.5 tấn

Chương 1: MỞ ĐẦU

1.1. Mục đích ý nghĩa đề tài
Trong đời sống ngày nay, ngành giao thông vận tải rất phát triển, các phương
tiện giao thông ngày càng đa dạng, phong phú để đáp ứng nhu cầu hàng hố. Trong
q trình vận chuyển hàng hố nói chung đều có q trình vận chuyển hàng hố, phục
vụ các khu công nghiệp, khu nông nghiệp, chăn nuôi trang trại và vận chuyển vật liệu
xây dựng. Để bắt kịp xu hướng ngày càng phát triển nhu cầu của người sử dụng. Các
nhà sản xuất đã sản xuất đa dạng các lại xe tải. Bên cạnh đó việc thiết kế cải tạo các
loại xe khác thành xe tải cũng là một phương pháp được sử dụng rộng rãi. Các loại xe

tải đã đóng góp khơng nhỏ vào sự phát triển của các phương tiện vận tải nói chung và
sự phát triển kinh tế xã hội nói riêng.
Đề tài này cịn là tư liệu để tính tốn lắp đặt một số thùng ben và cơ cấu thuỷ
lực lên một loại ơ tơ nào đó hay cịn để tìm hiểu kết cấu, nguyên lý làm việc để bảo
dưỡng kỹ thuật, chẩn đốn hư hỏng của ơ tơ để tiến hành sửa chữa và trong q trình
sử dụng loại ơ tơ này đạt hiệu quả.
1.2. Nhu cầu và yêu cầu thiết kế tải tự đổ
1.2.1. Nhu cầu sử dụng ô tô tải tự đổ
Nước ta là một trong những nước đang phát triển. Cơ sở hạ tầng giao thơng cịn
chưa phát triển. Việc vận chuyển hàng hoá, vật liệu xây dựng rất cần thiết vì vậy rất
phù hợp cho phương tiện xe tải tự đổ.
Trong xây dựng thì việc vận chuyển vật liệu xây dựng người ta thường dùng xe
tải có thùng tự đổ. Các xe này đều có cánh che chắn, nắp đậy tránh vật liệu xây dựng
gây ô nhiễm môi trường.
Đối với xây dựng trong khu dân cư, xây dựng nhà dân thì chật hẹp đường đi
nhỏ, nên người ta sử dụng ơ tơ có thùng tự đổ cỡ nhỏ và trung bình. Thơng thường
người ta dùng ơ tơ có thùng tự đổ có tải trọng từ 1,25 tấn đến 5 tấn. Một số loại xe như
sau:

Sinh viên thực hiện: Võ Văn Danh

Hướng dẫn: Nguyễn Việt Hải

2


Thiết kế cải tạo xe tải cẩu Hyundai HD120S thành xe tải tự đổ 4.5 tấn

Hình 1.1 Ơ tơ có thùng tự đổ Hyundai HD72 2,5 tấn
Đối với xây dựng các khu công nghiệp, các khu chung cư cao tầng thì việc vận

chuyển nguyên vật liệu xây dựng chủ yếu dùng xe tải có thùng tự đổ với tải trọng lớn
nhằm đáp ứng nhu cầu về vật liệu. Thông thường người ta thường dùng xe có tải trọng
lướn hơn 5 tấn. Một số xe thơng dụng:

Hình 1.2 Xe có thùng tự đổ HINO FC3JEUA 5,5 tấn
Trong khai thác mỏ, với điều kiện làm việc có cường độ lớn, tải trọng lớn, điều
kiện đường xa không tốt, thường là lầy lội. Khi đó người ta sử dụng xe có tải trọng
lớn, kết cấu đặc biệt phù hợp với diều kiện làm việc của công trường khai thác. Các
loại xe thông dụng là :

Sinh viên thực hiện: Võ Văn Danh

Hướng dẫn: Nguyễn Việt Hải

3


Thiết kế cải tạo xe tải cẩu Hyundai HD120S thành xe tải tự đổ 4.5 tấn

Hình 1.3 Xe tải tự đổ HITACHI EH600 5 tấn
Trong nông nghiệp người ta thường dùng xe tải tự đổ để chở sản phẩm nông
nghiệp vì vậy mà xe tải thường dùng là xe tải có tải trọng nhỏ. Một số loại xe tải
thường dùng là :

Hình 1.4 Ơ tơ có thùng tự đổ 500kg – SUZUKI CARRY
Để đáp ứng nhu cầu vận tải hàng hố ngày càng đa dạng ngày càng cao, địi hỏi
phải nâng cao chất lượng số lượng, đa dạng chủng loại và phù hợp với điều kiện đất
nước, quan điểm chủ trương của Đảng, Nhà nước. Vì vậy với sự phân tích như trên
việc cải tạo ơ tơ tải cẩu thành tải tự đổ là việc cần thiết để đáp ứng nhu cầu vận tải
hàng hoá và sự phát triển của đất nước. Đây là đề tài có tính khả thi cao, nếu thực hiện

được sẽ đóng góp một số lượng lớn ơ tơ tải vào khai thác có hiệu quả từ những xe hết
khả năng sử dụng. Nhờ đó tiết kiệm được nguồn tài nguyên, tiền của, công sức của đất
nước. Góp phần giải quyết việc làm cho người lao động, nâng cao sản xuất nội địa hố
góp phần thúc đẩy sự phát triển đất nước.

Sinh viên thực hiện: Võ Văn Danh

Hướng dẫn: Nguyễn Việt Hải

4


Thiết kế cải tạo xe tải cẩu Hyundai HD120S thành xe tải tự đổ 4.5 tấn

1.2.2. Yêu cầu thiết kế tải tự đổ
Khi thiết kế tải tự đổ trên cơ sở tải cẩu, ta có phải đảm bảo những yêu cầu sau:
- Cải tiến thành tải tự đổ từ tải cẩu phải phù hợp với các văn bản thông tư quy
định của nhà nước.
Đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của tải tự đổ

-

Đảm bảo cho ô tô được ổn định khi thùng ben nâng hạ
Đảm bảo ô tô sau khi lắp cơ cấu thuỷ lực, thùng hàng chuyển động ổn định
và tham gia giao thơng an tồn

-

Các phụ tùng phải phù hợp với thị trường và khả năng cung ứng của nước ta


-

Có đủ độ bền, an tồn và ổn định trong các địa hình của Việt Nam

- Phù hợp với yêu cầu công nghệ của Việt Nam
1.3. Giới thiệu chung về ô tô tải cẩu HUYNDAI HD120S
Xe nâng tải Hyundai HD120s gắn cẩu Unic 3 tấn 3 khúc Unic URV343 là
sự kết hợp tuyệt vời đến từ 2 thương hiệu nổi tiếng: xe nền Hyundai HD120s của
thương hiệu ô tô đứng thứ 2 tại thị trường Châu Á, đứng thứ 4 toàn thế giới và thương
hiệu cẩu Unic có xuất xứ từ Nhật Bản . HD120s gắn cẩu Unic V343 có sức nâng
3.030kg tại 2.7m và tải trọng lên đến 6.850Kg.
Xe HD120s gắn cẩu có kích thước tổng thể là 6810 x 2200 x 3030 (mm)và kích
thước lọt lịng thùng hàng là 4400 x 2100 x 520 (mm).
Thơng số kỹ thuật của tải cẩu HD120S
Bảng 1.1 Đặc tính kỹ thuật của tải cẩu HD120S
S
STT
1

Tên gọi

Trọng lượng bản thân

Kí hiệu
G0

Giá trị

Đơn vị


4485

[KG]

2375/2110

[KG]

2

Phân bố : – Cầu trước/sau

3

Tải trọng cho phép chở

6850

[KG]

4

Số người cho phép chở

3

[KG]

5


Trọng lượng tồn bộ

11620

[KG]

6

Kích thước xe : Dài x Rộng x
Cao

6810 x 2200 x
3030

[mm]

7

Kích thước lịng thùng hàng
(hoặc kích thước bao xi téc)

4400 x 2100 x
520

[mm]

8

Chiều dài cơ sở


4035

[mm]

Sinh viên thực hiện: Võ Văn Danh

L0

Hướng dẫn: Nguyễn Việt Hải

5


Thiết kế cải tạo xe tải cẩu Hyundai HD120S thành xe tải tự đổ 4.5 tấn

Bảng 1.2 Thông số kỹ thuật động cơ lắp trên HD120S
Tên gọi

STT
1

Nhãn hiệu động cơ

2

Công suất lớn nhất /tốc độ quay

3

Momen xoắn lớn nhất/tốc độ quay


4

Loại nhiên liệu

5

Loại động cơ

6

Thể tích

7

Giá trị

Đơn vị

D4DB
96 kW/ 2900
v/ph
373/1600

N.m/(v/ph)

Diesel
4 kỳ, 4 xi lanh
thẳng hàng, tăng
áp

3907

[cm3]

Đường kính x hành trình

104x105

[mm]

8

Thứ tự nổ

1-3-4-2

9

Tỉ số nén

18

1.4. Nội dung cải tạo và các bước thực hiện thực hiện
1.4.1. Xác định nhóm hàng chuyên chở và tỷ trọng hàng hoá
Trong sự phát triển của nền kinh tế đất nước thì dịch vụ vận chuyển hàng hố
đóng vai trị quan trọng. Muốn vận chuyển được lượng hàng hố đó thì cần có các
chủng loại xe vận tải chuyên biệt. Do đó mà xe tải tự đổ đóng vai trị đặc biệt quan
trọng và các loại hàng hố đó có tỷ trọng như sau:
- Đối với hàng hoá ngành xây dựng khoảng: 1,35-1,75 [T/m3]
- Đối với hàng hố ngành nơng nghiệp: 0,7-0,9 [T/m3]

- Đối với hàng hoá ngành khai thác mỏ: 1,1-1,2 [T/m3]
Trong đồ án này thì ta chọn thiết kế thùng xe sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực
xây dựng dân dụng, do đó tỷ trọng hàng hoá của vật liệu chuyên chở  = 1.35 − 1.75
[T/m3]. Khi tính tốn t lấy  = 1.35 [T/m3]
1.4.2. Lựa chọn hình dạng thùng
Do chủng loại hàng hoá vận chuyển rất phong phú nên các loại thùng hàng
cũng đa dạng. Tuỳ theo tải trọng hàng hoá vận chuyển mà ta chọn thùng cho phù hợp.
Do ta chọn thùng hàng trong lĩnh vực chuyên chở vật liệu xây dựng nên ta chọn thùng
hàng hình hộp:
- Ưu điểm:
+ Kết cấu thùng đơn giản.
Sinh viên thực hiện: Võ Văn Danh

Hướng dẫn: Nguyễn Việt Hải

6


Thiết kế cải tạo xe tải cẩu Hyundai HD120S thành xe tải tự đổ 4.5 tấn

+ Tận dụng được không gian của xe.
+ Có khả năng quá tải tốt
+ Khối lượng hàng hoá vận chuyển lớn hơn so với dạng thùng khác cùng tải
trọng.
- Nhược điểm:
+ Chiều cao trọng tâm tương đối lớn.
+ Quá trình trút hàng phải rung thùng để trút sạch.
- Phạm vi sử dụng: Thùng hàng loại này thường được sử dụng trong vận tải
hàng hố nơng nghiệp, vật liệu xây dựng trong thành phố với xe tải trọng
nhỏ.

1.4.3. Lựa chọn hệ thống dẫn động thùng và cách bố trí xi lanh
1.4.3.1. Các loại hệ thống dẫn động thùng hàng
Hệ thống nâng lật thùng cưỡng bức có nhiệm vụ nghiêng thùng để đổ ra khỏi
thùng. Việc nghiêng thùng hàng cần sự tác động của một trong các hệ thống dẫn động
sau:
a. Hệ thống nâng thùng dẫn động bằng thuỷ lực.
- Đặc điểm: Đa số ơ tơ có thùng tự đổ sử dụng loại kích nâng thuỷ lực bởi vì:
+ Kích thước nhỏ gọn, dễ bố trí.
+ Có tính tin cậy và độ an tồn cao.
+ Các bề mặt tiếp xúc ít bị mịn vì ln có dầu.
+ Thời gian nâng dỡ hàng ngắn (10-15 giây).
b. Hệ thống nâng thùng bằng khí nén.
- Đặc điểm:
+ Có thể tận dụng được nguồn khí xả từ động cơ diezel.
+ Kích thước cồng kềnh, cơ cấu hoạt động phức tạp.
+ Khó đạt được áp suất cao (50-60 KG/m2).
+ Trọng lượng của hệ thống lớn.
Vì vậy hệ thống nâng dẫn động thùng bằng khí nén ít được sử dụng.
c. Hệ thống nâng thùng kích điện và kích thuỷ lực có dẫn động bơm dầu bằng động cơ
điện:
- Ưu điểm:
+ Dẫn động đơn giản, dễ bố trí các phần tử.
+ Có khả năng hoạt động ngay cả khi động cơ ô tô không hoạt động.
- Nhược điểm:
+ Dung lượng của ắc quy phải lớn.

Sinh viên thực hiện: Võ Văn Danh

Hướng dẫn: Nguyễn Việt Hải


7


Thiết kế cải tạo xe tải cẩu Hyundai HD120S thành xe tải tự đổ 4.5 tấn

Qua những phân tích trên ta chọn hệ thống nâng hạ thùng bằng dẫn động thuỷ
lực.
1.4.3.2. Một số phương án nâng hạ thùng
Đối với các xe tải tự đổ, việc bố trí các biện pháp nâng hạ thùng là rất đa dạng
với nhiều phương pháp khác nhau như: lật thùng théo chiều dọc, lật thùng sang bên
sườn xe, đua thùng lên cao sau đó lật thùng. Nhưng trong phạm vi đề tài em chỉ nêu
một số phương pháp nâng hạ thùng bằng kích nâng thuỷ lực trút hàng về phái sau xe.
a. Sử dụng xy lanh thuỷ lực đặt ở đầu thùng hàng.
Đặc điểm:
Dầu thuỷ lực được bơm dầu lắp ở bộ phận trích cơng suất của hộp số đưa vào
xy lanh thuỷ lực, thông qua các gối đỡ nâng thùng tự đổ lên vị trí trút hàng. Khi hạ
thùng chỉ cần mở van điều khiển đưa dầu từ xy lanh về thùng chứa.
- Ưu điểm:
Có kích thước nhỏ gọn, kết cấu đơn giản, ít chi tiết nên dễ chế tạo, rẻ tiền, ngồi
ra vị có ít khâu khớp nên động học đơn giản, vận hành thuận lợi, dễ bảo dưỡng sửa
chữa.
- Nhược điểm:
Loại này lực nâng đặt trực tiếp vào kích nên tuổi thọ của xy lanh thuỷ lực thấp,
hành trình nâng dài dẫn đến khả năng chịu tải và độ cứng vững của hệ thống kém, tuổi
bền khơng được tốt, ngồi ra loại này chiếm thể tích lớn do hành trình của nó, làm
giảm đáng kể thể tích thùng hàng.
Hiện nay, cơ cấu nâng này vẫn được lắp trên một số loại xe như KAMAZ, xe
tải có tải trọng nhỏ, trung bình.

Hình 1.5 Hệ thống nâng hạ dùng xi lanh thuỷ lực đặt đầu thùng

b. Sử dụng xi lanh thuỷ lực đặt ở giữa thùng hàng.
Ưu điểm:
Sinh viên thực hiện: Võ Văn Danh

Hướng dẫn: Nguyễn Việt Hải

8


Thiết kế cải tạo xe tải cẩu Hyundai HD120S thành xe tải tự đổ 4.5 tấn

- Có kích thước nhỏ gọn, kết cấu đơn giản, ít chi tiết nên dễ chế tạo, rẻ tiền
ngồi ra ít khâu khớp nên động học đơn giản, vận hành thuận lợi.
- So với phương án sử dụng xy lanh đặt ở đầu thùng không gian lắp đặt được
thu hẹp, kết cấu nhỏ gọn, độ cứng vững cao hơn, hành trình nâng ngắn hơn.
Nhược điểm:
- Lực nâng cũng đặt trực tiếp vào kích nên tuổi thọ của xi lanh thuỷ lực thấp,
do hành trình nâng được thu ngắn nên yêu cầu lực nâng lớn hơn.
Phương án lắp đặt đồng thời 2 xi lanh thuỷ lực nâng thùng, nhằm tăng khả năng
nâng tải, giảm nhẹ lực nâng trên mỗi xi lanh.

Hình 1.6 Hệ thống nâng hạ thùng dùng xi lanh đặt giữa thùng
c. Xi lanh thuỷ lực kết hợp với giàn nâng.
Đặc điểm:
- Phương án này thường sử dụng trên các loại xe tải tự đổ có tải trọng lớn. Đây
là phương pháp sử dụng xy lanh thuỷ lực kết hợp với giàn nâng chữ A. Phương pháp
này cho sức nâng lớn, độ bền vững khá cao, chịu lực tốt.
- Hệ thống nâng hạ có nhiều khâu khớp, các chi tiết được bố trí đối xứng hai
bên giữa kích nâng, thùng tự đổ khơng liên kết trực tiếp với giàn nâng mà qua tay đòn,
lực nâng từ xy lanh thuỷ lực tác dụng vào giàn nâng qua tay nâng liên kết đẩy thùng tự

đổ nâng thùng.
Ưu điểm:
- Kết cấu nhỏ gọn, vững chắc, khả năng chịu tải lớn, đảm bảo cứng vững tốt,
lực nâng không đặt trực tiếp vào kích nâng nên xy lanh có tuổi thọ cao, động học
tương đối đơn giản.
Nhược điểm:
- Cơ cấu có nhiều chi tiết, nhiều khâu khớp nên chế tạo khó khăn, lắp đặt phức
tạp. Vì vậy nâng liên kết trực tiếp tác dụng đẩy thùng tự đổ nên yêu cầu về độ bền, tuổi
thọ làm việc cao.
Sinh viên thực hiện: Võ Văn Danh

Hướng dẫn: Nguyễn Việt Hải

9