Máy xây dựng Trang 12 Chương 1 MÁY KHOAN 1 1 Những khái niệm cơ bản 1 1 1 Công dụng và phân loại Công dụng Máy khoan dùng để khoan lỗ trong đất đá Lỗ khoan có dạng hình trụ thẳng với đường kính và[.]
Máy xây dựng Chương MÁY KHOAN 1.1 Những khái niệm 1.1.1- Công dụng phân loại Công dụng Máy khoan dùng để khoan lỗ đất đá Lỗ khoan có dạng hình trụ thẳng với đường kính chiều sâu khoan khác tuỳ theo công dụng Trong khai thác loại khoáng sản rắn, vật liệu xây dựng xây dựng cơng trình giao thơng, khống sản đất đá có hệ số f cao lỗ khoan dùng để nạp thuốc nổ mìn phá huỷ sức nổ Ngồi ra, lỗ khoan cịn dùng để làm đường thơng gió, vận chuyển nguyên vật liệu, thoát nước, để đặt đường dây điện, khai thác xây dựng, khoan lỗ phục vụ cơng tác thăm dị địa chất, khai thác dầu khí Phân loại Theo tiêu chí khác nhau, máy khoan dùng công nghệ khai thác mỏ phân thành loại sau: * Theo nguyên lý phá vỡ đất đá, có: Máy khoan xoay, máy khoan đập, máy khoan xoay đập, máy khoan đập xoay, máy khoan xoay cầu, máy khoan nhiệt * Theo dạng lượng sử dụng, có: Máy khoan điện, máy khoan khí ép, máy khoan thuỷ lực * Theo phương pháp di chuyển định vị làm việc, có: Máy khoan cầm tay, máy khoan cột, thiết bị khoan đặt giá xe di chuyển * Theo phương pháp đẩy máy làm việc, có: Máy khoan đẩy tay, máy khoan đẩy cấu khí: cáp, xích, vít đai ốc, vít vi sai, máy khoan đẩy kích * Theo đường kính lỗ khoan, có: Máy khoan đường kính lớn, đường kính lỗ khoan D > 60 mm, máy khoan đường kính nhỏ, đường kính lỗ khoan D 60 mm * Theo phương pháp làm lỗ khoan, có: Máy khoan làm khí nén: thổi, hút, thổi + hút, máy khoan làm nước, máy khoan làm cánh xoắn 1.1.2- Các phương pháp khoan đất đá Quá trình khoan thực cách liên tục phá huỷ đất đá đáy lỗ đưa đất đá phá huỷ khỏi lỗ khoan Có thể khoan lỗ theo hướng tuỳ theo yêu cầu Có nhiều phương pháp phá huỷ đất đá để thực q trình khoan, xếp chúng thành hai loại sau: khoan vật lý khoan học Khoan vật lý: dùng tác dụng tượng hay hiệu ứng vật lý gây ứng suất đất đá vượt giới hạn bền làm bị phá huỷ Trong nhóm có phương pháp khoan nhiệt, khoan dùng siêu âm, khoan sức nổ, khoan tia lửa điện Ở dạng khoan này, lực học khơng tham gia vào q trình phá huỷ đất đá mà có tác dụng làm cho dụng cụ hay đầu khoan chuyển động Trong công nghiệp mỏ, phương pháp khoan vật lý dùng thiết bị phức tạp, suất thấp giá thành cao Riêng khoan nhiệt dùng khai thác mỏ quặng rắn, có hệ số f cao (f 20); dùng để khoan lớp đất đá cứng mà phương pháp khoan học không khoan Nguyên lý hoạt động khoan nhiệt: khoan nhiệt thực cách dùng chùm lửa có nhiệt độ áp suất cao để phá huỷ đất đá Mỏ đốt gắn vào đầu dụng cụ khoan đưa sâu dần vào lỗ Ngọn lửa đốt nóng nhanh bề mắt đất đá, gây ứng suất nhiệt lớp mặt đáy lỗ làm đất đá bong rộp Quá trình tiến sâu dần hình thành lỗ khoan Khoan nhiệt thích ứng với lộ thiên điều kiện ngầm thường có Trang 12 Máy xây dựng nguy hiểm cháy nổ Mặt khác, khoan nhiệt có giá thành cao gây nhiễm môi trường sản phẩm cháy Khoan học: phương pháp khoan phổ biến để khoan đất đá Phương pháp thực cách dùng lực học dụng cụ khoan kim loại tác dụng trực tiếp vào đất đá, gây ứng suất vượt giới hạn bền tách khỏi khối nguyên Tuỳ theo dạng ngoại lực chế phá huỷ đất đá, khoan học chia thành loại: khoan xoay, khoan đập, khoan xoay - đập, khoan đập - xoay khoan xoay cầu Nguyên lý phá vỡ đất đá loại máy khoan sau: a Khoan xoay A-A P P Mx Fđ B B B-B 3 A A Hình 1-1 Sơ đồ phương pháp khoan xoay Hình 1-2 Sơ đồ phương pháp khoan đập 1- Đầu mũi khoan 2,3- Nhánh khoan 1- Dụng cụ khoan 2,3- Các lần đập Đầu mũi khoan có hai nhiều nhánh (hình 1-1), nhánh có lưỡi cắt nằm theo hướng kính Khi mũi khoan quay tịnh tiến, lưỡi cắt chuyển động theo mặt xoắn phá huỷ đất đá đáy lỗ cách ép đẩy trượt vỡ Trong trình khoan lưỡi cắt phá huỷ đất đá liên tục, khoan xoay có suất cao Tuy nhiên khoan xoay có hiệu khoan đất đá có f Khi hệ số f cao chiều dày lớp cắt nhỏ, mũi khoan bị mài trượt đáy lỗ nên mau mòn, suất khoan thấp Với mũi khoan mà lưỡi cắt có gắn kim cương dùng khoan đất đá có f đến 14 Tuy nhiên giá thành cao nên không phổ biến Đối với máy khoan xoay, trình khoan dụng cụ khoan chịu tác dụng đồng thời hai dạng ngoại lực: Lực chiều trục: có tác dụng ép sát mũi khoan vào đáy lỗ Mô men xoắn: thành phần chủ yếu để phá huỷ đất đá Như vậy, máy khoan xoay máy khoan dụng cụ khoan vừa quay quanh trục tác dụng mơ men xoắn Mx vừa tịnh tiến theo hướng dọc trục lực đẩy chiều trục Pct b Khoan đập Khoan đập dạng khoan mà dụng cụ khoan tác dụng vào đất đá nhát đập gián đoạn Sơ đồ khoan đập hình 1-2 Đầu mũi khoan có nhiều lưỡi sắc có dạng Trang 13 Máy xây dựng nêm vát hai phía Sau nhát đập dụng cụ, lưỡi cắt ăn sâu vào đất đá phá huỷ đất đá thành dạng vết dài Để phá huỷ mặt đáy lỗ có lỗ khoan trịn sau lần đập, vào lúc dụng cụ khoan nâng lên hay nẩy lên đàn hồi, dụng cụ khoan xoay góc định theo chiều để nhát đập sau khơng trùng vào nhát đập trước Góc xoay nằm khoảng 1030 độ, với loại đất đá có độ cứng khác nhau, dùng góc xoay khác (đất đá kiên cố xoay góc nhỏ, đất đá mềm xoay góc lớn) Trong q trình khoan dụng cụ khoan chịu tác dụng đồng thời hai dạng ngoại lực: Xung lực đập: thành phần chủ yếu phá huỷ đất đá; Lực chiều trục: khơng có tác dụng phá huỷ đất đá mà nhằm đẩy mũi khoan áp sát đáy lỗ khoan để tăng hiệu cơng đập Khoan đập dùng khoan đất đá có f = 20 Đất đá có f < dùng khoan đập hiệu không cao Năng suất máy khoan đập thấp trình phá huỷ đất đá khơng liên tục lực đập gián đoạn Thông thường lực đập mũi khoan lên đất đá chuyển động pít tơng xi lanh đập lên dụng cụ khoan Máy thực trình khoan đập loại búa khoan Búa khoan dùng điều kiện ngầm lộ thiên c Khoan xoay - đập Khoan xoay - đập thực khoan xoay dụng cụ khoan chịu thêm tác dụng xung lực đập Trong trình làm việc dụng cụ khoan chịu tác dụng đồng thời ba dạng ngoại lực: Mô men xoắn Mx; Lực đập Pđ; Lực chiều trục Pct Trong đó: vai trị phá huỷ đất đá mơ men xoắn, cịn lực đập có tác dụng làm tăng chiều sâu cắt vị trí nhát đập Do vậy, máy khoan xoay - đập dùng khoan đất đá có hệ số f cao so với máy khoan xoay Dùng khoan đất đá có f = 14, làm việc suất đất đá có f = 12 Do có lực đập nên lưỡi cắt thường có dạng nêm vát hai phía nhằm đảm bảo cho lưỡi cắt bền d Khoan đập xoay Tương tự máy khoan đập dụng cụ khoan quay liên tục theo chiều Trong trình khoan, dụng cụ khoan chịu tác dụng đồng thời ba dạng ngoại lực: Lực đập Pđ; Mô men xoắn Mx; Lực chiều trục Pct Trong xung lực đập đóng vai trị để phá huỷ đất đá, cịn lực hướng trục mơ men xoắn có tác dụng đẩy trượt vỡ mảnh hay phần đất đá nhát đập suất cao khoan đập tuý Máy khoan đập xoay dùng khoan đất đá có f = 18 Đất đá có f nên dùng máy khoan xoay e Khoan xoay cầu Khoan xoay cầu hình thức giống máy khoan xoay, tức dụng cụ khoan vừa xoay vừa chuyển động tịnh tiến dọc trục tác dụng mô men xoắn lực chiều trục, mơ men xoắn lực nén dọc trục có giá trị lớn Phần cắt mũi khoan có dạng nón lắp quay trơn trục Khi mũi khoan quay, nón lăn mặt đáy lỗ khoan cắt mặt nón phá huỷ đất đá Nguyên lý phá vỡ đất đá máy khoan xoay cầu phay cắt Trang 14 Máy xây dựng Hình 1-3 Sơ đồ phương pháp khoan xoay cầu 1- Mũi khoan 2- Nón cơng tác 3- Răng (chốt ) cắt Trong trình khoan dụng cụ khoan chịu tác dụng đồng thời hai dạng ngoại lực: Lực chiều trục Pn Mô men xoắn Mx Khi mũi khoan quay với tốc độ khơng cao, nón phá huỷ đất đá tương tự khoan xoay Khi mũi khoan quay với tốc độ cao, nón lăn nhanh hơn, thời gian tiếp xúc cắt đất đá ngắn Trường hợp chế phá huỷ đất đá giống khoan đập Khi mũi khoan quay với tốc độ cao, nón lăn nhanh hơn, thời gian tiếp xúc cắt đất đá ngắn Trường hợp chế phá huỷ đất đá giống khoan đập Sự phá vỡ đất đá cắt máy khoan xoay cầu theo chu kỳ mạch đập (mạch động), khả khoan đất đá với f = 818 Do có nhiều cắt nên khoan xoay cầu có suất cao 1.1.3 Máy khoan dạng cấu sinh lực khoan Máy khoan phân loại dựa theo phương pháp khoan, bao gồm: khoan xoay, khoan đập, khoan xoay - đập, khoan đập - xoay, khoan xoay cầu, máy khoan nhiệt, v v Các máy loại tức có chế phá huỷ đất đá dùng điều kiện ngầm lộ thiên Do máy khoan theo phương pháp khoan vật lý sử dụng nên khuôn khổ môn học đề cập đến máy khoan theo phương pháp khoan học Các máy khoan học phải tạo một, hai hay ba dạng ngoại lực: lực đập, mô men xoắn, lực đẩy hướng trục Các cấu (hay gọi phận) chức tạo dạng ngoại lực dùng nhiều máy khác a Cơ cấu đập Cơ cấu đập tạo xung lực đập để dụng cụ khoan phá huỷ đất đá Dạng cấu đập thường sử dụng cấu đập kiểu búa Ngoài cịn có cấu đập kiểu rơi tự Đập kiểu búa: búa đập pít tơng chuyển động xy lanh, có chu kỳ chuyển động gồm hai hành trình: từ trái qua phải để tác dụng lực đập vào dụng cụ khoan, qua tác dụng vào đất đá; từ phải qua trái sau đập lùi vị trí ban đầu để chuẩn bị cho lần đập chu kỳ sau Búa đập (pit tơng) chuyển động nhờ khí nén thuỷ lực Búa đập chuyển động nhờ khí nén có đặc điểm tác dụng nhanh, kết cấu đơn giản, không cần tuần hồn khơng khí Trang 15 Máy xây dựng Hình 1-4 Sơ đồ nguyên lý cấu đập kiểu búa 1- Búa đập 2- Đuôi dụng cụ khoan Búa đập chuyển động nhờ thủy lực có đặc điểm điều chỉnh lực đập đòi hỏi phải có phận truyền động thủy lực phức tạp, cần phải tuần hoàn dầu thủy lực Cơ cấu đập kiểu búa dùng cho máy khoan đập, đập - xoay, xoay - đập với hướng khoan b Cơ cấu quay Cơ cấu quay để truyền chuyển động quay mô men xoắn cho dụng cụ khoan Cơ cấu quay gồm hai phận là: động hộp giảm tốc Động hộp giảm tốc kết hợp gọi phận dẫn động Hình 1-5 Sơ đồ nguyên lý cấu quay dụng cụ khoan 1- Động 2- Hộp giảm tốc Động nguồn động lực Hộp giảm tốc hộp số có khă tạo cho dụng cụ khoan số tốc độ quay khác Trục động nối với trục vào hộp giảm tốc khớp nối trục Động cơ: động dùng động điện xoay chiều, động điện chiều, động thuỷ lực, động khí nén Động điện dùng phổ biến loại đơn giản, thuận tiện, dùng cho cơng suất lớn nhỏ Động thuỷ lực có ưu điểm kết cấu nhỏ gọn, nhẹ, dễ thay đổi tốc độ quay địi hỏi phải có hệ thống truyền động thuỷ lực phức tạp địi hỏi chế tạo xác Động khí nén có kết cấu nhỏ, nhẹ nhiều so với động điện công suất Loại thường có cơng suất nhỏ, dễ thay đổi tốc độ quay, dùng cho máy khoan điều kiện ngầm Động điện chiều dùng cần công suất lớn, loại động dễ thay đổi tốc độ quay Dịng chiều máy phát chiều cung cấp chỉnh lưu từ dòng xoay chiều Hộp giảm tốc: hộp giảm tốc thường hộp giảm tốc bánh tốc độ quay dụng cụ khoan nhỏ nhiều so với tốc độ động Khi dùng với động thay đổi tốc độ quay hộp giảm tốc hộp giảm tốc đơn có tỷ số truyền Khi dùng với động có tốc độ quay cố định hộp giảm tốc vừa làm giảm tốc vừa có khả đảm bảo cho trục số cấp tốc độ khác tức hộp số Liên kết trục hộp giảm tốc đầu mút dụng cụ khoan thường mối nối ren Trong trường hợp khoan phận quay phải tịnh tiến theo dụng cụ khoan Muốn cho động hộp số cố định chuyển động quay mơ men xoắn từ trục hộp số truyền tới dụng cụ khoan phải thông qua mâm cặp khớp nối trượt c Cơ cấu đẩy Trang 16 Máy xây dựng Để thực trình khoan đất đá phương pháp học cần tác dụng vào dụng cụ khoan lực theo hướng trục (tức lực đẩy) Đối với phương pháp khoan đập, lực hướng trục có tác dụng ép sát mũi khoan vào đáy lỗ, phương pháp khoan khác lực hướng trục tham gia vào trình phá huỷ đất đá Với máy khoan cỡ nhỏ, dùng khoan lỗ nhỏ nông, cần lực hướng trục nhỏ Trường hợp lực tạo sức đẩy thân người thợ khoan Khi khoan đất đá mềm theo hướng thẳng đứng xuống, lực hướng trục tạo trọng lượng thân dụng cụ khoan phận tịnh tiến theo Trong trường hợp cịn lại, để tạo lực hướng trục máy phải dùng cấu đẩy Có hai cách truyền lực hướng trục cho dụng cụ khoan: lực đẩy đặt vào đầu mút dụng cụ lực đẩy truyền cho dụng cụ mâm cặp (bộ phận kẹp) Trong phần lớn trường hợp cấu đẩy làm nhiệm vụ đưa dụng cụ khoan vào kéo dụng cụ khoan khỏi lỗ nối, tháo dụng cụ khoan kết thúc lỗ khoan Khi khoan lỗ sâu hành trình đẩy ngắn khoan lỗ thẳng đứng mà cấu đẩy dùng mâm cặp việc nâng hạ dụng cụ dùng tời riêng Một số dạng cấu đẩy thường dùng như: - bánh răng, cáp xích, vít - đai ốc, xi lanh - pít tơng, … c) Hình 1-8 Các dạng cấu đẩy dụng cụ khoan a- Cơ cấu đẩy dùng bánh - c- Cơ cấu đẩy dùng vít đai ốc Trang 17 b- Cơ cấu đẩy dùng cáp hay xích d,e- Cơ cấu đẩy dùng xi lanh - pít tơng Máy xây dựng Cơ cấu đẩy dùng - bánh răng: Bộ phận dẫn động quay (hoặc quay đập khoan xoay-đập) nối với dụng cụ khoan Bánh chủ động nhận chuyển động quay từ 1, ăn khớp với cố định Do bánh quay lăn làm khối 1, tịnh tiến tạo nên lực đẩy mũi khoan đáy lỗ Chuyển động tịnh tiến đảm bảo xác nhờ dẫn hướng lắp song song với cố định Khi chiều sâu khoan lớn hành trình đẩy phải nối thêm chng khoan cấu đẩy phải thực nhiều hành trình Hướng khoan xác định phương dẫn hướng Khi cần lực đẩy lớn bố trí cấu đẩy có hai cặp - bánh đối xứng qua đường trục, hợp lực đẩy đặt vào đường tâm dụng cụ khoan Ưu điểm: truyền động chắn, rung động Nhược điểm: yêu cầu chế tạo, lắp đặt xác, hành trình đẩy ngắn, cần lực đẩy lớn kết cấu cấu nặng nề Cơ cấu đẩy kiểu - bánh dùng Cơ cấu đẩy dùng cáp xích Thân phận dẫn động quay (hoặc quay đập) gắn với dây cáp Cáp vào tang số vòng ma sát vòng qua ròng rọc Khi tang dẫn động riêng động hộp giảm tốc quay cáp kéo khối dẫn động dụng cụ khoan tịnh tiến theo đường dẫn tạo nên lực đẩy dụng cụ Hết hành trình tang quay ngược lại cáp kéo khối 1, khỏi lỗ Khi cần tạo lực đẩy lớn dùng hai cấu bố trí đối xứng với đường trục dụng cụ khoan Ưu điểm: đơn giản, gọn nhẹ, có hành trình đẩy lớn tới 20 m, giảm bớt số hành trình đẩy nên giảm thời gian phụ dùng cho việc nối tháo dụng cụ khoan, nâng cao suất Nhược điểm: liên kết dụng cụ khoan khối máy liên kết mềm, lực khoan thay đổi gây rung động, dẫn đén dao động cộng hưởng làm ảnh hưởng đến trình khoan Đối với máy khoan cần lực đẩy lớn, để giảm kích thước cáp, tang rịng rọc hệ thống cáp kéo phải có bội suất pa lăng lớn Cơ cấu đẩy dùng vít - đai ốc Nguyên lý làm việc cấu biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến Khối dẫn động quay (hay quay-đập) dụng cụ gắn liền với đai ốc Đai ốc ăn khớp với vít me Vít me quay nhờ khối dẫn động Khi vít quay, đai ốc tịnh tiến làm khối 1, chuyển động theo đường dẫn hướng tạo nên lực đẩy Khi vít quay ngược lại, đai ốc khối 1, lùi Cơ cấu loại gọn nhẹ hiệu suất thấp tổn thất ma sát mặt ren ăn khớp, độ cứng vững không cao, tốc độ tịnh tiến đai ốc thấp Cơ cấu thường dùng cho máy khoan nhỏ, khoan nông khoan hành trình đẩy Cơ cấu đẩy dùng xi lanh - pít tơng Pít tơng chuyển động qua lại xi lanh khí nén hay xi lanh thuỷ lực Cán pít tơng nối với phận dẫn động quay mâm cặp để kẹp dụng cụ khoan Khi pít tơng chuyển động tác dụng khí nén hay dầu cao áp xi lanh, dụng cụ khoan chuyển động theo hướng đẩy lùi Ưu điểm: nhỏ gọn, nguồn cung cấp khí nén dầu đặt xa, tạo lực đẩy lớn cách dùng nhiều xi lanh làm việc đồng thời, dễ thay đổi lực đẩy cách thay đổi áp suất khí nén dầu xi lanh, khả chống tải cao Trang 18 Máy xây dựng Nhược điểm: hành trình đẩy khơng lớn (< 2m) 1.1.4 Các phương pháp làm lỗ khoan Khi khoan đất đá bị phá huỷ nằm mặt đáy lỗ gọi phoi khoan Phoi có dạng viên, bột, hạt bùn nhão, không kịp thời lấy phoi khỏi lỗ khoan hiệu khoan giảm tiêu tốn nhiều cơng nghiền đập lại phoi, mịn mũi khoan Do song song với trình phá huỷ đất đá phải liên tục làm phoi thoát khỏi lỗ Quá trình gọi làm lỗ khoan Làm lỗ khoan triệt để suất khoan cao Làm lỗ khoan xẩy tự nhiên khoan lỗ hướng lên với góc nghiêng đủ lớn, thành phần trọng lực phoi thắng lực ma sát, phoi tự chảy xuống (khoan xiên góc lớn 45 độ) Trường hợp gặp khoan ngầm, trường hợp khác khoan phải dùng phương pháp cưỡng để lấy phoi Dưới giới thiệu phương pháp lấy phoi thường dùng a Thoát phoi cánh xoắn choòng khoan Trên thân dụng cụ khoan dạng trụ hàn cánh xoắn theo đường xoắn Khi dụng cụ khoan quay tịnh tiến, mũi khoan phá huỷ đất đá tạo thành phoi, phoi bị đẩy ngược lên theo cánh xoắn Do cánh xoắn chng khoan khai triển phẳng có dạng hình nêm, chng khoan quay đóng vai trị đẩy cho phần nêm côn vào đống đất đá đất đá trượt theo mặt lên Phương pháp đơn giản, dụng cụ khoan kiêm nhiệm vụ phoi, khơng phải dẫn động riêng cho phận lấy phoi thích hợp cho máy khoan xoay b Thoát phoi nước Trong phương pháp thân dụng cụ khoan ống rỗng, nước bơm với áp suất cao dẫn theo ống dẫn tới mũi khoan, kết hợp với phoi khoan tạo thành bùn đẩy miệng lỗ qua khoảng hở thân dụng cụ khoan thành lỗ Hình 1-9 Các phương pháp làm lỗ khoan a- Thoát phoi cánh xoắn b- Thoát phoi nước c- Thổi phoi d- Hút phoi Phương pháp dùng phổ biến cho búa khoan đập, máy khoan xoay - đập để khoan lỗ nhỏ, có góc nghiêng lỗ so với phương ngang khoan xiên xuống nhỏ Ưu điểm: không gây bụi, làm nguội mũi khoan Nhược điểm: dùng cho lỗ khoan nhỏ nông, gây lầy lội quanh lỗ khoan Đặc biệt đất đá có khe nứt, phoi bùn dễ chui vào khe đó, sau khoan bùn từ khe nứt lại chảy xuống đáy lỗ làm lỗ khoan trở thành nông trước nạp thuốc mìn lại phải khoan lại phải khoan sâu chiều sâu cần thiết Trang 19 Máy xây dựng c Thốt phoi khí nén Thổi phoi Có hai phương pháp thổi phoi: thổi khơ thổi ướt Đối với thổi khơ: dụng cụ khoan ống rỗng Khí nén với áp suất cao từ máy nén khí dẫn theo ống rỗng tới đáy lỗ khoan tác dụng vào hạt phoi tạo thành dịng hỗn hợp khí - phoi, dịng hỗn hợp theo khe hở thân dụng cụ thành lỗ khoan miệng lỗ Để tránh bụi miệng lỗ có chụp đậy kín Hỗn hợp khí phoi theo đường dẫn tới thiết bị lọc 3, phoi qua buồng xoáy lốc ngăn lọc vải, phoi hạt lại rơi xuống Để tránh phoi bụi bám vào thành ngăn lọc, thiết bị phải dùng máy gây rung động Thổi khô dùng cho máy khoan đập - xoay khoan xoay cầu Đối với thổi ướt: sơ đồ có dạng làm nước Một luồng hỗn hợp khí nén nước áp suất cao dẫn tới đáy lỗ Phoi bùn bị đẩy lên theo khoảng hở dụng cụ khoan thành lỗ khoan phun vào khơng khí Để tránh bùn phun cao người ta chắn bên dùng quạt thổi tạt phía Trong máy khoan đập xoay dùng thoát phoi theo phương pháp thổi ướt phải kết cấu thêm ống dẫn phụ Thổi ướt dùng cho máy khoan đập - xoay máy khoan xoay cầu Ngồi cịn sử dụng phương pháp thổi kết hợp hút: Phương pháp dùng nhiều máy khoan xoay cầu, máy khoan xoay-đập, máy khoan đập-xoay Khí thổi qua ống rỗng choòng khoan, phoi đẩy lên qua chụp đậy tới lọc thô Lọc bán tinh Lọc tinh quạt hút hút ngồi Lọc tinh lọc kiểu túi tĩnh điện Hình 1-8 Sơ đồ nguyên lý phương pháp thổi hút kết hợp 1- Choòng khoan 2- Chụp đậy 4- Lọc bán tinh 5- Lọc tinh 3- Lọc thô 6- Quạt hút Hút phoi Dụng cụ khoan nối với thiết bị hút, phoi hút theo lỗ rỗng thân dụng cụ khoan đưa tới thiết bị lọc, khơng khí vào đáy lỗ qua khoảng hở dụng cụ khoan thành lỗ khoan Phương pháp tránh bụi thiết bị phức tạp, dùng khoan đất đá hay quặng có bụi gây độc hại cho người 1.2 Khoan xoay Máy khoan xoay loại máy khoan thực phá hủy đất đá theo phương pháp khoan học, khoan dụng cụ khoan vừa quay quanh trục tác dụng mô men xoắn vừa tịnh tiến theo hướng trục lực đẩy hướng trục Trong khai thác máy khoan xoay dùng để khoan đất đá có độ kiên cố f < Với mũi khoan lưỡi cắt có gắn kim cương dùng khoan đất đá có độc kiên cố f đến 14 Theo đặc tính sử dụng máy khoan xoay có loại sau: - Máy khoan xoay cầm tay, - Máy khoan xoay lắp giá kiểu cột, Trang 20 Máy xây dựng - Máy khoan xoay lộ thiên, Máy khoan xuyên vỉa 1.2.1- Máy khoan xoay cầm tay Máy khoan xoay cầm tay loại máy khoan nhỏ, dùng khoan lỗ có đường kính D 32 mm, chiều sâu khoan L m đất đá có độ kiên cố f Khi khoan máy nâng, giữ tạo lực đẩy hướng trục sức người thợ khoan Động máy tạo mô men xoắn chuyển động quay cho dụng cụ khoan Do tiến hành khoan tay mang vác di chuyển nên trọng lượng máy khoan xoay cầm tay thường tối đa khơng q 30 kg theo cơng suất động đến 1,5 kW Máy khoan xoay cầm tay dùng lò chợ khoan mở vỉa, khoan hầm khấu ban đầu, khoan đường lị than Hình 1-9 Máy khoan xoay cầm tay Tay cầm; Động cơ; Hộp giảm tốc; Móc kéo Kết cấu hoạt động a) Kết cấu Sơ đồ kết cấu máy khoan xoay cầm tay hình 1-10 Máy gồm hai phần chính: động hộp giảm tốc Để có kết cấu gọn nhẹ động hộp giảm tốc thường chế tạo liền thành khối Vật liệu chế tạo chúng gang hợp kim nhơm Trên thân động có hai tay cầm để thợ khoan nâng giữ máy làm việc Đầu kẹp để kẹp dụng cụ khoan Đầu kẹp gắn liền với trục nhận chuyển động từ động Động máy thơng dụng động điện ba pha đơn giản, thuận tiện Để đảm bảo an toàn cho người sử dụng dùng điện áp thấp (127V), phần vỏ dễ tiếp xúc với tay người bọc cao su cách điện, cơng tắc đóng, ngắt phải kết cấu kín Nhược điểm động điện nặng nên thường hạn chế công suất cho khoan cầm tay khơng q 1,5kW Ngồi ra, dùng động điện dễ sinh tia lửa điện đóng ngắt, điều nguy hiểm dùng mỏ ngầm có khí bụi nổ Trong trường hợp người ta dùng động chạy khí nén Động khí nén có ưu điểm nhỏ, nhẹ động điện, thay đổi tốc độ quay vô cấp địi hỏi phải có hệ thống cung cấp khí nén Do vậy, thường dùng cho mỏ ngầm cần đảm bảo an tồn nổ khơng sinh tia lửa điện làm việc Ngồi cịn dùng động thuỷ lực khơng thơng dụng hệ thống kèm nặng nề, phức tạp Hộp giảm tốc dùng để giảm tốc độ quay từ động tới dụng cụ khoan, yêu cầu kết cấu nhỏ gọn Thông thường dùng hộp giảm tốc bánh trụ thẳng loại bánh hành tinh, có hai cấp tốc độ Hình 1-10 (phần b) nêu thí dụ hộp giảm tốc bánh trụ thẳng: chuyển động quay từ động 1, qua bánh Z1, Z2, Z3, Z4 truyền tới đầu kẹp qua tới dụng cụ khoan Nhìn chung, làm việc thợ khoan phải nâng, giữ đẩy tay Có thể làm giảm nhẹ bớt việc nâng giữ số trường hợp cách dùng dây treo máy đặt máy lên chân chống phụ Với loại có cơng suất tương đối lớn dùng cấu đơn giản để tạo lực đẩy hình 1-10 (phần c) Máy gồm động hộp gim tc Trờn Trang 21 Máy xây dùng Đặc điểm chuyển động quay trịn nón động: Trong thực tế nón động khơng chuyển động quay tương đối so với nón tĩnh mà cịn chuyển động tự quay quanh đường tâm sinh lực xiết vật liệu Lực ma sát sinh bề mặt trục nón động thành lỗ lệch tâm trụ lệch tâm lực ma sát bề mặt nón động bề mặt vật liệu nguyên nhân sinh chuyển động tự xoay nón động Chiều rộng khe tháo tải cách điều chỉnh: Các máy đập nón để đập thô thường chế tạo với chiều rộng khe tháo tải khoảng 0,1-0,2B Chiều rộng khe tháo tải điều chỉnh cách: Nâng hạ trục nón động cố định vị trí trục êcu đầu trục (Một số máy có cấu điều chỉnh khe tháo tải thuỷ lực, ổ lệch tâm có bơm thuỷ lực để nâng hạ trục); Có thể thay đổi độ dày lót cuối Năng suất máy đập: tính theo cơng thức gần sau: Q 210B 2B 1(k) , Tấn/h; Trong k - hệ số tơi xốp sản phẩm đập, k = 0,3-0,5; - khối lượng riêng vật liệu, t/m3 B – Đường kính miệng cấp liệu, m; Máy đập (nón ngắn) đập trung đập nhỏ So với máy đập nón dài: Cùng nguyên lý làm việc; Giống cấu tạo Một số điểm khác đặc trưng: Nón động khơng treo mà tựa mặt hình cầu; Nón tĩnh (phần thân máy) ghép với thân máy bu lơng lị so Nón động có góc lớn (>100o) Mặt nón động nón tĩnh chiều đặt úp (phần đáy lớn nằm phía dưới) Giữa nón động nón tĩnh có vùng song song chỗ gần miệng tháo tải Chiều dài vùng song song l máy đập nhỏ dài Hình 6-12: Máy đập nón ngắn máy đập trung Để đập nhỏ dài 1- Nón tĩnh; 2- Nón động; 3-Trục nón động; 4- Trục lệch 1/6D máy đập để đâp vừa 1/10tâm; 5-Thân máy; 6-Bánh truyền động hình cơn; 1/12D (D- đường kính đáy nón động) Chiều 7-Trục truyền động; 8-Bánh đai; 9-Giá đỡ hình cầu rộng vùng song song coi chiều rộng miệng tháo tải Tốc độ quay trụ chọn cho cục vật liệu phải ép lần vùng song song; Tần số lắc nón động cao (700-1200 v/ph) nên vật liệu bị đập vỡ giống va đập búa khác hẳn so với bị nén ép từ từ máy đập nón thơ; Tỉ số độ bước lắc với khe tháo tải máy đập côn ~ 2,4-2,9 lần, lớn nhiều so với máy máy đập nón thơ nên dmax/CSS sản phẩn đập lớn ~3-4 lần (dmax máy đập thô ~2 lần) Cấu tạo: Thân máy gồm hai phần hình trụ phần đúc thép Phần trên: đặt ghép chặt vào phần lị so bu lơng cấu giảm tải thuỷ lực (máy đập côn dịng HP) Trên chu vi thân máy có khoảng 20 đến 130 lị so bu lơng Trang 166 Máy xây dựng nh vy Cỏc lũ so có nhiệm vụ bảo vệ trục máy khỏi bị gẫy đập phải vật cứng (cục thép chẳng hạn); lị so nén lại, nón tĩnh nâng lên mở rộng miệng tháo tải đủ lớn để vật cứng lọt qua Thân máy: Phần dưói thân máy đúc liền với ống hình trụ, chúng nối với vách ngăn phân bố theo phương bán kính Đường trục thân máy trùng với đường trục ống đỡ hình trụ Mặt ống hình trụ có ống lót đồng để làm ổ trượt cho trụ quay (trụ lệch tâm) Nón tĩnh: Thành ngồi nón tĩnh có dạng hình trụ, thành có dạng hình nón chiều loe hướng xuống phía lót lót thép mangan Nón động: đúc thành hình nón dỗng, góc đỉnh khoảng 1000, chiều cao nón 1/3 đường kính đáy Mặt ngồi nón động lát lót Mặt nón động mặt cầu nhẵn, tỳ giá đỡ mặt cầu Mặt giá đỡ lót ổ trượt hình cầu đồng thau Đầu trục nón động có lắp đĩa tiếp liệu Khi máy đập làm việc, vật liệu đổ lên đĩa qua phễu hứng, đĩa nghiêng lượn theo vòng tròn, rải vật liệu đặn suốt chu vi miệng cấp liệu Vật liệu khoang đập bị nén ép với tốc độ cao, bị phá vỡ dịch chuyển tự qua máy đập Bước lắc lớn nón động tạo độ mở lớn nón động nón tĩnh chúng xa Điều cho phép vật liệu tháo khỏi máy đập dễ dàng Trụ lệch tâm: đúc thép, mặt mặt ngồi gia cơng nhẵn Đầu trụ quay gắn bánh Giữa trụ quay có lỗ có đường tâm lệch so với đường tâm trụ quay Trục nón động cắm vào lỗ côn Máy đập côn chế tạo với hai dạng côn chuẩn (a) côn ngắn (b): Máy đập chuẩn có đêm lót nón tĩnh dạng bậc cho phép nhận cấp liệu thô nên dùng để đập trung với sản phẩm cỡ 5-60mm Máy đập ngắn có góc tĩnh dốc cho phép giảm tắc cấp liệu mịn, vùng song song nón đập dài nên dùng để đập nhỏ với sản phẩm đập cỡ 3-20mm Điều chỉnh khe tháo tải: điều chỉnh cách nâng hạ nón tĩnh: Năng suất đập theo thể tích máy đập nón để đập trung đập nhỏ tính đơn giản theo cơng thức : V = k0nbD2, m3/h b - chiều rộng khe tháo tải, m; D - đường kính đáy nón động, m; k0 - hệ số tỷ lệ n- tần số lắc nún ng, vũng/phỳt 6.1.2 Mỏy sng ỏ Vật liệu đầu Các khái niệm sàng Định nghĩa: Sàng trình phân chia vật liệu hạt rời thành phần có cỡ hạt khác cách sử dụng hay nhiều mặt lưới sàng có kích thước lỗ lưới xác định Sản phẩm sàng: Các hạt có kích thước nhỏ lỗ lưới lọt qua lỗ tạo thành sản phẩm quy ước gọi sản phẩm lưới; hạt không lọt qua lỗ lưới lại sàng tạo thành sản phẩm lưới Vật liệu đem sàng gọi cấp liệu sng hay vt liu u Sàng Sản phẩm duới luới Sản phẩm luới Hỡnh 6-13 Trang 167 Máy xây dựng Hỡnh 6-13 S b trớ mt sàng để lấy nhiều sản phẩm Trên máy sàng đặt tới mặt sàng Các mặt sàng bố trí liên tiếp bố trí song song hay kết hợp hình 6-13’ Lưới sàng: bề mặt có lỗ trống đồng hình dáng kích cỡ Tùy theo vật liệu điều kiện ứng dụng mà sử dụng lưới sàng dạng lưới đan, đột lỗ ghép dạng chấn song Mặt lưới sàng phẳng, cong; đặt nằm nghiêng nằm ngang Trong thực tế lưới sàng thường có dạng sau: (1) lưới đan - thường để sàng tách cấp hạt nhỏ có d80mm Lưới đan: Lưới đan đan từ sợi kim loại (thép, thép không gỉ, đồng, niken) với lỗ lưới vng hình chữ nhật kích thước từ 0,04 100mm Lưới tấm: Lưới làm từ thép khoan hay dập lỗ Lỗ đa dạng: tròn, chữ nhật (dạng khe), đơi hình vng Các lỗ xếp thành hàng, dãy song song lệch Lỗ sàng dạng khe thường xếp lệch góc với đường trục dọc mặt lưới sàng Lưới có lỗ lưới bố trí theo hình bàn cờ cho độ bền cao hệ số diện tích sử dụng cao Lưới lỗ tròn thường xếp tâm lỗ nằm đỉnh tam giác Lưới có lỗ hình chữ nhật hình trịn tiêu chuẩn hố có kích thước lỗ lưới theo dãy số: …;16; 20; 25; 32; 35; 37; 40; 42; 50; 60; 65; … mm Chiều dày lưới có lỗ nhỏ 10mm 4-6mm lỗ 30-60 mm 8-10mm (thường chiều dày nhỏ 12 mm để tránh tắc) Ứng dụng: Lưới dạng phổ biến loại lỗ kích thước từ 10 đến 80mm, cần lỗ lưới lớn dùng lưới chấn song, cịn nhỏ dùng lưới đan Ưu điểm lưới bền chắc, có tuổi thọ cao, hệ số diện tích có ích lưới lưới đan loại nặng tương đối gần Lưới chấn song Lưới gồm chấn song hay thép lớn đặt song song với Kích thước lỗ lưới chiều rộng khe hở chấn song Lưới chấn song thường chế tạo chỗ tuỳ theo vật liệu có, tiết diện ngang chấn song khác Sàng quay Mơ tả kết cấu: Sàng quay có dạng hình trụ hình Mặt lưới sàng thép đột lỗ lưới thép đan Trục sàng hình trụ thường đặt nghiêng đến 140 (phổ biến 470), cịn trục sàng đặt nằm ngang Vật liệu cấp vào bên tang từ đầu phía tác động quay độ nghiêng tang chúng chuyển động dọc theo trục tang quay Tốc độ quay sàng khoảng 3040% tốc độ tới hạn Vật liệu nhỏ lọt qua mặt sàng cấp thô khỏi tang đầu thấp Sàng tang quay dùng để sàng vật liệu thành nhiều cấp hạt Trong trường hợp tang phân thành nhiều ngăn với kích thước lỗ tăng dần theo hướng tới đầu tháo tải lưới sàng gồm nhiều mặt trụ đồng tâm với mặt có lỗ lớn mặt ngồi -lỗ nhỏ nht Trang 168 Máy xây dựng Hỡnh 6-14 Sàng quay Kích thước: Đường kính sàng từ 0,53m; chiều dài từ 29m; chiều dài ngăn từ 0,81,5m Chuyển động vật liệu sàng quay: minh hoạ hình vẽ Vật liệu tác dụng lực ma sát với bề mặt sàng nâng lên sau trượt (lăn) xuống Vì sàng nghiêng nên vật liệu lăn xuống dịch theo góc so với trục tang chuyển động dọc theo trục sàng Chu trình lắp lại vật liệu chuyển động theo hình ziczac Tần số quay tang có giới hạn tang quay với tốc độ nhanh sinh lực ly tâm ép vật liệu vào bề mặt sàng vật liệu không dịch chuyển Tần số quay lớp vật liệu sát bề mặt tang chuyển động với tang gọi tốc độ tới hạn Tốc độ tới hạn: sàng tang quay xác định công thức: n th 30 R đây: nth - tốc độ quay tới hạn, v/ph R - bán kính tang, m Hình 6-15: Sơ đồ chuyển động vật liệu sàng quay Năng suất: Theo số liệu thực tế suất trung bình sàng quay 1m diện tích lưới sàng 1mm kích thước lỗ lưới khoảng 0,25-0,3 t/h sàng khơ 0,45 t/h với sàng ướt Chi phí nước để sàng ướt - đến 1,5m3/t quặng ứng dụng: Sàng quay sàng vật liệu từ 6-55mm vật liệu mịn nên chuyển sang sàng ướt Sàng quay thường sử dụng (1) số mỏ đá xây dựng, phổ biến (2) ứng dụng máy nghiền bi máy bán tự nghiền Nhược điểm: loại sàng quay cồng kềnh, suất riêng nhỏ thời điểm ln có phần diện tích lưới làm việc Hiệu suất sàng thấp đặc biệt sàng cấp hạt nhỏ Sàng chấn động lệch tâm Sàng chấn động lệch tâm gồm hộp sàng có nhiều lưới sàng Sàng gồm trục quay đỡ hai ổ đỡ gắn chặt vào khung cố định 1; trục có hai khuỷu lệch tâm Hộp sàng đỡ vào trục quay hai khuỷu lệch ổ đỡ Hộp sàng lưới sàng đặt với góc nghiêng 10-300 so với phương ngang giữ hai lò so 11 nối với gá khung sàng hai đầu sàng Hộp sàng thực chuyển ng theo qu o Trang 169 Máy xây dùng hình trịn theo mặt phẳng thẳng đứng truyền động trục lệch tâm chuyển động nhanh Trong q trình hoạt động mặt lưới sàng ln giữ song song với thân Hình 6-16: Sơ đồ ngun lý sàng chấn động lệch tâm 1-giá đỡ, 2-ổ đỡ, 3-trục lệch tâm, 4-khuỷu lệch tâm, 5- ổ đỡ, 6-hộp sàng, 7-lưới sàng, 8- bánh đai, 9đối trọng, 10 - bánh đà, 11- lò so Nguyên lý làm việc: Trục lệch tâm truyền động từ động thông qua cu roa bánh đai Lúc phần sàng chuyển động theo quỹ đạo tròn với bán kính độ lệch tâm e; cịn hai điểm đầu cuối sàng tương ứng với đầu cấp liệu đầu tháo tải chuyển động theo quỹ đạo khép kín hình ơval, hình dáng cụ thể phụ thuộc vào độ cứng vị trí đặt lị so 11 Khi hộp chuyển động theo quỹ đạo trịn lực ly tâm sinh là: Mv M2 en e 30 đó: M - khối lượng hộp sàng vật liệu; v - tốc độ trục khuỷu; e- độ lệch tâm trục truyền động ; n- tốc độ quay trục, v/ph Lực quán tính ly tâm thay đổi theo hướng truyền qua ổ đỡ tới khung cố định gây dao động rung kết cấu Để cân lực qn tính trục quay người ta lắp bánh đà có lắp đối trọng Bán kính quay trọng tâm đối trọng r khối lượng đối trọng chọn để đảm bảo đẳng thức sau: M2 en 2 m2 rn , Me = 2mr, 30 30 m - khối lượng đối trọng, Khi xác định điều kiện làm việc sàng tức điều kiện tải trọng lựa chọn khối lượng đối trọng cho sàng làm việc trạng thái cân Bán kính quay r đối trọng điều chỉnh thơng qua điều chỉnh vị trí chúng bánh đà Sàng chấn động lệch tâm chế tạo với kết cấu kích thước khác để sàng vật liệu nhẹ nặng Độ lệch tâm sàng e = 1,5-6mm, tần số quay trục n=750-1000 v/ph Ứng dụng: Sàng chấn động lệch tâm chủ yếu áp dụng để sàng vật liệu kích cỡ lớn đến 400mm với kích thước lỗ lưới đến l=150-200mm, nhiên chúng áp dụng để sàng vật liệu kích cỡ trung bình hạt nhỏ Sàng chấn động lệch tâm chủ yếu sử dụng xưởng đập nghiền đá xây dựng Ưu điểm: loại sàng chúng có biên độ dao động cố định khơng phụ thuộc vào tải trọng vật liệu làm việc điều kiện nặng nhọc Sàng chấn động tự định tâm (trọng tâm cố định) Nguyên lý: Sàng chấn động tự định tâm có cấu tạo giống sàng chấn động lệch tâm thay hộp sàng đỡ khung hộp sàng treo nghiêng vào kết cấu khung cố định nhờ lò so Một trục lệch tâm lắp vào hộp sàng thông qua hai ổ đỡ hai Trang 170 Máy xây dựng thnh bờn ca sng Trờn hai đầu trục có lắp bánh đà với đối trọng lắp ngược theo hướng đường kính so với khuỷu lệch tâm Trên trục lắp bánh đai để nhận truyền động từ động đặt bệ cố định thơng qua đai truyển động hình nêm Chuyển động tròn hộp sàng kết tác dụng tương hỗ hai khối chuyển động: (1) hộp sàng treo lò so (2) đối trọng lắp trục quay nối với hộp sàng thông qua ổ đỡ Vì trục quay ổ đỡ lắp hộp, hộp lại nối với treo đàn hồi nên áp lực trục lệch tâm lên hộp sàng nội lực hệ thống Khi trục quay sàng chuyển động theo quỹ đạo trịn với bán kính định mặt phẳng thẳng đứng xoay xung quanh trọng tâm cố định Hình 6-17 Sơ đồ nguyên lý sàng chấn động tự định tâm 1- hộp sàng, 2, 3-lò so treo, 4- ổ đỡ, 5-khuỷu lệch tâm, 6-trục quay, 7,8- bánh đà, 9,10 - đối trọng Khối lượng đối trọng chọn cho lực quán tính ly tâm chúng sinh phải cân lực ly tâm sinh hộp sàng chuyển động quay tròn với bán kính độ lệch tâm, nghĩa : Me = mR đó: M- tổng khối lượng sàng tải trọng vật liệu ; e- độ lệch tâm trục ; m- khối lượng đối trọng ; R- khoảng cách tử trọng tâm đối trọng tới trục quay Trong trường hợp hộp sàng chuyển động quay tròn xung quanh đường tâm 0-0, đường tâm trục quay (chính xác đường tâm bánh đai) cố định Chính sàng loại có tên sàng tự định tâm Nếu khối lượng đối trọng khơng đủ, nghĩa Me>mR, hộp sàng chuyển động theo quỹ đạo trịn có bán kính nhỏ độ lệch tâm e Nếu khối lượng đối trọng lớn hộp sàng dao động theo bán kính lớn độ lệch tâm Trong hai trường hợp đường tâm trục chuyển động tròn xoay xung quanh trọng tâm hệ Ưu điểm: Như sai lệch nhỏ với điều kiện ‘‘cân “ khối lượng đối trọng (nghĩa điều kiện Me=mR) gây chuyển động trịn bán kính nhỏ trục quay sàng mà không ảnh hưởng đến truyền động đai mềm từ động điện Do sàng chấn động tự định tâm không cần thiết phải lựa chọn cách xác khối lượng đối trọng Đây ưu điểm loại sàng so với sàng chấn động lệch tâm Ứng dụng: Người ta chế tạo sàng chấn động tự định tâm hạng nhẹ, trung hạng nặng Sàng hạng nhẹ áp dụng cho than muối khống; hạng trung cho quặng trọng rời khoảng 1,6 t/m3 sàng hạng nặng áp dụng với quặng trọng rời khoảng 2,5 t/m3 Sàng chấn động qn tính với quỹ đạo trịn Loại sàng chấn động với quỹ đạo tròn chia thành hai loại: (1) sàng có chấn động khơng cân đơn giản (2) sàng chấn động tự định tâm a Sàng với chấn động không cân Nguyên lý: Dao động hộp sàng lực ly tâm sinh quay khối trọng không cân (hình 6-18) Hộp sàng lưới sàng treo đặt lò so nghiêng 15-300 so với phương ngang Một trục quay lắp vào hộp sàng hai ổ đỡ 4, trc cú gn hai Trang 171 Máy xây dùng bánh đà với đối trọng không cân Trục quay truyền động từ động thông qua truyền động đai hình nêm Các đối trọng khơng cân quay sinh lực quán tính ly tâm có hướng theo bán kính: .n P m.r.2 m.r. 30 đó: m - khối lượng khối trọng, kg; n - tốc độ quay trục, v/ph ; r- khoảng cách từ trọng tâm khối trọng tới trục quay, m Lực ly tâm phân tách thành hai thành phần: hướng vng góc với mặt phẳng hộp sàng thành phần lại theo chiều dọc hộp sàng Thành phần thứ nén kéo dãn lị so hộp sàng cịn thành phần thứ hai bị triệt tiêu phần độ cứng lị so theo hướng vng góc với trục chúng kết hộp sàng có quỹ đậo hình ellip Hình 6-18: sơ đồ ngun lý sàng chấn Tồn cấu truyền động tham gia động quán tính dao động hộp sàng biên độ dao 1-hộp sàng 2-lưới sàng 3-lò so 4-ổ đỡ 5- trục quay 6- bánh đà 7- đối trọng động a phụ thuộc vào tỷ lệ khối lượng hộp sàng khối lượng đối trọng Ở vùng dao động xa điểm cộng hưởng có đẳng thức sau đúng: a 2m rm ams=2rm , hay a r ms ms Trong đó: a - biên độ dao động hộp sàng (bán kính quỹ đạo lắc trịn), ms- khối lượng tồn hộp sàng tải trọng vật liệu Biên độ dao động hộp sàng điều chỉnh cách thay đổi khối lượng đối trọng bán kính chuyển động quay chúng Nhược điểm: Nếu khối trọng m, bán kính r tới trục quay khơng thay đổi thay đổi lượng vật liệu làm thay đổi biên độ dao động hộp sàng Biên độ lớn Qt/h giảm đặc biệt thời điểm khởi động không tải a đạt giá trị lớn (do khởi động sàng dễ bị cộng hưởng) Nếu khối lượng hộp sàng lý tăng lên (tăng tải trọng vật liệu chẳng hạn) với khối lượng đối trọng bán kính quay đối trọng khơng thay đổi biên độ giảm Vì sàng làm việc tải, biên độ dao động sàng giảm dần tắt hẳn, hiệu suất sàng giảm rõ rệt Khi tải trọng vật liệu giảm biên độ dao động tăng lên lúc hiệu suất sàng giảm hạt vật liệu chuyển động nhảy cóc bay qua lỗ lưới sàng Kết cấu sàng quán tính khác sàng chấn động lệch tâm (bán chấn động) có mặt hai ổ đỡ hộp sàng Ứng dụng: Sàng quán tính có nhiều mặt lưới Loại dùng chủ yếu để sàng vật liệu hạt nhỏ (lưới 2-6mm) Với lưới có chấn song xử lý cấp hạt lớn Tần số dao động sàng vật liệu hạt nhỏ khoảng 1000 v/ph (đường kính quỹ đạo trịn 5-7mm), sàng cấp hạt lớn khoảng n~750 v/ph (quỹ đạo trịn 12mm) Góc nghiêng sàng khoảng 150 6.2 Máy thiết bị sản xuất bêtông Bêtông tạo thành từ vật liệu kết dính (ximăng), nước cốt liệu (cát, đá sỏi) Bêtông loại vật liệu xây dựng khác, có tính chất quan trọng độ bền Trang 172 Máy xây dựng Ngy cỏc cụng trình vĩnh cửu thường xây dựng bêtơng bêtơng cốt thép tính bền vững, mỹ quan phịng chống cháy tốt Cơng tác bêtơng bao gồm công việc chuẩn bị hỗn hợp (định lượng, trộn), vận chuyển, đổ đầm chặt bêtông Máy thiết bị để thi cơng bêtơng bêtơng cốt thép có nhiều loại, song chủ yếu máy trộn bêtông, máy vận chuyển bơm bêtông, máy đầm bêtông, loại máy gia công cốt thép 6.2.1 Máy trộn bêtông Máy trộn bêtông dùng để sản xuất hỗn hợp bêtông từ thành phần định lượng theo cấp phối xác định So với trộn tay, trộn máy tiết kiệm xi măng, đảm bảo suất chất lượng cao Đặc trưng kỹ thuật chủ yếu máy trộn theo chu kỳ dung tích sản xuất Vsx thùng trộn tức dung tích nạp phối liệu lần trộn Dung tích hình học thùng trộn thường 1,5 2,5 lần dung tích sản xuất Trong xây dựng hay sử dụng loại máy trộn có dung tích sản xuất: 100, 250, 500, 1200, 2400, 4500 lít Người ta thường gọi tên máy trộn theo dung tích sản xuất thùng trộn Máy trộn gồm phận chủ yếu sau: thùng trộn, phận công tác hệ thống dẫn động, thiết bị nạp đổ bêtơng, ngồi cịn có thiết bị định lượng an tồn khác Máy trộn bêtông phân loại theo điều kiện khai thác, chế độ làm việc phương pháp trộn Theo chế độ làm việc có loại làm việc theo chu kỳ làm việc liên tục Phần lớn máy trộn làm việc theo chu kỳ gồm nguyên công chuẩn bị, trộn đổ bêtông ra, thực theo trình tự mẻ trộn Năng suất chúng tính lít bêtơng cho mẻ trộn Các máy làm việc liên tục có q trình nạp phối liệu, trộn đổ bêtông xảy liên tục Đặc trưng kỹ thuật loại suất tính theo m3/h Theo phương pháp trộn có loại trộn tự trộn cưỡng Ở máy trộn tự do, thùng trộn có gắn cánh trộn, thùng quay cánh trộn mang phối liệu bêtông lên cao đổ xuống để chúng rơi tự mà trộn với (hình 6-19a) Loại có cấu tạo đơn giản, tiêu hao lượng ít, dùng nhiều chất lượng bêtông chưa thật tốt thường dùng để trộn bêtông nặng, bêtông cốt liệu lớn Máy trộn cưỡng (hình 6-19b, c) có trục quay gắn chặt cánh trộn quay tròn quấy hỗn hợp bêtơng Vì trộn nhanh chất lượng đồng Tuy nhiên máy có cấu tạo phức tạp tiêu hao nhiều lựng điện, loại thường dùng để trộn loại bêtông khô, mác cao, bêtông cốt liệu nhẹ Hình 6-19: Nguyên lý cấu tạo máy trộn tự cưỡng a- Trộn tự do; b- Trộn cưỡng loại thùng đứng yên, cánh trộn quay, trục ngang; c- Trộn cưỡng trục đứng có thùng cánh trộn quay ngược chiều nhau; d- Máy trộn cưỡng hai trục quay ngang 1- Thùng trộn; 2- Cánh trộn Ngồi cịn phân biệt máy trộn theo phương pháp đổ bêtông: đổ cách lật úp thùng, đổ máng, đổ cách nghiêng thùng đổ cách mở cửa đáy thùng trộn (thường máy trộn cưỡng bức) Trang 173 Máy xây dựng Hỡnh 6-20: Cỏc phng phỏp đổ bêtông a- Đổ cách lật úp thùng; b- Đổ máng; c- Đổ cách nghiêng quay thùng trộn; 1- Thùng trộn; 2- Máng đổ; 3- Nắp thùng 6.2.2 Máy trộn rơi tự làm việc theo chu kỳ Các loại máy thường dùng để sản xuất hỗn hợp bêtơng linh động có độ sụt 615 cm Thơng thường loại máy có dung tích mẻ bêtơng trộn xong 65, 165, 300, 500, 800, 1000, 1600, 2000, 3000 lít Động qua hộp giảm tốc làm bánh nón Trên thùng trộn quay, bánh quay làm quay vành gắn thùng trộn làm quay (nghiêng 450 so với mặt phẳng đứng) để trộn vật liệu Muốn lấy bêtơng ấn nút bảng điều khiển, nhờ truyền động cặp bánh trụ, giá lật quay, làm thùng úp xuống, đổ vật liệu trộn ngồi Loại đổ bêtơng nhanh tương đối Hình 6-21: Máy trộn bêtơng kiểu lật đổ Giá máy; Thùng trộn; Động điện; Hộp điều khiển; Máng đổ Hiện thường dùng loại máy tương tự hình 6-21 có động riêng biệt, động gắn liền với hộp giảm tốc đặt giá lật dẫn động quay thùng trộn, động khác qua khớp nối hộp giảm tốc trục vít, bánh vít để dẫn động gầu nạp liệu loại máy thùng trộn quay treo côngxôn giá lật qua cụm hộp giảm tốc bánh thẳng bánh côn hộp giảm tốc hành tinh bắt vào đáy thùng trộn Trang 174 Máy xây dựng 6.2.3 Nng sut mỏy trn 1- Năng suất máy trộn làm việc theo chu kỳ Năng suất máy trộn làm việc theo chu kỳ tính công thức: Q = Vsx.f m ktg, m3/h; Trong đó: Vsx: dung tích sản suất thùng trộn khả chứa vật liệu thùng trộn để thùng trộn hiệu quả, m3 f: hệ số suất liệu, tỷ số bêtông trộn Vb dung tích sản xuất Vsx thùng trộn (f = Vb/Vsx) Hệ số xuất liệu 0.65 0.70 trộn bêtông, f = 0.75 0.85 trộn vôi vữa ktg: hệ số sử dụng thời gian m: số mẻ bêtông trộn - Năng suất máy trộn cưỡng làm việc liên tục Năng suất máy trộn cưỡng làm việc liên tục tính theo cơng thức sau: Q = 3600 A V , m3/h Trong đó: A k n d2 - diện tích trung bình mặt cắt ngang dòng vật liệu thùng trộn (với máy trộn trục), m2; d: đường kính cánh trộn, m kn: hệ số nạp (kn = 0,28 0,34) V = S.n - tốc độ di chuyển hỗn hợp theo hướng dọc trục thùng trộn, m/s S: bước cánh trộn, m n: số vòng quay trục giây, 1/s 6.3 Máy vận chuyển bê tơng Hiện hầu hết cơng trình xây dựng vận chuyển bê tông tới chân cơng trình, đổ bê tơng thường dùng ơtơ chở bê tơng, bơm bê tơng, … 6.3.1 Ơtơ chở bê tơng Hình 6-22 Ơtơ chở bê tơng Ơtơ chở bê tông dùng để trộn vận chuyển bê tông với cự ly từ km tới vài chục km từ trạm trộn bê tông thương phẩm tới nơi tiêu thụ Khi vận chuyển bê tông cự ly ngắn, người ta đổ bê tông trộn vào thùng (75 80% dung tích thùng) cho quay với vận tốc chậm (3 vịng/phút) để đảm bảo bê tơng không bị phân tầng đông kết Trong trường hợp này, ôtô chở bê tông làm nhiệm vụ vận chuyển Khi cần cung cấp bê tơng xa, người ta đổ cốt liệu khô chưa trộn vào thùng (60 70% dung tích thùng) vận chuyển, máy trộn đặt xe quay trộn cốt liệu với nước thành bê tông đồng 910 Trang 175 Máy xây dựng 12 vũng/phỳt), ti nơi làm việc cần đổ dùng Lúc ôtô chở vừa làm công tác vận chuyển vừa làm cơng việc trộn Ơtơ chở bê tơng (hình 6-22) gồm có satxi ơtơ 7, giá đỡ thùng trộn 4, thùng trộn 1, thiết bị nạp xả liệu 2, hệ thống cung cấp nước truyền động cho thùng trộn cấu điều khiển Tất thiết bị đặt khung bắt chặt vào satxi ôtô Trên khung nghiêng 150 đặt thùng trộn tỳ ba điểm: ổ đỡ phía trước vành đai tỳ lên hai lăn phía sau Trong thùng trộn đặt hai cánh trộn kiểu vít để trộn bê tơng thùng quay theo chiều kim đồng hồ xả bê tông thùng quay theo chiều ngược lại nhờ cấu đảo chiều quay Bê tơng theo máng chảy ngồi Dung tích thùng trộn xe ôtô chở bê tông thường là: 2,6; 3,2; 4,0; 7,0 8,0 m3 tùy theo loại satxi ôtô sở 6.3.2 Máy bơm bê tông Máy bơm bê tông dùng để vận chuyển bê tơng có tính linh động (thường có độ sụt > 12 cm) theo đường ống dẫn xa tới 500m lên cao tới 70m Muốn bơm xa hay cao phải lắp bơm nối tiếp bơm bê tơng cịn dùng có hiệu để bơm vữa xây dựng Máy bơm bê tơng phân loại theo nguyên lý làm việc: liên tục (kiểu rô to ống mềm) theo chu kỳ (kiểu pit tông); theo kiểu đẫn động có khí thủy lực; theo tính động: tĩnh động Hiện nước ta thường dùng máy bơm xe bơm bê tơng kiểu pit tơng thủy lực có hai xy lanh công tác Máy bơm kiểu tĩnh thường đặt giâ trượt dễ dàng di chuyển phạm vi công trường; chúng thường dùng công trường lớn Các xe bơm có cần bơm phù hợp thường xun phải thay đổi vị trí đổ bê tơng Các thông số chủ yếu máy bơm bê tông suất, độ xa chiều cao bơm Bơm bê tông kiểu rô to ống mềm dẫn động thủy lực (hình 6-23) có ngun lý làm việc khác với kiểu bơm pit tơng Nó gồm khoang bơm bên đặt ống mềm làm hỗn hợp ni lông cao su nhân tạo có đầu nối với thùng chứa (trộn) đầu nối với ống dẫn bê tông để chuyển bê tông theo đường ống Hình 6-23 Sơ đồ bơm bê tơng kiểu rơ to ống mềm Khoang bơm vỏ hình trụ bố trí rơ to hai lăn làm thép bọc cao su Trục rô to dẫn động làm rô to quay Khi rô to quay mang hai lăn quay theo đè lên ống mềm Hệ tống lăn ống mềm đóng vai trị bơm nén bê tơng theo ống mềm Khoang bơm ln ln trì chân khơng 0,008 0,009 Mpa, nhờ ống phình hút bê tơng từ thùng chứa vào ống mềm q trình bơm bê tơng diễn sau: lăn thực chuyển động hành tinh quanh trục rô to, lăn đè lên ống mềm đẩy bê tông tới ống dẫn Sau bị nén, ống lại trở lại hình dáng ban đầu tính đàn hồi có chân khơng khoang bơm Dưới áp lực khí quyển, lượng bê tơng hút vào ống mềm, lăn theo đường kính Trang 176 Máy xây dựng khoang bm y hn hợp vào đường ống dẫn Để làm đường ống người ta đổ nước vào thùng chứa, lúc bơm làm việc bơm nước Ưu điểm loại bơm tốn lượng, dẫn động thủy lực đơn giản, dễ dàng chăm sóc bảo dưỡng Tuy nhiên có yêu cầu cao thành phần độ linh động bê tông; áp lực bơm không cao nên bị hạn chế cự ly bơm, tuổi thọ ống mềm không lớn, phải thay sau bơm 2000 3000 m3 bê tơng Chính loại hạn chế sử dụng Phổ biến dùng bơm hai pit tơng thủy lực có cửa van hình chữ S (hình 6-24) Van ống hình chữ S có nguyên lý làm việc sau: van chữ S bố trí khoang nạp bơm, tâm quay van trùng với tâm ống dẫn bê tông Tại chu kỳ làm việc van lắc góc định che kín đường xy lanh bơm Lúc hai xy lanh bơm nối với khoang nạp Ưu điểm loại van thay đổi hướng chuyển động dòng hỗn hợp hút đẩy Tuy nhiên chu kỳ bơm phải đảo khối lượng lớn (khối hỗn hợp bê tông khối lượng van chữ S); phải thắng lực quán tính lực ma sát vùng làm kín van với miệng xy lanh bơm chỗ nối van với đường ống dẫn Bê tông chuyển theo đường ống dẫn thép ghép nối kín từ đoạn ống nối với khóa đặc biệt Khi bắc ống dẫn cần đặt thẳng bằng; đặt theo đường cong lên cao tổn thất lượng độ hao mịn ống dẫn máy bơm lớn Hình 6-24 Sơ đồ máy bơm bê tong hai pit tông thủy lực có van hình chữ S a) Sơ đồ cấu tạo; b) Nguyên lý làm việc van hình chữ S Sau dùng xong, cần phải rửa thật máy bơm ống dẫn để tránh xi măng đông lại làm tăng lực cản làm hỏng máy Thông thường hay dùng cách đổ nước vào máy bơm cho chạy để rửa xy lanh đường ống dẫn Những năm gần phổ biến dùng xe bơm bê tơng có cần bơm động có khả vươn xa lên cao để đổ bê tông tới 60m Các loại xe trang bị chân chống tăng độ ổn định xe làm việc Năng suất máy bơm bê tơng tính theo cơng thức: Q = 60.F.S.n.kn.ktg , m3/h; Trong đó: F tiết diện pit tơng, m2; Trang 177 M¸y x©y dùng S hành trình pit tơng, m; n số lần bơm phút pit tông; kn = 0,8 0,9 hệ số điền đầy hỗn hợp xy lanh ; ktg hệ số sử dụng thời gian; 6.4 Máy đầm bêtông Máy đầm bêtông dùng để làm chặt hạt cát, đá, ximăng khối bêtơng, làm tăng độ bền bêtông Sử dụng máy đầm cho suất cao mà cịn làm cho khối bêtơng chóng đơng kết, đảm bảo chất lượng tốn xi măng Máy đầm bêtông làm việc nguyên lý chấn động để làm giảm lực ma sát lực dính kết hạt, khối lượng thân, chúng tự xắp xếp chặt lại với chiếm vị trí ổn định, làm cho khí nước ngồi tăng sức chịu đựng bêtông Mức độ làm chặt xác định chế độ dầm: cường độ (biên độ, tần số) thời gian đầm Để gây rung cho bêtơng nhờ loại đầm khác với nguyên lý dẫn động thuỷ lực, khí nén, điện khí Dẫn động điện phổ biến Cơ cấu gây rung thường trục động lệch tâm hay khối lêch tâm lắp trục quay động điện qua truyền trung gian trục mềm Căn vào đặc điểm tác động xung vào khối bêtơng chia máy đầm bê tơng thành loại sau: đầm ngồi đầm Đầm lại chia ra: đầm mặt đầm cạnh, đầm bàn (đầm tồn khối) Hình 6-25: Các kiểu đầm bêtông a- Đầm mặt khối bêtông; b- Đầm khối bêtông c- Đầm cạnh khối bêtông; d- Đầm khối bêtơng 6.4.1 Đầm (Đầm dùi) Hình 6-26 Đầm dùi 1- Động cơ; 2- Trục mềm vỏ bảo vệ; 3- Đầu đầm; 4- Đế động cơ; 5- Cụng tc in Trang 178 Máy xây dựng Khi đầm đầm đặt sâu khối bêtông, thường dùng để đầm khối bêtơng dày, diện tích nhỏ như: cột, dầm, móng nhà Trong trường hợp xung lượng truyền cho bêtơng lịng chúng Đầm dùi trục mềm sử dụng rộng rãi nhờ ưu điểm là: gọn nhẹ, hiệu truyền lượng cao Đầm dùi trục mềm chia thành: đầm dùi lệch tâm, đầm dùi lắc trong, lắc ngồi Hình 6-27 Sơ đồ kết cấu đầm dùi trục mềm a) Lăn trong; b) Lăn ngoài; c) sơ đồ truyền dao động đầm Đầm dùi lắc trong, lắc ngồi thể hình 2-27 Trục qua khớp truyền chuyển động quay tới trục có khối lệch tâm tác động lên bề mặt chi tiết lắp vỏ đầm Khối lệch tâm gây dao động tròn, gây chấn động cho đầm Mối liên hệ vòng quay trục lệch tâm n tần số dao động đầm nk sau: n n ; Khi lăn trong: n k ; D D 1 1 d d Trong D d đường kính bề mặt lăn tròn, mm; Nhược điểm chủ yếu đầm trục mềm ma sát trục vỏ trục lớn nên hao tổn công suất động cơ, truyền dao động khơng xa Khi lăn ngồi: n k 6.4.2 Đầm mặt Thường có loại đầm mặt: đầm bàn, đầm thước, đầm điện từ Đầm điện từ sử dụng so với loại chấn động khơng nên hiệu thấp Đầm bàn: Thường dùng để đầm khối bêtơng có diện tích rộng như: nhà, đường Hình chung sơ đồ kết cấu đầm bàn dao động trịn thể hình 6-28 đầm bàn dao động có hướng hình 6-29 Bộ phận gây chấn động động điện kiểu lồng sóc có vỏ 1, hai đầu trục rơ to lắp chặt hai cục lệch tâm Trục gối lên hai ổ trục Khi rơ to quay hai cục lệch tâm quay theo gây dao động tròn truyền tới bàn rung Có thể thay đổi trọng tâm cục lệch tâm nên thay đổi mơmen lực dao động Một số trường hợp theo yêu cầu cơng nghệ cần dao động thẳng có hướng thí dụ như: búa rung, sàng rung Vì khối lệch tâm có khối lượng kích thước bắt i Trang 179 Máy xây dựng xng theo dọc trục, quay với tốc độ ngược chiều nên thành phần ngang lực ly tâm cân nhau, lực kích động thay đổi giá trị có hướng tá dụng vào vỏ đầm Nhờ có hai bánh giống nên tốc độ quay khối lệch tâm cân Hình 6-28: Máy đầm bàn dao động trịn a) Hình chung; b) Sơ đồ kết cấu; c)Sơ đồ truyền dao động Hình 6-29 Máy đầm bàn dao động có hướng 6.4.3 - Năng suất máy đầm bêtông a - Năng suất máy đầm (đầm dùi) Năng suất máy đầm dùi tính theo công thức: .R.2.h.3600 Q , m3/h; t1 t R - bán kính tác dụng đầm, m; (thường 20 140 cm) h - chiều sâu tác dụng đầm, m; (thường 20 60 cm) t1 - thời gian đầm chỗ từ 25 30 s; t2 - thời gian di chuyển đầm, s; b- Năng suất máy đầm mặt Năng suất máy đầm mặt tính theo cơng thức: f h.3600 Q , m3/h; t1 t Trong đó: Trong : F - diện tích mặt bàn đầm, m2; h, t1, t2 - có nghĩa cơng thức máy đầm dùi Trang 180 ... bấc thấm Trang 60 Máy xây dựng Chương MÁY XÚC - MÁY GẠT - MÁY LÀM ĐẤT Máy xúc, máy gạt máy chủ yếu nhóm máy làm đất Cơng tác làm đất thành phần phần lớn cơng trình xây dựng dân dụng cơng nghiệp,... với máy khoan БУ-1 Bộ phận di chuyển kiểu xích vô cực, dẫn động động điện nên khả động máy cao Trang 44 Máy xây dựng Ngoài hai loại máy cịn có máy СБУ-4M, loại máy có tới dàn khoan, máy khoan... Trang 51 Máy xây dựng Chng MY V THIT BỊ GIA CỐ NỀN MÓNG Cấu tạo đất thường không đồng chịu áp lực nhỏ, cơng tác xây dựng cầu, đường, xây dựng nhà cao tầng thường phải xử lý trước xây dựng Chi