ĐỒ án tốt NGHIỆP NGÀNH KHAI THÁC mỏ máy xúc экг– 8a

Máyxúc là một trong những thiết bị quan trọng Với mục đích học hỏi nhằm nâng cao trình độ hiểu biết để vận dụng vào thực tế sản xuất, sau một thời gian học tập ở trờng, đợc các thầy cô g

Mục lục Trang

Lời nói đầu. 3

Chơng 1: Giới thiệu chung về Công ty than Cao Sơn. 1.1 Giới thiệu về công ty than Cao Sơn 4

1.2 Điều kiện khí hậu, vị trí địa lý và địa chất thủy văn 4

1.3 Trang thiêt bị máy móc của công ty 7

1.4 Hệ thống máy và thiết bị công nghệ trong quá trình sản xuầt 10

1.5 giới thiệu chung về tình hình vận tải mỏ 14

Chơng 2: Giới thiệu về máy xúc экг- 8и

2.1 Công dụng 16

2.2 Kết câú và nguyên lý làm việc 17

2.3 Các bộ phận chính của máy xúc экг- 8и 21

2.4 Cáp và động cơ dùng cho máy xúc экг- 8и 29

Chơng 3:Tính toán chung về máy xúc экг- 8и

3.1 Tính lực nâng gầu 31

3.2 Tính lực ra vào tay gầu 38

3.3 Tính toán sơ bộ công suất di chuyển 41

Chơng 4: Chuyên đề tính toán cơ cấu quay của máy xúc экг- 8и

4.1 Tính sơ bộ công suất quay 43

4.2 Tính toán phanh cơ cấu quay 48

4.3 Tính cặp bắnh răng hở 53

4.4 Tính toán thiết kế trục 60

Chơng 5:Mạch điện điểu khiển của máy xúc экг- 8и.

5.1 Mạch khởi động động cơ đồng bộ 65

5.2 Nguyên lý làm việc của mạch điểu khiển nâng hạ 66

5.3 Nguyên lý làm việc của mạch điểu khiển ra vào – di chuyển 68

5.4 Nguyên lý làm việc của mạch điểu khiển quay – di chuyển 69

Chơng 6: Công nghệ sửa chữa trục con lăn của máy xúc экг- 8и 6.1 Nhận xét chung 72

6.2 Tầm quan trọng của công nghệ sửa chữa 74

6.3 Nội dung các công việc sửa chữa trục con lăn 74

6.4 Cấu tạo trục con lăn 74

6.5 Lập quy trình công nghệ sửa chữa trục con lăn 74

6.6 Nội dung các bớc công việc sửa chữa 75

6.7 Lập quy trình công nghệ sửa chữa chi tiết trục 77

6.8 Tính giá thành từng phần sửa chữa trục con lăn 100

Kết luận 104

Tài liệu tham khảo 105

Lời nói đầuTrong công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá của đất nớc hiện nay, ngànhkhai thác than đóng góp vai trò quan trọng, cung cấp nguồn nguyên liệu chính chocác ngành công nghiệp khác Do đó việc áp dụng các thành tựu kỹ thuật, công nghệtiên tiến, nâng cao trình độ kỹ thuật cho lực lợng lao động là hết sức cần thiết Đi

đôi với việc đổi mới nền kinh tế, ngành mỏ cũng đang từng bớc đợc cơ giới hoá,nhiều hệ thống, máy móc thiết bị tiên tiến đã đợc áp dụng vào sản xuất nhằm tăngsản lợng than khai thác ngày một tăng cao, chất lợng tốt đáp ứng đợc nhu cầu sửdụng trong nớc và xuất khẩu

Trong ngành khai thác than, khai thác lộ thiên cũng nh khai thác hầm lò,công tác đào - xúc là một khâu quan trọng trong việc khai thác than ở các mỏ Máyxúc là một trong những thiết bị quan trọng

Với mục đích học hỏi nhằm nâng cao trình độ hiểu biết để vận dụng vào thực

tế sản xuất, sau một thời gian học tập ở trờng, đợc các thầy cô giáo tận tình giảngdạy, truyền thụ những kiến thức kỹ thuật cơ bản, nay tôi đợc giao nhiệm vụ thực tậptốt nghiệp tại Công ty than Cao Sơn nhằm học tập tìm hiểu việc sử dụng những kiếnthức kỹ thuật vào trong thực tế sản xuất Sau thời gian thực tập, học hỏi, đợc sự hớngdẫn tận tình của Thầy giáo Đoàn Văn Giáp, tôi đã học tập, tích luỹ đợc những kiếnthức, kinh nghiệm bổ ích trong thực tế sản xuất tại mỏ, tôi đợc giao đề tài:Tính toán thiết kế máy xúc máy xúc ЭКГ 8И theo máy mẫu dùng ở công ty than Cao Sơn

Trong bản đồ án này, do khả năng trình độ chuyên môn còn nhiều hạn chế,không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong đợc sự tham gia góp ý của các thầy côgiáo và các bạn để đồ án đợc hoàn thiện hơn

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới ban giám hiệu nhà trờng, nhất là sựhớng dẫn tận tình của thầy giáo Đoàn văn Giáp, cùng toàn thể các thầy cô giảng dạytrong bộ môn Máy và Thiết bị mỏ - Trờng Đại học Mỏ - Địa chất, Ban Giám đốc, Phòng cơ điện Công ty than Cao Sơn, đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi để hoàn thành bản

đồ án này

Ngày… tháng 5 năm 2006.

Ngời viết đồ án

Chơng 1:

giới thiệu chung về công ty than cao sơn

1.1- Giới thiệu về công ty than Cao Sơn.

Công ty than Cao Sơn trớc kia là mỏ than Cao Sơn đợc thành lập ngày 6tháng 6 năm 1974 Là một mỏ than lộ thiên nằm trong vùng than Đông Bắc Năm

1997 mỏ đợc tách ra thành một đơn vị độc lập gọi là Công ty than Cao Sơn trựcthuộc Tổng Công ty than Việt Nam, nay là tập đoàn than – khoáng sản Việt Nam

Công ty than Cao Sơn trớc đây do Liên Xô (cũ) thiết kế và đầu t máy mócthiết bị, cơ sở hạ tầng cũng nh nhà xởng, trạm điện, đờng sá dây chuyền và thiết bịtrong quá trình sản xuất và phát triển đã đầu t thêm nhiều máy móc của các nớc tbản, công ty hiện nay với số lợng máy móc và thiết bị hiện có đợc coi là hiện đại rất

đồng bộ, gồm:

- Máy khoan xoay cầu CБШ- 250T; CБШ- 250MH-32T; CБШ- 250MHA-32T

- Máy xúc экг- 8и; экг- 4.6; экг- 5A;

- Các ôtô vận tải CAT nh CAT 769A, 769D, 773E, 777D ôtô vận tải BELAZ

27 tấn, 30 tấn,40 tấn, 42 tấn và nhiều thiết bị máy móc khác

Trong những năm qua với sự phấn đấu không ngừng, cán bộ và công nhân mỏCao Sơn đã đạt đợc nhiều thành tích Đợc Đảng và nhà nớc cũng nh các cấp chínhquyền tại tỉnh Quảng Ninh trao tặng rất nhiều phần thởng do những đóng góp chocông cuộc xây dựng đất nớc và tỉnh Quảng Ninh

Vào ngày 05 tháng 8 năm 2005 giám đốc Lê Đình Trởng và toàn thể công tyThan Cao Sơn vinh dự đón nhận danh hiệu Anh Hùng Lao Động do chủ tịch nớctrao tặng Với những thắng lợi và thành tích trong sản xuất công ty luôn xứng đáng

là đơn vị dẫn đầu trong công cuộc xây dựng đất nớc của tập đoàn than – khoáng sảnViệt Nam

1.2- Điều kiện khí hậu, vị trí địa lý và địa chất thủy văn.

1.2.1- Điều kiện khí hậu.

Công ty nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nắng lắm ma nhiều gây

ảnh hởng lớn đến sản xuất của công ty Mùa đông có gió mùa đông bắc nhiệt độ từ

250C đến 350C Lợng ma lớn thờng tập trung vào tháng 7, 8, trong đó lợng ma nhữngnăm gần đây từ (1287- 2886) mm/năm Nên công tác khai thác, vận chuyển rất khókhăn và phức tạp,với đặc thù khai thác của công ty là khai thác xuống sâu ( đáymoong hiện tại năm 2003 đạt -135m so với mức nớc biển ) Hàng năm sau mỗi mùa

ma công ty phải bơm 10 triệu m3 nớc ra khỏi mỏ để khai thác lấy than tại moong

2.2.2- Vị trí địa lý.

Công ty than Cao Sơn đợc chia thành hai khu vực đó là khu vực văn phòng vàkhu khai thác

Địa điểm Cọc Ba thuộc phờng Cẩm Sơn thị xã Cẩm Phả đã đợc chọn làm vịtrí xây dựng văn phòng, xây dựng khu tập thể công nhân ngay từ ngày đầu mỏ mớithành lập để từ đó các thế hệ lãnh đạo cùng với các thế hệ thợ mỏ thực hiện việc mởrộng tôn tạo, xây dựng ngày càng khang trang, đẹp đẽ Từ bãi cát, bãi sú vẹt ngay từnhững năm đầu thành lập mỏ (1974 - 1975) đã tổ chức san gạt tôn tạo đợc 43 ha để

có vị trí làm nhà văn phòng và khu tập thể công nhân, đến nay tổng cộng đã đổ đấtlấn biển, san gạt mặt bằng đợc 72 ha Văn phòng mỏ từ nhà cấp 4 đến nay đã xâythành khu nhà 3 tầng hài hoà cân đối, có sân vờn, ao cá đẹp nh công viên Từ nhữngkhu tập thể nay đã thành những căn hộ riêng của những ngời thợ mỏ với những ngôinhà cao tầng hiện đại có đầy đủ cơ sở điện, nớc, đờng giao thông đang dần hìnhthành khu phố hiện đại văn minh Làng mỏ Cao Sơn đợc hình thành từ những ngày

đầu thành lập với muôn vàn khó khăn, thiếu thốn đủ thứ trải qua 31 năm xây dựng

đến nay đã trở thành khu phố mỏ khang trang, bề thế của phờng Cẩm Sơn, thị xãCẩm Phả nằm bên bờ vịnh Bái Tử Long xinh đẹp

1.2.3 Địa chất thủy văn.

Hình 1-1: Khai trờng Cao Sơn

Khoáng sản than của mỏ than Cao Sơn nằm sâu trong lòng đất các vỉa cóchiều dày lớn Trong vỉa có nhiều lớp đá kẹp phức tạp

Vỉa dày bị phân cách ra thành nhiều khối bởi các đứt gẫy tạo thành các khốihình nêm Bởi vì thế quá trình khai thác đã tạo cho mỏ một bề mặt rất phức tạp Khai trờng mỏ cách xa văn phòng trên chục km, ở vùng núi cao nên đợc đặt

là Cao Sơn đất đá rắn có độ cứng chủ yếu trên f:10, hệ số bóc lớn, hiện nay đangphải bóc trên 10m3 đất đá mới khai thác đợc một tấn than Mỏ ngày càng khai thácxuống sâu, độ cao nâng tải càng tăng, càng làm hạn chế hiệu quả hoạt động củanhững chiếc xe ô tô Belaz đã sử dụng nhiều năm Tổng số cán bộ CNVC hiện có gần

4000 ngời Những thiết bị của Liên Xô trang bị đang hiện còn đợc sử dụng: 18 máyxúc экг- 8и; экг- 4.6; экг- 5A có dung tích gầu từ 4,6 m3 đến 8 m3; 15 máy khoan

30 tấn Thiết bị hiện đại tiên tiến bao gồm có một máy xúc PC1800 có dung tích gầu12m3, 18 xe gạt của nhật D85- A và loại xe ô tô trọng tải 55- 96 tấn của Nhật và Mỹ

có 33 xe, trong đó có loại trọng tải 55- 48 tấn là 25 xe, trọng tải 91- 96 tấn có 8 xe;cùng với thiết bị, công trình phụ trợ khác trong dây chuyền công nghệ tiên tiến đợccân nhắc lựa chọn phù hợp với các điều kiện khai thác của mỏ nhằm nâng cao năngxuất thiết bị, hiệu quả kinh tế và cải thiện điều kiện làm việc cho ngời lao động

Từ ngày thành lập mỏ đến nay, công ty đã bốc xúc và vận chuyển đợc 151triệu m3 đất đá và khai thác 21 triệu tấn than Đặc biệt trong thời kỳ đổi mới từ 1995

đến nay, trong 11 năm công ty đã khai thác đợc 14 triệu tấn than và bốc xúc vậnchuyển đợc 100 triệu m3 đất đá, chiếm tỷ lệ 67% về sản lợng khai thác và 66% vềsản lợng bóc đất đá so với tổng sản lợng khai thác từ ngày thành lập mỏ đến nay

Nh vậy sản lợng khai thác và bóc đất trong 11 năm thực hiện đờng lối của Đảng đãtăng gấp đôi so với 20 năm trớc đó Trong 11 năm qua tốc độ tăng năng suất, tăngsản lợng khai thác cũng đạt cao nhất Sản lợng bóc đất năm 1995 là 2.756.000 m3 đãtăng lên 5.480.000 m3 vào năm 2000 và đã đạt sản lợng bóc đất là 18 triệu m3 vàonăm 2005, dự kiến năm 2006 Công ty sẽ bốc xúc khoảng 24 triệu m3 đất đá và khaithác 2,5 triệu tấn than Năng suất máy xúc экг-5A có máy đã đạt tới gần 1 triệu

Trong những năm qua doanh thu của mỏ cũng liên tục tăng Năm 1995 đạt

122 tỷ đồng, năm 2000 đạt 190 tỷ đồng, năm 2004 đạt 626 tỷ đồng, dự kiến năm

2005 đạt 800 tỷ đồng Lãi sản xuất kinh doanh trong 11 năm qua là 100.400 triệu

đồng, đặc biệt năm 2004 đạt 27 tỷ đồng, năm 2005 dự kiến lãi là 28 tỷ đồng Công

ty luôn hoàn thành nghĩa vụ nộp ngân sách cho nhà nớc Cán bộ công nhân viênchức của toàn công ty hiện nay là 3732 ngời, có 23 công trờng phân xởng và 9phòng ban Công nhân kỹ thuật có tay nghề cao Quá trình bố trí công việc đợc xuấtphát từ ban giám đốc đến các phòng ban sau đó chuyển xuống các công trờng, phânxởng Tiền lơng thu nhập của ngời lao động đợc tăng cao hàng năm, bình quân năm

1995 là 742.000 tháng, năm 2000 bình quân là 960.000 tháng; năm 2004 bình quân trên 2.500.000 đồng/ngời- tháng, dự kiến năm 2005 đạtbình quân trên 3.000.000 đồng/ngời- tháng

1.3 - Trang thiết bị máy móc của công ty.

Hình 1- 2: Thiết bị xúc bốc vận tải làm việc tại khai trờng Cao Sơn.

Vì đợc Liên Xô thiết kế do đó về dây truyền công nghệ cũng nh thiết bị máymóc của công ty hầu hết là của Liên Xô, máy móc tơng đối đồng bộ và hiện đạitrong các mỏ khai thác ở nớc ta Các thiết bị máy chính của Công ty gồm có cácmáy sau :

+ Máy khoan :

Hiện nay công ty chủ yếu sử dụng máy khoan xoay cầu

CБШ-250T; CБШ-250MH-32T; CБШ-250MHA-32T và một máy khoan TamRock CHA1100

- Máy khoan xoay cầu gồm 16 cái đợc sử dụng ở hai công trờng khaithác : Công trờng khai thác 1 gồm 7 máy; công trờng khai thác 2 gồm 9 máy

Ngoài ra còn có các loại máy khoan khác dùng để khoan đá quá cỡ,mô đá chân tầng nh CБШ-100, khoan khí ép, khoan cầm tay

+ Máy xúc :

Hiện nay công ty có rất nhiều chủng loại máy xúc của các nớc khác nhau

nh-ng chủ yếu vẫn là máy xúc gầu thuận экг của Liên Xô (cũ) chuyên để bốc xúc đất

đá thải đợc sử dụng ở hai công trờng khai thác

- Máy xúc экг- 8и gồm 8 cái

- Máy xúc экг- 4,6 và экг- 5A gồm 10 cái

Ngoài ra còn có các loại máy xúc khác nh :

5 Máy xúc thuỷ lực gầu ngợc gồm 3 cái

5 Máy xúc thuỷ lực loại CAT 365 gồm 2 máy loại 2,3ữ3,5m3

6 Máy xúc PC750 - 3,1m3 có 1 cái

8 Máy xúc của Volvo gồm 2 chiếc

9 Máy xúc của Kawasaky Nhật gồm 2 chiếc

10 Xe gạt D - 85A của Nhật gồm 14 chiếc

11 Xe gạt T - 130 của Liên Xô (cũ) gồm 6 chiếc

+ Thiết bị vận tải :

Hình1- 3: Đội xe ôtô của mỏ Cao Sơn.

Các thiết bị dùng để vận chuyển đất đá từ nơi khai thác ra bãi thải, vậnchuyển than từ moong khai thác lên công trờng sàng tuyển hoặc bãi tập kết và dùng

để vận chuyển than đã đợc tuyển ra cảng Cửa Ông Tổng số các thiết bị vận tải là

151 xe ô tô Trong đó xe CAT có 25 xe, loại 769A , 769D, 773E có tải trọng 40 đến

58 tấn Trong thời gian qua mỏ Cao Sơn đã nhập 8 chiếc xe có tải trọng trên 58 tấngồm 4 chiếc CAT 777D có trọng tải 96 tấn và 4 chiếc HD 785 của KOMASU cótrọng tải 91 tấn

Còn lại là xe BELAZ có trọng tải 27,32,40,55 tấn với số lợng là 127 xe, vàmột số loại xe khác nh xe Kamaz, Huyndai, Daewoo , với trọng tải từ 17 ữ50 tấn

và xe con Các thiết bị vận tải này đợc giao cho 8 phân xởng vận tải quản lý

+ Hệ thống sàng tuyển - băng tải :

ở công ty, hệ thống sàng tuyển đợc đặt tại khu vực khai thác 3 trên 3 công ờng

tr Hệ thống sàng 1 : đó là hệ thống sàng CБШ tr 520 của Liên Xô có công suất

500 tấn/giờ đợc lắp đặt ở khu vực công trờng khai thác 2 của mỏ

- Hệ thống sàng 2 : là hệ thống sàng CБШ - 500 đợc lắp đặt tại mặt bằng khukhai thác công trờng khai thác 1

- Hệ thống sàng rung SR - 850 hệ thống này do công ty tự thiết kế và chế tạo

đợc lắp đặt tại công trờng khai thác 3

- Hệ thống băng tải gồm 13 băng dùng để vận tải than ra khu máng ga Hệthống máng ga là nơi tập trung than để chuyển tải lên tàu hoả vận chuyển ra Cửa

1.4- Hệ thống máy và thiết bị công nghệ trong quá trình sản xuất :

Phơng pháp khai thác than và chế biến của công ty là khai thác lộ thiên gồm:

khoan - nổ mìn - bốc xúc - vận tải - sàng tuyển tại mỏ

Theo kết qủa thăm dò thì mỏ than Cao Sơn sẽ kết thúc ở độ sâu : - 170m

1.Độ sâu khai thác :

Hiện tại trong năm 2004 ữ2005 Công ty than Cao Sơn đang khai thác ở 3khu vực đó là :

+ Trung tâm Cao Sơn đang khai thác ở độ sâu - 40m

+ Khu vực đông Cao Sơn đang khai thác ở độ sâu +65m

2 Trữ lợng than khai thác :

Toàn bộ trữ lợng khai thác than của công ty theo tài liệu thăm dò tính toán

đến năm 2005 của toàn mỏ là 57351000 tấn Trong đó ở các loại than là :

+ Than cấp A : 368702000 tấn

+ Than cấp B : 564781000 tấn

+ Than cấp C : 4768348000 tấn

Cho đến năm 2005 Công ty đã khai thác đợc 8631245 tấn than và đến nay thìtrữ lợng của toàn mỏ còn khoảng 40000000 tấn

3.Sản lợng khai thác hàng năm :

Dự tính trong năm 2005 Công ty đề ra chỉ tiêu khai thác là :

+ Đất đá thải : 24 triệu m3

+ Than khai thác : 2,5 triệu tấn

4.Công tác thoát nớc đổ thải và chống bụi :

Thoát nớc :Hiện nay công ty đang sử dụng hai phơng pháp thoát nớc đó làthoát nớc tự nhiên và thoát nớc cỡng bức

- Thoát nớc tự nhiên là lợi dụng điều kiện địa hình thấp về phía Tây - Bắc( Khu Cao Sơn ) và phía Bắc - Nam ( Khu Bàng Nâu ) do đó nớc có thể tự chảy qua

hệ thống máng thoát

ở khu vực Cao Sơn, nớc đợc chảy theo các con mơng nhân tạo đổ xuống suốigiáp ranh với mỏ Khe Chàm và đổ ra biển, ở khu vực Bàng Nâu nớc đợc dồn xuốngthung lũng theo suối chảy ra Mông Dơng

- Thoát nớc cỡng bức: Hiện nay ở khu vực tây nam Cao Sơn đã hình thành moong

mỏ nên công ty đã thiết kế một hệ thống phà bơm gồm 3 bơm có năng suất đạt 650m3/h.Vì vậy nớc dới moong đợc bơm lên và theo mơng thoát chảy ra Khe Chàm

- Công tác đổ thải :

Đổ thải là một khâu hết sức quan trọng trong công tác khai thác than lộ thiên.Hiện nay công ty đang sử dụng hình thức bãi thải ngoài Toàn bộ đất đá thải đợc xe ôtôvận tải chở ra bãi thải và kết hợp xe gạt để san gạt nền

- Công tác chống bụi Chống bụi cục bộ bằng xe phun nớc trên các tuyến đờng vận tải

Hình 1- 4: Sản lợng đất đá, than khai thác và tiêu thụ

Hình 1- 5: Biểu đồ đất bốc, khai thác tử năm 1977 đến năm 2005.

5 Công nghệ khoan đất đá

Hiện nay công ty đang sử dụng 6 máy khoan cầu CB250 - שMH ( Liên Xô cũchế tạo ) có đờng kính mũi khoan 250 mm khoan đứng và khoan nghiêng phục vụcho công nghệ khoan đất đá Trong đó :

+ Máy loại A : 1 máy có công suất 24.000 kW ở chế độ khoan đất đá

+ Máy loại B : 6 máy có công suất bình quân là 500.000 m3/máy/năm

+ Máy loại C : 7 máy (trong đó có 4 máy đã thanh lý đợc phục hồi dùng lại)

có công suất bình quân 450.000 m3/máy/năm

Để phục vụ cho công nghệ khai thác than ở lòng moong Đông CaoSơn và xúc dọn than tận thu, công ty còn sử dụng hai máy xúc thuỷ lực gầu ngợc doNhật bản chế tạo ( PC- 650 , PC-750 ) trong vài năm gần đây Công ty than Cao Sơn

đã nhập thêm máy xúc CAT do Mỹ sản xuất

* Công tác xúc và thông số xúc : Công ty chủ yếu sử dụng sơ đồthông tầng theo thông số :

+ Chiều rộng luồng xúc 20 ữ 30 m

+ Chiều dài luồng xúc 100 ữ 200 m

+ Chièu cao luồng xúc 8 ữ 13 m

8 Công nghệ vận chuyển

Trong công nghệ vận chuyển đất đá đổ ra bãi thải và vận chuyển than đến nơitiêu thụ công ty sử dụng chủ yếu các loại xe ô tô hiện đại của Mỹ, Nhật, Liên Xô Cũ

- Phơng tiện vận tải Mỏ trong công nghệ vận chuyển gồm :

+ 5 xe CAT-773E của Mỹ tải trọng 58 tấn+ 10 xe CAT-769C của Mỹ trọng tải 36.5 tấn+ 40 xe HD 320 của Nhật trọng tải 32 tấn+ 35 xe Belaz các loại từ 27 ữ 32 tấn+ Xe trung xa các loại trên 70 xe + 4 xe CAT-777D của Mỹ trọng tải 96 tấn+ 4 xe HD của Nhật trọng tải 91 tấn

1.5 - Giới thiệu chung về tình hình vận tải của mỏ :

Vận tải ô tô áp dụng trong các điều kiện khai thác khoáng sản phức tạp, không

đồng đều, địa hình phức tạp có thể tổ chức bằng vận tải ô tô riêng biệt hoặc có thểkết hợp với một vài loại phơng tiện khác Ưu diểm chính của vận tải ô tô là tính cơ

động cao có thể vận chuyển ở đờng có độ dốc lớn ( 120ữ15 0 ) cho phép vận chuyển

ô tô thông luồng liên tục đảm bảo cho máy xúc năng suất cao, nhợc điểm chung củavận tải ô tô là phụ thuộc điều kiện thời tiết nh nắng, ma, sơng mù Chi phí bảo quản,bảo dỡng, sửa chữa ô tô tơng đối lớn, tiêu hao nhiên liệu đắt tiền, giá thành vậnchuyển cao hơn các hình thức vận chuyển khác nh băng tải Hiện nay các mỏ lộthiên thuộc tổng công ty than Việt Nam chủ yếu dùng hình thức vận tải ô tô đểchuyên chở đất đá và than trong đó có công ty than Cao Sơn Những loại ô tô màcông ty than Cao Sơn đang sử dụng nh :

+ KOMATSU do Nhật Bản chế tạo

+ CATAPULAR do Mỹ chế tạo

+ BELAZ, KAMAZ, do Liên Xô cũ chế tạo

Tình hình vận tải của công ty than Cao Sơn

- Vận tải ô tô : hệ thống vận tải ô tô làm nhiệm vụ vận chuyển than nguyênkhai từ khai trờng đến ga , đến xởng sàng của công ty và một phần than đợc vậnchuyển ra cảng Vận chuyển nguyên liệu thiết bị phục vụ sản xuất và giao thông liênlạc, hệ thống đờng ô tô của công ty chia ra làm 2 loại

+ Đờng nội bộ từ sân công nghiệp ( xởng bảo dỡng ô tô ra bãi thải vàcác tuyến nội bộ trong công ty-tổng chiều dài 7 km, chiều rộng nền đờng 13 m, mặt

đang sử dụng loại xe tự đổ các loai nh xe belaz , xe CAT, xe HD, để sử dụng trongviệc vận chuyển đất đá và than

- Tổ chức sản xuất trong vận tải ô tô :

Sử dụng vận tải ô tô có hiệu quả phụ thuộc vào các yếu tố tổ chức kinh

tế, kỹ thuật và con ngời sử dụng xe nh : áp dụng sơ đồ vận tải hợp lý, phối hợp nhịpnhàng, đồng bộ giữa ôtô và máy xúc, sử dụng phù hợp với dung tích gầu xúc, tổchức công tác phục vụ, trả lơng, các biện pháp tiến hành làm giảm ảnh hởng củathời tiết khí hậu, trình độ tay nghề và ý thức của công nhân lái xe

Hệ thống đờng ôtô trên mỏ Cao Sơn làm nhiệm vụ vận chuyển than nguyênkhai từ khai trờng đến xởng sàng của công ty hoặc ra ga, một phần than sàng công

ty ra cảng Vận chuyển nguyên liệu thiết bị phụ vụ sản xuất và giao thông liên lạc

Thông thờng trên các mặt tầng khai thác, máy xúc ,xúc đất đá nổ mìn hoặc đào – xúctrực tiếp rồi đổ ngay lên các thiết bị vận tải đi kèm nh ô tô, goòng, để vận tải ra bãi thải hoặc

đến nơi tập kết kho bãi

Trong một số ít trờng hợp máy xúc đợc bố trí theo dây chuyền để xúc từ tầng dới lêntầng trên Máy xúc cũng có thể xúc đổ trực tiếp ra bãi thải gần hay lên phơng tiện vận tải Trong khai thác hay xây dựng ngầm, máy xúc cũng đợc dùng rộng rãi, nhng kết cấunhỏ gọn hơn máy xúc lộ thiên

Trong xây dựng , máy xúc cũng là thiết bị cơ bản để cơ giới hoá quá trình thi công:xây dựng các công trình thuỷ điện, thuỷ lợi, đào đắp đập, sông hồ, làm dờng, cầu, khai thácvật liệu xây dựng v.v

Ngoài ra, máy xúc cũng đợc dùng tại các bến cảng, kho, bãi để xúc các vật liệu rời

nh than, cát, sỏi, đá răm lên và xuống các phơng tiện vận tải nh tàu thuỷ, tàu hoả, ô tô

Ngay nay nhằm tăng năng suất trong việc khai thác than trên các mỏ nên việc sử dungmáy móc hiện đại và có công suất khai thác lớn , thì máy xúc ЭКГ-8И là loại máy có thể

đáp ứng đợc một phần của yêu cầu( hình 2-1 kết cấu máy xúc ЭКГ-8И)

14 15

Hình 2-1:Máy xúc ЭКГ-8И

1- Vỏ máy 10- Cơ cấu treo gầu

2- Tời điện 11- Gầu xúc

3- Cụm giăng cần 12- Cáp mở đáy gầu

4- Buồng điều khiển 13- Cáp ra vào

5- Giằng cần 14- Mâm quay

6- Yên đỡ tay gầu 15- Bộ phận di chuyển

7- Cần máy 16- Cầu thang

8- Tay gầu 17- Sau máy

2.2.Kết cấu và nguyên lý làm việc

2.2.1.Kết cấu

Sơ đồ kết cấu máy xúc ЭКГ-8И đợc thể hiện trên hình 2-1, gầu xúc 4 đợc gắn cứngvới tay gầu 3 nhờ các bản lề , tay gầu lại đợc nằm trong khớp trợt lắp trên cần máy 5, nhờkhớp trợt này tay gầu vừa có thể trợt ra vào và vừa có thể quay Cần máy 5 liên kết bản lềvới thân máy 7 và giữ nghiêng hoặc nâng hạ để thay đổi góc nghiêng nhờ hệ thống cáp cần ,gầu đợc giữ ở trạng thái treo hoặc nâng hạ bởi cáp nâng hạ 9 , thân máy 1 là khoang đặt cácthiết bị điểu khiển , dẫn động … thân máy lắp đặt trên bộ phận di chuyển 15 thân máy cóthể quay đợc quanh trục giữa thẳng đứng , bộ phận di chuyển 15 làm nhiệm vụ di chuyển vịtrí làm việc

2.2.2 nguyên lý làm việcmáy xúc ЭКГ-8И

Máy xúc ЭКГ-8И hoạt động theo chu kỳ thời gian một chu kỳ khoảng 26s, trongchu kỳ này máy thực hiện các giai đoạn sau : Đào - xúc , quay đổ , đổ tải và quay về Sơ đồ làm việc của máy đợc thể hiện trên hình 2-2

7 Thân máy 8 Thiết bị nhận tải

Máy xúc hoạt động theo chu kỳ Thời gian chu kỳ xúc gồm các giai đoạn sau:Xúc ( hay đào - xúc ), quay đổ, đổ tải và quay về vị trí xúc Gầu bắt đầu xúc ở vị trí Ingang nền đứng, là điểm gần máy nhất Máy đứng sao cho tại đây gầu xúc không vachạm vào máy Trong quá trình xúc, gầu thực hiện đồng thời hai chuyển động : đilên do lực kéo của cáp nâng 2 và tiến sâu vào gơng do lực đẩy của tay gầu 3 nhận đ-

ợc từ cơ cấu đẩy của máy Kết quả là quỹ đạo xúc của gầu có dạng đờng cong phụthuộc vào sự phối hợp hai chuyển động trên Gầu kết thúc xúc ở vị trí II, là điểm caonhất của gơng xúc Chiều dày lát xúc nên xác định sao cho khi xúc từ I đến II gầuxúc đợc đầy đất đá Tuy nhiên, gầu phải tiếp tục chuyển động vợt ra khỏi diểm II

Ra khỏi gơng xúc, gầu đợc giữ ở trạng thái treo, thân máy đợc điều khiển quayquanh trục thẳng đứng đa gầu đến vị trí đổ tải Thiết bị nhận tải 8 là ôtô hay goòng

và thờng ở bên sờn máy Tùy thuộc vào chiều cao đổ tải mà trong quá trình quay,gầu còn đợc điều khiển nâng lên hạ xuống để tránh va trạm vào thiết bị vận tải vàtránh đổ tải từ độ cao quá lớn

Đổ tải bằng cách mở máy gầu để đất đá rơi tự do xuống phơng tiện vận tải do

đó thời gian đổ tải là rất ngắn

Sau khi đổ tải, máy quay đa gầu về vị trí xúc ban đầu, lúc này kết hợp với hạthấp gầu dần sao cho gầu quay về hớng xúc ban đầu thì cũng đợc hạ tời sau đố cóthể bắt đầu xúc ở vị trí I Khi bắt đầu xúc, đáy gầu tự đóng lại Chu kỳ xúc lặp lại.Khi máy làm việc cần máy đợc giữ cố định

Tại mỗi vị trí đứng, máy xúc hay đào - xúc lần lợt từng lớp theo chiều từ A

đến B Khi gơng xúc tiến xa qúa tầm với, máy đợc điều khiển tiến gần vào gơng

Nh vậy máy chỉ di chuyển theo chu kỳ Khi làm việc máy đứng cố định hớng vào

g-ơng xúc

Các thông số hoạt động của máy xúc gồm: Bán kính xúc Rx , chiều cao xúc Hx

, bán kính đổ tải Rd , chiều cao đổ tải Hd Những giá trị lớn nhất của các thông sốtrên cho biết khả năng họat động của máy : Rxmax và Hxmax là tầm xa xúc và chiều caoxúc lớn nhất: Rdmax và Hdmax là tầm xa đổ và chiều cao đổ tải giới hạn Những thông

số này làm căn cứ để xác định chiều cao gơng tầng xúc sao cho phải nhỏ hơn Hxmax

và chiều rộng mặt tầng xúc ( hay chiều rộng khoang đào ) 1 phải nhỏ hơn hai lần

Rxmax Trong trờng hợp đổ tải lên trên ( nh hình 2-2b ) chiều cao tầng xúc còn phụthuộc vào chiều cao đổ lớn nhất Hdmax

Thông thờng điểm đổ tải ở bên sờn máy để góc quay máy nhỏ, nằm trongkhoảng trên dới 900 Rất ít trờng hợp đổ tải ra phía sau, khi đó góc quay đến 1800.Thông số Rdmax và Rdmin xác định vị trí thiết bị vận tải hợp lý sao cho không quá xa

và va đập vào máy

Thờng máy xúc thuận hoạt động theo sơ đồ nêu trên (2-2- a ) Cũng có trờnghợp hoạt động theo sơ đồ 2-2 - b ) Mọi quá trình hoạt động ở đây đều giống nh ở

quan sát quá trình đổ tải Có thể đổ tải lên trên bằng cách đổ đống Nếu bố trí nhiềumáy theo dây truyền xúc đổ từ dới lên trên thì có thể đa đất đá lên cao nhng cầnnhiều máy xúc và đòi hỏi làm việc đồng bộ

2.2.3 Các thông số kỹ thuật của máy xúc ЭКГ-8И

2.3 Các bộ phận chính của máy xúc экг- 8и

2.3.1- Bộ phận công tác

Hình 2-3 : Bộ phận công tác

1- Răng gầu 2- Thân gầu 3- Thanh treo đáy gầu

4- Chốt bản lề 5- Tay gầu 6- Quang treo gầu

Trên hình 2-3 là các phần chính của bộ phận công tác máy xúc một gầu thuận Thângầu dạng hộp rỗng hở miệng, vừa thực hiện xúc (đào-xúc) vừa chứa đất đá khi xúc và quay

đổ Thân gầu thờng đợc chia thành hai phần và gắn kết với nhau bằng hàn hay ghép bu lông.Phần có chứa thành trớc của gầu , khi xúc va chạm vào đất đá nên chóng mòn và đợc đúcbằng thép hợp kim cứng có khả năng chống mòn cao, phần thành sau của gầu đợc đúc bằngthép thờng và đợc gắn cố định với tay gầu bằng các chốt Trên thành trớc của gầu đợc gắncác răng

khi xúc hay đào-xúc đất đá mềm, cạnh xúc của thành gầu (còn gọi là lợi gầu) có thểlàm dạng đờng liền Còn nói chung cạnh xúc thành trớc gầu đều có răng xúc để dễ cắt đất

Mn Sau khi đúc không cần gia công cắt gọt

Đáy gầu làm rời, liên kết với thành sau của gầu nhờ hai thanh nối Khi xúc, đáy gầu

đợc đóng kín nhờ chốt hãm cài vào ổ hãm trong thành trớc của gầu Khi đổ tải chốt hãm

đ-ợc kéo ra khỏi ổ, đáy gầu đđ-ợc mở ra và đđ-ợc treo bằng hai thanh nối

Thành sau của gầu nối với tay gầu bởi chốt bản lề và thanh nối Khi cần có thể nốithanh nối dài ngắn khác nhau để thay đổi góc đào Khi làm việc tay gầu trợt trong ổ lắptrên cần máy ổ có thể xoay quanh trục nằm ngang.

Gầu đợc treo vào cáp nâng nhờ quai treo và ròng rọc cân Tay gầu để truyền lực

đẩy để đa gầu ra xa hay kéo gầu lại gần Tay gầu là loại một dầm, có loại 2 dầm Nói chung

để giảm bớt khối lợng, tay gầu đợc làm rỗng với tiết diện ngang là hình chữ nhật, ống trònhoặc tròn rỗng có cạnh vát

Cơ cấu mở gầu gồm chốt hãm chạy trong ổ trợt gắn với đáy gầu, đòn bẩy , xíchmắt vòng , đòn bẩy lắp bản lề với tay gầu, cáp kéo và bộ phận kéo đặt trên cần máy Khixúc, đáy gầu đóng và chốt cài vào ổ hãm trên thành trớc của gầu Khi cần đổ tải bộ phậnkéo 18 giật cáp , qua thanh đòn bẩy , kéo xích rồi nhờ đòn bẩy kéo chốt ra khỏi ổ hãm Dotrọng lợng đáy gầu và đất đá phía trên, đáy gầu mở tung ra, đất đá rơi xuống Khi gầu đợc

đa xuống vị trí bắt đầu xúc, chốt hãm tự cài vào ổ và giữ đáy gầu đóng kín Lò xo của cơcấu để giữ căng cáp và trùng xích Bộ phận kéo chủ yếu gồm tang quấn cáp kéo đợc dẫn

động bởi động cơ riêng

Đổ tải bằng cách mở đáy gầu dùng trên các máy xúc điều khiển bằng cáp, u điểm là

đổ nhanh nhng gây va đập lớn do đất đá rơi xuống phơng tiện vận tải Vì vậy sàn xe (phơngtiện vận tải) phải đảm bảo chịu va đập

l-Trên các máy xúcЭКГ-8И dùng 2 động cơ để dẫn động cho Động cơ là loại độngcơ điện một chiều có điều khiển tốc độ nên hộp giảm tốc đơn giản

2.3.3- Cơ cấu ra vào gầu

Cơ cấu đẩy tay gầu làm nhiệm vụ đẩy tay gầu để đẩy gầu vào gơng xúc, đồng thời đagầu ra xa hay kéo lại gần khi quay đổ tải

- cơ cấu đẩy dùng cáp dùng cho máy xúc ЭКГ-8И

Tay gầu nối với cáp lùi và cáp đẩy Hai cáp này vắt qua các ròng rọc và quấn vàohai nửa tang theo 2 chiều ngợc nhau Tang đợc dẫn động nhờ động cơ Khi tang quay theochiều quấn cáp đẩy thì cáp lùi mở ra và tay gầu đựơc đẩy vào gơng hay đẩy ra xa Khi tangquay ngợc lại thì cáp lùi cuốn vào và kéo tay gầu lùi, cáp đẩy mở ra, do đó không ngăn cảntay gầu lùi Trong qúa trình tay gầu tịnh tiến nó trợt trong khớp trợt quay nên vẫn có thểquay đợc

752611

7336 1032752

2997972

m=8 z= 85

Hình 2-5 : Sơ đồ động cơ cấu ra vào tay gầu

1- Tang trụ kép 5- Hộp giảm tốc

2.3.4-Cơ cấu nâng cần

Cần máy xúc lắp nối với thân máy bằng bản lề ở gót cần và đợc giữ ở vị trí nghiêngbằng hệ thống cáp Cáp cần ở máy xúc ЭКГ-8И, chỉ giữ cần thuần tuý mà không có tácdụng nâng hạ cần

2.3.5 Cơ cấu quay của máy xúc

ở các máy xúc gầu ngợc, gầu kéo, gầu ngoặm, cần máy phải thay đổi độ nghiêngkhi làm việc, do đó tời nâng, hạ cần phải hoạt động thờng xuyên

Trong chu kỳ hoạt động, máy xúc phải thực hiện quay gầu đến vị trí đổ tải và quay gầukhông về vị trí xúc Muốn vậy, kết cấu máy xúc đợc chia làm hai phần: Phần dới là bệ gắnvới cơ cấu di chuyển và đứng yên khi máy xúc tiến hành xúc Phần trên gồm cả khoangmáy mang theo cả cần máy có thể quay tơng đối so với bệ dới quanh trục thẳng đứng

Trục con lăn không chịu lực mà chỉ lắp với vành tròn để giữ khoảng cách đều giữacác con lăn Nhờ liên kết con lăn nên mô men cản lăn khi quay nhỏ.

Để định tâm và chống sàn máy trợt ngang khi đứng trên sàn không phẳng hoăc máylên xuống dốc cần có trục trung tâm cố định Giữa sàn máy và trục trung tâm có bạc đồng,khi bạc mòn có thể thay

Do cần máy có trọng lợng lớn lại bố trí lệch một phía, đồng thời do cộng tác dụng phảnlực của đất đá xúc lên gầu và cần, sàn quay có thể có xu hớng lật theo hớng trục sàn máy điqua gót cần (hớng dọc sàn) Để chống khả năng lật, phía đối diện gót cần phải lắp con lănchống lật Số lợng con lăn chống lật thờng là 2 Khi có hiện tợng lật, mặt con lăn tỳ vàomặt dới ray vòng để chống lại hiện tợng này

Sơ đồ động cơ cấu quay sàn máy nêu trên hình vẽ 2- 7 Chuyển động quay từ động cơ

6 có trục thẳng đứng, qua hộp giảm tốc 1 truyền tới bánh răng hành tinh 2 Bánh răng này

ăn khớp với bánh răng cố định 3 Do đó khi dẫn động cho động cơ, bánh răng hành tinh lăntrên bánh răng cố định làm sàn máy quay theo Để phanh giữ cố định sàn máy dùng phanhlắp trên trục động cơ

2.3.6.Cơ cấu di chuyển máy xúc

Máy xúc ЭКГ-8И di chuyển bằng xích bản Ưu điểm của loại này là lực bám dínhvới nền lớn, dễ vợt dốc, dễ vợt qua hố có rãnh không rộng, không cần đòi hỏi mặt nền dichuyển nhẵn Diện tích tiếp xúc với mặt đất lớn nên áp lực lên nền nhỏ (dới 10 N/cm2), ổn

định khi làm việc, khả năng chịu tải lớn nên khi làm việc không cần giá đỡ phụ, khi bị lún

đơn vị lên nền nhỏ

Về kết cấu, bản xích di chuyển gồm các mắt xích liên kết với nhau bằng các chốt bản

lề Mặt tiếp xúc với nền của mắt xích là mặt phẳng đối diện với mặt có vấu tỳ Khi bánhxích dẫn đợc dẫn động quay, các vấu trên vành bánh xích đẩy các vấu của mắt xích làmbản xích chuyển động Bản xích đợc đúc bằng thép có thể khả năng chịu mòn, chịu dập Do

có nhiều bề mặt ma sát và phần lớn không đợc bôi trơn nên tổn thất do ma sát trong dichuyển xích lớn làm hiệu suất của cơ cấu di chuyển xích thấp

Hình 2- 8 Sơ đồ động cơ cấu di chuyển

1- Phanh 2- Động cơ 3- Khớp nối

4- Đĩa xích dẫn động 5,6- Hộp giảm tốc

Máy xúc thực hiện dẫn động riêng cho từng bản xích sơ đồ động cơ cấu di chuyển đợcthể hiện trên hình 2-8 Chuyển động quay từ động cơ 2 qua hộp giảm tốc 5, từ hộp giảm tốc

5 lại truyến cho hộp giảm tốc 6,từ 6 rồi truyền trực tiếp cho bánh xích dẫn động 4 Khi cảhai bánh xích dẫn động quay cùng chiều, máy sẽ di chuyển thẳng Muốn rẽ vòng về phíanào thì bản xích phía đó đợc dẫn động di chuyển lùi còn bản kia tiến, nhờ vậy máy dichuyển nhẹ nhàng hơn, ít trợt hơn

SốLg(sợi)

3.1.1- Lực cản đào xúc tác dụng lên gầu

Trong quá trình đào-xúc, gầu là bộ phận trực tiếp tác dụng vào đất đá để phá huỷ nó và

đẩy vào gầu Do vậy, gầu chịu lực cản của đất đá tác dụng trở lại Để có cơ sở tính toán, thiết

kế các bộ phận của máy xúc trớc hết phải xác định đợc lực cản này

Với đất đá có độ kiên cố cao, trớc khi xúc, đất đá phải đợc làm tơi bằng khoan nổmìn Khi xúc, gầu không cắt đất đá mà chỉ liên tục khắc phục sức cản của đất đá cục và đẩychúng vào gầu Khi tính toán sức cản đào- xúc, ngời ta không xét trờng hợp này mà chỉ xéttrờng hợp gầu trực tiếp đào- xúc đất đá nguyên khối cha đợc làm tơi.

Quá trình đào xúc và đẩy đất đá vào gầu phụ thuộc vào độ nghiêng của quĩ đạo xúc.Khi gầu chuyển động, lớp đất đá có chiều dày c bị phá huỷ và tạo thành phoi 1 (hình 3- 1) Gầu tiếp tục chuyển động, phoi bị đẩy vào gầu thành lớp 2 Lớp phoi chuyển

động vào trớc ngăn cản chuyển động của lớp phoi sau Vì vậy, lớp phoi sau đẩy lớptrớc vào sâu hơn hay trợt trên lớp trớc Điều đó tăng thêm lực cản của gầu Đất đávào gầu càng nhiều lực cản càng tăng, nên phía trớc gầu có một phần đất đá bị đùn lại

3 Quỹ đạo xúc càng dốc, đất đá đùn lại càng ít

Trong quá trình đào – xúc, gầu xúc là bộ phận tác dụng trực tiếp lên đất đá, do

đó gầu chịu lực cản của đất đá tác dụng lại

Khi sắp kết thúc xúc, quỹ đạo của gầu thẳng đứng, phần đất đá bị đùn lại rơi hết vào gầu.Khi xác định lực cản ngời ta xác định quỹ đạo ở vị trí thẳng đứng, vì tại vị trí này, chiều dàyphoi là lớn nhất đất đá chứa đầy gầu và tuy không có lực cản do đất đá bị đùn lại là lớn nhất Tổng quát, tại một điểm bất kì trên quỹ đạo xúc, cạnh cắt của gầu chịu tácdụng của lực cản tổng hợp P0 Để thuận tiện cho việc xác định có thể phân P0 ra haithành phần: Thành phần tiếp tuyến P01 tiếp xúc với quỹ đạo xúc tại điểm đang xét,thành phần P02 vuông góc với quỹ đạo (hình vẽ) Thờng lực P02 biểu diễn qua lực P01,tức là:

P 0

C

P P

Tại điểm P bất kỳ trên quỹ đạo xúc cạnh cát của gầu chịu tác dụng của lực cản tổnghọp P0 Chia Po ra làm 2 thành phần Po1 và Po2 trong đó Po1 tiếp tuyến với quỹ đạo xúc tại

điểm đang xét , Po2 vuông góc với Po1 theo [1] có:

Po2= ψ po1

Trong đó :ψ : Hệ số phụ thuộc tính chất đất đá ψ = 0,5 – 1.

* Thành phần lực cả tiếp tuyến Po1 bao gồm :

Po1 = Pc + Pms + Pcp

Pc : Lực cắt phoi,

Pms :Lực ma sát giữa thành gầu và đất đá,

Pcp : Lực cản đẩy phoi vào gầu

Việc xác định các thành phần lực trên rất khó khăn mà không đảm bảo chínhxác Vì vậy : Cũng có thể tính Po1 bằng thực nghiệm, Po1= K1.b.c, (N)

K1 : hệ số cắt hay lực cản đào xúc đơn vị, (N/cm2)

b: chiều rộng lát cát lấy bằng cạnh thớc gầu, (cm)

c : chiều dày phoi cắt hay chiều dày lớp đất đá đào xúc, (cm)

Trong quá trình đào xúc, chiều dầy lớp phoi cắt tăng dần từ 0 đến giá trị lớnnhất Cmax Để đơn giản , chiều dầy lớp phoi cắt lớn nhất này đợc tính từ chiều dàycủa lớp phoi hình hộp chữ nhật chiều cao Ht , chiều rộng miệng gầu b , chiều dày

q

10

, (cm)

q = 8m3 Dung tích của gầu

H t= 937 (cm ) là chiều cao ổ yên đỡ tính từ măt đất đến yên đỡ

K t : là hệ số tơi xốp của đất đá Kt = 1,3

=> Cm =

3,1.937

257

10

giai đoạn đào- xúc

* Giai đoạn đào xúc

ở giai đoạn đào xúc,vị trí đặc trng để tính lực cản đào xúc là cáp nâng gầuthẳng đứng, gầu chứa đầy đất đá ở thời điểm kết thúc đào xúc, vì chỉ ở thời điểm nàylực nâng gầu là lớn nhất (chiều dày phoi cắt là lớn nhất và lực cản đào xúc lớn nhất) Với chiều cao xúc tính bằng chiều cao trục yên đỡ, lực cản đào xúc có giá trịlớn nhất trong giai đoạn này là:

Po1max = K1.b.Cmax

= 33.275.25,6 =217113,6 (N)

Các lực tác dụng lên khối giữa và tay gầu giai đoạn này bao gồm trọng lợnggầu và đất đá trong gầu, trọng lợng tay gầu bên phải điểm 0 , lực nâng gầu S1 và lựccản đào xúc Po1max

Viết phơng trình mômen với điểm O của các lực tác dụng :

1 max 01

l

l G l G l

P + t′ + g+d

S1:lực nâng gầu,

Gt' : trọng lợng tay gầu ở bên phải điểm O,

Theo [1] ta co chiÒu dµi cÇn Lc = KL

3 0

=6,65(m)= 6650(mm) XÐt tam gi¸c vu«ng OAB cã:

mob=

8638

3,5459.51

Với Kt : hệ số tơi xốp của đất đá sau khi nổ mìn Kt= 1,3

pd - khối lợng riêng của đất đá chọn pd = 2,6 tấn/m3

3,5459.2923387

,2267.4484816383

BA

giai đoạn quay đổ

Vị trí đặc trng xác định lực giai đoạn này là gầu mới ra khỏi gơng xúc , gầu

đầy đất đá , chiều cao xúc lớn nhất Hxmax(chọn theo đặc tính kỹ thuật cuả máy) vàtay gầu vơn xa nhất

Các lực tác dụng lên khối giữa và tay gầu giai đoạn này bao gồm trọng lợnggầu và đất đá trong gầu trong gầu , trọng lợng tay gầu bên phải điểm 0 , lực nânggầu S2

Viết phơng trình mô men với điểm O

O l S l G l

G

M o = t + g+d − =

2 2

' 4

'

3

l

l G

l

G t + g+d

(N)Trong đó l2' là cánh tay đòn lực S2

l3' - là cánh tay đòn trọng tâm tay gầu bên phải điểm O

l4' - là cánh tay đòn trọng tâm gầu và đất đá

do tay gầu vơn xa nhất, để đơn giản ta có thể coi l3' = lt

Với chiều dài tay gầu là 8,638m thì khối lợng tay gầu sẽ là 9,51 tấn

Với chiều dài tay gầu là OB = 8638 mm thì khối lợng là:

Ta coi vị trí kết thúc đổ tải và bắt đầu quay về tơng tự nh là vị trí gầu xúc bắt

đầu quay đổ ứng với chiều cao xúc lớn nhất và tay gầu vơn xa nhất ở giai đoạn nàychỉ khác giai đoạn quay đổ là gầu không có đất đá vì vậy tơng tự nh giai đoạn quay

đổ ta có lực nâng gầu trong giai đoạn này là:

S3 = '

2

' 4

'

3

l

l G

3.1.3 - Xác định sơ bộ công suất nâng gầu

Muốn xác định đợc công suất nâng gầu tại các giai đoạn trên ta phải xác

định tốc độ nâng gầu của từng giai đoạn Do lực nâng gầu là biến thiên trong từnggiai đoạn nên để đơn giản ta coi lực nâng gầu là không đổi và có giá trị lớn nhấttrong từng giai đoạn đó

Theo catalo tốc độ nâng lớn nhất vn=0,94(m/s), hiệu suất cơ cấu nâng η=0,85.Thời gian trong từng giai đoạn của 1 chu kỳ thay đổi và phụ thuộc vào rất nhiều yếu

tố Để đơn giản ta coi thời gian trong từng giai đoạn là nh nhau và bằng 1/3 chu kỳ Theo catalo thời gian một chu kỳ là t = 26(s) vậy thời gian của mỗi một giai

đoạn trong chu kỳ sẽ là t= 26/3= 8,66 (s)

Tốc độ nâng trong giai đoạn đào xúc là vn Trong giai đoạn quay về tốc độnâng lấy bằng 1,2vn Giai đoạn quay đổ v= (0,1 – 0,3)vn lấy v = 0,2vn

Công suất trong từng thời kỳ xác định theo [1]:

Từ công thức N=

n n

V S

94,0.681705

=753,8 kW

- Tơng tự ta có công suất giai đoạn quay đổ là:Nn2=

85,0.1000

94,0.2,0.480942

=105,37 kW

- Giai đoạn quay về:Nn3 =

85,0.1000

94,0.2,1.255250

= 268.9 kWCông suất nâng trung bình :

Nn =

ck

qv n qd n x

n

T

t N t N t

=

26

66,8.3,9,26866,8.37,10666,8.8,

Căn cứ vào công suất nâng gầu trung bình ta chọn động cơ có công suất lớn hơncông suất tính Vì máy xúc sử dụng 2 động cơ nên ta chọn công suất mỗi động cơcó:

376  N>188 (kW) lấy N= 190 kW

Chọn động cơ nâng gầu có P = 190 kW, N=740 v/ph, Uđm= 270 V

3.2 - Lực đẩy ra vào tay gầu.

Tơng tự nh phần tính toán cơ cấu nâng gầu, lực đẩy tay gầu cũng đợc xác định

ở 3 giai đoạn Theo catalo vận tốc ra vào gầu v = 0,41 (m/s)

*Giai đoạn đào xúc

Cáp nâng thẳng đứng , tay gầu nằm ngang, gầu chứa đầy đất đá là vị trí đặc tr

-ng để tính giố-ng nh tính lực nâ-ng gầu theo 6.19 {1}

Nd1=

d d

V P

ηd- hiệu xuất cơ câu đẩy ηd= 0,75 ữ 0,85 chọn ηd= 0,85

Trong đó P1= Po2 là thành phần lực đẩy pháp tuyến ta có Po2= ψ po1max với ψ là hệ

số phụ thuộc đất đá: ψ = 0,75 - 0,8 Với đất đá loại trung bình chọn ψ = 0,8.

P02 = P1=ψ po1max= 0,8.2171136 = 173690,8 (N)

Nd1 =

85,0.1000

41,0.8,173690

= 83,78 kW

*Giai đoạn quay đổ

Gầu chứa đầy đất đá vơn xa hết tầm và mới ra khỏi gơng xúc Vị trí đặc trng đểtính lực đẩy gầu giai đoạn này giống nh tính lực nâng gầu

Theo 6.20 {1} ta có

Nd2 =

d d

V P

η

1000

)5,03,0.(

(kW)Với : P2- là lực dẩy gầu của giai đoạn quay dổ

484151

= 93,4 ; kW

*Giai đoạn quay về

Giai đoạn này lực đẩy gầu P3 là lớn nhất khi tay gầu ở vị trí thẳng đứng và cápnâng coi nh ở vị trí không có lực nâng Vận tốc đẩy tay gầu bằng vd

1000

41,0.228671

= 110kWCông suất trung bình:

Nd =

ck

qv d qd d x

d

T

t N t N t

N 1 + 2 + 3

=

26

66,8.11066,8.4,9366,8.78,

áp lực đơn vị lên nền khi không làm việc tính theo giả thiết rằng các bản xích truyền

áp lực lên nền đều và hợp lực của trọng lực đặt lên máy đi qua tâm mặt tựa:

P =

B

A G

G

m

m ±

2

3.3.2 -Lực kéo xích và công suất di chuyển

Máy xúc trong quá trình làm việc ở mỏ ít di chuyển đờng dài, chỉ di chuyển từng

đoạn ngắn theo gơng xúc hoặc di chuyển không xa đến nơi làm việc mới hay tránh nổ mìn.Cơ cấu di chuyển của máy phải đảm bảo có thể hoạt động đợc ở các chế độ :

Di chuyển trên đờng bằng

Di chuyển lên dốc

Quay máy khi bị lún

Chế độ 2 và 3 là các chế độ làm việc nặng của cơ cấu di chuyển, nhng thời gian làmviệc ở các chế độ này thờng ngắn Vì vậy, để xác định công suất và chọn động cơ của cơ cấu

di chuyển có thể tính lực kéo xích và công suất yêu cầu theo chế độ di chuyển trên đờngbằng với thời gian dài, sau đó kiểm tra theo chế độ 2 Còn chế độ 3 đòi hỏi công suất ít hơn

và khi leo dốc cho phép vừa lên dốc vừa lên đờng vòng Khi cần, có thể quay bằng cách lùimột bản xích theo chiều xuống dốc nên không cần kiểm tra chế độ 3

Lực kéo xích di chuyển trên đờng bằng đợc xác định gần đúng bằng biểu thức :

Fkb = W1 + W2+ W3

Trong đó :

W1- Sức cản bên trong của cơ cấu di chuyển do xích bị uốn do vào ăn khớp và ra khớpvới bánh xích dẫn, khi vào và ra bánh dẫn hớng (bánh căng), do ma sát ở ổ trục bánh xích,bánh lăn, chốt xích v.v gần đúng W1 có thể lấy bằng :

474

Lực kéo xích khi lên dốc, với góc nghiêng dốc sẽ là :

Fkd =Fkb + Gm.sinα

Fkd =474,97 + 3345,21.sin12o

=1170,47 KN Góc dốc thờng đợc lấy α ≈ 12o.Công suất yêu cầu khi lên dốc là :

1000

045,0

78,

Phần phía dới bao gồm bệ máy gắn với cơ cấu di chuyển và đứng yên khimáy thực hiện quá trình xúc, phần phía trên là thùng khoang máy có thân máy cơcấu nâng, cơ cấu ra vào tay gầu, gầu xúc và hệ thông cáp Phần phía trên có thể quaytơng đối với phần phía dới quanh một trục chính thẳng đứng Phần phía trên liên kếtvới phần phía dới nhờ hệ thống con lăn tỳ đỡ Sàn máy quay mang theo tất cả thiết bịphía trên đạt tỳ lên ray vòng, qua hệ thống trục và các con lăn

7 8

3

2

9

Hình 4- 1:Hộp giảm tốc quay

1- Trục bánh răng hành tinh 2,3 -Bánh răng 4- Trục

động cơ cấu quay đợc tính bằng giá trị trung bình công suất cần thiết của 2 giai đoạntrên

Phơng pháp xác định công suất động cơ của cơ cấu quay có thể xác định nh

sau: trong thời gian một chu kỳ quay công cuả động cơ sinh ra phải thắng đợccác công cản sau: Adc > And + Anv + Acd + Acv + A1dc ± Ams

Với Adc: công của động cơ quay,

And , Anv : công của lực quán tính của bàn máy quay khi tăng tốc quay trong

giai đoạn quay đổ và quay về vị trí xúc

Acd , Acv : công của lực quán tính của bàn máy quay khi hãm trong giai đoạnquay đổ và quay về vị trí xúc

A1dc : công của lực quán tính của động cơ

Mômen cản do ma sát giữa con lăn và ray vòng chỉ chiếm 3%- 5% mômen cản tổngcộng Ma sát khi tăng tốc gây tiêu tốn công động cơ, khi hãm lại có lợi nên làmgiảm công , vì thế trong công thức trên , trớc mms có dấu trừ, tuy nhiên do công masát nhỏ nên có thể bỏ qua

Jqd, Jqv: Mô men quán tính tổng cộng của bàn quay khi quay đổ gầu có tải vàquay gầu không về

w: Tốc độ góc trung bình khi bàn máy quay, coi tốc độ góc khi quay đổ vàquay về là nh nhau

Tính toán công suất quay đổ

Jqd = Jbq +Jc +Jt +Jcd + Jg+d

Jqv= Jbq +Jc +Jt +Jcd + Jg

Jbq : Mô men quán tính của bàn quay đối với trục quay

Jc : Mô men quán tính của cần máy đối với trục quay của bàn máy

Jt: Mô men quán tính của tay gầu đối với trục quay của bàn máy

Jg+d và jg : Mô men quán tính của gầu có và gầu không có đất đá đối với trục

quay của bàn máy

Jcd : Mô men quán tính của cơ cấu dẩy tay gầu đối với trục quay của bàn máyTrong đó

jbq = j0 + mbq l0 , kgm2

j0 : mô men quán tính của bàn máy theo mô hình đã nêu đối với trục song songvới cạnh thẳng đứng của máy đi qua trọng tâm bàn máy

mbq khối lợng của bàn quay với các thiết bị lắp đặt trên đó (kg)

l0 : khoảng cách giữa trục quay bàn máy với trục thẳng đứng đi qua trọng tâmbàn máy (m)

,6.5,0.10

= 1233921 (kgm2)

- 3,599 = 0,36 (m)

Jbq = J0 +mbq

2 0

mcd : Khối lợng cơ cấu đẩy

lc : Khoảng cách từ trục bàn quay tới trọng tâm của cần máy

lcd : Khoảng cách từ trục bàn quay tới trọng tâm cơ cấu quay

Một cách gần đúng thì lc = lcd = ld+

47cos.2

c

l = 6,478 +

47cos2

3,