Bài giảng máy xây dựng chương 1 lê hồng quân

COURSE TITLE: HEAVY EQUIPMENTS IN CIVIL ENGINEERING OR CONSTRUCTION MACHINE (30 CLASSES) Course Instructor : Hong - Quan LE – Department of Construction Mechanical Engineering- National University of Civil Engineering E-mail: lehquandhxd-at-gmail-dot-com; Cellphone: 0912376419 Course Hours: Mon 123 and Fri 456 Course Place: Room no 31, H2 Building References: (in vietnamese) [1] Máy Xây dựng – Lưu bá Thuận NXB XD [2] MXD Phần tập- Phạm Quang Dũng – NXB KHKT-1998 Instructor: Lê Hồng Quân- University of Civil Engineering GRADING Students will be graded on an assignment, a midterm exam, and final exam, weighted as follows: - Processional grade including: + In-class Participation 30% + Assignment (homework): 10% + Midterm Exam (45 minutes) 60 % - Final grade including: + Final Exam (60 minutes) 60 % Note: Students will have to complete an assignment as a prerequisite before taking the final exam Instructor: Lê Hồng Quân- University of Civil Engineering MÁY XÂY DỰNG ( 30 tiết ) Cán giảng dạy : Lê Hồng Quân – Khoa Cơ khí Xây dựngTrường Đại học Xây dựng E-mail: lehquandhxd@gmail.com Mobile: 0912376419 Tài liệu tham khảo : [1] Máy Xây dựng – Lƣu Bá Thuận tác giả NXB XD-Hà nội [2] MXD Phần tập- Phạm Quang Dũng – NXB KHKT-1998 Instructor: Lê Hồng Quân- University of Civil Engineering ĐIỂM THI MÔN HỌC Điểm thi sinh viên đánh giá theo trọng số sau: - ĐIỂM Q TRÌNH MƠN HỌC : 1/ Tham dự môn học lớp (điểm danh) : A 2/ Thi kỳ (45 phút): B 3/ Điểm tập nhà : C - ĐIỂM KẾT THÚC MÔN HỌC : 3/ Thi kết thúc học kỳ (60 phút) : D Chú ý: Sinh viên phải hoàn thành tập lớn đạt điểm trở lên dự thi kết thúc học kỳ Điểm cuối = (A x 0,3+B x 0,6 + C x 0,1)x 0,3 + D x 0,7 Instructor: Lê Hồng Quân- University of Civil Engineering lehquandhxd@gmail.com NO PAIN, NO GAIN ! Instructor: Lê Hồng Quân- University of Civil Engineering CHƢƠNG I KHÁI NIỆM CHUNG MÁY XÂY DỰNG §1 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI MÁY XÂY DỰNG 1.1.Khái niệm : MXD danh từ chung để tất máy thiết bị dùng lĩnh vực xây dựng : dân dụng công nghiệp , giao thông , thủy lợi , 1.2 Phân loại : MXD đa dạng, nhiều chủng loại, xd chủ yếu phân loại theo cơng dụng + Theo cơng dụng : 1/.Máy phát lực : Cung cấp lượng cho cho máy khác làm việc 2/.Máy vận chuyển : Vận chuyển người , hàng hoá , vật liệu ,thiết bị ,máy móc ngồi cơng trường Instructor: Lê Hồng Quân- University of Civil Engineering a/ Máy vận chuyển ngang : Phương vận chuyển song song với mặt đất Vận chuyển đường : Ơtơ , máy kéo , phương tiện chuyên dùng khác Vận chuyển đường sắt : Tầu hoả , xe goòng Vận chuyển đường thuỷ : Tầu thuỷ , sà lan , thuyền , Vận chuyển đường khơng : Máy bay , kinh khí cầu , b/.Máy vận chuyển lên cao : Phương vận chuyển theo phương thẳng đứng gần thẳng đứng Các thiết bị nâng đơn giản : Ròng rọc ( pu li -poulié) hệ thống ròng rọc (palăng cáp) , Các loại kích , palăng , tời Máy nâng xây dựng : Vận thăng , thang máy công trường Cần trục : Các loại cần trục nhỏ , cần trục tháp , cần trục tự hành vạn , cổng trục , cầu trục , cần trục dây cáp , cần trục cổ ngỗng , Instructor: Lê Hồng Quân- University of Civil Engineering c/.Máy vận chuyển liên tục : Phương vận chuyển ngang , nghiêng , thẳng đứng Đặc điểm loại vận chuyển : Người vật liệu vận chuyển liên tục Bao gồm : Băng tải , gầu tải , vít tải , d/.Máy xếp dỡ : Thường vận chuyển cự li ngắn , phục vụ công tác xếp dỡ ga tầu , bến cảng Máy xúc lật , máy xếp dỡ công tơ nơ , xe nâng hàng , 3/.Máy làm đất : Tất máy phục vụ thi công đất a/.Máy chuẩn bị mặt : Máy cắt xén bụi rậm , máy nhổ gốc , máy xới , b/.Máy đào đất : Máy đào gầu ( gầu thuận , gầu nghịch , ) , máy đào nhiều gầu c/.Máy đào chuyển đất : Máy ủi , máy cạp Instructor: Lê Hồng Quân- University of Civil Engineering d/.Máy san đất e/.Máy đầm đất : Máy đầm bánh cứng trơn , máy đầm chân cừu , máy đầm vấu , 4/.Máy gia cố móng : a/.Thiết bị hạ cọc : Búa đóng cọc Diesel , búa thuỷ lực , búa rung , b/.Thiết bị tạo lỗ thi công cọc nhồi : Máy khoan xoắn ruột gà , máy khoan xoay , máy khoan gầu ngoạm , c/.Thiết bị ấn bấc thấm 5/.Máy gia công đá : Tất máy phục vụ cho công tác gia công đá a/.Máy nghiền đá : Máy nghiền má , máy nghiền côn , máy nghiền trục , b/.Máy sàng đá : Máy sàng ống quay , máy sàng rung , c/.Máy rửa đá d/.Máy cưa , xẻ dá ,… Instructor: Lê Hồng Quân- University of Civil Engineering 6/.Máy làm bê tông : Các loại máy phục vụ công tác bê tông cốt thép Máy trộn bê tông : Máy trộn tự , máy trộn cưỡng Máy đầm bê tông : Máy đầm bàn , máy đầm dùi , Máy bơm bê tông : Loại pit tơng thuỷ lực có van hình chữ S , loại rô to ruột mềm Máy vận chuyển bê tông Instructor: Lê Hồng Quân- University of Civil Engineering 10 BƠM BÁNH RĂNG (tiếp theo) - Phạm vi ứng dụng: + Được sử dụng phổ biến hệ thống truyền động thủy lực có áp suất trung bình khoảng 10MPa = 1000N/cm2 + Trong hệ thống thủy lực có áp suất cao bơm bánh dùng làm bơm sơ cấp + Hiệu suất bơm bánh thấp η =0,65 – 0,85 - Lƣu lƣợng (Displacement) : Q=2.Z.m2.b.n , [cm3/ph] Z-Số bánh chủ động m-Môđun ăn khớp [ cm ] b-Chiều rộng bánh [cm ] n-Tốc độ quay bánh chủ động [ vg/ph ] - Một số đặc điểm bơm bánh răng: + Cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ, dễ chế tạo + Độ tin cậy cao, kích thước nhỏ gọn + Có khả chịu tải thời gian ngắn + Số vịng quay cơng suất đơn vị trọng lượng lớn + Bơm bánh không điều chỉnh đƣợc lƣu lƣợng áp suất 72 số vòng quay n cố định Instructor: Lê Hồng Quân- University of Civil Engineering 2/ BƠM PÍT TƠNG (PISTON PUMP) Có loại bơm piston: +Bơm piston hướng trục (Axial piston pump) +Bơm piston hướng kính:(Radial piston pump) 2’ 3’ 4’ - Sơ đồ cấu tạo bơm hƣớng trục:  Do 1- Khối xylanh; 2, 2’ - Các xylanh bơm; 3, 3’ - Các pít tơng bơm; 4, 4’ - Các tay biên; 5- Đĩa chủ động; 6- Thanh truyền; 7- Thân bơm; - Nguyên lý làm việc: + Chuyển động quay từ động làm cho đĩa quay, thông qua truyền tay biên 4, 4’ đĩa đẩy khối xylanh 1 quay tròn + Các xylanh 2, 2’cùng pít tơng 3, 3’ quay tròn với truyền khối xylanh + Do đĩa đặt nghiêng góc γ nên pít tơng 3, 3’ cịn chuyển động tịnh tiến qua lại xylanh + Tại chu kỳ thứ nhất: pít tơng 3’ dịch chuyển sang phải xylanh 2’ đƣợc thơng với cửa hút dầu vào Cịn pít tơng tịnh tiến sang trái xylanh đƣợc thông với cửa đẩy dầu + Tại chu kỳ (đĩa quay 1800): xylanh đƣợc thơng với cửa hút dầu vào Cịn 73 xylanh 2’ đƣợc thông với cửa đẩy dầu BƠM PÍT TƠNG (Tiếp theo) - Đặc điểm bơm piston hƣớng trục: + Cấu tạo đa dạng, giá thành đắt tuổi thọ d cao loại bơm + Hiệu suất cao η = 0,86-0,9 + Tạo áp suất cao p = 40- 50 MPa  Do + Lưu lượng thay đổi dễ dàng cách thay đổi góc nghiêng  (variable displacement) + Thuận lợi cho việc tự động điều khiển công suất theo phụ tải - Phạm vi ứng dụng: Dùng trường hợp cần tạo áp suất làm việc cao yêu cầu lƣu lƣợng thấp -Năng suất (lƣu lƣợng): Q = 0,785d2.i.D0.n.tg , [cm3/ph] d-Đường kính xi lanh , [cm] i-Số lượng xi lanh D0-Đường kính vịng tròn nối tâm xi lanh , [cm] n-Tốc độ quay trục bơm , [vg/ph] -Góc nghiêng mâm quay so với phương thẳng đứng, [độ] 74 HÌNH ẢNH BƠM PÍT TƠNG HƢỚNG TRỤC (BƠM CONG) 75 HÌNH ẢNH BƠM PÍT TƠNG HƢỚNG KÍNH (RADIAL PISTON PUMP) Instructor: Lê Hồng Quân- University of Civil Engineering 76 3/ BƠM CÁNH QUYÉT (VANE PUMP) Cửa hút dầu Cửa đẩy dầu Khi rotor quay, cánh gạt trượt rãnh để gạt dầu từ cửa hút sang cửa đẩy e Phần không gian vỏ bơm rotor gọi thể tích làm việc Rs Rr - Một số đặc điểm bơm cánh quyét: Vỏ bơm Cánh gạt + Cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ bền Rotor + Hiệu suất thấp ɳ=0,8 – 0,85 + áp suất làm việc thấp p = 16-18 Mpa (dưới 200 bar) + Chỉ thay đổi lưu lượng khoảng hẹp - Năng suất (Lƣu lƣợng): Q = 2.n.b.(R2s-R2r) , [cm3/ph] n-Tốc độ quay rotor , [vg/ph] b-Chiều rộng cánh quyét , [cm] Rs,Rr –Bán kính stator rotor , [cm] e- độ lệch tâm rotor vỏ bơm, [cm] Instructor: Lê Hồng Quân- University of Civil Engineering 77 4.2.2.Sơ đồ mạch truyền động thuỷ lực đơn giản (schematic diagram of the hydraulic circuit) 1.Thùng dầu (oil reservoir) ; Bơm thủy lực; E 10 B A 3.Hộp phân phối 4/3 (three7 position and four- way valvle): để phân phối dòng chất lỏng tùy theo vị trí nối cửa van); 4.Van an toàn (pressure-set check); 5.Xi lanh (working oil cylinder); D C 6.Van tiết lưu: để điều chỉnh lưu lượng dòng chất lỏng; 7.Van chiều (chỉ cho chất lỏng theo chiều định); Đường ống (oil path); 9.Bầu lọc (oil filter); 10 Pittông Instructor: Lê Hồng Quân- University of Civil Engineering 78 Nguyên lý làm việc: Động điện dẫn động cho bơm làm việc để hút dầu từ thùng qua bơm dầu có áp suất cao đưa lên van phân phối 10 - Điều khiển van để : cửa A thông với cửa B cửa C thơng với cửa D dầu có áp từ A qua B đến khoang E đẩy pittông 10 dịch chuyển sang phải đồng thời ép dầu qua tiết lưu cửa D nối với C qua bầu lọc thùng chứa E B A D C - Điều khiển van để : cửa A thông với cửa D cửa C thông với cửa B dầu có áp từ A qua D qua van vào xy lanh đẩy pittông 10 di chuyển sang trái đồng thời ép dầu từ E qua cửa B nối với A qua bầu lọc thùng chứa có cố làm áp suất dầu hệ thống vượt giới hạn van an toàn794 mở để dầu qua đến bầu lọc để thùng chứa đảm bảo an tồn cho hệ thống §5 HỆ THỐNG DI CHUYỂN CỦA MÁY XÂY DỰNG 5.1.Công dụng phân loại a/ Công dụng : +Biến chuyển động quay tròn động dẫn động thành chuyển động tịnh tiến xe máy +Đỡ toàn toàn lượng xe máy truyền xuống đất b/.Phân loại : +Hệ thống di chuyển xích +Hệ thống di chuyển bánh lốp +Hệ thống di chuyển bánh sắt ray +Hệ thống di chuyển phao +Hệ thống di chuyển tự bước 5.2.Một số hệ thống di chuyển thƣờng dùng 5.2.1.Hệ thống di chuyển xích a/.Ƣu điểm : +Áp lực riêng lên đất bé : 0,04 0,1 Mpa phân phối đồng +Lực bám với đất tốt +Khả vượt dốc tốt : 10 400 80 +Làm việc địa hình khác nhau,không cần làm đường tạm b/.Nhƣợc điểm : -Tự trọng lớn (chiếm đến 40% Gm) -Cấu tạo phức tạp , thay sửa chữa khó khăn -Tốc độ di chuyển thấp ( km/h ) -Tuổi thọ thấp ( 2000 2500 h ) c/.Sơ đồ cấu tạo hệ thống di chuyển xích 1.Bánh xích chủ động 2.Khung 3.Xích 4.Bánh tỳ 5.Bánh xích bị động 6.Bộ phận căng xích 7.Con lăn đỡ 5.2.2.Hệ thống di chuyển bánh lốp Instructor: Lê Hồng Quân- University of Civil Engineering 81 Ƣu điểm : +Nhẹ nhàng , êm , hiệu suất cao +Tuổi thọ cao : 30000 - 40000 h +Vận tốc di chuyển lớn ( 60 km/h ) +Dễ dàng thay , sửa chữa +Có thể thay đổi áp lực riêng lên đất Nhƣợc điểm :-Lực bám nhỏ (nên không phát huy tối đa lực kéo tiếp tuyến) -Phải làm đường tạm -Áp lực riêng lên đất lớn -Khả vượt dốc 82 Hệ thống di chuyển bánh xích máy đào nhiều gầu 83 5.2.3.Hệ thống di chuyển tự bước +Áp lực riêng đất nhỏ +Vận tốc di chuyển thấp :0,08 0,6 km/h §6 CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ, KỸ THUẬT CỦA MÁY XÂY DỰNG 6.1.Chỉ tiêu kinh tế Gía thành sản phẩm : tsp = Tcb +Tsd - Tdt , VNĐ/SP N Tcb-Gía thành Tsd – Gía thành sử dụng Tđt-Gía thành đào thải (thanh lý ) N-Tổng sản lượng đời máy Instructor: Lê Hồng Quân- University of Civil Engineering 84 6.2.Chỉ tiêu kỹ thuật 1/.Năng suất : khối lượng sản phẩm hữu ích máy làm đơn vị thời gian (giờ, ca, năm) + Đối với máy làm việc theo chu kỳ ( lấy ví dụ với máy đào gầu) a/Năng suất lý thuyết : (dùng để so sánh máy với chọn máy) 3600.q q-Dung tích gầu xúc , [m3] , [m /h] Qlt = Tck-Thời gian chu kỳ làm việc , [s] Tck b/Năng suất kỹ thuật : (dùng để so sánh trình độ thợ vận hành máy) 3600.q.kđ kđ- Hệ số đầy gầu , [m /h] Qkt = kt- Hệ số tơi đất >1 T k ck t c/Năng suất thực tế:(dùng để so sánh trình độ tổ chức thi cơng CBKT) 3600.q.kđ.ktg 3/h] ktg- Hệ số sử dụng thời gian làm việc máy , [m Qtt = Tck.kt +Đối với máy làm việc liên tục: F-Diện tích tiết diện dịng vật liệu , [m2] Qlt = 600 F.v , [m /h] v-Vận tốc di chuyển dòng vật liệu , [m/s] 85 2/.Chỉ tiêu trình độ sử dụng máy : a/.Hệ số sử dụng thời gian ktg = Ttt-Thời gian làm thực tế máy Tqđ-Thời gian quy định làm việc máy Ttt Tqđ b/.Hệ số sử dụng máy: km = Msd-Số máy đưa sử dụng đơn vị Mcó-Số máy mà đơn vị có Msd Mcó c/.Khối lượng sản phẩm cơng nhân làm : Qtt Qtt-Năng suất thực tế máy S= n-Số lượng công nhân phục vụ cho máy n 3/.Các tiêu trình độ giới hố : a/.Mức độ giới hoá Mcg = Qm 100/Q ,[%] Qm-Khối lượng cơng trình hồn thành máy Q-Tổng khối lượng xây lắp cơng trình b/.Mức độ trang bị máy Mtb = Tm.100 /Tct ,[%] c/.Mức độ trang bị động lực Tm-Chí phí trang bị sử dụng máy Tct-Gía thành tồn cơng trình Mđl = Nm /p , [kw / Cơng nhân] Nm-Tổng cơng suất tồn máy đơn vị 86 p-Tổng số công nhân đơn vị