Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng tới năng suất và hiệu quả kinh tế của máy xúc huyndai 140w 7

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP TRẦN VĂN DŨNG NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI NĂNG SUẤT VÀ HIỆU QUẢ KINH TẾ CỦA MÁY XÚC HYUNDAI 140W-7 CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ MÃ SỐ: 8520103 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHẠM VĂN TỈNH Hà Nội, 2021 i CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan, cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa công bố cơng trình nghiên cứu khác Nếu nội dung nghiên cứu trùng lặp với công trình nghiên cứu cơng bố, tơi xin hồn toàn chịu trách nhiệm tuân thủ kết luận đánh giá luận văn Hội đồng khoa học Hà Nội, ngày 03 tháng 05 năm 2021 Người cam đoan Trần Văn Dũng ii LỜI CẢM ƠN Nhân dịp hoàn thành luận văn cho phép tơi bày tỏ lịng biết ơn chân thành sâu sắc tới giáo viên hướng dẫn khoa học TS Phạm Văn Tỉnh dành nhiều thời gian chỉ bảo tận tình giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Trân trọng cảm ơn lãnh đạo nhà trường, phòng sau Đại học, khoa Cơ điện Cơng trình trường Đại học Lâm nghiệp giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho hoàn thành nhiệm vụ học tập nghiên cứu Trân trọng cảm ơn Nhà khoa học, bạn đồng nghiệp đóng góp nhiều ý kiến quý báu suốt q trình làm hồn chỉnh luận văn Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu, kết luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 03 tháng 05 năm 2021 Tác giả luận văn Trần Văn Dũng iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG BIỂU v DANH MỤC HÌNH VẼ vi ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan vấn đề thi cơng cơng tác đất xây dựng cơng trình 1.1.1 Công tác thi công đất phân loại máy thi công đất 1.1.2 Tính chất lý đất - Lực cản đào cắt đất 1.1.3 Quá trình đào cắt đất 1.2 Máy thi công công tác đất xây dựng cơng trình 1.2.1 Phân loại chung 1.2.2 Một số loại máy thi công công tác đất 10 1.3 Các loại máy xúc dùng thi công công tác đất 11 1.4 Tình hình nghiên cứu máy thi cơng đất giới 14 1.5 Tình hình nghiên cứu máy thi công đất nước 17 1.6 Kết luận chương 19 Chương ĐỐI TƯỢNG, MỤC TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU20 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 20 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 20 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 23 2.2 Mục tiêu nghiên cứu 23 2.2.1 Mục tiêu nghiên cứu tổng quát 23 2.2.2 Mục tiêu nghiên cứu cụ thể 23 2.3 Phương pháp nghiên cứu 23 iv Chương NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC MÁY XÚC BÁNH LỐP HYUNĐAI 140W-7 VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI NĂNG SUẤT25 3.1 Máy xúc bánh lốp Hyundai 140W-7 cấu làm việc 25 3.1.1 Hệ thống truyền động di chuyển máy 25 3.1.2 Hệ thống truyền động công tác 26 3.1.3 Hệ thống thủy lực máy 33 3.2 Các thông số chủ yếu máy xúc bánh lốp Hyundai 140W-7 làm việc.35 3.2.1 Chế độ công tác máy 35 3.2.2 Mơ hình xác định lực tác dụng lên máy xúc Hyundai 140W-7 làm việc 37 3.3 Xác định chiều dày phoi cắt lớn lực cản đào tích đất 40 3.4 Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật máy xúc bánh lốp Hyundai 140W-7 43 3.4.1 Chỉ tiêu suất máy 43 3.4.2 Chỉ tiêu chi phí nhiên liệu 44 3.5 Xác định yếu tố ảnh hưởng tới suất máy 45 Chương NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 48 4.1 Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu thực nghiệm 48 4.1.1 Mục tiêu nghiên cứu thực nghiệm 48 4.1.2 Nhiệm vụ nghiên cứu thực nghiệm 48 4.1.3 Đối tượng nghiên cứu thực nghiệm 48 4.2 Tổ chức tiến hành thực nghiệm 48 4.3 Đánh giá kết khảo nghiệm 52 4.4 Biện pháp nâng cao suất máy xúc Huyndai 140W-7: 54 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Phân loại đất, trọng lượng riêng hệ số tơi xốp Bảng 1.2 Phân loại đất, đá theo kích thước hạt Bảng 3.1 Thông số hệ thống truyền động di chuyển 26 Bảng 3.2 Thông số hệ thống công tác máy xúc 30 Bảng 3.3 Thông số kỹ thuật xi lanh thủy lực cần, tay gầu gầu xúc 31 Bảng 3.4 Chiều dày phoi đất lớn cắt đất dung tích gầu khác 41 Bảng 3.5 Giá trị lực cản đào riêng Kd lực cản cắt riêng K (đối với máy đào đất) theo kết nghiên cứu N G Dombrovski 41 Bảng 3.6 Lực cản đào loại gàu 42 Bảng 3.7 Hệ số đầy gầu máy đào 43 Bảng 3.8 Năng suất máy xúc với số loại gầu có dung tích khác 43 Bảng 3.9 Ảnh hưởng độ sâu đào góc quay máy từ nơi đào đến nơi đổ tới suất máy 47 Bảng 4.1 Số chu kỳ công tác (đào - đổ) công tác máy đào gầu nghịch bánh lốp Huyndai 140W-7 52 vi DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Máy xúc gầu với truyền động học 12 Hình 1.2 Máy đào gầu (gầu thuận) truyền động thuỷ lực 12 Hình 1.3 Máy xúc gầu (gầu ngược) truyền động thuỷ lực 13 Hình 2.1 Máy xúc bánh lốp Huyndai 140W-7 20 Hình 2.2 Sơ đồ cơng tác máy xúc Huyndai 140W-7 22 Hình 2.3 Một số loại gầu xúc lắp máy xúc Huyndai 140W-7 (dung tích (m3)) 23 Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống truyền động cơng tác máy xúc Hyundai 140W-7 27 Hình 3.2 Hệ thống truyền động cấu quay toa máy đào Volvo Ew210c 28 Hình 3.3 Dải làm việc hệ thống công tác máy xúc 29 Hình 3.4 Kích thước tay xúc 29 Hình 3.5 Máy xúc sử dụng loại cần thủy lực điều chỉnh 31 Hình 3.6 Gầu xúc máy 32 Hình 3.7 Kết cấu xi lanh thuỷ lực hai chiều công tác 32 Hình 3.8 Sơ đồ tổng quát hệ thống thủy lực máy xúc Huyndai 140W-7 33 Hình 3.9 Sơ đồ mạch hồi hệ thống thủy lực 34 Hình 3.10 Sơ đồ lực tác dụng lên máy xúc Huyndai 140W-7 38 Hình 3.11 Thơng số gàu xúc để tính dung tích gàu 40 Hình 3.12 Tương quan lực cản đào dung tích gàu xúc 42 Hình 3.13 Tương quan suất máy xúc dung tích gàu xúc 44 Hình 4.1 Xác định loại đất độ ẩm tại trường 49 Hình 4.2 Xác định kích thước gàu xúc 50 Hình 4.3 Xác định chu kỳ công tác máy xúc với đất đá có độ ẩm 40% 51 Hình 4.4 Thực nghiệm với loại đất hồng thổ, có độ ẩm 20% 51 Hình 4.5 Xác định lượng nhiên liệu tiêu thụ 52 ĐẶT VẤN ĐỀ Cùng với phát triển mạnh mẽ đất nước công công nghiệp hóa đại hóa, cơng trình xây dựng giao thông, thủy lợi dân dụng, công nghiệp sở hạ tầng khác phát triển cách nhanh chóng, tồn diện nước ta Trong xây dựng cơng trình này, đất đối tượng có khối lượng thi cơng lớn giới hóa cơng tác đất có ý nghĩa trọng yếu vấn đề cấp bách, cần thiết tình hình nước ta Hiện nay, cơng trình thực chủ yếu máy móc giới hóa mức độ cao nhằm giảm sức lao động người, đẩy nhanh tiến độ thi công mang lại hiệu kinh tế cao Việc nâng cao lực hiệu sử dụng trang thiết bị phương tiện giới đóng vai trò quan trọng việc nâng cao chất lượng cơng trình, đẩy nhanh tiến độ thi cơng, nâng cao suất, đem lại hiệu kinh tế cải thiện điều kiện làm việc cho người lao động Bên cạnh đó, việc giới hóa tự động hóa xây dựng khâu khơng thể thiếu q trình sản xuất Nó định việc tăng xuất lao động, hạ giá thành sản phẩm, giảm nhẹ sức lao động chân tay trí óc cho người lao động Đồng thời góp phần quan trọng vào việc rút ngắn thời gian thi công, nhanh chóng đưa cơng trình vào khai thác sử dụng, nâng cao hiệu kinh tế, chất lượng tính thẩm mỹ, đẩy mạnh tốc độ tăng trưởng kinh tế quốc dân Trước nhu cầu đó, năm gần đây, số lượng chủng loại máy thi công đất vô phong phú, đa dạng, đa số máy nhập từ nước Nhật Bản, Hàn Quốc, Mỹ, Thụy Điển… đòi hỏi phải có lựa chọn hợp lý phương tiện thi công giới cần thiết Tùy theo yêu cầu công việc khả đầu tư mà doanh nghiệp có lựa chọn phù hợp cho Trong thực tế xây dựng cơng trình, giai đoạn thi cơng xuất khó khăn phải lựa chọn phương tiện thi công giới thiếu gắn kết công suất máy, loại máy điều kiện thi công Nhiều yếu tố ảnh hưởng khơng tính đến quy trình có nên địi hỏi đội ngũ cán bộ, cơng nhân vận hành máy nhiều thời gian trình lựa chọn máy Trong nhóm máy thi cơng cơng tác đất, máy xúc đóng vai trị quan trọng, loại máy móc giới sử dụng với nhiều chức Trong xây dựng, máy xúc loại máy xây dựng cơng tác đất, ngồi cịn tham gia vào cơng tác giải phóng mặt bằng, phá dỡ cơng trình, bốc xếp vận chuyển vật liệu Do đó, máy xúc sử dụng rộng rãi, chúng dễ thích nghi với nhiều loại cơng việc nhờ sử dung thiết bị công tác thay loại truyền động phận di chuyển khác Trong máy xúc có nhiều tính trội kết cấu nhỏ gọn, có khả đạt suất nhiều so với số loại máy khác, ngồi máy xúc cịn tăng mức độ giới cách đáng kể sử dụng vào công việc làm đất khác Máy xúc làm việc hiệu đứng chỗ đào đất đổ đống bờ hay đổ lên phương tiện vận chuyển phổ thông ô tô tải Tùy theo cao độ thi cơng cao hay thấp cao độ máy mà dùng máy xúc gàu nghịch máy xúc gầu thuận cho hợp lý Riêng máy xúc gầu nghịch không chỉ dùng để đào hố sâu mặt máy đứng mà chúng cịn đào đất độ cao lớn cao trình máy đứng Loại máy xúc nghịch phổ biến dùng xây dựng có dung tích gầu khoảng 0,15-0,5 m³ Các loại máy xúc gầu nghịch điều khiển thủy lực sử dụng rộng rãi loại điều khiển cáp có dung tích gầu đào tới 3,3 m³ Tuy khối tích gầu đào phân bố rải giá trị nhỏ, nhiều máy xúc gầu thuận, máy xúc gầu nghịch lại làm việc đa máy đào gầu thuận Máy xúc gầu nghịch có có số ưu thi công, máy đứng cao vị trí cơng tác nên khơng phải làm đường cơng vụ cho máy xuống vị trí cơng tác máy đào gầu thuận Đồng thời có cấu tạo gầu đào thuận lợi cho việc tạo điểm tựa cho máy, cần gầu khoan chân vững thứ 5, hệ bánh lốp hay bánh xích, giúp cho máy làm việc địa hình Khi gặp cố thăng bằng, lật máy xuống hố đào hay sa lầy, dùng cần gầu đào làm chân trụ chống đỡ để tự thân máy giải cứu cho máy Máy xúc gầu nghịch loại bánh xích cịn hoạt động địa hình đất yếu Đối với cấu hình máy cơng suất kích thước gàu xúc yếu tố tác động đến suất, hiệu công tác máy điều kiện điều khiển khoảng cách hoạt động Về điều kiện thi công, hiệu suất máy xúc thay đổi theo đặc tính vật liệu như: kích thước hình dạng hạt; kích thước hạt riêng lẻ lớn lưỡi cắt khó xuyên qua Các hạt có cạnh sắc chống lại tác động di chuyển cắt đất gàu xúc khối đất thi cơng có tỷ lệ lớn hạt đòi hỏi nhiều lực để cắt so với khối lượng đất tương tự có tỷ lệ hạt cạnh trịn lớn Bên cạnh độ dốc địa hình tự nhiên, độ ẩm yếu tố có tác động đến suất máy Để có sở khoa học cho việc lựa chọn số thông số máy xúc phù hợp với điều kiện thi công, tiến hành đề tài “Nghiên cứu số yếu tố ảnh hưởng tới suất hiệu kinh tế máy xúc Hyundai 140W-7” nhằm nâng cao hiệu sử dụng máy cho cơng trình xây dựng vừa nhỏ 47 3.5.3 Ảnh hưởng điều kiện thi cơng Ảnh hưởng độ sâu đào góc quay máy từ nơi đào đến nơi đổ tới suất máy (bảng 3.9): Bảng 3.9 Ảnh hưởng độ sâu đào góc quay máy từ nơi đào đến nơi đổ tới suất máy Độ sâu đào với chiều sâu đào lớn máy h = 30% hmax h = 50% hmax h = 70% hmax h = 90% hmax Góc quay máy từ nơi đào đến nơi đổ 450 600 750 900 1200 1800 1.33 1.26 1.21 1.15 1.08 0.95 1.28 1.21 1.16 1.10 1.03 0.91 1.16 1.10 1.05 1.00 0.94 0.83 1.04 1.00 0.95 0.9 0.85 0.75 3.6 Kết luận chương - Nghiên cứu sử dụng cơng thức tính lực cản đào theo công thức N G Dombrovski, cơng thức sử dụng rộng rãi tính tốn lực cản nhiều loại máy thi công đất, đảm bảo tính xác khoa học Kết cho thấy gàu xúc có dung tích 0.58m3 có khả cắt chiều dày phoi đất lớn lực cản đào khơng phải lớn - Qua kết tính toán chiều dày phoi đào lớn cho thấy máy xúc Huyndai sử dụng gàu có dung tích 0.58m3 đào lớp đất có chiều dày lớn - Kết tính suất cho thấy gàu có dung tích nhỏ từ 0.23 – 0.58 m3 biến đổi tương đối lớn, ngược lại, dung tích gàu có dung tích lớn hơn, từ 0.58 – 0.71 m3 cho năng suất biến đổi tương đối nhỏ Qua kết cho thấy lý gàu có dung tích 0.58m3 dùng phổ biến với máy xúc bánh lốp Hyundai 140W-7 - Đối với chỉ tiêu tiêu hao nhiên liệu, định mức hành chưa có định mức máy sử dụng gàu có dung tích tương đối nhỏ, phần nghiên cứu thực nghiệm sử dụng cơng thức thực nghiệm để tính toán tiêu hao nhiên liệu máy sử dụng gàu dung tích nhỏ - Nghiên cứu tìm hiểu số yếu tố ảnh hưởng nhiều đến suất máy, phải kể đến tính chất đất, kết cấu gàu xúc điều kiện thi công 48 Chương NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 4.1 Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu thực nghiệm 4.1.1 Mục tiêu nghiên cứu thực nghiệm Nghiên cứu thực nghiệm nhằm đánh giá thông số chỉ tiêu làm việc máy xúc bánh lốp Huyndai 140W-7 tại trường 4.1.2 Nhiệm vụ nghiên cứu thực nghiệm Nhiệm vụ nghiên cứu thực nghiệm sau: - Xác định thông số cụ thể máy xúc bánh Huyndai 140W-7; - Xác định thông số số loại gàu xúc để thực nghiệm; - Xác định loại đất khu vực thực nghiệm; - Xác định điều kiện cụ thể khu vực thực nghiệm 4.1.3 Đối tượng nghiên cứu thực nghiệm - Máy xúc bánh Huyndai 140W-7 - Điều kiện đất đai, địa hình 4.2 Tổ chức tiến hành thực nghiệm - Công tác thực nghiệm máy xúc bánh lốp Huyndai 140W-7 thực tại trường Trường Cao đẳng giới Ninh Bình, số thông số sau: i) Về điều kiện địa chất, địa hình - Thực nghiệm tiến hành với loại đất độ ẩm khác nhau: + Loại 1: đất đồi cấp 4, có lẫn nhiều sỏi cuội, độ ẩm đất: W  40% + Loại 2: đất hoàng thổ cấp 4, độ ẩm đất: W  20% Việc xác định loại đất độ ẩm vào [2] kinh nghiệm chuyên gia, lái máy có nhiều năm thi cơng cơng cơng tác đất 49 Hình 4.1 Xác định loại đất độ ẩm trường ii) Các thơng số hình học gàu xúc: Kích thước lưỡi cắt đo đạc thực tế tại trường xác định số q trình cơng tác máy 50 Hình 4.2 Xác định kích thước gàu xúc - Xác định thời gian công tác cho chu kỳ: đào – xúc – đổ đống, máy quay 900 với loại đất: đất đá có độ ẩm 40% đất hồng thổ có độ ẩm 20%, quãng đường dịch chuyển phạm vi 5.0 m Sử dụng đồng hồ bấm giây bắt đầu tính từ máy vào vị trí cơng tác bắt đầu làm việc, đào - đổ đất quay lại vị trí làm việc ban đầu Tồn tại cách đo khơng xác định xác thời gian tiến hành công việc chi tiết 51 Hình 4.3 Xác định chu kỳ cơng tác máy xúc với đất đá có độ ẩm 40% Hình 4.4 Thực nghiệm với loại đất hồng thổ, có độ ẩm 20% 52 + Xác định lượng dầu diezel máy tiêu thụ: để đo lượng dầu tiêu hao, đường tiêu hao nhiên liệu máy xúc gắn trực tiếp vào chai nhựa, tiến hành đo lượng dầu trước vận hành máy sau kết thúc chu kỳ cơng tác Hình 4.5 Xác định lượng nhiên liệu tiêu thụ 4.3 Đánh giá kết khảo nghiệm - Căn vào số chu kỳ máy công tác độ đầy gàu, xác định suất máy loại đất (bảng 3.1) Bảng 4.1 Số chu kỳ công tác (đào - đổ) công tác máy đào gầu nghịch bánh lốp Huyndai 140W-7 Lần Thời gian máy hoàn thành chu kỳ với đất đá có độ ẩm 40% 31 Thời gian máy hoàn thành chu kỳ với đất đá có độ ẩm 20% 27 Lần 29 28 Lần thực nghiệm Số chu kỳ Số chu kỳ quy đổi (chu quy đổi (chu kỳ/giờ), đất kỳ/giờ), đất hoàng thổ đá W=40% W=20% 118 132 124 129 53 Lần thực nghiệm Thời gian máy hoàn thành chu kỳ với đất đá có độ ẩm 40% 29 30 29 29 Thời gian máy hoàn thành chu kỳ với đất đá có độ ẩm 20% 28 27 27 27 Số chu kỳ Số chu kỳ quy đổi (chu quy đổi (chu kỳ/giờ), đất kỳ/giờ), đất hoàng thổ đá W=40% W=20% Lần 126 128 Lần 122 134 Lần 123 132 Trung bình 122.6 131 Năng suất trung 54.4 48.4 bình Qua kết cho thấy, đất đá có độ ẩm cao (40%) máy xúc cho suất cao tính tốn lý thuyết, cịn đất đá có độ ẩm thấp (20%) máy cho suất thấp Nguyên nhân đất có độ ẩm thấp, tính rời rạc đất đá cao dẫn đến hệ số đầy gàu nhỏ máy xúc đất hoàng thổ dễ dàng so với đất đá, thể số chu kỳ máy làm việc loại đất đá thấp so với đất hoàng thổ Cần lưu ý, kết mang tính tương đối công tác thử nghiệm với loại đất có độ ẩm khác mà cịn với loại đất có tính chất khác - Tiêu hao nhiên liệu: Thời gian tính tiêu hao quy đổi giờ, tìm suất tiêu hao nhiên liệu 80, sử dụng công thức kinh nghiệm: CNL  P.Tth k d Trong đó: P cơng suất máy, lấy theo công suất tiêu chuẩn (78 kW); Tth: thời gian tính tiêu hao (1 giờ); d: khối lượng riêng dầu (900 g/l) xác định lượng nhiên liệu tiêu hao CNL = 6.93 lít/giờ Đối chiếu với định mức tiêu hao nhiên liệu máy xúc có dung tích gàu 0.75 m3/h theo Quyết định 1134/QĐ-BXD, kết thử nghiệm thấp máy sử dụng dung tích gàu 0.58 m3 54 4.4 Biện pháp nâng cao suất máy xúc Huyndai 140W-7: 4.4.1 Về mặt kỹ thuật thi công - Máy xúc bánh lốp Huyndai 140W-7 sử dụng nhiều loại gàu xúc có dung tích khác từ 0.23 m3 đến 0.71m3, nhiên qua kết tính tốn cho thấy gàu có dung tích 0.58m3 cho suất tối ưu nhất, chỉ điều kiện thi cơng đặc biệt, khơng phù hợp với gàu có kích thước lớn sử dụng gàu có dung tích nhỏ 0.4m3 Qua kết tính tốn cho thấy khơng cần thiết phải sử dụng gầu có dung tích lớn 0.58m suất máy tăng không đáng kể lực tác dụng lên gàu tăng lên đáng kể (theo kết tính tốn bảng 3.8) làm tăng thêm chi phí nhiên liệu - Bố trí đào đất cách hợp lý để giảm bớt số lần dịch chuyển máy giảm nhỏ góc quay đổ đất Bên cạnh đó, trình đào đất nên liên hợp thao tác vừa nâng hạ gàu, vừa quay máy để rút ngắn thời gian chu kỳ làm việc - Ngoài cần bảo dưỡng độ sắc cắt để giảm bớt lực cản cắt đất, giảm chi phí nhiên liệu tăng suất 4.4.2 Về mặt tổ chức thi công - Làm tốt công tác chuẩn bị trường thi công mặt bằng, sơ đồ thi công… đặc biệt ý độ ẩm đất để máy xúc tăng hệ số độ đầy - Đối với máy xúc Huyndai 140W-7 làm việc với sơ đồ đào là: + Sơ đồ đào dọc (đào đối đỉnh): máy đào đứng vị trí đường trục (chính giữa) khoang đào đào chạy dọc theo hướng chiều dài khoang đào, đổ đất sang hai bên máy đào Theo sơ đồ này, đào đất hố thấp máy, máy đào thường móc dần phần đất nơi máy đào đứng nên di chuyển máy chạy dật lùi Bề rộng khoang đào lý thuyết mở rộng tối đa tới lần bán kính đào lớn R max, quay máy đào tới 900 sang hai bên Tuy nhiên cần lưu ý, đào với khoang đào rộng tối đa làm ổn định cho vùng đất tại vị trí máy đứng, làm máy lật xuống hố đào, nên 55 thực tế, kích thước khoang đào dọc nên nằm khoảng (1,42-1,73)Rmax, tương ứng với góc mở tay cần đào sang phía bên hơng máy đào 450-600, tương ứng với góc quay máy đổ sang bên khoảng 600-750 Bề rộng khoang đào dọc máy đào gầu nghịch hợp lý 1,42Rmax, tương ứng với góc mở tay cần đào sang bên hông máy 450 Để máy đào làm việc đạt suất cao nhất, nên để vị trí đổ đất hợp với phương trục hố đào (cũng trục di chuyển máy đào) góc khoảng 600 – 900, làm giảm thời gian chu kỳ đào – xúc - đổ máy + Đào ngang: Áp dụng bề rộng khoang đào (hố đào chạy dài) khơng lớn vượt q bán kính đào lớn (tức bán kính cho phép) máy xúc Theo sơ đồ này, máy đứng phía bờ hố đào chạy dọc bên cạnh hố đào (hướng di chuyển song song với hố đào) Bộ phận công tác (tay cần gầu đào) với phần cabin phía mâm quay, xoay theo hướng vng góc với hướng di chuyển máy chiều dọc khoang đào, đào theo chiều ngang hố Đất đào đổ phía sau hướng di chuyển máy xúc đổ đất (góc quay máy vị trí đào xa vị trí đổ lớn 900) Sơ đồ đào ngang, nhìn chung, hạn chế sơ đồ đào dọc, diện bề rộng khoang đào nằm khoảng phân bố hẹp (< R max) so với đào dọc, góc quay máy đào - xúc - đổ lớn ≥ 900 nên suất thấp sơ đồ đào dọc, trường hợp điều kiện thi công cho phép nên tiến hành theo phương pháp đào dọc - Thiết kế khoang đào: Việc thiết kế bố trí khoang đào tương ứng với việc quan trọng, ảnh hưởng đến số lần di chuyển máy mà ảnh hưởng đến lượng đào sót Lượng đào sót nhiều làm cho hiệu thi cơng thấp đào khối sót thường cho suất thấp tăng chi phí nhiên liệu - Độ cao thi công: Khi độ cao thi công không đảm bảo ảnh hưởng đến độ dày phoi đất lần xúc đất hmax Nếu hmax giảm, máy phải xúc nhiều 56 lần đầy gàu nên suất giảm Đồng thời cần ý độ cao đổ đất, độ chênh cao độ máy đứng độ cao đào, độ cao đổ lớn tăng thời gian chu kỳ công tác máy, ảnh hưởng trực tiếp đến suất máy chi phí nhiên liệu - Để giảm bớt lượng đất sót mái dốc khơng nên cho máy đào làm việc với bán kính đào lớn - Ngồi ra, phối hợp mặt dung tích máy đào với dung tích xe tơ vận chuyển hợp lý làm tăng suất ca máy giảm thời gian chết q trình thi cơng 4.5 Kết luận chương - Nội dung nghiên cứu thực nghiệm tiến hành loại đất: đất đá cấp có độ ẩm 40% đất hồng thổ cấp có độ ẩm 20% Kết cho thấy, đất đá có độ ẩm cao máy xúc cho suất cao so với thi công đất đá có độ ẩm thấp Ngun nhân tính rời rạc đất đá máy xúc đất hoàng thổ dễ dàng so với đất đá, số chu kỳ máy làm việc đất hoàng thổ nhiều so với đất lẫn sỏi đá - Nghiên cứu mức tiêu hao nhiên liệu cho thấy kết hợp lý so với định mức máy sử dụng với loại gàu có dung tích 0.75 m3 - Nghiên cứu đề xuất số biện pháp nâng cao suất máy, chủ yếu phụ thuộc vào điều kiện kỹ thuật điều kiện thi công 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Máy xúc máy thi cơng đất có vai trị chủ đạo cơng tác thi cơng đất, có nhiều nghiên cứu máy thi cơng đất chưa có nghiên cứu sâu suất hiệu máy xúc bánh lốp Hyundai 140W-7 Đề tài “Nghiên cứu số yếu tố ảnh hưởng tới suất hiệu kinh tế máy xúc Hyundai 140W-7” tiến hành nghiên cứu tổng quan số loại máy cơng tác thi cơng đất Đồng thời, nghiên cứu tính tốn số thơng số máy xúc lực cản đào, cắt đất lên gàu xúc trình làm việc nghiên cứu số yếu tố ảnh hưởng tới suất điều kiện thi cơng, điều kiện địa hình, địa chất… Đối với máy xúc Hyundai 140W-7, sử dụng loại gàu có dung tích từ 0.23 đến 0.71 m3, nhiên, qua kết tính tốn cho thấy, máy sử dụng gầu xúc có dung tích 0.58 m3 cho suất tối ưu với chiều dày phoi đào dày 0.15m Nghiên cứu tiến hành khảo nghiệm máy q trình thực tế thi cơng Kết khảo nghiệm thực tiễn cho thấy đất đá có độ ẩm hợp lý cho suất cao so đất hồng thổ có độ ẩm thấp Kết khảo nghiệm cho thấy với độ ẩm hợp lý, suất có khả cao suất tính tốn ngược lại, độ ẩm q thấp cho suất thấp suất lý thuyết Nguyên nhân, với đất có độ ẩm thấp máy làm việc với độ đầy nhỏ góc ma sát đất nhỏ Đề tài tiến hành khảo nghiệm tiêu thụ nhiên liệu chủ yếu phụ thuộc vào công suất máy, so sánh với mức định mức dành cho máy với dung tích gàu 0.75m3 cho thấy mức tiêu thụ máy hợp lý Đề tài đưa số biện pháp nâng cao suất máy, chủ yếu phụ thuộc vào điều kiện kỹ thuật điều kiện thi công 58 Tồn kiến nghị Trong trình thực luận văn, thời gian hạn chế mặt thời gian ảnh hưởng dịch covid nên công tác khảo nghiệm máy thực tế chỉ dừng suất máy chi phí nhiên liệu loại dung tích gàu để kiểm chứng lại kết tính tốn lý thuyết, chưa tiến hành khảo nghiệm lực tác dụng lên máy trình làm việc điều kiện khác Do để kết nghiên cứu thực hữu ích với đơn vị sử dụng máy xúc bành lốp Huyndai 140W-7 thi cơng ngồi trường đạt hiệu cao cần tiến hành khảo nghiệm đánh giá thêm lực cản lên gàu xúc loại dung tích gàu với nhiều loại đất khác 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt [1] Công ty Cổ phần LILAMA 69-3, 2011, Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy xúc thủy lực bánh xích có dung tích gầu ≥ 0,7m3, Đề tài cấp Bộ xây dựng [2] Phạm Hữu Đỗng, Hoa Văn Ngũ, Lưu Bá Thuận (2004) Máy Làm đất Nhà xuất Xây dựng [3] Học viện kỹ thuật quân sự, 2014, Nghiên cứu đánh giá khả sản xuất hàng loạt máy thi công xây dựng (máy xúc, máy ủi) phục vụ chương trình nội địa hóa sản phẩm khí xây dựng, Đề tài cấp Bộ xây dựng, mã số RD 69-12 [4] Trần Quang Hùng, 1999, Nghiên cứu lực cản đào đất gàu xúc đất đồng Việt Nam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Học viện Kỹ thuật quân [5] Nguyễn Khánh Linh, 2007, Máy xây dựng, Bài giảng Đại học Bách khoa Đà Nẵng [6] TCVN 9323:2012, Máy làm đất – Máy xúc lật – Các phương pháp đo lực gàu xúc tải trọng lật [7] Nguyễn Tiến Thụ, 2010 Sổ tay chọn máy thi công xây dựng Nhà xuất Xây dựng [8] Nguyễn Bảo Vệ Phương pháp nghiên cứu khoa học, http://voer.edu.vn/c/d257fbec Tài liệu tiếng nước [9] Mario Klanfar, Trpimir Kujundžić, Darko Vrkljan (2014), Calculation analysis of bulldozer's productivity in gravitational transport on open pits, Tehnički vjesnik 21, 517-523 [10] Caterpillar performance handbook (2012), Caterpillar Inc., Peoria, Illinois, U.S.A [11] Jyoti.S.Trivedi and Rakesh Kumar (2013), Optimization of construction equipment utility using nural networks, NICMAR-Journal of construction management, Vol 28, No.3, 43-50 60 [12] Shmulevich, I.; Asaf, Z.; Rubinstein, D (2007), Interaction between soil and a wide cutting blade using the discrete element method,/ Soil & Tillage Research 97, pp 37-50 [13] Mootaz Abo-Elnor; Hamilton, R.; Boyle, J.T (2004), Simulation of soil– blade interaction for sandy soil using advanced 3D finite element analysis, Soil & Tillage Research 75, pp 61-73 [14] A Rashidi, H Rashidi Nejad, and Marcel Maghiar (2014), Productivity Estimation of Bulldozers using Generalized Linear Mixed Models, KSCE Journal of Civil Engineering 18(6):1580-1589 [15] Alwi, S (2003), Factors influencing construction productivity in the Indonesian context, Proc., 5th EASTS Conference, Fukuoka, Japan [16] Jarosław Selech, Dariusz Ulbrich, Konrad Włodarczyk, Żaneta Staszak, Jacek Marcinkiewicz, Dawid Romek, and Bartosz Baran (2019), A working design of a bulldozer blade as additional equipment of a compaction drum roller, MATEC Web of Conferences [17] Masami Hirayama, Mark Whitty, Jayantha Katupitiya and Jose Guivant (2018), An optimized approach for automatic material distribution operations of bulldozers, International Journal of Advanced Robotic Systems [18] Jiaqi Xu and Hwan-Sik Yoon, 2016, A Review on Mechanical and Hydraulic System Modeling of Excavator Manipulator System, Journal of Construction Engineering [19] Serkan Altuntas, Turkay Dereli, Mustafa Kemal Yilmaz, 2015, Evaluation of excavator technologies: application of data fusion based multimoora methods, Journal of Civil Engineering and Management, Volume 21(8): 977–997 [20] W.S Abeli, 2013 Comparing Productivity and Costs of Three Subgrading Machines Journal of Forest Engineer, 5(1), p33-39 61 [21] Samwel Victor Manyele, 2017 Investigation of Excavator Performance Factors in an Open-Pit Mine Using Loading Cycle Time Engineering, 9, 599-624 [22] Aidin Parsakho, Seyed Ataollah Hosseini, Hamid Janilvand and Majid Lotfalian, 2008 Physical soil Poroperties and slope treament effect on Hydraulic Ecavator productivity for forest road construction Pakistan Journal of biological sciences 11 (11), 1422-1428 [23] Mundane Sagar R and Khare Pranay R, 2015 Comparative study of factors affecting productivity and cycle time of differentexcavators and their bucket size International Journal on Recent and Innovation Trends in Computing and Communication ISSN: 2321-8169 Volume: Issue: 12 [24] Shubhangi B Kalokhe, Ghanasham C Sarode, Pushpraj S Warke, 2019 Evaluating Excavation Equipment Productivity Constant for Construction Project International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology, Vol 8, Issue 5, May 2019 [25] Bhavesh P Patel, Dr J M Prajapati, Bhargav J Gadhvi, 2011 A Review on the Development of the Analytical Soil-Tool Interaction Model for the Earthmoving Operations Proc of the 4th National Conference on Emerging Trends in Mechanical Engineering, G H Patel College of Engineering & Technology, India., SBN: 978-81-909376-3-4