Thiết kế thiết bị ủi vạn năng + xới trên máy kéo T100M

2-Phân loại -Máy ủi thờng đợc phân ra theo loại công suất động cơ, lực kéo, kiểu điều khiển, đặc điểm thiết bị di chuyển và kết cấu của bộ phận công tác.. th-4-Nguyên lý làm việc -Hạ lỡi

đồ án : máy làm đất

lời nói đầu

-Sau quá trình học tập nghiên cứu môn học Máy làm đất chúng em đã đợc trang

bị những kiến thức lý thuyết cơ bản về các máy làm đất Đó là những cấu tạo, đặctính, thông số kỹ thuật, nguyên lý tính toán, phạm vi áp dụng sự kết hợp của các máytrong quá trình sử dụng thực tế

-Hiện nay trong lĩnh vực cơ giới hoá thi công, lĩnh vực máy làm đất rất đa dạng vàphong phú, với rất nhiều chủng loại, đặc tính kỹ thuật, khả năng làm việc khác nhau.Công việc mà máy làm đất thực hiện chủ yếu là việc đào đắp, san nền, làmmóng Nh vậy điều kiện làm việc là thờng xuyên trực tiếp ở ngoài trời, tiếp xúc vớibụi đất, ma gió Yêu cầu đối với ngời quản lý sử dụng cần phải nắm bắt đợc toàn bộnhững đặc tính và khả năng làm việc của máy Còn đối với ngời thiết kế cần phảinắm đợc các thông số kỹ thuật, yêu cầu kết cấu, khả năng chịu lực, các sơ đồ dẫn

động Từ những yêu cầu đó cần tiến hành tính toán thiết kế để đảm bảo máy sau khithiết kế, chế tạo máy có đầy đủ tính năng, khả năng làm việc nh yêu cầu hỹ thuật đềra

-Đồ án môn học Máy làm đất sẽ giúp cho chúng em nắm bắt đợc trình tự tínhtoán và kết cấu máy cụ thể Từ đó sẽ giúp cho chúng em củng cố đợc những kiếnthức lý thuyết đã học nắm bắt đợc trình tự tính toán các yêu cầu cụ thể khi tiến hànhthiết kế máy cụ thể ứng dụng sau này

số liệu và nội dung tính toán

Cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam

Độc lập –Tự do – Hạnh phúc.

***

Trờng đại học xây dựng

Khoa: Máy xây dựng

Bộ môn: Máy xây dựngNhiệm vụ thiết kế đồ án môn học

1 Các đặc tính kỹ thuật của Máy kéo

2 Điều khiển bằng thuỷ lực

3 Cấp đất nơi làm việc: III ữIV

4 Độ dốc khi máy làm việc lên dốc: i= 10%

III Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

Phần tính toán chung

1 Nêu công dụng , phân loại, cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy ủi

2 Xác định các thông số cơ bản của máy

3 Tính toán kéo máy ủi

4 Tính năng suất máy ủi

5 Xác định các lực tác dụng lên máy và thiết bị ủi

I-Công dụng, phân loại, cấu tạo và nguyên lý làm việc

của máy ủi

+Lấp hào, hố và san mặt bằng nền móng công trình

+Đào và đắp nền cao tới 2 m

+Ngoài ra máy ủi còn có thể làm các công viêc chuẩn bị mặt nền nh: bào cỏ,bóc lớp tầng phủ, hạ cây(đờng kính tới 30cm), nhổ gốc cây, thu dọn mặt bằng thicông Máy còn đợc dùng để làm nhiệm vụ kéo cây hoặc đẩy các phơng tiện khác

2-Phân loại

-Máy ủi thờng đợc phân ra theo loại công suất động cơ, lực kéo, kiểu điều khiển,

đặc điểm thiết bị di chuyển và kết cấu của bộ phận công tác

*Tuỳ thuộc vào độ lớn của công suất động cơ và lực kéo danh nghĩa ở móc kéocủa máy cơ sở, máy ủi đợc chia thành các loại:

+Rất nặng (công suất trên 300CV, lực kéo trên 30T)

+Nặng (công suất 150-300 CV, lực kéo 20-30T)

+Trung bình (công suất 75-150 CV,lực kéo 13.5-20T)

+Nhẹ (công suất 35-75 CV, lực kéo 2.5-13.5T)

+Rất nhẹ (công suất 3.5 CV, lực kéo 2.5T).

*Theo kiểu điều khiển nâng hạ lỡi ủi ta có:

+Điều khiển bằng tời + dây cáp

+Điều khiển bằng cilanh thuỷ lực

*Căn cứ vào thiết bị di chuyển ta có:

+Máy ủi di chuyển bằng bánh xích

+Máy ủi di chuyển bằng bánh lốp

*Hiện nay máy ủi có hệ thống điều khiển bằng hệ thống thuỷ lực có nhiều u

điểm nên thờng đợc chọn trong quá trình thi công

3-Cấu tạo

-Máy ủi là sự kết hợp của 1 đầu kéo với 1 bộ phận công tác ủi Bộ phận này đợcchế tạo từ kết cấu thép với mối ghép hàn và các cụm chi tiết liên kết với nhau chủyếu nhờ khớp xoay.Bộ phận ủi có thể là vạn năng hoặc không vạn năng, với kiểu vạnnăng thì khung ủi có kết cấu liền khối và đợc nối với lỡi ủi bằng khớp cầu

-Lỡi ủi bao gồm 2 phần cơ bản là thân lỡi và lỡi cắt Thân lỡi chế tạo từ thép ờng còn lỡi cắt có dạng tấm đợc chế tạo từ thép hợp kim Mangan gồm 3 mảnh rờinhau và đợc ghép với thân lỡi bằng các bulông đầu chìm Bộ công tác ủi đợc liên kếtvới máy cơ sở thông qua liên kết chốt xoay ở chân khung ủi và hệ thống thỷ lực liênkết không gian

th-4-Nguyên lý làm việc

-Hạ lỡi ủi bập xuống nền đào, cho máy tiên lên, đất dần dần tích tụ lại trớc lỡi ủi.Khi đã tích đầy, vận chuyển khối đất đào bằng cách cho máy nâng lỡi ủi lên một mức(cha thoát khỏi nền đào) Với mục đích đào thêm chút ít để bù hao khi vận chuyển.-Khi ta muốn rải đều khối đất đã vận chuyển, cần phải nâng lỡi ủi lên theo chiều dài muốn rải và tiếp tục cho máy tiến

GVHD: Lu Bá Thuận

II-Xác định các thông số cơ bản của máy:

1-Tính với thiết bị ủi

Thiết bị ủi điều khiển bằng thuỷ lực bàn quay

0

δ α a

β β

2.36 3.78 4.51 6.45 10.15

Với bàn ủi quay: H=4503 0.17T −0.5T=450 3 0 17 ì 100 − 0 5 ì 100 = 1100 (mm)

Trong đó: T=100 (kN) là lực kéo danh nghĩa của máy kéo cơ sở

- Chiều rộng bàn ủi B đợc chọn nh sau B =2.8.H=2 8 ì 1107 = 3100 (mm)

- Bán kính cong của bàn ủi R đợc xác định dựa vào chiều cao H,từ quan hệ sau:

R=0.8H=0.8*1100=880(mm)-Chiều cao tấm chắn phía trên bàn ủi tính theo công thức :

GVHD: Lu Bá Thuận

b =0.18.H=0 18 ì 1100 = 200 (mm)

-Lực tác dụng lên dao cắt:

R 2 1

R P

2-Tính với thiết bị xới:

-Thiết bị xới đợc lắp phía sau máy cơ sở, điều khiển bằng thuỷ lực

Có kết cấu nh sau :

3

4

2 5

5-Má để lắp răng xới 4-Má để lắp Piston 3-Răng xới

2-Cần Piston của xilanh 1-Dầm chính

-Trọng lợng của thiết bị xới G2=2.2 (T)

-Số lợng răng xới Z=3

-Tầm với của răng xới : l=800(mm)

-Chiều sâu xới lớn nhất h max=500 (mm)

-Các lực tác dụng lên lỡi xới:

1

R

2

+Lực cản đào theo phơng ngang : P1=T.k1

k =0.8 hệ số sử dụng lực kéo của máy xới

Thay số vào công thức ta có: P1=74800 (N)+ Lực cản đào theo phơng thẳng đứng tác dụng lên răng xới đợc xác địnhtheo công thức của giáo s viện sỹ I.U.A Vetơrốp :

α

tg P

P2 = 1. với α=250 Thay vào công thức trên ta có : P2 = 34880 (N)

- Chiều cao nâng bộ răng xới khỏi mặt đất khi di chuyển máy phải đảm bảo saocho góc tạo bởi giữa đờng trục tâm của răng xới và phơng ngang không nhỏ hơn 200.Theo kinh nghiệm với máy xới loại trung bình chọn : H=600ữ700mm

-Góc cắt của răng xới δ =400 dùng răng thẳng

-Tiết diện ngang của răng xới tại giữa răng có dang hình chữ nhật với chiều rộng

b và chiều cao h Thông thờng : b=(60ữ100) (mm), h=(150ữ200) (mm) ta chọn :

b x h=125x200 (mm)-Góc sắc của răng xới : β=δ−α ; α=60 là góc sau của răng xới Vậy ta có β=340

-Chiều cao h1 của răng xới (hay còn gọi là chiều dài của răng xới) thờng chọndựa vào chiều sâu xới lớn nhất :

h1= hmax+(100ữ 300) (mm)

GVHD: Lu Bá Thuận

Thay số vào ta có : h1=700 (mm)-Bớc răng t là khoảng cách đo theo phơng ngang giữa đờng tâm của hai răng xớiliên tiếp nhau Với máy xới trung bình 3 răng ta chọn :

t=(900ữ1300) (mm)-Ta chọn bớc răng là : t=800(mm)

-Khoảng cách từ mép xích di chuyển của máy đến bộ răng xới :

a=(1.5ữ2.0) hmax

Thaysố chọn ta đợc : a=800 (mm)-Vận tốc nâng, hạ bộ răng xới :

+Khi nâng: vn =(0,3ữ0,5) m/s+Khi hạ : vh=(0,5 ữ 1,0 ) m/s

Tính cho máy với thiết bị ủi

I-Xác định lực kéo

-Trong khi đào và chuyển đất, máy ủi muốn di chuyển đợc thì phải thoả mãn điềukiện sau:

∑W ≤ Pk≤ Pb

+∑W :Tổng các lực cản tác dụng lên máy ủi

+ Pk : Lực kéo tiếp tuyến của máy kéo

+ Pb : Lực bám giữa cơ cấu di chuyển và mặt đờng

*Xác định các lực cản tác dụng lên máy ủi.

-Trong quá trình đào và vận chuyển đất máy ủi gặp các lực cản sau:

+Lực cản cắt đất

+Lực cản di chuyển khối đất lăn trớc bàn ủi

+Lực cản di chuyển khối đất cuộn lên phía trớc bàn ủi

+Lực cản di chuyển máy ủi

+Lực cản ma sát giữa dao cắt và đất

V phụ thuộc vào tính chất của đất và các thông số hình học của bàn ủi, xác địnhtheo công thức :

t

K

k

B H V

2

.

2

= Trong đó:

+HK= 1.15(m): Chiều cao kể cả tấm chắn phía trên của bàn ủi: HK = H+b

+kt=1.30 : Hệ số phụ thuộc vào tính chất của đất và tỷ số

.

2

tg

H B V

d = =

+ρ=1.6 (T/m3): Trọng lợng riêng của đất chọn theo bảng +à2=0.5: Hệ số ma sát giữa đất và đất

+γ=450: Góc chảy tự nhiên của đất ở trạng thái tơi

-Thay số liệu vào tính ta có Gđ= 3.7 (T) => W2 = 1.85 (T)

3-Xác định lực cản di chuyển khối đất cuộn lên phía trên bàn ủi

-Khi máy ủi thực hiện quá trình đào và tích đất, phía trớc bàn ủi đất đợc cuộn lêntrên để tạo thành khối đất lăn có thể tích V và trọng lợng là Gđ Khối đất này sẽ nénvào bề mặt làm việc của bàn ủi áp lực N Dới tác dụng của N, tại bề mặt tiếp xúcgiữa khối đất lăn và lòng bàn ủi xuất hiện lực ma sát Fms , chống lại chuyển động của

đất khi nó cuộn lên phía trên bàn ủi:

GVHD: Lu Bá Thuận

-Chiếu lực Fms xuống phơng di chuyển, sẽ xác định đợc lực cản di chuyển do khối

đất cuộn lên phía trên bàn ủi tạo ra:

W3=Fms.cosδ = à1.Gđ.cos2δ

+δ=500: Góc cắt của dao cắt

à1=0.5: Hệ số ma sát giữa thép và đất

Thay số vào công thức ta có : W3= 0.7 (T)

4-Xác định lực cản di chuyển máy ủi.

-Lực cản di chuyển của đất đợc xác định theo công thức:

W4=Gm.(f.cosα±sinα) +Gm=15.4 (T): Trọng lợng máy ủi

+f=0.11: Hệ số cản lăn với máy ủi bánh xích

+α=5.70: Góc nghiêng của nơi máy làm việc so với phơng ngang

Khi α<10o cố thể xem cosα=1; sinα≈tgα=i Tơng ứng mỗi trơng hợp có:

+Khi lên dốc: W4=3.2 (T)+Khi xuống dốc: W4=0.16 (T)

5-Xác định lực cản ma sát giữa dao cắt của bàn ủi và đất.

-Lực cản này phụ thuộc vào thành phần thẳng đứng của lực cản cắt R2 và trọng ợng của thiết bị ủi, xác định theo công thức sau:

+W1’=W1.sinϕ; W2’=W2.sinϕ; W3’=W3.sinϕ+W3’’

+ϕ=600: Góc quay của bàn ủi trong mặt phẳng ngang (so với trục máy)

Khi máy ủi vạn năng dùng để san đất, bàn ủi quay trong mặt phẳng ngang và tạovới trục dọc của máy góc ϕ:

(4-11)+ kcđ : Hệ số kể đến tỷ lệ trọng lợng máy phân ra các bánh xe chủ

động Với máy ủi di chuyển bằng bánh xích ta có kcđ =1.0

+ϕ=0.8: Hệ số bám giữa dải xích với mặt đờng

Thay các số liệu vào ta có: Pb= 11.5 (T) Nh vậy lực kéo thoả mãn điều kiện:

∑W ≤ Pk < Pb

II-Xác định công suất động cơ máy kéo cơ sở

-Công suất của động cơ máy kéo cơ sở đợc tính theo công thức sau:

η

270

.v

P

N = k (CV)

(4-14)Trong đó:

+Pk=9.3 (T): Lực kéo tiếp tuyến ∑W ≤ Pk

+v=2.5 (km/h): Vận tốc của máy khi làm việc ở tay số I

+η=0.87: Hiệu suất truyền động của máy

Thay số vào công thức trên ta có: N= 100.2 (CV) Nh vậy với máy kéo T100Mhoàn toàn đáp ứng đợc khả năng làm việc của máy

GVHD: Lu Bá Thuận

III-Xác định lực tác dụng lên máy ủi

Z c c

Trong sơ đồ trên, các lực tác dụng lên máy ủi gồm:

-Trọng lợng thiết bị làm việc GTB

-Phản lực P của đất tác dụng lên dao cắt đợc phân thành hai thành phần P1 theophơng ngang và P2 theo phơng thẳng đứng Riêng với máy ủi vạn năng có thêm thànhphần P3 có phơng vuông góc với trục dọc của máy

-Lực nâng S trong cơ cấu nâng thiết bị làm việc

-Phản lực tại khớp bản lề liên kết giữa khung ủi với máy Pc Phản lực Pc phânthành 2 thành phần:

a) Khi bàn ủi bắt đầu ấn sâu dao cắt xuống đất (dao bị mòn cùn)

-Trớc bàn ủi cha có khối đất lăn, lúc đó:

P1=R1= 1.47(T) ; P2=R2=2.2 (T)

ở đây P2 hớng lên và điểm đặt của P1 và P2 nằm tại mặt nền đất cơ bản

b) Khi nâng bàn ủi ở cuối giai đoạn cắt đất và tích đất

-Trớc bàn ủi đã có khối đất lăn Khối đất này tạo ra áp lực N, nén vào lòng bàn ủi.Dới tác dụng của N, tại bề mắt làm việc của bàn ủi xuất hiện lực ma sát Fms, cản lạichuyển động của đất khi nó cuộn lên phía trên bàn ủi: Fms=à1.N

-Mặt khác lực ma sát này đợc xác định theo công thức: Fms=Gđ.à1.cosδ

+δ=500: Góc cắt đất của dao cắt.

+ ϕ1: Góc ma sát giữa thép và đất ϕ1 =arctg(0.5)=26.50

+ Gđ=3 (T): Trọng lợng của khối đất trớc bàn ủi

-Khi máy ủi làm việc gặp chớng ngại vật ở dao cắt sẽ phát sinh tải trọng động Lúc

đó phản lực theo phơng ngang của đất tác dụng dao cắt là lớn nhất:

+m=1.2 (T): khối lợng của bàn ủi

+C0: Độ cứng tổng hợp của máy và chớng ngại vật Tính theo công thức:

2 1

2 1 0

.

C C

C C C

Thay số vào tính toán ta có: C0= 560 (kG/cm/kG) ⇒ P1đ=8.6 (T)

*Thay kết quả vào công thức trên ta có: P1max=20.1 (T)

-Để xác định P2 tiến hành giải phơng trình :

P1=N.sin(δ+ϕ1)+R1

P2=N.cos(δ+ϕ1)-R2

GVHD: Lu Bá Thuận

Nghiệm của phơng trình tính đợc:

2 2 1

1 1

cos sin δ ϕ δ + ϕ

+

= +

-Lực P2 có giá trị max tại vị trí nâng bàn ủi lên ở cuối giai đoạn cắt đất và tích

đất Khi đó R1=R2=0 và góc cắt δ có giá trị nhỏ nhất Lực P2 hớng xuống và đợc xác

định theo công thức:

P2max=P1.cotg(δ+ϕ1)

*Thay các giá trị vào công tức ta có: P2max= 1.3 (T)

-Bàn ủi của máy ủi vạn năng có thể quay trong mặt phẳng ngang Khi góc quay của bàn ủi ϕ khác 90o, thì phản lực P của đất tác dụng lên bàn ủi đợc phân thành 3 thành phần Ngoài hai lực P1 và P2 nh ở trên còn thêm lực P3, có phơng vuông góc vớitrục dọc của máy Dới tác dụng của lực P3 máy có xu hớng bị quay vòng Để máy vẫn có thể di chuyển thẳng về phía trớc khi làm việc thì giá trị lớn nhất của P3 phải thoả mãn điều kiện bám của cơ cấu di chuyển khi máy bị quay vòng

P3.l ≤ Mp→ P3≤ Mp/lTrong đó:

+Mp: Mô men cản vòng quay do tổng của các phản lực ngang của mặt đất tácdụng lên cơ cấu di chuyển gây ra khi máy ủi quay vòng

Với máy ủi bánh xích: Mp =

l

Trong đó:

+àp=0.8: Hệ số cản quay vòng của máy kéo xích

+L=2075 (mm): Chiều dài bề mặt tựa của xích di chuyển;

+G=15.4 (T): Trọng lợng máy ủi dồn lên dải xích di chuyển khi thiết bị ủinâng khỏi mặt đất thì G chính là trọng lợng máy ủi

-Thay số liệu vào tính ta đợc: P3 = 1.7 (T)

3 Lực tác dụng lên cơ cấu nâng thiết bị ủi

Sơ đồ xác định lực trong cơ cấu nâng (ở vi trí ấn sâu dao cắt xuống đất)

* Khi bắt đầu ấn sâu dao cắt xuống đất

-ở giai đoạn cắt đất lực trong cơ cấu nâng thiết bị ủi đợc xác định từ phơng trìnhcân bằng mô men của các lực với điểm C

r

l P m P l G

S = TB.0 + 1 + 2.Thay giá trị P2max từ công thức vào phơng trình trên ta có:

r

g l m P l G

max

( cot

=

Thay số vào ta có: Smax= 7.9 (T)

Giá trị lớn nhất của Smax trên cơ cấu nâng phải thoả mãn điều kiện ổn định củamáy: Smax≤ Sy

Trong đó Sy là lực trên cơ cấu nâng đợc xác định từ điều kiện ổn định của máy ủi.Với máy ủi điều khiển bằng thuỷ lực , vị trí để xác định Sy là ở cuối quá trình cắt, tr-

ớc bàn ủi đầy đất, cơ cấu nâng làm việc để nâng thiết bị ủi, máy có xu thế lật

quanh điểm ngoài ra Sy còn đợc xác định ở vị trí bắt đầu ấn dao cắt xuống đất để thựchiện quá trình cắt, máy có xu thế lật quanh điiểm B

+Tính khi máy máy ủi lật quanh điểm A

l l

m G

l l

1 T

) (

l l

l l G l G

−

− +

=

Trong đó:

+ GT và GTB là trọng lợng của máy kéo và của thiết bị ủi

Thay số vào ta có: P2= 9.4 (T)GVHD: Lu Bá Thuận

Lực Sy trong cơ cấu nâng đợc xác định khi máy lật quanh điểm A từ phơng trìnhcân băng mô men với điểm C, theo công thức:

r

l G m P l P

.

+ +

=

Tha số vào tính ta có: Sy= 14.6 (T)

*Khi nâng thiết bị ủi ở cuối giai đoạn cắt đất

tb

l l

P

P P

2 1

G

S S

+Gđ : Trọng lợng của khối đất đợc nâng cùng bàn ủi

+Q: Lực cản trợt giữa khối đất đợc nâng cùng bàn ủi và phần đất còn lạitrong khối đất lăn trớc bàn ủi

+P1 và P2: Phản lực của đất tại dao cắt

+Zc và Xc: Phản lực tại khớp liên kết giữa khung ủi và máy Trọng lợng khối đất đợc nâng cùng bàn ủi xác định theo công thức:

tg

H B B F

+B,H: Chiều rộng và chiều cao bàn ủi

+ρ=1.6 (T/m3): Trọng lợng riêng của đất

+γ=450: Góc chảy tự nhiên của đất

+F1: Diện tích tiết diện ngang của khối đất đợc nâng lên cùng bàn ủi Thay số vào công thức ta có: Gđ= 0.45 (T)

-Lực cản trợt đợc xác định theo công thức:

Q = C.F2

Trong đó:

+C=0.5: Hệ số bám của đất và đất khi chúng trợt tơng đối với nhau +F2: Diện tích bề mặt trợt giữa khối đất đợc nâng lên cùng bàn ủi và phần

đất còn lại trong khối đất lăn trớc bàn ủi.Tính theo công thức: F2 = B.H2

+H2: Chiều cao của bề mặt trợt nói trên Thờng H2 = (0.7 ữ 0.8) HThay số vào tính ta có: Q= 0.95 (m3)

Lực nâng Smax trong trờng hợp này đợc xác định từ phơng trình mô men lấy với

điểm C và đợc xác định theo phơng trình sau :

r

m P l P l Q l G l G

S TB.0 d.r . 2. 1.

max

+ + + +

=

Thay giá trị vào tính toán ta có: Smax= 7.7 (T)

-Lực nâng Smax phải thoả mãn: Smax ≤ Sy

Sy=14.6 (T): Đợc xác định từ điều kiện ổn định, máy lật quanh điểm A- điểm tựaphía trớc của xích di chuyển

Kết hơp bài toán ta rhấy điều kiện Smax≤ Sy đợc thoả mãn

*Lực nâng để tính toán sức bền của cơ cấu nâng đợc xác định theo công thức:

St=Sy.Kđ Trong đó:

+Kđ: Hệ số tải trọng động, Kđ = 1.4Thay số vào tính ta có : St=21.5 (T)

-Mặt khác lực nâng Smax phải đợc kiểm tra theo công suất động cơ của máy kéo vàphải thoả mãn điều kiện để máy vừa nâng thiết bị ủi vừa di chuyển khi làm việc:

kW V T V S N N N

d

d n

n y d n c

1000

.

≥

Trong đó:

+Nđc=73.5 (kW): Công suất động cơ của máy kéo cơ sở

+Nn: Công suất tiêu hao cho cơ cấu nâng thiết bị ủi

+Nd: Công suất tiêu hao cho việc di chuyển máy

+Sy=14.6 (T): Lực nâng xác định theo điều kiện ổn định

+Vn=0.1 (m/s): Vận tốc nâng thiết bị ủi

+Vd=0.5 (m/s): Vận tốc di chuyển của máy khi làm việc, ứng với tay số I+ηn=0.95: Hiệu suất cơ cấu nâng

+ηd=0.9: Hiệu suất cơ cấu di chuyển

+Tmax=11.5 (T): Lực kéo tiếp tuyến lớn nhất của máy kéo Thay số liệu vào công thức trên ta có: VP= 72.3 (kW)

-Với máy ủi điều khiển bằng thiết bị thuỷ lực ta xác định lực đẩy của pistong khi

ấn sâu cỡng bức dao cắt vào đất ở giai đoạn bắt đầu đào Lúc đó phản lực của đất P,

2

hớng lên và đợc xác định từ phơng trình cân bằng mô men với điểm lật B Xác địnhtheo hình vẽ sau:

GVHD: Lu Bá Thuận

l l

2

.

l l

l l G l G

+

+ +

l G m P l P

B x k

Lực đẩy phải thoả mãn điều kiện : Sđ≤ Sy'

' 2

Trong đó:

+P2'=5.28 (T) đợc xác định trong tính toán ở trên+ P1=11.5 (T) tính khi bất lợi nhất

Thay số vào công thức ta có: S’

y=2.8 (T) Nh vậy điều kiện trên đợc thoả mãn

4-Phản lực tại khớp liên kết giữa khung ủi và máy kéo.

-Dới tác dụng của các ngoại lực P1, P2, S và GTB, tại khớp C liên kết giữa khung ủi

và máy kéo sẽ xuất hiện phản lực RC Phản lực này đợc phân thành hai thành phần XC

Thay các giá trị voà ta có: XC=15.5 (T) ; ZC=3.4 (T)

-Khi máy ủi làm việc trên bề mặt dốc thì các lực đợc tính là:

Tính ổn định máy ủi.

I-Máy ủi cần đợc kiểm tra ổn định ở hai vị trí sau:

I.1-Dao cắt của bàn ủi gặp chớng ngại khi bắt đầu ấn sâu xuống đất.

-Trờng hợp này tính cho máy ủi điều khiển bằng thuỷ lực Máy có xu hớng lậtquanh điểm O1, mô men gây lật chủ yếu do lực trong cơ cấu nâng S gây ra (H.4-10).Máy ủi điều khiển bằng cáp ở trờng hợp này thờng không tính ổn định vì lúc đó lựcnâng trong pa lăng cáp xem nh bằng 0 ( S = 0)

P O

l G M

+ML = S.l2 : Mô men gây lật máy ủi quanh điểm O1

max

( cot

+Pb: Lực bám giữa cơ cấu di chuyển với mặt đất

+ϕ: Hệ số bám của máy kéo

+Gb: Trọng lợng bám của máy kéo

-ở trờng hợp này vì điểm đặt của P1 là O và điểm lật O1 cùng nằm trong mặtphẳng ngang nên khi tính toán, có thể xem phản lực tại khớp C do P1 gây ra có giá trịnhỏ và không ảnh hởng đến độ ổn định của máy Mô men gây lật máy quanh điểm

O1 chủ yếu do lực nâng S gây ra Khi dao cắt gặp chớng ngại vật thì lực P1 đạt giá trịlớn nhất và đợc xác định theo công thức:

P1max = Pb = ϕ.Gb=11.5(T)-Lúc đó, lực nâng S sẽ đạt giá trị lớn nhất và máy dễ bị lật nhất

5 1 4 15

=

ì

ì

*Nh vậy trong trờng hợp này đảnm bảo điều kiện chống lật

I.2- Bàn ủi bắt đầu đợc nâng lên ở cuối quá trình đào.

-Khi đó phía trớc bàn ủi có đầy đất, máy có xu thế lật quanh điểm O2 (hình vẽtrên) Trờng hợp này để tính ổn định cho máy ủi điều khiển thuỷ lực Muốn nâng đợcthiết bị ủi lên thì:

Lực nâng S phải thắng đợc lực cản do áp lực của khối đất trớc bàn ủi tác dụng vàobàn ủi Khi đó điểm đặt của lực P1 đợc nâng lên, phơng của lực P1 xem gần đúngtrùng với đờng tâm của khung ủi tức là đi qua điểm C, nên phản lực XC tại khớp C do

P1 sinh ra sẽ tạo ra mô men giữ ổn định cho máy quanh điểm lật O2

-Mô men chống lật đợc xác định theo công thức:

MG=GT.l1+Xc.m = GT.l1+P1.mTrong đó:

+Xc: Phản lực theo phơng ngang tại khớp C do P1 sinh ra: Xc= P1.+P1: Lực cản theo phơng ngang do áp lực của khối đất trớc bàn ủi tác dụnglên khung ủi

Thay các giá trị vào công thức trên ta có: MG=21.8 (Tm)

-Mô men lật do lực nâng S trong cơ cấu nâng tạo ra:

ML=S.l2

Thay các giá trị váo công thức tính chúng ta có: ML= 12.5 (Tm)

Hệ số ổn định đối với trờng hợp thứ hai đợc xác định theo công thức:

5 1

.

.

2

1 1 2

=

=

l S

m P l G l

S

m X l G M

M

L

G od

⇒Kôđ=1.74 *Nh vậy đảm bảo điều kiện ổn định trong quá trình làm việc

GVHD: Lu Bá Thuận

xác định năng suất của máy ủi

-Công thức để xác định năng suất của máy ủi khi đào và chuyển đất

-Từ trớc đến nay năng suất sử dụng của máy ủi khi đào và chuyển đất thờng đợcxác định theo công thức dới đây:

Qs=

t ck

tg d

k T

k k V

*

*

*

* 3600

(m3/h) Trong đó :

+ V=: Thể tích khối đất trớc bàn ủi ở trạng thái tơi ( m3)

+ Ktg: Hệ số sử dụng thời gian, Ktg = 0.8 ữ 0.9

+ Kd=: Hệ số kể đến ảnh hởng của độ dốc nơi thi công đến năng suất củamáy ủi (Kd=0.55 khi lên dốc- Kd=1.50 khi xuống dốc)

+Kt: Hệ số tơi của đất

+Tck: Thời gian một chu kỳ làm việc của máy ủi (s)

*Xác định các thông số cơ bản ảnh hởng đến năng suất máy ủi

-Theo công thức tính năng suất ở trên ta thấy năng suất sử dụng của máy ủi phụthuộc vào hai thông số chính: V và Tck

-Thể tích khối đất trớc bàn ủi V phụ thuộc vào các thông số profil của bàn ủi.Thời gian chu kỳ làm việc của máy Tck phụ thuộc vào rất nhiều thông số nh: Côngsuất , trọng lợng và vận tốc làm việc của máy, các lực cản tác dụng lên máy trong khilàm việc, chiều dài quãng đờng chuyển đất và đổ đất cũng nh điều kiện thi công vàtính chất cơ lý của đất

Việc xác định chính xác hai thông số này có ảnh hởng lớn đến độ chính xáckhi xác định năng suất máy ủi

1-Xác định thể tích khối đất trớc bàn ủi.

a-Xác định thể tích khối đất trớc bàn ủi theo phơng pháp cũ:

Từ trớc đến nay ngời ta thờng xác định thể tích khối đất lăn trớc bàn ủi theo

ph-ơng pháp gần đúng :

- Coi thể tích này nh một hình lăng trụ có đáy là một tam giác vuông GSK Thểhiện trong hình vẽ sau:

Trong đó :

+B, H: Chiều rộng và chiều cao của bàn ủi, m;

+ϕ: Góc chảy tự nhiên của đất ở trạng thái tơi

đủ, gây khó khăn cho việc đánh giá hiệu quả sử dụng của máy ủi Dới đây xin đề cập

đến một phơng pháp mới để xác định thể tích khối đất trớc bàn ủi có kể đến tất cảcác thông số profil của bàn ủi

2.Xác định thể tích khối đất trớc bàn ủi theo phơng pháp mới

Mô hình xác định thể tích khối đất nh sau:

GVHD: Lu Bá Thuận

K 2

F 2

P

F M

+V1: Là thể tích hình lăng trụ tam giác giới hạn bởi G1G2K2K1S1S2.Trên hình vẽ

đó là tam giác GKS Đây là thể tích mà bấy lâu nay vẫn đợc áp dụng để tính thể tíchkhối đất trớc bàn ủi, theo công thức

+V2: Thể tích giới hạn bởi mặt trụ G1EG2K2PK1 và hai mặt phẳng K1K2G2G1;

bang

Nga

DZ-42 0.80 2.56 75 0.16 0.82 0.27 0.20 0.02 1.31DZ-101 0.95 2.86 75 0.19 1.29 0.42 0.31 0.04 2.06