Các thông số kỹ thuật quan trọng khi thiết kế xe đẩy hàng

Về nguyên tắc, quá trình thiết kế phải giải quyết đồng thời bốn yêu cầu:

·         Xe chịu được tải trong điều kiện làm việc thực tế

·         Xe ổn định khi đứng yên, di chuyển, quay đầu và qua chướng ngại

·         Người vận hành có thể điều khiển xe với lực và tư thế phù hợp

·         Các bộ phận chịu mài mòn có thể kiểm tra, bảo trì và thay thế

Đối với xe đẩy vận hành bằng người đi bộ, ISO 11228-2 là tài liệu tham chiếu quan trọng khi đánh giá hoạt động đẩy và kéo bằng toàn thân. Với các loại xe công nghiệp dẫn bộ có cơ cấu nâng hoặc xử lý tải, ISO 3691-5 quy định các yêu cầu an toàn và phương pháp xác minh tương ứng.

Xác định đúng nhiệm vụ thiết kế và điều kiện vận hành

Trước khi tính khung hoặc chọn bánh xe, cần lập bản yêu cầu kỹ thuật mô tả đầy đủ cách xe sẽ được sử dụng. Nếu chỉ cung cấp thông tin “xe chở tối đa 300 kg”, người thiết kế chưa có đủ cơ sở để xác định tải tác dụng lên từng chi tiết.

Các dữ liệu tối thiểu cần thu thập gồm:

·         Khối lượng hàng lớn nhất trong một chuyến

·         Khối lượng và kích thước của từng kiện hàng

·         Vị trí đặt hàng trên mặt sàn

·         Tần suất sử dụng trong ngày

·         Quãng đường di chuyển mỗi chuyến

·         Vận tốc vận hành dự kiến

·         Số lần khởi động, dừng và quay đầu

·         Độ dốc lớn nhất của tuyến đường

·         Loại mặt nền và tình trạng khe, gờ, ổ gà

·         Bán kính quay và chiều rộng lối đi

·         Điều kiện nhiệt độ, độ ẩm, hóa chất hoặc vệ sinh

·         Đặc điểm thể chất của nhóm người vận hành

·         Yêu cầu đặc biệt về tiếng ồn, tĩnh điện hoặc phòng sạch

Tải trọng thiết kế phải phản ánh trường hợp bất lợi hợp lý, không chỉ phản ánh điều kiện sử dụng trung bình. Ví dụ, hàng hóa có thể được đặt lệch tâm, xe có thể va vào gờ sàn hoặc một bánh có thể tạm thời mất tiếp xúc khi đi qua bề mặt không phẳng.

Bản yêu cầu kỹ thuật cũng phải phân biệt rõ xe dùng trong kho bằng phẳng với xe dùng ngoài trời, xe phục vụ thực phẩm với xe chở phế liệu, hoặc xe di chuyển trên hành lang hẹp với xe chạy trên sân bê tông. Mỗi môi trường tạo ra một tổ hợp tải, vật liệu và cấu hình bánh xe khác nhau.

Tải trọng danh nghĩa và tải trọng thiết kế

Tải trọng danh nghĩa là khối lượng hàng tối đa nhà sản xuất cho phép đặt lên xe trong điều kiện đã quy định. Tải trọng thiết kế là mức tải được dùng để tính toán kết cấu và lựa chọn linh kiện sau khi xét đến tải động, phân bố không đều và điều kiện bất lợi.

Tổng khối lượng chuyển động được xác định theo:

[

m_t = m_h m_x

]

Trong đó:

·         (m_t) là tổng khối lượng chuyển động

·         (m_h) là khối lượng hàng

·         (m_x) là khối lượng bản thân xe

Lực trọng trường tổng quát tác dụng lên hệ thống là:

[

W = m_tg

]

Tuy nhiên, không nên chia đều tải này cho bốn bánh rồi dùng kết quả làm tải chọn bánh xe. Trong thực tế, sai số chế tạo, độ võng khung và nền không phẳng có thể khiến tải tập trung chủ yếu lên ba bánh.

Có thể sử dụng mô hình sơ bộ:

[

P_b = \frac{K_dW}{n_e}

]

Trong đó:

·         (P_b) là tải thiết kế trên một bánh

·         (K_d) là hệ số xét ảnh hưởng động

·         (n_e) là số bánh chịu tải hữu hiệu

Giá trị của (K_d) và (n_e) phải được lựa chọn theo điều kiện vận hành, cấu hình xe và phương pháp kiểm thử. Xe chạy chậm trên sàn nhẵn có mức tải động khác với xe thường xuyên đi qua khe cửa, gờ bê tông hoặc nền lát không đều.

Ngoài tải thẳng đứng, kết cấu còn phải chịu:

·         Lực ngang khi đổi hướng

·         Mô-men xoắn khi các bánh không cùng cao độ

·         Lực dọc khi khởi động và phanh

·         Tải va đập tại mép sàn

·         Lực tập trung do chân thùng, pallet hoặc thiết bị

·         Lực tác dụng lên tay đẩy khi người vận hành điều khiển xe

Một xe có mặt sàn chịu được tải tĩnh nhưng liên kết bánh xe bị biến dạng sau thời gian ngắn vẫn là thiết kế không đạt yêu cầu.

Kết cấu khung, mặt sàn và liên kết chịu lực

Khung xe phải tạo đường truyền lực liên tục từ hàng hóa xuống cụm bánh. Các thanh dọc, thanh ngang, bản mã, mối hàn và vị trí lắp bánh cần được xem như một hệ thống thay vì tính riêng từng chi tiết.

Kiểm soát ứng suất và độ võng

Hai tiêu chí cơ bản của kết cấu là độ bền và độ cứng:

·         Độ bền kiểm soát nguy cơ chảy dẻo, nứt hoặc phá hủy

·         Độ cứng kiểm soát độ võng, rung và sai lệch hình học

Khung chưa bị gãy không có nghĩa là đáp ứng yêu cầu. Độ võng quá lớn có thể khiến mặt sàn nghiêng, bánh xe mất tiếp xúc, cơ cấu phanh sai vị trí hoặc hàng hóa mất ổn định.

Khi tính toán cần kiểm tra ít nhất:

·         Ứng suất uốn của thanh khung

·         Ứng suất cắt tại gối và liên kết

·         Ứng suất tiếp xúc quanh lỗ bắt bu-lông

·         Ổn định cục bộ của thành ống hoặc tấm mỏng

·         Độ võng tại giữa nhịp và vị trí đặt tải

·         Độ bền mỏi tại vùng thay đổi tiết diện

·         Độ bền mối hàn và bản mã lắp bánh

Các góc vuông sắc, lỗ khoan gần mép, điểm kết thúc mối hàn và vị trí chuyển tiếp tiết diện thường tạo tập trung ứng suất. Bo góc, bổ sung gân hoặc phân phối tải bằng bản đệm thường hiệu quả hơn việc chỉ tăng độ dày cho toàn bộ khung.

Thiết kế mặt sàn theo dạng hàng hóa

Mặt sàn phải được chọn theo cách tải tiếp xúc với xe:

·         Tải phân bố đều cần kiểm soát độ võng tổng thể

·         Chân máy hoặc chân thùng tạo tải tập trung

·         Thùng tròn cần chặn chống lăn

·         Hàng có trọng tâm cao cần khung giữ hoặc dây đai

·         Hàng dễ trượt cần bề mặt có ma sát phù hợp

·         Hàng lỏng cần xét chuyển dịch khối lượng khi tăng tốc hoặc quay đầu

Mặt sàn kín dễ vệ sinh và ngăn vật nhỏ rơi xuống nhưng thường nặng hơn. Mặt sàn dạng lưới nhẹ, thoát nước tốt nhưng có thể không phù hợp với bánh nhỏ, kiện mềm hoặc môi trường cần kiểm soát vệ sinh.

Liên kết hàn và liên kết tháo được

Mối hàn tạo kết cấu gọn và cứng nhưng khó thay thế từng mô-đun. Liên kết bu-lông thuận lợi cho bảo trì, vận chuyển và thay phụ kiện nhưng phải kiểm soát chống lỏng, độ chính xác lỗ và lực siết.

Riêng cụm lắp bánh xe cần có bề mặt đủ phẳng và cứng. Nếu bản lắp bánh bị cong khi siết bu-lông, trục quay của bánh có thể nghiêng, làm tăng lực cản lăn và gây mòn không đều.

Trọng tâm và độ ổn định chống lật

Xe đẩy ổn định khi hình chiếu của trọng tâm tổng hợp nằm trong vùng đỡ tạo bởi các điểm tiếp xúc bánh xe với mặt nền.

Khi hàng đặt cao hoặc lệch tâm, vị trí trọng tâm của toàn hệ được tính theo nguyên tắc mô-men:

[

x_G = \frac{\sum m_ix_i}{\sum m_i}

]

[

z_G = \frac{\sum m_iz_i}{\sum m_i}

]

Trong đó (x_G) và (z_G) là tọa độ trọng tâm tổng hợp.

Nguy cơ lật tăng khi:

·         Hàng được xếp quá cao

·         Hàng đặt lệch về một cạnh

·         Chiều rộng cơ sở bánh nhỏ

·         Xe quay gấp

·         Xe di chuyển ngang dốc

·         Một bánh đi qua gờ hoặc rơi xuống khe

·         Người vận hành kéo xe thay vì đẩy

·         Hàng lỏng hoặc hàng treo dao động khi di chuyển

Chiều rộng xe lớn giúp tăng ổn định nhưng làm giảm khả năng đi qua cửa và quay trong lối hẹp. Hạ thấp mặt sàn có thể giảm chiều cao trọng tâm nhưng lại làm người dùng phải cúi sâu khi xếp dỡ. Đây là một bài toán đánh đổi giữa ổn định, công thái học và không gian vận hành.

Đánh giá ổn định không nên chỉ thực hiện khi xe đứng yên trên nền ngang. Cần kiểm tra trạng thái quay đầu, phanh, qua dốc và tình huống tải lệch theo đúng phạm vi sử dụng dự kiến.

Lựa chọn bánh xe theo tải, mặt nền và môi trường

Bánh xe ảnh hưởng trực tiếp đến lực đẩy, khả năng vượt chướng ngại, độ rung, tiếng ồn và khả năng điều hướng. Chọn bánh chỉ dựa vào tải trọng công bố có thể khiến xe đủ khả năng chịu tải nhưng rất khó sử dụng.

Đường kính bánh xe

Bánh có đường kính lớn thường vượt khe, gờ và bề mặt không đều dễ hơn bánh nhỏ. Khi bán kính bánh tăng, mô-men cần thiết để vượt cùng một chướng ngại giảm tương đối.

Tuy nhiên, bánh lớn làm tăng chiều cao mặt sàn, khối lượng và không gian lắp đặt. Vì vậy, đường kính bánh phải được chọn cùng với yêu cầu về chiều cao chất hàng và chiều cao tay đẩy.

OSHA khuyến nghị sử dụng bánh xe lớn, có lực cản lăn thấp khi xe phải di chuyển qua nhiều loại sàn hoặc qua khe giữa các khu vực.

Vật liệu mặt lăn

Vật liệu bánh phải phù hợp với nền và môi trường:

·         Bánh cứng có biến dạng nhỏ và thường lăn nhẹ trên nền cứng, phẳng

·         Bánh đàn hồi giảm rung và tiếng ồn tốt hơn nhưng có thể tăng lực cản lăn

·         Polyurethane cân bằng tương đối giữa tải trọng, độ bền mài mòn và bảo vệ nền

·         Cao su phù hợp khi cần giảm rung và tiếng ồn nhưng phải kiểm tra tải, biến dạng và môi trường nhiệt

·         Nylon hoặc vật liệu cứng phù hợp với nền nhẵn nhưng dễ truyền rung khi qua gờ

·         Gang hoặc thép chịu tải và nhiệt tốt trong một số ứng dụng nhưng có thể gây ồn và làm hỏng nền

Không có vật liệu bánh tối ưu cho mọi điều kiện. Bánh mềm hơn không mặc nhiên tốt hơn nếu xe phải chở tải lớn trên quãng đường dài. Ngược lại, bánh rất cứng không phù hợp khi mặt nền có nhiều khe hoặc hàng hóa nhạy với rung.

Ổ lăn và kết cấu trục

Ổ bi chính xác giúp giảm ma sát tại trục và phù hợp với tần suất di chuyển cao. Bạc trượt có cấu tạo đơn giản nhưng lực vận hành và yêu cầu bôi trơn có thể khác.

Khi lựa chọn cần xem xét:

·         Tải hướng kính

·         Tải dọc trục

·         Vận tốc quay

·         Tần suất sử dụng

·         Nhiệt độ

·         Bụi, nước và hóa chất

·         Khả năng bôi trơn

·         Chu kỳ bảo trì

Phớt kín giúp bảo vệ ổ lăn nhưng có thể làm tăng mô-men cản ban đầu. Vì vậy, mức độ làm kín phải tương xứng với môi trường thực tế.

Cấu hình bánh và khả năng điều hướng

Hai cấu hình phổ biến là hai bánh cố định kết hợp hai bánh xoay và bốn bánh xoay.

Hai bánh cố định và hai bánh xoay

Cấu hình này có khả năng giữ hướng tốt khi đi thẳng. Người vận hành không phải liên tục sửa hướng trên quãng đường dài.

Hạn chế chính là bán kính quay lớn hơn và khó di chuyển ngang. Vị trí tay đẩy thường nên nằm về phía các bánh xoay để việc điều hướng thuận lợi hơn.

Bốn bánh xoay

Bốn bánh xoay cho phép quay tại chỗ và dịch chuyển theo nhiều hướng, phù hợp với không gian hẹp. Tuy nhiên, xe dễ lệch hướng khi di chuyển thẳng, đặc biệt trên nền nghiêng hoặc không đều.

Ở tải lớn, các càng xoay có thể tự căn chỉnh đột ngột khi bắt đầu chuyển động, tạo lực khởi động cao và khiến xe phản ứng khó dự đoán.

Một số thiết kế sử dụng khóa hướng cho bánh xoay. Khi cần đi thẳng, bánh được khóa theo phương dọc; khi cần quay trong không gian hẹp, người vận hành mở khóa để bánh xoay tự do.

OSHA nêu một ví dụ ứng dụng trong đó xe có một cặp bánh cố định và một cặp bánh xoay nhằm hỗ trợ điều hướng, đồng thời sử dụng bánh cao su cứng có kích thước đủ lớn để xe có tải di chuyển dễ dàng hơn.

Lực cản lăn và lực đẩy kéo

Lực cần thiết để vận hành xe không tỷ lệ đơn giản với tải trọng. Nó còn phụ thuộc vào đường kính bánh, độ cứng mặt lăn, loại ổ lăn, độ phẳng sàn, hướng bánh xoay và trạng thái bảo trì.

Trên nền ngang và ở trạng thái ổn định, lực cản lăn có thể được mô hình hóa sơ bộ:

[

F_r = C_{rr}W

]

Trong đó:

·         (F_r) là lực cản lăn

·         (C_{rr}) là hệ số cản lăn tổng hợp

·         (W) là tải trọng theo phương thẳng đứng

Khi xe đi lên dốc góc (\theta), thành phần lực do độ dốc xấp xỉ:

[

F_s = W\sin\theta

]

Lực yêu cầu tổng quát còn phải cộng thêm lực tăng tốc, lực xoay bánh và lực vượt chướng ngại:

[

F = F_r F_s ma F_c

]

Trong đó (F_c) đại diện cho các thành phần cản bổ sung.

Cần phân biệt:

·         Lực khởi động để đưa xe từ trạng thái đứng yên sang chuyển động

·         Lực duy trì để xe tiếp tục lăn ở vận tốc ổn định

·         Lực cực đại khi đổi hướng hoặc vượt khe, gờ

Lực khởi động thường là tình huống bất lợi hơn vì các bánh xoay có thể chưa cùng hướng, ổ lăn chưa chuyển động và vật liệu mặt lăn đang bị biến dạng tại điểm tiếp xúc.

Do điều kiện sàn ảnh hưởng rất lớn đến kết quả, lực đẩy kéo nên được đo trên xe mẫu đã chất tải, tại chính tuyến đường hoặc trên bề mặt đại diện cho môi trường sử dụng. ISO 11228-2 yêu cầu đánh giá các yếu tố rủi ro liên quan đến hoạt động đẩy và kéo bằng toàn thân thay vì chỉ dựa vào khối lượng hàng.

Công thái học của tay đẩy và tư thế vận hành

Tay đẩy là giao diện truyền lực giữa người và xe. Một khung xe bền nhưng tay cầm đặt sai vị trí vẫn có thể gây tư thế bất lợi và làm tăng lực vận hành.

OSHA khuyến nghị ưu tiên đẩy thay vì kéo khi có thể, vì đẩy cho phép tận dụng trọng lượng cơ thể tốt hơn. Cơ quan này cũng khuyến nghị sử dụng tay cầm thẳng đứng để người có chiều cao khác nhau duy trì tư thế trung tính hơn.

Tay đẩy cần được thiết kế theo các nguyên tắc:

·         Bố trí trong vùng từ khoảng thắt lưng đến ngực của nhóm người dùng dự kiến

·         Có khoảng trống đủ cho bàn tay và ngón tay

·         Không tạo cạnh sắc hoặc điểm kẹp

·         Cho phép cổ tay giữ gần tư thế trung tính

·         Có chiều rộng phù hợp để sử dụng hai tay

·         Không bị hàng hóa che khuất

·         Truyền lực trực tiếp vào khung chính

·         Không cản trở lối thoát khi xe mất kiểm soát

Tay cầm thẳng đứng hoặc tay cầm có nhiều cao độ phù hợp với nơi có nhiều người sử dụng. Tay ngang cố định có thể đáp ứng tốt khi nhóm người vận hành tương đối đồng nhất và chiều cao đã được xác định bằng dữ liệu nhân trắc.

Không nên đặt tay đẩy quá cao vì người dùng phải nâng vai. Tay quá thấp làm tăng xu hướng cúi lưng. Tay quá gần thân xe khiến chân dễ va vào khung; tay nhô quá xa lại tạo mô-men lớn tại liên kết.

Tầm nhìn cũng là một yếu tố công thái học và an toàn. Nếu hàng che hoàn toàn hướng di chuyển, cần giới hạn chiều cao xếp hàng, thay đổi vị trí vận hành hoặc bổ sung giải pháp kiểm soát phù hợp.

Hệ thống phanh và kiểm soát chuyển động

Phanh xe đẩy có thể thực hiện nhiều chức năng khác nhau:

·         Giữ xe đứng yên khi chất dỡ hàng

·         Ngăn xe tự trôi trên nền nghiêng

·         Hỗ trợ đỗ xe

·         Khóa hướng bánh

·         Khóa đồng thời chuyển động lăn và chuyển động xoay

Khóa bánh đơn chỉ ngăn bánh quay quanh trục nhưng có thể không ngăn càng bánh xoay. Trong một số tình huống, xe vẫn dịch chuyển do cụm bánh đổi hướng. Khóa toàn phần thường kiểm soát cả bánh lăn và càng xoay, nhưng hiệu quả thực tế phụ thuộc vào thiết kế và độ mòn.

Lực giữ phanh phải được xác định từ tải trọng lớn nhất và độ dốc dự kiến. Thành phần lực kéo xe xuống dốc là:

[

F_d = W\sin\theta

]

Tổng khả năng giữ của hệ thống phanh phải lớn hơn tác động này trong điều kiện bất lợi đã quy định, kể cả khi bề mặt bánh bị ướt, bám bụi hoặc đã mòn trong giới hạn cho phép.

Bàn đạp phanh phải dễ nhận biết, dễ thao tác nhưng không nằm tại vị trí người vận hành thường xuyên va chân. Trạng thái khóa và mở nên được thể hiện rõ bằng vị trí cơ cấu hoặc dấu hiệu trực quan.

Phanh đỗ không thay thế hoàn toàn cho quy trình vận hành an toàn trên dốc. Khi tải lớn hoặc tuyến đường có độ dốc đáng kể, thiết kế có thể cần cơ cấu hãm chủ động, truyền động trợ lực hoặc phương án vận chuyển khác thay vì tiếp tục tăng tải cho xe đẩy thủ công.

Cơ cấu giữ hàng và phòng ngừa điểm nguy hiểm

Hàng hóa phải được kiểm soát trong các trạng thái tăng tốc, phanh, quay đầu và đi qua nền không đều.

Tùy loại tải, xe có thể cần:

·         Gờ chặn quanh mặt sàn

·         Khung lưới hoặc thành xe

·         Thanh chắn tháo được

·         Dây đai giữ hàng

·         Rãnh định vị

·         Đệm chống trượt

·         Giá đỡ chuyên dụng

·         Cơ cấu khóa thùng hoặc pallet

Gờ chặn thấp có thể ngăn kiện nhỏ trượt nhưng không đủ giữ vật cao và nặng. Thành xe cao giữ hàng tốt hơn nhưng làm tăng khối lượng, cản trở xếp dỡ và có thể che khuất tầm nhìn.

Thiết kế cũng phải loại bỏ hoặc che chắn:

·         Khe kẹp giữa bộ phận di động và khung

·         Điểm nghiền gần càng bánh

·         Mép kim loại sắc

·         Đầu bu-lông nhô ra

·         Góc dễ va vào chân

·         Vùng tay có thể mắc khi xe đi sát tường

·         Cơ cấu khóa có khả năng bật ngược

Việc sử dụng tay đẩy riêng thay vì nắm trực tiếp vào thành xe còn giúp giảm nguy cơ kẹp hoặc va đập bàn tay. OSHA khuyến nghị dùng tay cầm để di chuyển xe thay vì cầm vào cạnh xe.

Vật liệu và xử lý bề mặt

Vật liệu khung phải được lựa chọn theo tải, môi trường, phương pháp chế tạo và tổng chi phí vòng đời.

Thép carbon

Thép carbon phù hợp với nhiều xe đẩy công nghiệp nhờ độ cứng cao, khả năng hàn tốt và chi phí hợp lý. Nhược điểm là khối lượng lớn và cần bảo vệ chống ăn mòn.

Sơn bột phù hợp với môi trường trong nhà tương đối khô. Mạ kẽm hoặc hệ phủ chuyên dụng có thể phù hợp hơn khi thường xuyên tiếp xúc với độ ẩm, nhưng các mép cắt, lỗ khoan và vùng hàn vẫn cần được kiểm soát.

Thép không gỉ

Thép không gỉ phù hợp với môi trường yêu cầu vệ sinh, rửa thường xuyên hoặc có nguy cơ ăn mòn. Tuy nhiên, chi phí vật liệu và chế tạo cao hơn, đồng thời cần chọn đúng mác thép theo tác nhân hóa học.

Không nên mặc định mọi loại thép không gỉ đều chịu được mọi hóa chất. Môi trường có ion clorua, nhiệt độ cao hoặc khe giữ dung dịch có thể gây ăn mòn cục bộ nếu lựa chọn vật liệu và cấu tạo không phù hợp.

Nhôm

Nhôm giúp giảm khối lượng bản thân và có khả năng chống ăn mòn tự nhiên trong nhiều môi trường. Đổi lại, mô-đun đàn hồi thấp hơn thép nên cùng một hình học có thể tạo độ võng lớn hơn. Các liên kết nhôm cũng cần được thiết kế phù hợp với đặc tính hàn, mỏi và ăn mòn điện hóa.

Khi kết hợp các kim loại khác nhau, cần kiểm soát tiếp xúc điện hóa trong môi trường ẩm. Vòng đệm cách điện, lớp phủ hoặc lựa chọn cặp vật liệu phù hợp có thể cần thiết.

Khả năng chế tạo, bảo trì và thay thế linh kiện

Một thiết kế tốt phải có khả năng sản xuất ổn định và duy trì hiệu suất trong suốt vòng đời.

Các yêu cầu nên được chuẩn hóa gồm:

·         Dung sai kích thước khung

·         Độ phẳng của mặt lắp bánh

·         Độ song song giữa các cụm bánh

·         Quy cách mối hàn

·         Cấp bền và lực siết bu-lông

·         Cơ cấu chống lỏng

·         Mã linh kiện thay thế

·         Khoảng tiếp cận dụng cụ

·         Điểm bôi trơn

·         Giới hạn mòn cho bánh và phanh

Sai lệch nhỏ về vị trí bánh có thể khiến xe bị kéo lệch hoặc tăng mòn. Vì vậy, đồ gá hàn và quy trình kiểm tra hình học có vai trò trực tiếp đối với lực vận hành.

Các bộ phận mòn như bánh, ổ lăn, phanh và tay nắm nên thay được mà không phải cắt phá khung. Bu-lông lắp bánh cần tiếp cận được bằng dụng cụ thông dụng và không bị che bởi mặt sàn hoặc thành xe.

Nên quy định chu kỳ kiểm tra dựa trên cường độ sử dụng, không chỉ dựa trên thời gian. Xe chạy liên tục nhiều ca cần chế độ kiểm tra khác với xe chỉ dùng vài lần mỗi ngày.

Kiểm thử và xác nhận thiết kế

Tính toán là cơ sở thiết kế nhưng không thay thế hoàn toàn thử nghiệm. Xe mẫu phải được kiểm tra trong trạng thái đại diện cho điều kiện sử dụng thực tế.

Một chương trình xác nhận nên bao gồm:

Thử tải tĩnh

Đặt tải theo vị trí quy định để kiểm tra:

·         Biến dạng dư

·         Độ võng

·         Mối hàn

·         Liên kết bánh

·         Mặt sàn

·         Cơ cấu giữ hàng

Ngoài tải phân bố đều, cần thử tải lệch và tải tập trung nếu các tình huống này có thể xảy ra.

Thử vận hành động

Cho xe chạy qua quãng đường và số chu kỳ đại diện, bao gồm:

·         Khởi động và dừng

·         Quay đầu

·         Đi thẳng

·         Qua khe và gờ

·         Di chuyển trên nền dự kiến

·         Chạy với tải danh nghĩa

·         Chạy trong điều kiện môi trường liên quan

Sau thử nghiệm cần đo lại độ rơ, độ mòn, lực vận hành và tình trạng liên kết.

Đo lực đẩy kéo

Sử dụng thiết bị đo lực để xác định:

·         Lực khởi động

·         Lực duy trì

·         Lực đổi hướng

·         Lực vượt chướng ngại

·         Lực trên đoạn dốc

Kết quả phải được đánh giá cùng tần suất, quãng đường, tư thế và nhóm người sử dụng. Việc chỉ đo một lần trên nền phòng thử nhẵn có thể không phản ánh đúng điều kiện thực tế.

Thử phanh và ổn định

Cần kiểm tra:

·         Khả năng giữ xe trên độ dốc quy định

·         Khả năng khóa sau nhiều chu kỳ

·         Hiệu quả phanh khi bánh mòn trong giới hạn

·         Ổn định với tải lệch

·         Ổn định khi quay và qua gờ

·         Nguy cơ trượt trước khi lật

Nếu xe thuộc phạm vi của một tiêu chuẩn sản phẩm hoặc quy định pháp lý cụ thể, phương pháp thử và hồ sơ kỹ thuật phải được xây dựng theo phạm vi áp dụng đó. ISO 3691-5 cung cấp yêu cầu an toàn và phương pháp xác minh cho các nhóm xe công nghiệp dẫn bộ thuộc tiêu chuẩn. Đối với sản phẩm đưa vào thị trường Liên minh châu Âu và thuộc phạm vi điều chỉnh, Regulation (EU) 2023/1230 đặt ra các yêu cầu về an toàn máy móc và hồ sơ liên quan; quy định này áp dụng từ ngày 20 tháng 1 năm 2027, thay thế khuôn khổ chỉ thị trước đó.

Các đánh đổi kỹ thuật cần được xử lý đồng thời

Thiết kế xe đẩy hàng thường không có một thông số tối ưu độc lập. Mỗi quyết định đều ảnh hưởng đến nhiều chức năng khác:

·         Khung dày hơn tăng độ cứng nhưng làm xe nặng và tăng lực đẩy

·         Bánh mềm giảm rung nhưng có thể tăng lực cản lăn

·         Bánh lớn vượt gờ tốt nhưng nâng cao mặt sàn

·         Cơ sở bánh rộng tăng ổn định nhưng giảm khả năng đi qua lối hẹp

·         Bốn bánh xoay tăng tính cơ động nhưng giảm khả năng giữ hướng

·         Thành xe cao giữ hàng tốt nhưng cản trở tầm nhìn và xếp dỡ

·         Tay đẩy cao giảm cúi lưng cho người cao nhưng có thể gây nâng vai cho người thấp

·         Mặt sàn thấp tăng ổn định nhưng làm tăng độ cúi khi lấy hàng

·         Phớt kín bảo vệ ổ lăn nhưng có thể tăng mô-men cản

Do đó, thiết kế phải được tối ưu ở cấp độ hệ thống. Không nên lựa chọn khung, bánh, tay đẩy và phanh như các linh kiện độc lập.

Một quy trình hợp lý là xác định tuyến đường và tải hàng trước, sau đó thiết kế ổn định và kết cấu, lựa chọn bánh xe, kiểm tra công thái học, bổ sung cơ cấu an toàn rồi xác nhận bằng thử nghiệm trên xe mẫu.

Thiết kế xe đẩy hàng đạt yêu cầu phải bắt đầu từ điều kiện vận hành thực tế, không bắt đầu từ tải trọng ghi trên bảng thông số. Tải danh nghĩa, phân bố tải, trọng tâm, độ cứng khung, bánh xe, lực đẩy kéo, tay cầm, phanh, môi trường và khả năng bảo trì đều liên kết với nhau.

Một thiết kế chỉ được xem là hoàn chỉnh khi có thể chứng minh bằng tính toán và thử nghiệm rằng xe chịu được tải, không mất ổn định trong các tình huống dự kiến, có lực vận hành phù hợp và duy trì được chức năng sau nhiều chu kỳ sử dụng. Với các ứng dụng chuyên nghiệp, tiêu chuẩn công thái học, tiêu chuẩn an toàn sản phẩm và quy định của thị trường mục tiêu phải được xác định ngay từ giai đoạn lập yêu cầu kỹ thuật, thay vì bổ sung sau khi xe đã chế tạo.