ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG &CÔNG NGHIỆP GIÁO TRÌNH MÁY XÂY DỰNG Biên soạn: GVC-Th.S Nguyễn Phước Bình Đà Nẵng, Tháng 10 năm 2004 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, quy mô tiến độ thi công xây dựng phát triển mạnh, ngành xây dựng dân dụng công nghiệp, xây dựng thuỷ lợi, xây dựng cầu đường v.v… ứng dụng nhiều máy móc, thiết bị thi công tiên tiến Để đóng góp yêu cầu tài liệu dạy học cho phù hợp với đổi chương trình đào tạo kỹ sư xây dựng, tập giáo trình Máy xây dựng biên soạn giúp học sinh nắm vấn đề bản, nguyên lý, chi tiết, cấu tạo máy, để sở nắm vững nguyên tắc hoạt động, phạm vi sử dụng đặc tính kỹ thuật loại máy thi công cho công trình xây dựng dân dụng công nghiệp, thuỷ lợi cầu đường Tập giáo trình dùng cho học sinh không chuyên ngành máy xây dựng biên soạn thành hai phần, gồm 13 chương Phần I gồm chương, phần II gồm 11 chương Xin chân thành cảm ơn Thầy, Cô giáo khoa xây dựng dân dụng công nghiệp, thuỷ lợi, cầu đường Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng đọc góp ý cho trình biên soạn giáo trình Trong trình biên soạn in ấn giáo trình, tránh khỏi thiếu sót, xin góp ý kiến sửa chữa Người biên soạn MỤC LỤC Trang Lời nói đầu ……………………………………………………… Mơc lơc PhÇn I Các chi tiết máy –Truyền động Ch−¬ng I Các chi tiết máy………………………… Ch−¬ng II Truyền động ………………………………………… PhÇn II Máy xây dựng ……………………………………… 15 Ch−¬ng I Khái niệm chung …………………………………… 15 Ch−¬ng II Máy nâng - cần trục ………………………………… 18 Ch−¬ng III Máy nghiền đá ……………………………………… 30 Ch−¬ng IV Máy sàng đá ………………………………………… 35 Ch−¬ng V Máy vận chuyển liên tục ………………………… 38 Ch−¬ng VI Máy trộn bê tông …………………………………… 45 Ch−¬ng VII Máy đầm bê tông …………………………………… 49 Ch−¬ng VIII Máy làm đất ………………………………………… 53 Ch−¬ng IX Máy đóng cọc ……………………………………… 71 Ch−¬ng X Máy khoan đất đá …………………………………… 79 Ch−¬ng XI Máy rải bê tông nhựa ……………………………… 84 Tài liệu tham khaỷo 88 Phần I : Các chi tiết máy truyền động Chơng : Các chi tiết máy Trục I Định nghĩa : Trục tiết máy để đỡ tiết máy quay quay nh bánh răng, đĩa xích, đĩa quay .để truyền moment xoắn làm chức II Phân loại : Theo đặc điểm chịu tải có : a Trục tâm trục chịu moment uốn (hình 1) b Trục truyền trục chịu đợc moment uốn lẫn moment xoắn (hình 2) c Trục truyền chung : trục chịu moment xoắn mà hầu nh không chịu môment uốn (hình 3) Theo dạng đờng tâm trục có : a Trục thẳng ( hình ) b Trơc khủu ( h×nh ) Theo cấu tạo có : a Trục trơn (xem hình 4) b Trục bậc (hình 6) c Trục đặc trục rỗng d Trục cứng trục mềm III Cấu tạo chung trục : Xem hình Ngỗng trục : Phần trục lắp vào ổ đỡ trục Vai trục : Phần chuyển tiếp ngỗng trục hay cổ trục với thân trục Vai trục có dạng loa kèn để tránh ứng suất tập trung Thân trục : Phần để lắp tiết máy quay RÃnh lắp then : Để lắp tiết máy quay với trục ổ trục I Định nghĩa : ổ trục tiết máy để đỡ trục quay Nó chịu lực, chịu va đập định vị trục quay quanh đờng tâm định sẵn II Phân loại : ổ trợt ổ lăn III ổ trợt Ma sát ổ với ngỗng hay cổ trục ma sát trợt Cấu tạo nh hình 8a kí hiệu nh hình 8b, : - Th©n ỉ ; - Lãt ỉ ; - RÃnh tra dầu Thân ổ thờng đợc đúc rời thành mảnh, có đúc liền rời với thân máy Vật liệu thép, gang chất dẻo Lót ổ có dạng hình ống trụ mỏng, bề mặt tiếp xúc với thân ổ ; bề mặt tiếp xúc với ngỗng trục Nó đợc chế thành mảnh từ đồng thau hay hợp kim nhôm cứng RÃnh tra dầu đợc đục xuyên từ mặt thân ổ qua mặt lót ổ để bôi trơn trục quay Nh vậy, phần bị mòn phải thay lót ổ u điểm ổ trợt chịu đợc va đập, dễ điều chỉnh xác đờng tâm quay, dễ tháo lắp, dễ thay vòng lót, đáp ứng nhu cầu làm viƯc víi trơc lín, cã thĨ chÕ t¹o tõ nhiỊu dạng vật liệu, cần thay lót ổ Nhng ổ trợt có nhiều khuyết điểm Đó ma sát trợt lớn, khó bôi trơn toàn độ dài ổ lớn IV ổ lăn Ma sát ổ lắp với trục quay ma sát lăn Trong loại ổ lăn, tải trọng muốn truyền tới gối trục bắt buộc phải qua lăn Xét cấu tạo ổ bi loại ổ lăn phổ biến Trong : - Vòng ; - Vòng cách ; - Vòng ; - Con lăn ( Xem hình ) Vòng lắp với gối trục, vòng lắp vào ngỗng trục Thờng vòng quay trục vòng đứng yên Con lăn bi tròn có dạng hình côn ,trống, đũa, trụ Vật liệu làm vòng lăn thép crôm Có thể vẽ ký hiệu ổ lăn nh thể hình 10 ổ lăn có u điểm hệ số ma sát nhỏ, vài phần nghìn nên không sinh nhiệt cao, ổn định, dễ bôi trơn, dùng kim loại đen, giá thành rẻ sản xuất hàng loạt Nhng ổ lăn chịu va đập kém, ứng suất tiếp xúc lớn, khó chÕ t¹o, chØ chÕ t¹o tõ kim lo¹i, chØ mét chi tiết nhỏ ổ h phải loại bỏ ổ, không phù hợp với trục quay có đờng kính lớn Khớp nối I Định nghĩa: Khớp nối tiết máy dùng để nối trục truyền ®éng víi nhau, ®Ĩ ®ãng më c¬ cÊu trun ®éng, tăng giảm tốc độ, ngăn ngừa h hỏng máy bị tải II Phân loại : 1.Nhóm nối trục : Nối trục với truyền động, ngăn ngừa h hỏng tiết máy Nhóm ly hợp : Dùng để nối tách lực, thay đổi tốc ®é III CÊu t¹o nèi trơc : Cã kiểu nối trục cứng (hình 11) ; nối trục khuỷu (hình 12) phổ biến dạng mặt bích (hình 13) loại gọn, dễ tháo lắp, ngừa đợc tải Ngời ta kí hiệu khớp nối trục nh hình 14 IV Cấu tạo ly hợp : Ly hợp cấu tạo từ đĩa chủ động A đĩa bị động B hình 15a Nếu đĩa bị động áp chặt vào đĩa chủ động trục bị động quay đợc Tách đĩa xa không truyền động Ly hợp đợc kí hiệu nh hình 15b Lò xo I Định nghĩa: Lò xo tiết máy có tính đàn hồi cao, đợc chế tạo từ thép sợi, thép tấm, thép đợc nhiệt luyện để có độ rắn cao Lò xo đợc sử dụng để : - Tạo lực ép khớp nối, cấu phanh, tăng xích, truyền động - Tích lũy đàn hồi (trong đồng hồ) - Giảm chấn, giảm xóc - Thực chuyển động quay vị trí cũ - Làm lực kế, nhiệt kế II Phân loại lò xo : Theo khả chịu tải có: Lò xo chịu kéo, chịu nén, chịu uốn, chịu xoắn Theo hình dạng có:Lò xo xoắn ốc,xoáy ốc,lò xo đĩa, lò xo vòng, lò xo nhíp Theo đặc tính có : Lò xo có độ cứng thay đổi, lò xo có độ cứng không đổi III Kí hiệu lò xo: Lò xo chịu nén : Lò xo chịu kéo : Nhíp ấn : Chơng 2: Trun ®éng ⇓1 KHÁI NIỆM : NhiƯm vơ cđa truyền động truyền từ động đến phận công tác máy Thông thờng truyền lực, moment, tốc độ ; có thay đổi dạng quy luật chuyển động Các dạng truyền động khí, thủy lực, điện khí nén Xem sơ đồ : Động Cơ khí Truyền động Thủy lực Bộ phận công tác Điện Khí nén Truyền động khí I Truyền động đai: Cấu tạo truyền động đai : (hình 16) Trong : - Bánh đai chủ động (dẫn) ; - Bánh đai bị động (bị dẫn) Dây đai n1 ; ; D1 lần lợt vận tốc quay, vận tốc góc đờng kính bánh dẫn n2 ; ; D2 lần lợt vận tốc quay, vận tốc góc đờng kính bánh bị dẫn góc ôm đai Góc ôm đai lớn, truyền ổn định Đai đợc chế tạo tõ da, v¶i, cao su, len Theo tiÕt diƯn ngang ®ai cã lo¹i : - DĐt : Sư dơng yêu cầu có trợt - Đai thang dùng tránh trợt - Đai tròn dùng cấu nhẹ Bộ truyền động đai đợc đặc trng tû sè truyÒn i: i= n ω1 D = = n ϖ D1 §ai cã thĨ bắt chéo để bánh quay ngợc nhau: (hình 17) Nếu bỏ qua trợt độ dày đai tốc độ điểm bánh đai là: v= π.D.n (m/s) 60 D- m n - vßng/phót ; - s-1 u, khuyết điểm phạm vi sư dơng bé trun ®éng ®ai : a −u ®iĨm: 3- - Êm, đơn giản, không ồn - Chịu đợc tải có trợt - Rẻ tiền, dễ bảo quản, chăm sóc - Truyền lực trục xa b Khuyết điểm : - Tỉ số truyền không ổn định trợt - Bộ truyền cồng kềnh, lực tác dụng lên ổ đỡ lớn - Đai mau mòn, mau chùng nên phải có thiết bị căng đai c Phạm vi sử dụng: - Dùng máy nghiền đá, máy trộn bê tông - Dùng máy gia dụng nh máy khâu, cassette, máy khuấy II Truyền động bánh : Cấu tạo ( hình 18a ) : Với - Bánh chủ động - Bánh bị động Theo hình 18a, bánh có thẳng Răng xiên nh hình 18b ; V nh hình 18c -Đó truyền bánh trụ để truyền động hai trục song song quay ngợc chiều Ngời ta dùng truyền động bánh nón để truyền động hai trục vuông góc với Xem sơ đồ ký hiệu hình 18d hình 18e Tỉ số truyền : i= n ω1 D Z = = = n ω2 D Z Trong Z1 Z2 số bánh chủ động bánh bị động u, khuyết điểm phạm vi sử dụng a u điểm : - Gọn, nhẹ, chịu tải cao, bền - Tỉ số truyền ổn định - Truyền lực vô bé (10-6 N) vô lớn (106 N ) - Dïng ®Ĩ thay ®ỉi tèc ®é quay hép giảm tốc hay điều chỉnh số xe máy hay ô tô (Xem hình 19) b Khuyết điểm : - Gây ồn - Chịu va đập - Chế tạo phức tạp c Phạm vi sử dụng: Trong đồng hồ, cấu nâng tải, ôtô, máy kéo, hộp giảm tốc, hộp số, truyền động III Truyền động bánh ma sát : Cấu tạo: Gồm bánh ma sát chủ động bánh ma sát bị động tiếp xúc với mặt bánh Bộ truyền dùng để truyền động trục song song (hình 20) Có thể dùng truyền để truyền động trục vuông góc với gọi truyền động bánh ma sát nón (hình 21) Còn có biến tốc ma sát dạng đĩa: Tỷ số truyền bé trun b¸nh ma s¸t i= n ω1 D = = n ω2 D −u, khuyết điểm phạm vi sử dụng : a u điểm : - Đơn giản, nhẹ êm - Có thể điều chỉnh vô cấp số vòng quay b Khuyết điểm : - Tỷ số truyền không ổn định - Kích thớc bánh lớn - Mau mòn nên không bền - Phải có thiết bị ép bánh c Phạm vi sử dụng: Dùng máy cán, ép kim loại, máy quay, bánh đà IV Truyền ®éng xÝch : CÊu t¹o : Gåm ®Üa xÝch chủ động 1, đĩa xích bị động dây xích (hình 22), dùng để truyền động hai trơc song song víi vµ quay cïng chiỊu 10 Khi đóng cọc tỳ đáy xi lanh lên mũ cọc, nạp khí vào khe nạp phía dới để nâng pitông-búa lên cao, lại nạp khí vào khe phía tạo áp lực hạ pittông - búa giáng xuống đầu cọc Búa song động có công dụng nh búa đơn động nhng cọc đợc đóng có đờng kính lớn hơn, nặng tần số đóng cọc lực đóng cọc cao Nó có u điểm tác dụng 200 ữ 500 nhát đóng phút, phá đầu cọc, tăng giảm đợc áp lực đóng cọc, làm việc nh máy nhổ cọc Nhng trọng lợng đóng cọc nhỏ (25%), thiết bị trung gian cồng kềnh Búa hiệu động: Loại búa có cấu tạo sở loại song động, nhng píttông-búa đợc chế tạo thành nhiều tầng xi lanh đợc chia thành nhiều ngăn có đờng kính tơng ứng Nh vậy, nạp lợng khí vào ngăn xilanh lực đóng nhổ cọc lại khác Do đó, u điểm vợt trội, sử dụng hợp lý hiệu lợng nén cho cọc khác kích thớc III Búa điêzen (búa nổ) Công dụng chung : Dùng để đóng loại cọc thép, bêtông, gỗ, ván cừ có đờng kính tới 40 cm, xuống sâu tối đa 8m Thích hợp với việc đóng cọc xuống đất thịt, sét, cát pha nhẹ Không có hiệu đóng cọc xuống đất mềm Thờng có loại búa nổ búa cọc dẫn ống dẫn đợc dùng phổ biến, loại xi lanh dùng Búa điêzen (búa nổ) cọc dẫn: Đặc điểm búa có cọc đứng song song dẫn hớng lên xuống cho búa xi lanh Xem hình 137a với phận sau : - Xi lanh - bóa ; - Cäc dẫn hớng búa ; - Pitông cố định ; - Đầu búa ; Thanh treo búa 5- Bộ phận công tác chủ yếu xilanh - búa Đó khối thép nặng, lòng có khoét buồng chứa khí, bên có rÃnh trợt, xem hình 137b ví dụ (vì hình dạng có nhiều kiểu khác nhau) Hai cọc dẫn hớng hình trụ nhỏ, đờng kính ữ cm, dài tới 4m Pittông cố định bệ tỳ Búa đợc treo giá Khi đóng cọc, tỳ đầu búa lên mũ cọc, dùng tời cáp nâng xilanh - búa lên thả cho rơi theo cọc dẫn để làm nhiệm vụ : Tác dụng lực xung kính hạ cọc nén khí xilanh đạt áp suất nhiệt độ cao Dầu dạng sơng mù (gaz) đợc bơm vào, bốc cháy làm giÃn nở môi chất, đẩy xilanh lên, xi lanh lại rơi xuống 74 Loại búa có u điểm trọng lợng đóng cọc lớn, trọng lợng thiết bị nhỏ, không cần có thiết bị trung gian nh động cơ, máy nén khí, nồi hơi, dễ chăm sóc bảo dỡng Nhng đơn máy đóng cọc, không hạ đợc cọc xuống đất mềm, nửa công suất dùng để nén khí, đòi hỏi nhiên liệu dầu nặng Tần số đóng cọc thấp : 50 ữ 75 nhát / phút Búa điêzen loại ống dẫn : Loại búa ống dẫn có đặc điểm píttông-búa trợt lên xuống xilanh bao hình ống Trong trình làm việc bơm dầu gaz Cấu tạo đợc thể hình 138 với phận : - Pitông-búa ; Xilanh hình ống ; - Máng chứa dầu lỏng ; - Bệ tỳ ; - Cäc ; - Má ®Ëp ; - Khe khống chế độ cao nâng búa ; - Khe tiếp dầu lỏng Búa píttông hình trụ, mặt dới có gắn mỏ đập Xilanh hình ống, đáy có khoét máng chứa dầu lỏng, gần mép có khoan khe khống chế để pittông-búa không văng khỏi ống làm việc xác định độ cao nâng búa Khi đóng cọc tỳ bệ vào mũ cọc, nâng pittông-búa lên cao thả xuống làm nhiệm vụ : Tác dụng lực xung kích hạ cọc, nén khí xilanh đạt áp suất nhiệt độ cao, đập dầu lỏng thành hạt nhỏ dạng gaz Dầu bốc cháy trình đóng cọc diễn theo chu kú Bóa èng dÉn cã −u ®iĨm đơn giản cấu tạo, dầu dạng gaz đợc tạo xilanh u điểm nh búa cọc dẫn Khuyết điểm trọng lợng hiệu dụng thấp, công suất sử dụng nhỏ, tần số đóng cọc không cao (dới 80 nhát/phút)và dùng để đóng cọc, không tác dụng với đất mềm - Búa nổ xilanh : Có hình dạng nh− xilanh thđy lùc (h×nh 139) Víi - Khe nạp dầu gaz ; - Xilanh búa ; - Pittông ; - Khe khống chế độ cao ; - Đầu búa (cán pittông) ; - Cọc 75 Loại có nhợc điểm tốn công nén khí nhiều, sau nhiên liệu cháy gây nhiều khí dơ, khó chăm sóc bảo dỡng nên dùng Nhợc điểm máy đóng cọc điezen : Tốn công nén khí không phát huy chức đất mềm, máy đóng cọc IV Độ cao nâng búa xung kích tối đa cho phÐp : hmax = [σ ]2 F L 2.E.Q (m) Trong : [] - Cờng độ phá hủy cäc (N/cm2) F - DiƯn tÝch tiÕt diƯn ngang cđa cäc (cm2) L - ChiỊu dµi cäc (m) E - Mô đun biến dạng cọc (N/cm2) Q - Trọng lợng búa (N) Búa đóng cọc chấn động I Khái niệm chung : Nguyên lý chung: Búa đóng cọc chấn động (hay búa rung) làm việc nguyên tắc lợi dụng lực rung trục, hay khối đĩa lệch tâm gây để làm rung cọc mà phá vỡ lực ma sát cọc với đất đá Do trọng lợng thân cọc búa, cọc lún sâu xuống đất Công dụng : Búa rung để đóng cọc xuống đất dính bÃo hòa nớc, đất cát rời, cát pha, cát pha đá nhỏ Cọc đợc đóng đa dạng : cọc đặc, rỗng, cọc thép, gỗ, bêtông, ván cừ có đờng kính từ 50 cm sâu xuống 25m Dùng búa rung nhổ đợc cọc u điểm chung búa rung dễ điều khiển, suất cao gấp ữ lần búa khác nhng giá thành lại giảm lần, có tính động cao, bảo vệ tốt đầu cọc, không thiết phải có giá máy đặt cọc Nhng nhợc điểm chúng phải có động cơ, đóng cọc gây rung ảnh hởng công trình lân cận hại động Phân loại : Theo cấu tạo chia loại búa chấn động hay bóa rung nèi mỊm, bóa rung nèi cøng vµ búa rung-va, tức búa chấn động - xung kích II Bóa chÊn ®éng nèi mỊm (bóa rung nèi mỊm) Dùng để đóng loại cọc xuống đất cát rời, cát pha, cát lẫn đá Gọi nối mềm động điện đợc nối với gây chấn qua lò xo chịu nén Xem cấu tạo chung theo hình 140 sau, : 76 1;3 - Bé g©y chÊn ; - KĐp cäc ; - Bánh căng đai ; - Động điện ; - Quai treo bóa ; - Bµn đặt động ; - Lò xo chịu nén ; - Đai ốc điều chỉnh Phần quan trọng gây chấn gồm trục lệch tâm quay Động điện có công suất nhỏ 30 KW, lín nhÊt tíi 100 KW TÇn sè rung cđa bóa 400 ữ 2500 lần / phút Búa nặng tới 13 Khi đóng cọc ngời ta kẹp đầu cọc, cho búa rung để phá vỡ ma sát thành cọc đất đá, nhờ thêm trọng lợng búa cọc, cọc bị ấn xuống Muốn thay đổi lực đóng cọc siết hay nới gai ốc điều chỉnh để tăng hay giÃn lò xo Nh vËy bóa rung nèi mỊm sư dơng cã −u điểm dễ thay đổi chế độ đóng cọc, hạn chế va đập gây h động cơ, nhổ ®−ỵc cäc III Bóa chÊn ®éng nèi cøng (Bóa rung nối cứng) Chỉ khác loại nối mềm chỗ động bắt nối với gây chấn không cần thông qua hệ lò xo giảm chấn, tức lò xo Vì vậy, thay đổi đợc lực đóng cọc, động bị ảnh hởng xấu, khả nhổ cọc búa kém, đóng đợc cọc trung bình nhỏ, tần số rung không cao (dới 500 lần / phút) IV Búa chấn động-xung kích (Búa rung-va) Búa chấn động-xung kích búa đóng cọc vừa dùng lực chấn động rung cọc phá vỡ ma sát đất đá vừa dùng lực động đập vào đầu cọc để hạ cọc cho nhanh Dùng để đóng mäi lo¹i cäc cì lín CÊu t¹o chung cđa bóa chấn động - xung kích xem hình 141 với : 77 - Động điện ; - Các ®Üa lƯch t©m ; - Gai èc ®iỊu chØnh ; - Lò xo chịu nén ; - BƯ trªn ; - BƯ d−íi ; - Mũ chụp đầu cọc ; - Đầu búa xung kích ; - Bu lông Tuỳ theo hÃng sản xuất, mà hiệu máy, nhu cầu làm việc mà số động cơ, công suất kích thớc búa khác Ví dụ loại S - 883 có động nên công suất x KW, cao m , dµi 0,5 m vµ réng 0,35 m, nặng 150 Kg Còn máy EVJ - 120H hÃng Sensetsu động công suất tới 120 KW, kÝch th−íc 3,2 x 2,3 x m nặng tới 23 dùng để đóng cọc lớn ( 300 cm) xuống đất thịt hay sỏi, cuội đầu trục động có lắp đĩa lệch tâm quay Khi đóng cọc kẹp chụp bệ dới lên đầu cọc Động quay làm đĩa lệch tâm quay theo gây chấn động làm rung cọc máy, phá vỡ ma sát đất đá với thành cọc để cọc lún xuống Mặt khác, bệ nhún lên xuống làm đầu búa liên tục đập mạnh vào mũ chụp để hạ cọc lực xung kích (lực động) Muốn tăng giảm lực đóng cọc điều chỉnh gai ốc để thay đổi khoảng cách đầu búa mũ cọc thay đổi tần số rung Nếu đầu búa tỳ mạnh vào mũ cọc, máy trở thành búa chấn động dạng nối mềm Xả hết gai ốc khả nâng hạ búa tăng, lực rung giảm đến tối thiểu nhng Do mà có tên chấn động - xung kích Loại có nhiều u điểm bật nh đóng loại cọc lớn xuống đất cứng, sạn, đá sỏi, sét chắc, nớc bÃo hòa Có thể thay đổi lực đóng cọc linh hoạt, nhổ cọc V Lực chấn động công suất động máy đóng cọc chấn động Lùc chÊn ®éng : P = m.ω2.R (N) Trong ®ã : m - Khối lợng khối lệch tâm (kg) - Vận tốc góc trục gắn khối lệch tâm ; ω = π n -1 (s ) víi n số vòng 30 quay trục lêch tâm tần số dao động (vòng / phút) R - Khoảng lệch tâm (m) Công suất động điện : N= P.λ.n k v (kW) 60.000 Trong ®ã : biên độ dao động khối lệch tâm (m) kv hệ số vợt tải ; kv = ữ Búa đóng cọc thủy lực I Công dụng : Búa đóng cọc thủy lực làm việc dới tác dụng chất lỏng công tác có áp suất từ 1000 ữ 1600 N/cm2, tần số 50 ữ 170 nhát / phút Tuỳ theo cấu mà t¸c dơng cđa bóa thđy lùc cịng kh¸c đóng cọc Nếu búa thủy lực đơn động hay song động công dụng chúng nh búa Còn búa tỳ vào đế búa, đế búa tỳ vào cọc, tức chúng khoảng cách cho búa rơi đợc coi búa nén tĩnh Búa nén tĩnh có u điểm hoàn toàn bảo vệ đợc đầu cọc, không ồn, sẽ, thích hợp với đất cát, sạn, sét II Búa đóng cọc thủy lực loại song động : Xem hình 142a với : - Đế búa ; èng dÉn bóa ; - Bóa ®Ëp ; - Cán pittông ; - Khoang dới pittông ; - Pittông nén 78 dầu ; - Van chiỊu ; - Van ph©n phèi ; - Khoang pittông ; I - ống nạp dầu ; II - ống tháo dầu Hình 142a trình nạp dầu vào khoang dới pittông để nâng búa lên cao, hình 142b mô tả trình nạp dầu vào khoang pittông để hạ búa đóng cọc Nh loại búa đóng cọc song động có u ®iĨm lµ tèc ®é ®ãng cäc nhanh, lùc ®ãng cäc lớn có áp lực dầu tham gia đóng cäc Cã thĨ sư dơng nh− m¸y cäc đơn giản Nếu cho đầu búa tỳ trực tiếp vào mũ cọc bơm dầu vào khoang pittông liên tục cọc đợc coi nh hạ xuống lực nén tĩnh Nếu búa thủy lực đơn động lực ép nâng búa tác dụng khoang dới pittông Sau xả dầu cho búa rơi tự đóng cọc Nh loại đóng cọc tần số thấp (50 ữ 80 lần/phút), lực va đập yếu cho búa rơi tự tốc độ hạn chế dầu ngăn cản xả cha hết Chơng X Máy khoan đất đá Khái niệm chung I Mục đích : Khoan đất đá để khảo sát địa chất, cấp thoát nớc, chuẩn bị cho công tác đóng cọc tạo cọc nhồi II Các phơng pháp khoan đất đá : Phơng pháp học : Khoan va đập, va đập quay, quay tròn va đập quay tròn Phơng pháp thủy lực: Dùng tia nớc mảnh có đờng kính ữ mm phóng khỏi đầu dẫn với tốc độ siêu âm ( > 330 m/s) để rỉa sâu vào đất Phơng pháp nhiệt : Thiết bị khoan đá mũi khoan nhiệt, đầu có phận phun nhiên liệu Dới tác dụng tia lửa có nhiệt độ cao từ 3000 ữ 35000C đá bị rạn nứt Dùng với đá cứng đồng chất, chịu mòn Phơng pháp điện : Thiết bị máy phát sóng cao tần, tạo tia cắt đá tần số cao làm đất đá sụt lở III Các phơng pháp lấy phoi đá khỏi lỗ khoan 79 Dùng khí nén thổi bay phoi (phơng pháp khô) hay nớc chảy phoi (phơng pháp ớt) Dùng thiết bị múc phoi hay xilanh hút phoi III Phân loại máy khoan đá : Theo phơng pháp phá đá có : Máy khoan va đập, máy khoan va đập quay, máy khoan quay tròn Theo dạng lợng sử dụng có: Máy khoan dùng khí nén, dùng điện, thủy lực, nhiên liệu Trong thực tế, đặc điểm phận công tác, phơng pháp khoan lợng, ngời ta hay sử dụng loại máy khoan kiểu xoắn ruột gà, máy khoan máy khoan va đập - cáp Các loại máy khoan Đá thông dụng I Máy khoan xoắn ruột gà Dùng để khoan sâu hàng trăm mét, đờng kính lỗ khoan tới 2m xuống đất đá cứng Cấu tạo tổng thể máy hình 143 Trong ®ã : - Têi c¸p ; - Trơ khoan ; - Thanh ngang ; vµ - Cơ cấu quay mũi khoan ; - Cán mịi khoan ; - Xi lanh chØnh h−íng ; - Mũi khoan ruột gà ; Đế dẫn ; 10 - Sàn tỳ ; 11 - Giá đỡ giàn khoan ; 12 - Máy sở Khi khoan, dùng xi lanh điều chỉnh ấn định hớng, đờng tâm lỗ khoan, cho mũi khoan ruột gà quay nhả cáp hạ mũi khoan dần xuống Tới độ sâu cần thiết cáp nâng dần ruột gà lên II Máy khoan Máy khoan thờng khoan theo phơng pháp va đập quay để phá đá, dùng để khoan đá có độ cứng cao, khoan tạo lỗ đứng, xiên, ngang, ngợc với đờng kính khoảng75mm sâu tới 20m Sơ đồ cấu tạo hình 144 víi : - Mịi khoan ; - C¸n mịi khoan ; - Pitt«ng - bóa ; - Xilanh dẫn hớng ; - Khe thải ; - Khe nạp ; - Khe nạp dới ; - Đòn treo 80 Mũi khoan nguyên : Cán đúc liền mũi, lắp ghép : mũi lắp vào cán Loại đợc sử dụng nhiều vứt bỏ mũi lẫn cán hai chi tiết bị hỏng Chuôi cán đầu búa đợc vát xiên 450 Pittông-búa đợc khí nâng từ phần dới xilanh lên cao, sau lại bị khí nén từ phần xilanh xuống để đập vào cán mũi khoan Do đầu pittông bị vát xiên nên sau cú đập, mũi khoan vừa cắm xuống đá vừa xoay góc để cắt đá Tuỳ theo đá mềm, trung bình, cứng, cứng mà sử dụng dạng mũi đơn, kép, thập, múi (hình 144) III Khoan quay tròn : (Loại RDM CHLB Đức) loại này, mũi khoan hay đợc gọi đầu cắt đợc truyền ®éng tõ bé dÉn ®éng c¬ khÝ hay ®éng c¬ thủy lực Đầu cắt quay tròn 3600 liên tục nên tốc độ khoan nhanh, quay chiều nên cắt đỡ mòn Mọi cấu phụ, máy sở nh máy khoan ruột gà, riêng mũi khoan (hay đầu cắt) dạng ống xoay, chân ống có rÃnh cắt Điển hình máy khoan RDM CHLB Đức với lực nén từ 1900 ữ 3700 kN moment xoay 1800 ữ 4200 kNm (Xem hình145) Trong : Máy sở ; - Giá khoan ; - Cáp nâng hạ ; Đòn ngang ; - Cần khoan ; - C¬ cÊu quay mịi khoan ; - Mịi khoan đầu cắt IV Khoan va đập cáp : Dùng để khoan đá cứng, lỗ khoan rộng nông Xem h×nh 146 : - Mịi khoan ; - Cáp nâng ; - Ròng rọc treo cáp ; - Giàn đỡ (cố định) ; - Ròng rọc níu cáp ; Ròng rọc đổi h−íng c¸p ; - Têi ; - B¸nh ; - Bánh đà ; 10 - Thanh kéo 81 Do kéo có đầu lắp lệch tâm bánh đà nên bánh đà quay, kéo níu nhả ròng rọc cáp làm cho mũi khoan đợc nâng lên hạ xuống chọi vào đá làm vỡ đá khoét sâu lỗ Máy khoan va đập cáp có u điểm đơn giản cấu tạo sử dụng V Máy khoan ống vách khoan vách Loại ống vách có mũi khoan hình ống nối dài nhiều đoạn Hai bên thành ống đợc gắn với đầu pittông xilanh dao động Khoảng dao động 1/4 góc vuông Có xilanh ấn để hạ ống cắt Máy khoan ống vách khoan sâu 75m, phù hợp đất phức tạp Đờng kính lỗ khoan 2m Xem hình 147 Trong : - Cần giữ ; - Xilanh xoay dao động ; - Xi lanh nhấn Còn máy khoan vách dùng để khoan tờng vách dạng rÃnh đợc khoan đào nhờ đầu khoan kiểu gàu ngoạm đợc truyền lực kẹp cao Gàu đợc treo cáp cần trục tự hành bánh xích, đợc thả dần theo độ sâu lỗ khoan, (hình 148) Trong : Máy sở ; - Cáp nâng ; - Đầu khoan dạng gàu ngoạm Loại máy khoan khoan lỗ sâu tới 30 m đờng kính tới 2m Công nghệ tạo cọc nhồi thiết bị công tác Các phơng pháp tạo lỗ cho cọc nhồi : Dùng ống hợp kim có đờng kính tới 50 cm dài tới 22m, đầu có lắp đế nhọn để đóng vào đất sâu tơng ứng độ dài cọc cần có Đặt cốt thép ống Rót vữa bê tông vào ống dùng máy đầm đầm đến đầy ống ống để lại rút lên để thi công cọc nhồi khác Xem hình 149a : 82 a) Dùng búa đóng cọc hạ ống hợp kim đế nhọn xuống độ sâu cần thiết : - Đế cọc ; - Bóa ; - èng hỵp kim ; - Mũ cọc b) Đặt cốt thép ống rót bê tông kết hợp với đầm đến đầy cọc Rút ống để lại ống; - Khối bê tông đà đợc đổ đầm (hình149b) Sau hoàn tất công việc, cấu tạo cọc nhồi nh hình 150 với - Đế cọc; - Bê tông ; - Cốt thép Phơng pháp có u điểm nhanh, thích hợp với đất khó đóng cọc bê tông, bớt công vận chuyển, chọn ca cọc Nhng dễ đóng cọc bê tông việc đổ cọc tốn nhiều so với đóng cọc có sẵn - Dùng máy móc thiết bị khoan phù hợp để tạo lỗ cọc (đờng kính tới 2m sâu vài trăm mét) Đặt ống rót bê tông cốt thép ống, rót vữa bê tông vào ống qua phễu, đầm bê tông rút ống rót phễu lên Cấu tạo cọc nhồi nh hình 150 Nh vậy, muốn tạo cọc nhồi cần loạt thiết bị kết hợp làm việc với nh : máy khoan đất đá, máy đóng ống, máy trộn rót bê tông, máy nâng hạ ống máy đầm bê tông Cũng sử dụng máy khoan quay tròn hay ruột gà làm sở, cần, giàn có trang bị thiết bị để thực thao tác khác Máy cắm bấc thấm Máy cắm bấc thấm dùng để cắm bấc thấm vào lòng đất, làm lợng nớc khối đất thoát nhanh Do công trình đất lún nhanh hơn, dẫn đến nhanh ổn định Bấc thấm gồm lõi nhựa pôlyeste có rÃnh dọc, lớp vải bọc địa kỹ thuật không dệt bền bao quanh lâi, cho phÐp n−íc thÊm qua nhanh lâi, nh−ng không cho nớc Bấc rộng 10 cm, dày mm, cuộn dài 200 ữ 300 m đóng thành gói, có độ dai 2000 ữ 3000 N/m Bấc đợc cắm xuống lòng đất máy cắm bấc thấm Máy cắm bấc có máy sở máy kéo bánh xích, có xi lanh giữ giàn cột dẫn hớng bấc nh loại máy khoan quay tròn hay ruột gà Ta xét riêng cấu cắm rút dïi kĐp bÊc theo h×nh 151 : - Dïi kÑp bÊc ; - èng têi ; - Nhánh cáp rút dùi ; - Nhánh cáp cắm dùi bấc Chân bấc đợc kẹp vào ngang để giữ bấc lại đất 83 Kẹp đoạn bấc dùi 1, quay ống tời ngợc kim đồng hồ nhả cáp nâng dùi 3, cáp cắm dùi ®Ĩ Ên dïi vµ bÊc vµo ®Êt Quay têi kim đồng hồ để nhả cáp ấn dùi, cáp nâng dùi để nâng dùi lên khỏi mặt đất Độ sâu cắm bấc tối đa đến 40m, suất máy đến 8000 m bấc/ca, giảm đợc tới nửa giá thành so với chi phí cho xử lý phơng pháp khác Chơng XI : Máy Rải bê tông nhựa Khái niệm chung máy rải bê tông nhựa I Công dụng : Máy rải bê tông nhựa dùng để rải nhựa hỗn hợp lên mặt đờng Nó có nhiệm vụ nén chặt, làm phẳng nhẵn sơ lớp nhựa, tạo độ nghiêng mặt đờng theo yêu cầu II Phân loại máy rải bê tông nhựa Theo phơng pháp di chuyển có loại rơmooc loại tự hành Loại rơmooc có suất thấp nên hầu nh không đợc sử dụng Loại tự hành bánh xích, bánh lốp kết hợp, có suất cao di chuyển linh hoạt Theo công suất máy suất có loại : loại nhẹ có suất 25 ữ 50 tấn/h phổ biến Loại nặng suất 100 ữ 200 tấn/h đợc sử dụng nhiều, chất lợng rải tốt Theo đặc tính tác dụng vào hỗn hợp nhựa có : Loại máy cấu đầm nén (tấm đầm hay rung) Loại dùng Loại có cấu đầm nén đợc sản xuất sử dụng rộng rÃi Theo thiết bị chứa nhựa có : Loại có bunker Loại bunker bất tiện nên hầu nh không tồn Các máy rải nhựa đờng có suất cao từ 200 tấn/h, di động bánh xích, bunker chứa nhựa lớn, nén đầm rộng, thiết bị cấp liệu rÃi nhựa hoạt động nhịp nhàng 84 Cấu tạo nguyên tắc làm việc máy rải bê tông nhựa I Cấu tạo chung : Ta xét tổ hợp máy công tác máy rải hoạt ®éng theo h×nh 152 - Thïng xe tù ®ỉ (thùng chứa nhựa) ; - Xe tự đổ Cơ cÊu r¶i gåm : - Thïng chøa nhùa ; - Cơ cấu di chuyển bánh xích ; - Tấm điều chỉnh lợng nhựa ; - Vít quay ; - Thanh ®øng ; - TÊm Ðp ; - Thanh lÌn ; 10 - VÝt r¶i ngang ; 11 - Khíp quay ; 12 - Băng tải nhựa ; 13 - Khuỷu lệch tâm Tấm ép dùng để ép phẳng lớp nhựa Nó gồm phẳng liên kết với khớp cầu, tạo thành mặt phẳng ngang, mặt phẳng nghiêng phía nghiêng phía theo yêu cầu thiết kế mặt đờng nhờ vít ngang đặt ë biªn tÊm Ðp cã hƯ thèng gai èc - vít đứng để ấn định độ nghiêng ép (xem hình 153) Hỗn hợp nhựa đờng từ xe tự đổ đợc rót vào thùng chứa (bunker) Từ đợc băng tải 12 đa qua khe đổ để xuống lòng đờng Vít rải ngang 10 quay để chém tơi rải lớp nhựa đờng Nhờ cấu lệch tâm 13 mà ép đợc nâng lên, hạ xuống ép chặt nhựa Thanh đứng nèi víi lÌn vµ tÊm Ðp cã tác dụng làm tăng lực ép lèn rơi từ xuống Quay vít nâng hạ ®Ĩ ®Ịu chØnh l−ỵng nhùa qua khe ®ỉ Ci cïng dùng máy lu trơn hay lu lốp lăn lại mặt nhựa rải Loại có suất cao, nhựa đổ nhanh đều, lớp nhựa đợc lèn chặt, phẳng 85 Trạm trộn bê tông nhựa nóng I Các thiết bị trạm trộn bê tông nhùa nãng : - HÖ thèng cÊp liÖu gåm phễu chứa, máy tải liên tục - Tang sấy phèi liÖu - HÖ thèng cÊp liÖu nãng gåm gàu hay băng tải, sàng, máy định lợng cấp phối - Thiết bị cấp phụ gia, bột đá - Hệ thống cấp nhựa nóng : nấu, chứa, định lợng nhựa - Thiết bị lọc bụi - Máy trộn khuấy - Hệ thống điều khiển II Quy trình sản xuất bê tông nhựa : gồm công đoạn : - Cấp vật liệu nh đá, cát nguội vào tang sấy - Sấy đá, cát đến gần 2000C - Phân loại cấp phối sÊy - Nung nãng nhùa ®−êng tíi 1500C - Định lợng đá, cát, bột đá, phụ gia nhựa nóng theo tỷ lệ thành phần đà định trộn chúng với Trạm trộn thờng cỡng theo chu kỳ cỡng liên tục, có dạng tháp hay dạng nằm ngang III Cấu tạo trạm trộn bê tông nhựa : Ta xét loại tháp, hoạt ®éng c−ìng bøc theo chu kú Xem h×nh 154, Trong : Máy cấp liệu ; - Băng t¶i vËt liƯu ngi ; - Tang sÊy ; - Vòi tiếp khí nóng ; Băng tải vật liệu nóng ; - Mặt sàng ; - ThiÕt bÞ läc bơi ; – PhƠu chøa ; - Thiết bị định lợng nhựa ; 10 - Máy khuâý ; 11 - Xe tự đổ ; 12 - ống bao ngăn bụi 86 Đá cát đợc máy cấp liệu đa vào tang sấy nhờ băng tải nguội Khi đà đợc sấy nóng lại đợc băng tải nóng nâng lên đổ vào sàng để chọn cỡ thích hợp Đá đợc tích vào phễu chứa đợc định lợng rót vào máy khuấy Nhựa đợc định lợng rót vào Hỗn hợp nhựa đợc khuấy đổ vào xe tự đổ Máy khuấy 10 nh hình 155 Bụi đá đà sàng đợc hút vào ống 7, dùng nớc bơm lên để khử Loại có u điểm hoạt động liên tục nên suất cao 87 TAỉI LIỆU THAM KHẢO 1/ Trần Văn Tuấn, Nguyễn Văn Hùng, Nguyễn Hoài Nam KHAI THÁC MÁY XÂY DỰNG Nhà xuất giáo dục.Hà Nội 1996 2/ Nguyễn Đình Thuận SỬ DỤNG MÁY XÂY DỰNG Nhà xuất giao thông vận tải.Hà Nội 1995 3/ Nguyễn Tiến Thu SỔ TAY CHỌN MÁY THI CÔNG XÂY DỰNG Nhà xuất xây dựng.Hà Nội 1995 4/ Nguyễn Văn Hùng, Phạm Quang Dũng, Nguyễn Thị Mai MÁY XÂY DỰNG Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 1996 5/ Volcov D P MÁY XÂY DỰNG Nhà xuất Visaia Scola Matxcơva 1988 6/ Phidelev A C ; Trubuc IU F MÁY XÂY DỰNG Nhà xuất Visaia Scola Kiev 1979 7/ Nhedrorezov I A MÁY MÓC VÀ THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN Nhà xuất giao thông Matxcơva 1989 88 ... dụng : - Dùng máy nâng - Đẩy má hÃm xe máy - Dùng để ép, nén kim loại, máy nén cọc 14 Phần II : máy xây dựng chơng 1: khái niệm chung Phân loại máy xây dựng I Theo nguồn động lực : Máy có động... ĐẦU Ngày nay, quy mô tiến độ thi công xây dựng phát triển mạnh, ngành xây dựng dân dụng công nghiệp, xây dựng thuỷ lợi, xây dựng cầu đường v.v… ứng dụng nhiều máy móc, thiết bị thi công tiên tiến... Máy vận chuyển (ôtô - máy kéo, máy nâng, cần trục, băng tải, vít tải ) - Máy làm đất - Máy làm công tác bê tông vữa - Máy gia công đá - Máy đóng nhổ cọc - Máy làm đờng - Máy bơm nớc Cách phân