Máy xây dựng
Thời gian chu kỳ bản: = 0,3 phút (bảng 9-10) Thời gian di chuyển: = 0,25 = 0,5 (hình 9-23) Tổng thời gian chu kỳ: = 0,3 + 0,5 = 0,8 Năng suất: = (60 1,43 0,75)/0,8 = 80 m3 đất rời/giờ Sử dụng máy xúc hiệu Có nhiều yếu tố liên quan đến chọn máy xúc cho công việc cụ thể Trong số bao gồm suất trung bình suất tối đa yêu cầu, loại vật liệu chất tải, yêu cầu làm chất tải đổ tải, dung tích chiều cao phương tiện vận chuyển Các yếu tố cần quan tâm để sử dụng máy xúc hiệu tương tự máy đào, cần ý đến tiêu nước, đường vận chuyển, điều kiện bề mặt làm việc Lựa chọn vị trí máy xúc cần quan tâm để linh hoạt chất tải giảm thời gian chất tải Khi bốc xúc vật liệu dính thường sử dụng gầu rời thay gầu liền Năng suất chất tải vật liệu cứng thường tăng lên sử dụng nổ mìn để phá nhỏ vật liệu công đoạn trước 9.6 Máy ủi 9.6.1 Công dụng phân loại Trong loại máy làm đất, máy ủi loại máy quan trọng đa năng, sử dụng để thực công việc sau: Đào vận chuyển đất đá phạm vi định San lấp mặt bằng, san công trình, định hình mặt đường,vun san rải vật liệu, bóc lớp bề mặt mỏ lộ thiên, đào kênh mương, lắp xới để xới tơi đất rắn Hình 9-24 Máy ủi nhổ gốc Làm việc kết hợp với máy cạp đào vận chuyển đất bền 250 Máy ủi có loại bánh lốp bánh xích: máy ủi bánh lốp dùng trường hợp di chuyển thành phố, làm việc nơi có khối lượng công việc không tập Hình 9-25 Cấu tạo máy ủi a) Cấu tạo chung; b) Máy ủi lưỡi cố định; c) Máy ủi lưỡi quay; d) Lưỡi ủi xoay mặt phẳng đứng; e) Các loại lưỡi ủi thay thế: 1- Khớp quay, 2- Khung ủi, 3- Lưỡi ủi, 4- Thanh chống xiên, 5- Xi lanh nâng hạ lưỡi ủi, 6- Máy kéo sở có di chuyển xích, 7-Khớp dịch chuyển chống xiên, 8- Xi lanh nghiêng lưỡi mặt phẳng đứng, 9- Khớp cầu, 10- Lưỡi ủi gãy góc, 11- Lưỡi ủi vạn năng, 12-Lưỡi thẳng.13- Lưỡi đệm trung, yêu cầu tốc độ di chuyển lớn, đất tương đối bền Máy ủi có di chuyển xích chiếm đa số trường hợp sử dụng Dưới chủ yếu giới thiệu máy ủi có di chuyển xích, điều khiển thuỷ lực Các loại máy ủi bánh lốp có cấu tạo nguyên lý làm việc hoàn toàn tương tự, có di chuyển bánh lốp khác Các loại máy ủi truyền động cáp không sản xuất độ tin cậy, suất chất lượng làm việc thấp 9.6.2 Cấu tạo nguyên lí làm việc 251 Các loại máy ủi xích đại có số đặc điểm cấu tạo chủ yếu sau: Động điêzen có tính hoạt động, độ tin cậy khả tải mômen xoắn cao Một số loại trang bị hệ thống phun điều khiển điện tử khí điện tử thuỷ lực để trì thông số phun nhiên liệu, tự động bù trừ ảnh hưởng bầu lọc khí độ cao Phanh ly hợp lái làm mát dầu để nâng cao độ tin cậy tuổi thọ chi tiết, trang bị hệ thống điều khiển kiểu bấm nút, vận hành nhẹ nhàng xác Một số máy trang bị cấu lái hành tinh cho phép bán kính quay vòng thay đổi Kết cấu máy bố trí hợp lí, tiện lợi cho việc bảo dưỡng, sửa chữa Đặc biệt hãng Caterpillar thiết kế cho bánh chủ động đặt cao để tránh xa bùn đất, giảm khả mài mòn dễ bảo dưỡng, sửa chữa Các dạng lưỡi ủi khác để phù hợp với yêu cầu công việc: Lưỡi ủi vạn di chuyển khối lượng đất lớn cự li dài trường hợp cải tạo đất, hoạt động kho bãi, ủi vật liệu vào phễu, vun đống cho máy xúc Loại có lực ấn sâu vào đất không lớn, hợp với loại vật liệu nhẹ, dễ ủi Lưỡi ủi ăn xuống đất nhờ trọng lượng thân lực ấn xi lanh thuỷ lực kết hợp với lực đẩy máy kéo sở tạo lực cắt đất máy ủi Mặc dù có nhiều loại lưỡi ủi khác nhau, loại thường dùng lưỡi thẳng, lưỡi gẫy góc, lưỡi vạn lưỡi đệm (10-13 hình 9-25) Loại lưỡi ủi cố định nối cứng với khung ủi vuông góc với trục dọc máy (b hình 9-25) Khung ủi nâng lên, hạ xuống nhờ xi lanh Loại lưỡi ủi quay liên kết với khung ủi khớp cầu 9, lưỡi ủi đặt chéo góc với phương chuyển động máy nhờ xi lanh 8, đẩy Cả hai loại lưỡi ủi nghiêng mặt phẳng đứng góc khoảng 120 thay đổi góc cắt nhờ thay đổi vị trí chống xiên đẩy Nghiêng lưỡi đặc biệt hữu ích đào rãnh gặp phải vật cứng Cả lưỡi thẳng lưỡi vạn thay đổi chiều cao thay đổi góc đặt lưỡi ủi Khi thay đổi góc đặt lưỡi ủi góc cắt thay đổi theo Lưỡi thẳng 12 (hình 9-25 ) loại lưỡi linh hoạt Loại lưỡi sử dụng thích hợp ứng dụng chung, khoảng cách di chuyển vật liệu ngắn trung bình So với loại lưỡi vạn 11 lưỡi thẳng có công suất đơn vị chiều dài cắt đất công suất đơn vị mét khối đất rời cao Vì vậy, lưỡi thẳng hiệu đẩy lượng vật liệu lớn Lưỡi thẳng sử dụng máy ủi kết hợp với máy cạp nhằm tăng lực đẩy Lưỡi gẫy góc 10 (hình 9-25 ) làm thẳng đặt chéo góc khoảng 25 o bên Lưỡi nghiêng thay đổi góc cắt Lưỡi gãy góc làm việc hiệu cắt đất sườn đồi, lấp đất đào rãnh Loại lưỡi làm việc tốt san đất, vét đất sót lại đào đường ống Lưỡi vạn với cánh mở rộng bên di chuyển khối lượng đất lớn khoảng cách dài Vì công suất riêng lưỡi vạn đơn vị dài hay mét khối đất rời nhỏ nên loại không thích hợp cắt đất với chiều dày lát cắt lớn vật liệu nặng Lưỡi đệm 13(hình 9-25 ) thiết kể chủ yếu để đẩy máy cạp Lưỡi có tác dụng hấp thụ lực va đập đẩy máy cạp Nó dùng cho mục đích chung máy ủi sử dụng làm trường 252 Còn có số loại lưỡi ủi khác lưỡi ủi có rãnh, lưỡi vạn cho vật liệu nhẹ lưỡi làm cho mục đích đặc biệt Lưỡi ủi có rãnh tương tự lưỡi thẳng phần đầu bên kéo dài thêm 300 mm xuống bề mặt cắt Vì vậy, lưỡi xuyên sâu vào đất đào loại đất chặt lưỡi khác Loại làm việc tốt di chuyển gốc cây, phá vỡ đất cục kết hợp với máy xới Lưỡi ủi vạn cho vật liệu nhẹ tương tự lưỡi vạn có trọng lượng nhẹ mang thể tích vật liệu lớn Lưỡi ủi vạn cho vật liệu nhẹ sử dụng thích hợp di chuyển thể tích vật liệu lớn, không dính Lưỡi làm cho mục đích đặc biệt thiết kế để làm cỏ bụi làm công tác đất Hai lưỡi làm cho mục đích đặc biệt lưỡi kiểu chữ V lưỡi gãy góc Cả hai lưỡi có lưỡi cắt nhọn để cắt cỏ bụi gốc phía bề mặt đất Lưỡi gãy góc thường cố định với máy ủi thường gắn thêm phần lưỡi cắt mở rộng phía trước phần cuối lưỡi ủi Lưỡi cắt mở rộng dùng để tách thân lớn trước lưỡi ủi cắt đẩy xa Ngoài lưỡi ủi kể trên, có số công tác thông thường khác lắp máy kéo máy ủi lưỡi cào, lưỡi xới Lưỡi cào sử dụng để làm đất thu gom cỏ bụi nhỏ Lưỡi cào nặng xới khối đá lớn khỏi đất trước dùng cho mục đích nông nghiệp Lưỡi xới dùng để phá vỡ đất chặt trước đào Vận hành lưỡi xới thể hình 9-24 hệ thống điều khiển thuỷ lực đơn giản máy ủi có lưỡi ủi cố định 9.6.3 Tính toán suất máy ủi Năng suất máy ủi thiết bị làm đất khác tính cách nhân lượng vật liệu di chuyển chu kỳ số chu kỳ (có kể đến hệ số ảnh hưởng điều kiện làm việc) Năng suất máy ủi dựa vào đường cong suất mà số nhà sản xuất cung cấp để tính toán Trong hai trường hợp, suất máy ủi tính theo đơn vị mét khối đất rời chuyển đổi sang mét khối đất chặt cần thiết Trường hợp đào vận chuyển đất: Q = n.Vn klv , m3/h; (9.6) đó: Vđ - thể tích khối đất lăn trước lưỡi ủi, m3; n- số chu kỳ giờ: n= 3600 Tck Tck - thời gian làm việc chu kỳ, ph s; 253 Tck = l1 l l3 + + + tq + t0 + ts v1 v v tq - thời gian quay vòng; t0 - thời gian hạ lưỡi ben; l1, l2, l3, v1, v2, v3 - quãng đường vận tốc: cắt, vận chuyển, quay về; ts - thời gian cần thiết để sang số chu kỳ klv – hệ số điều kiện làm việc Bảng 9-12 Thời gian cố định chu kỳ máy ủi Điều kiện làm việc Tck ,Thời gian (phút) Thay đổi số 0,05 Truyền động trực tiếp 0,1 Đào đất cứng 0,15 Để tính suất máy ủi theo phương pháp này, cần phải xác định thể tích khối đất trung bình Vđ trước lưỡi ủi làm việc Có phương pháp để xác định thông số này: - Sử dụng bảng thông số thể tích khối đất trước lưỡi ủi nhà sản xuất; - Đánh giá dựa kinh nghiệm tương tự vật liệu, thiết bị điều kiện làm việc; - Dựa vào trọng lượng khối đất trước lưỡi ủi đạt thí nghiệm; - Dựa vào kích thước khối đất trước lưỡi ủi thí nghiệm a) Dựa vào kích thước khối đất trước lưỡi ủi thí nghiệm Ba phương pháp đầu xác định dễ ràng Ở phương pháp thứ 4, kích thước khối đất trước lưỡi ủi xác định theo quy trình sau: Đảm bảo đầy đất trước lưỡi ủi, điều khiển máy mặt phẳng, nâng lưỡi đẩy thẳng phía trước để tạo nên hình dạng xác định cho khối đất; Xác định chiều rộng (B) khối đất theo phương vuông góc với lưỡi cách lấy giá trị trung bình hai đường thẳng qua mép bên dải xích lốp; 254 Xác định chiều cao (H) khối đất cách đo chiều cao vị trí tương tự chiều rộng; Xác định chiều dài (L) khối đất theo phương song song với lưỡi ủi Tính toán thể tích khối đất trước lưỡi ủi thí nghiệm theo [17]: (m3 đất rời) Vđ = 0,375.B.H.L (9.7) Bảng 9-13 Vận tốc thông thường máy ủi v2 Điều kiện vận hành Có tải Vật liệu cứng, khoảng cách vận chuyển 30m Vật liệu rời, khoảng cách vận chuyển 30m Không tải 30m vận tốc lùi cao (truyền động trực tiếp) Sau xác định thể tích khối đất trước lưỡi ủi, bước tính thời gian trung bình chu kỳ làm việc Tổng thời gian chu kỳ bao gồm thời gian cố định thời gian làm việc Thời gian cố định thời gian cần thiết để đưa máy ủi vào vị trí làm việc, bắt đầu đào đất thời gian đổi số Giá trị thời gian cố định máy ủi cho bảng 9-12 Thời gian làm việc thời gian đào, đổ đất đưa máy trở lại vị trí ban đầu Máy ủi thường di chuyển có tải thời gian ngắn trở lại vị trí làm việc thường lùi Vận tốc di chuyển để tính toán thời gian di chuyển lấy theo bảng 9-13 Thời gian máy di chuyển tính cách chia quãng đường di chuyển cho vận tốc di chuyển máy có tải không tải tương ứng với hành trình Ví dụ 9-9 Máy ủi di chuyển xích lắp lưỡi ủi tích khối đất trước lưỡi ủi 3,8 m3 đất rời Máy sử dụng để ủi đất rời bình thường khoảng cách 24,4 m Vận tốc di chuyển lùi lớn số 7,4 km/h Xác định suất máy biết thời gian làm việc hiệu 50 phút/giờ Lời giải Thời gian chuẩn bị = 0,05 phút (bảng 9-12) 255 Thời gian di chuyển có tải = 24,4 60 = 0,45 phút (bảng 9-13) 3,22 1000 Thời gian máy trở vị trí ban đầu = 24,4 60 = 0,2 phút (bảng 9-13) 7,4 1000 Tổng thời gian chu kỳ = 0,7 phút Năng suất máy ủi (đất rời): Q= 3,8.50 = 217 m3 / h 0,7 Trường hợp san đất: Q= 3600.( B.sin ϕ − b).l kt , l n( + t q ) v m2/h; l - quãng đường san, m; b - chiều rộng trùng lặp san , b ≈ 0,5; v - tốc độ san, m/s; n - số lần san chỗ; B - chiều dài lưỡi ủi, m; ϕ - góc lưỡi ủi hướng chuyển động máy ủi đất bên (để san); kt- Hệ số sử dụng thời gian b Sử dụng đường cong suất Một số nhà sản xuất cung cấp đường cong suất hình 9-26 cho máy ủi Để xác định suất theo đường cong này, nhân giá trị có từ đường cong với hệ số điều chỉnh hệ số sử dụng thời gian Ví dụ 9-10 Sử dụng đường cong suất hình 9-26 để xác định suất máy kéo D7 lắp lưỡi thẳng (đường cong 7S) ủi cát mặt phẳng dốc 5% với khoảng cách 30,5 m Trình độ người vận hành mức trung bình, thời gian làm việc hiệu 50 phút/h Khối lượng riêng vật liệu lấy γ=1424 kg/m3 đất rời 256 Lời giải Năng suất lớn tra từ biểu đồ 9-27: 421 m3 đất rời/h Hệ số điều chỉnh (hình 9-26); Hệ số kể đến độ cứng vật liệu: 0,8; Hệ số kể đến trình độ người vận hành: 0,75; Hệ số kể đến trọng lượng vật liệu: 0,96; Hệ số độ dốc (-5%):1,07; Hệ số kể đến ảnh hưởng điều kiện làm việc: 0,83; Năng suất (đất rời): Q = 421.0,8.0,96.0,75.1,07.0,83 = 215 m3/h Cự li trung bình Hình 9-26 Đường cong suất máy ủi di chuyển xích 9.6.4 Sử dụng máy ủi hiệu Trong công tác đất, máy ủi dùng để đào vận chuyển đất phạm vi ngắn Máy làm việc điều kiện bề mặt gồ ghề, dốc thẳng đứng hay khả bám thấp Các máy làm việc khoảng cách ngắn thường gọi vùng suất cao Khoảng cách xác định theo máy ủi đặc điểm làm việc, thông thường khoảng cách làm 257 việc lớn máy ủi thường 90m Phạm vi làm việc hiệu máy ủi tăng lên 305m sử dụng kỹ thuật để kết hợp nhiều máy làm việc đồng thời 9.6.5 Các biện pháp tăng suất Ngoài việc chọn máy kéo lưỡi ủi phù hợp, có nhiều biện pháp tăng suất máy ủi bao gồm: ủi theo hướng xuống dốc, ủi cắt rãnh kết hợp nhiều máy ủi làm việc song song Ủi theo hướng xuống dốc tăng suất lớn, mức tăng suất thấy hình 9-26 Không cần thiết tất chu kỳ cho máy ủi di chuyển xuống dốc để tăng suất từ kỹ thuật Trong số trường hợp ủi nhiều lớp mỏng lên dốc sau ủi toàn xuống dốc lần Khi ủi theo rãnh máy ủi phải qua phần đỉnh vùng đào đất Vì vậy, đất cắt theo rãnh tăng dần máy vận chuyển đến vùng đổ đất Ủi theo rãnh tăng suất tới 50% ủi đất góc dốc thuận lợi Kỹ thuật áp dụng làm việc với vùng cắt đất lớn theo cách chia nhỏ thành vùng hẹp rãnh Các phần chưa cắt sử dụng máy đào để tiếp tục công việc Kết hợp nhiều máy ủi làm việc song song để tăng chiều rộng Kỹ thuật tăng thể tích khối đất trước lưỡi ủi lớn Tuy nhiên kỹ thuật không hiệu máy ủi làm việc với khoảng cách nhỏ 15m để tăng thể tích khối đất trước lưỡi ủi cần nhiều thời gian Sử dụng máy ủi liên kết khí với với lưỡi ủi lớn, cần người lái hiệu so với dùng nhiều máy ủi làm việc song song 9.6.8 Khả bám đường Khả bám ảnh hưởng đến hiệu vận hành máy ủi chạy xích bánh lốp Tuy nhiên ảnh hưởng khả bám đến suất rõ ràng máy ủi bánh lốp Đường cong suất máy ủi hình 9-26 với ảnh hưởng hệ số bám nhỏ nhất, phải điều chỉnh hệ số bám nhỏ giá trị lấy Năng suất giảm 4% tương ứng với điều chỉnh giảm 0,01 hệ số bám với hệ số lực kéo nhỏ 0,4 9.6.9 Ảnh hưởng điều kiện làm việc Ảnh hưởng điều kiện làm việc đến suất máy ủi sử dụng bảng 9-15 để tính (có kể đến điều kiện làm việc yếu tố quản lý) tính thời gian hoạt động thực tế Khi số liệu công việc tương tự thực trước đó, hệ số kể đến điều kiện làm việc lấy theo bảng 9-15 Bảng 9-14 Hệ số ảnh hưởng Hệ số điều kiện làm việc Máy kéo bánh xích Máy kéo bánh lốp 258 Độ dốc Người vận hành Giỏi Trung bình Vật liệu Loại vật liệu Đất rời Cắt đất cứng đóng cục máy có xi lanh nghiêng Cắt đất cứng đóng cục máy xi lanh nghiêng Cắt đất cứng đóng cục máy điều khiển cáp San đất cứng khô không dính Đào đá Ủi theo rãnh Ghép nối song song nhiều máy ủi Đất nhớt Hệ số kể đến điều khiện làm viêc 50 phút/giờ 40 phút/giờ Truyền động trực tiếp (0,1 phút chuẩn bị) Lưỡi ủi Lưỡi ủi gãy góc Lưỡi ủi đệm Lưỡi xới Chiều rộng sở D5 Lưỡi vạn cho vật liệu nhẹ (than) Lưỡi gầu 0,75 – 0,6 0,6 0-0,5 1,2 0,8 1,2 0,75 0,7 - 0,6 - 0,8 0,6-0,8 1,2 1,15-1,25 0,8 0,8 1,2 1,151,25 0,7 0,84 0,67 0,8 0,84 0,67 - 0,5-0,75 0,5-0,75 1-1,5 0,9 1,2 0,5-0,75 1,2 1,3 1,3 % độ dốc -Có lợi, + Không có lợi Chú ý: Loại lưỡi ủi gẫy góc lưỡi đệm không tính theo sơ đồ Tuỳ theo điều kiện làm việc lấy 50-75% suất lưỡi thẳng Bảng 9-15 Hệ số điều kiện làm việc trung bình máy ủi Điều làm việc kiện Loại máy kéo Hệ số ảnh hưởng điều kiện làm việc Ngày Bánh xích 0,83 Ngày Bánh lốp 0,75 Đêm Bánh xích 0,75 Đêm Bánh lốp 0,67 9.7 Máy cạp 9.7.1 Công dụng phân loại 259 phần Thời gian dỡ tải khoảng thời gian cần thiết để máy cạp dỡ hết tải Các giá trị trung bình thời gian dỡ tải nằm khoảng 0,6 – 1,0 phút Bảng 9-17 trình bày giá trị thời gian tiêu chuẩn cho điều kiện làm việc khác Bảng 9-17 Thời gian chất, dỡ tải máy cạp Điều kiện Thuận lợi Trung bình Khó khăn Điều kiện Thời gian di chuyển máy nơi chất tải Một máy đẩy Hai máy đẩy 0,2 0,1 0,3 0,2 0,5 0,5 Thời gian chất tải Một máy đẩy Hai máy đẩy Máy cạp Máy cạp trục Loại Thuận lợi Trung bình Khó khăn Điều kiện Thuận lợi Trung bình Khó khăn 0,5 0,6 1,0 băng nâng 0,4 0,8 0,5 1,0 0,9 1,5 Thời gian dỡ tải Một động 0,3 0,7 1,0 vít đẩy kéo 0,7 0,9 1,3 0,7 1,0 1,4 Hai động 0,3 0,6 0,9 Thời gian di chuyển máy khoảng thời gian cần thiết để máy cạp di chuyển từ vị trí đào sang vị trí đổ trở lại vị trí đào Cách tính thời gian di chuyển máy cạp tương tự máy khác trình bày phần trước: sử dụng hệ số vận tốc trung bình xác định từ vận tốc lớn đường cong hiệu suất từ đường cong thời gian di chuyển nhà chế tạo cung cấp Trong hầu hết trường hợp, tính thời gian di chuyển thường chia quãng đường di chuyển thành đoạn mà đoạn lực cản tương tự Tổng thời gian di chuyển tổng thời gian di chuyển đoạn Giá trị chi phí chất tải máy cạp sử dụng tính suất xác định theo chi phí cho đơn vị trọng lượng dung tích đầy thùng cạp Một số giá trị tải trọng trung bình sử dụng để tính suất theo phương pháp chất tải khác Ví dụ sau minh hoạ cách tính suất máy cạp sử dụng công tác đất Ví dụ 9-11 Xác định suất máy cạp bánh lốp làm việc điều kiện sau Sử dụng phương pháp đường cong thời gian di chuyển minh hoạ hình 9-30 9-31 để tính Loại máy cạp: loại động Phương pháp chất tải: sử dụng máy đẩy Vật liệu: cát pha sét (1899 kg/m3 đất tự nhiên)/(1519 kg/m3 đất rời) 266 Hệ số cản lăn (50 daN/t) Dung tích thùng cạp 23,7 m3 đất rời Khả tải thùng cạp: 32659 daN Hệ số kể đến ảnh hưởng cao độ so với mực nước biển: 4% Hệ số kể đến điều kiện làm việc: 0,83 Tuyến vận chuyển Phần 1: đào mặt ngang Phần 2: xuống dốc với góc dốc 4% (610m) Phần 3: đổ tải mặt ngang Phần 4: Lên dốc 4% (610m) Phần 5: quay vòng mặt ngang (183m) Lời giải Tải trọng chu kỳ Trọng lượng thùng đầy đất: 23,7 1519 = 36000 daN Khả chở thùng cạp 32659 kg nên thể tích tối đa lần chất tải là: 32659/1899 = 17,2 m3 đất tự nhiên/lần chất tải Hệ số độ dốc: Khi vận chuyển đất: -4 + 50/10 = 1% Khi trở về: + 50/10 = 9% Khi quay vòng: + 50/10 = 5% Thời gian di chuyển Phần 2: phút (hình 9-30) Phần 4: 1,6 phút (hình 9-31) Phần 5: 0,45 phút (hình 9-31) Điều chỉnh thời gian cao độ = (1 + 1,6 + 0,45) x 1,04 = 3,2 phút 267 Thời gian chất dỡ tải máy cạp: (bảng 9-17) Chất tải: 0,6 phút Đổ tải: 0,7 phút Di chuyển vị trí chất tải: 0,3 phút Tổng cộng: 1,6 phút Thời gian chu kỳ: = 3,2 + 1,6 = 4,8 phút Năng suất: Q= 17,2 (60/4,8) 0,83 = 178 m3 đất tự nhiên/giờ Ví dụ 9-12 Sử dụng phương pháp vận tốc trung bình đường cong hiệu suất hình 6-20 6-21 để tính lại suất ví dụ 9-11 Biết trọng lượng máy cạp đầy tải 68.630 daN không tải 35.970 daN Lời giải Tải trọng/chu kỳ = 17.2 m3 đất tự nhiên (bảng 9-16) Lực cản dốc: Hành trình có tải: 68630 (-0,04) = - 2745 daN Hành trình không tải: 35970 0,04 = 1439 daN Quay vòng: = Lực cản lăn: Hành trình có tải: (68360/1000) 50 = 3432 daN Hành trình không tải quay vòng: (35970/1000) 50 = 1799 daN Tổng lực cản: Hành trình có tải: -2745 + 3432 = 687 daN Hành trình không tải: 1439 + 1799 = 3238 daN Quay vòng: + 1799 = 1799 daN Điều chỉnh độ cao: 268 Hành trình có tải: 687/0,96 = 716 daN Hành trình không tải: 3238/0.96 = 3373 daN Quay vòng: 1799/0,96 = 1874 daN Vận tốc lớn (hình 6-20 6-21) Đoạn (hành trình có tải) : = 51 km/h Đoạn (hành trình không tải): = 26 km/h Đoạn (quay vòng) : = 45 km/h Vận tốc trung bình (bảng 9-16) Đoạn (hành trình có tải) : = 0,86 0,86 51 = 38 km/h Đoạn (hành trình không tải): = 0,86 26 = 22 km/h Đoạn (quay vòng) : = 0,68 45 = 31 km/h Thời gian di chuyển: t= 610 610 183 + + = 3,1 ph 38.16,7 22.16,7 31.16,7 Thời gian cố định: 1,6 phút (bảng 9-16) Tổng thời gian chu kỳ: Tck=1,6 + 3,1 = 4,7 phút Năng suất : Q= 17,2 (60/4,7) 0,83 = 182 m3 đất tự nhiên/h 9.8 Máy san 9.8.1 Công dụng phân loại Máy san loại máy làm đất tự hành, di chuyển bánh lốp, điều khiển thuỷ lực, làm công việc sau: dọn mặt bằng, san lấp hố rãnh, bạt ta-luy, bóc lớp đất thực vật có chiều dày tới 30cm (hình 9-32); 269 Hình 32 Máy san công trình - San đường, sân bay, bảo dưỡng đường thi công Căn vào công suất trọng lượng, máy san chia làm loại: • Nhẹ: trọng lượng ÷ 9T, công suất 55 ÷ 66 kW • Trung bình: trọng lượng 13 ÷ 15T, công suất 88 ÷ 110 kW • Nặng: trọng lượng 19T, công suất 185 ÷ 225 kW Theo sơ đồ bánh xe A × B × C, đó: A số cầu dẫn hướng, B số cầu chủ động, C tổng số cầu Hiện loại máy san có sơ đồ × × dùng phổ biến 9.8.2 Cấu tạo nguyên lí làm việc Cấu tạo (hình 9-33): Cũng tương tự loại máy làm đất khác, loại máy san cải tiến ngày đại Các loại máy san ngày có công suất khoảng từ 100 ÷ 500 mã lực, với đặc điểm cấu tạo sau: Chế tạo phù hợp với điều kiện địa lí khí hậu nơi sử dụng; Hoạt động hệ thống truyền lực ngày hiệu quả, cho lực kéo lớn tiết kiệm nhiên liệu, động hoạt động đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh môi trường; 270 Hệ thống điều khiển thuỷ lực êm dịu, nhẹ nhàng xác, hệ thống thuỷ lực bù trừ 13 14 15 10 12 11 b) a) 14 10 14 15 c) d) 16 16 e) 16 g) Hình 9-33 Cấu tạo máy san: a) Sơ đồ kết cấu; b) Độ nghiêng bánh xe phía trước; c) Sơ đồ động học công tác; d, e, g) Sơ đồ làm việc với lưỡi san phụ: 1- Bánh chủ động, 2- Đòn cân bằng, 3- Máy sở, 4- Khung chính, 5- Giá đỡ, 6- Cơ cấu điều chỉnh, 7- Lưỡi san, 8- Vòng quay, 9Khung kéo, 10- Khớp vạn năng, 11- Bánh trước, 12- Lưỡi ủi, 13- Xi lanh thuỷ lực, 14, 15- Xi lanh thuỷ lực, 16- Lưỡi phụ áp lực, ưu tiên theo tỉ lệ loại có cảm biến tải trọng, cung cấp công suất thuỷ lực theo yêu cầu tiêu thụ công suất cần thiết Hệ thống cung cấp lưu lượng theo tỉ lệ tới mạch yêu cầu toàn hệ thống vượt lưu lượng có Người lái có tầm nhìn bao quát, góp phần làm tăng suất; Thanh nối khung lưỡi cho phép định vị lưỡi nhiều vị trí Cấu tạo cấu quay lưỡi lưỡi đảm bảo lưỡi hoạt động linh hoạt, thực nhiều loại công việc, phoi đất lăn tự do, tiết kiệm công suất; Các máy san đại thiết kế tiện nghi, ca bin giảm tiếng ồn tốt, đảm bảo người lái hoạt động thoải mái, máy có độ bền cao, hoạt động suất hiệu quả, tiện lợi dễ dàng bảo dưỡng sửa chữa 271 Nguyên lí làm việc: Lưỡi san bắt với khung kéo qua giá đỡ vòng quay Khung liên kết với khung phía trước khớp vạn 10 treo vào khung phía sau nhờ xi lanh thuỷ lực 14 15 Hai xi lanh 14 làm việc độc lập, nâng khung kéo làm nghiêng mặt phẳng đứng Xi lanh 15 để đưa khung kéo lệch sang bên so với đường dọc trục máy Lưỡi san quay mặt phẳng ngang giá đỡ Do đó, lưỡi san san lấp hố, nâng lên cao, nằm nghiêng mặt phẳng đứng để bạt mái kênh mương ta luy đường Cơ cấu điều chỉnh để điều chỉnh góc cắt lưỡi san Máy san lắp thêm thiết bị phụ lưỡi ủi, lưỡi xới lưỡi phụ để tăng tính đa làm việc 9.8.3 Năng suất máy san Q= 3600.( B.sin ϕ − b).l kt , l n( + t q ) v m2/h; l - quãng đường san, m; b - chiều rộng trùng lặp san b ≈ 0,5; v - tốc độ san, m/s; n - số lần san chỗ; B - chiều dài lưỡi san, m 9.9 Máy thuỷ lợi chuyên dùng 9.9.1 Công dụng phân loại Công dụng: Trong xây dựng, khai thác công trình thuỷ lợi có nguyên công công nghệ thi công đặc thù không sử dụng loại máy làm đất công dụng chung sử dụng hiệu Trong trường hợp cần sử dụng máy thuỷ lợi chuyên dụng, có cấu tạo nguyên lý làm việc phù hợp với yêu cầu công việc Máy thuỷ lợi chuyên dùng thường sử dụng công việc như: nạo vét; làm lớp bồi tích, thực vật kênh tiêu, kênh tưới sâu tới 3m; san phẳng đáy, mái, bờ kênh; làm ổn định mái kênh; đầm nén đáy mái kênh,… Phân loại: Căn vào công dụng, máy thuỷ lợi chuyên dụng phân làm loại sau: 272 Máy đào kênh; Máy nạo vét kênh; Máy san bờ; Máy san phẳng đáy mái kênh; Máy làm ổn định tường chắn chống thấm; Máy đào hào, đường ống nằm ngang 9.9.2 Máy đào kênh có công tác chuyển động quay Cấu tạo: Điểm khác máy thuỷ lợi chuyên dụng máy làm đất 16 15 14 13 12 10 11 Hình 9-34 Máy đào kênh có đĩa phay chép hình: 1- Máy sở, 2, 15- Xi lanh thuỷ lực, 3-Khớp, 4Tay đòn hệ thống treo, 5- Tấm chắn dẫn hướng, 6- Lưỡi cắt hình cốc, 7- Đĩa phay, 8- Cần, 9Bánh tựa phía sau, 10- Bánh tựa trước, 11- Trục đăng, 12- Khung, 13- Hộp giảm tốc, 14Khung đối trọng, 16- Kết cấu che công dụng chung công tác, di chuyển có khả thông qua cao, máy sở, thiết bị động lực, truyền dẫn, điều khiển giống Vì nghiên cứu loại công tác máy đào kênh chủ yếu Nguyên lí làm việc: Khi máy chuyển động dọc theo trục kênh, công tác quay quanh trục quay để đào, nâng đẩy đất khỏi tiết diện kênh đổ vào băng tải Đất di chuyển mặt phẳng vuông góc với công tác Bộ công tác kiểu quay có dạng hình đĩa côn thoải, xung quanh lắp lưỡi cắt để đào đất Mặt bên lắp cánh vung đất đào Đất cắt, nghiền nhỏ, tác dụng lực quán tính đất vung xa khoảng ÷ 12m Hình 9-34 cấu tạo chung máy đào kênh có đĩa phay chép hình Bộ công tác đĩa phay có dạng nón cụt rỗng Các lưỡi cắt hình cốc lắp dầm dọc đường sinh bề mặt nón cụt này, tạo thành hay hai đường xoắn ốc Đĩa phay quay xung quanh trục nghiêng so với phương nằm ngang góc 15 ÷ 200 Máy di chuyển dọc kênh, đĩa phay đào chép hình kênh, hoàn thiện vung đất với cự li ÷ 10m Xi lanh để điều chỉnh chiều sâu đào góc nghiêng trục quay không đổi Xi lanh để thay đổi góc nghiêng khung treo nâng công tác lên vị trí vận chuyển 273 9.9.3 Máy san đáy mái kênh Công dụng phân loại: a) Công dụng: Máy san đáy mái kênh dùng để san phẳng bề mặt đáy mái kênh, chuẩn bị cho việc lát lớp chống thấm ổn định mái b) Phân loại: Theo công tác, máy san đáy mái kênh có ba loại: nhiều gầu, gầu máy san đáy mái kênh lưỡi gạt Cấu tạo nguyên lí làm việc: a) Cấu tạo: (hình 9-35) b) Nguyên lí làm việc: • Máy san đáy, mái kênh nhiều gầu (hình 9-35a) Bộ công tác gồm xích gầu, lưỡi làm lắp giàn Gầu cắt đất đổ vào băng tải Máy di chuyển đường ray đặt bờ đáy kênh Loại có độ san phẳng độ xác cao suất không cao, tốc độ di chuyển chậm • Máy san mái gầu, gạt tác động chu kì (hình 9-35b, c, d): Đây dạng thay máy đào gầu vạn Gầu gạt lắp xe di chuyển dọc cần (c, d) treo cáp (b) Khi san mái, gạt chuyển động từ lên từ xuống, gầu chuyển động từ lên • Máy san mái kiểu lưỡi gạt (hình 9-35e, f): Đây loại máy san, máy ủi có lưỡi bạt mái lắp với lưỡi ủi lắp khung đặc biệt Lưỡi bạt mái quay mặt phẳng đứng định hình mái âm 32 ÷ 600 mái dương 57 ÷ 800 so với mặt chuyển động máy Đất cắt chuyển xuống lên bờ 9.9.4 Máy nạo vét kênh Công dụng, phân loại: a) Công dụng: Máy nạo vét kênh để làm lớp bồi tích thực vật kênh, khôi phục lại mặt cắt kênh bị biến dạng, rải vung đất bồi tích thực vật lên bãi thải bên cạnh kênh 274 12 b) 10 13 a) 12 c) d) 10 14 10 15 11 17 20 18 16 f) e) 18 19 20 Hình 9-35 Máy san đáy kênh phần tiết diện kênh: a) Máy san đáy nhiều gầu di chuyển đường ray; b) Máy đào gầu kéo có gầu san phẳng; c) Máy đào có gầu san phẳng cần đặc biệt; d) Máy đào có gạt san phẳng; e) Máy san kiểu lưỡi gạt lắp máy kéo; f)Máy san mái có lưỡi gạt: 1- Băng tải; 2- Bộ công tác nhiều gầu; 3- Khung giàn; 4- Buồng lái; 5- đường ray; 6-Giá phía trước; 7Xi lanh thuỷ lực; 8- Máy đào gầu; 9- Cần dẫn hướng; 10- Cáp kéo; 11- Xe có gầu; 12- Cáp nâng; 13- Gầu dây san phẳng; 14- Máy ủi; 15- Lưỡi bạt mái; 16- Khung treo phía trước; 17- Máy kéo; 18Máy san; 19- Lưỡi bạt mái; 20- Lưỡi máy san; 21- Tấm gạt; 22- Xe con; 23- Cáp nâng cần b) Phân loại: Theo công tác, máy nạo vét kênh chia làm hai loại - Tác động liên tục có công tác: nhiều gầu, gạt, vít tải, phay, rôto, lưỡi gạt phối hợp; - Tác động chu kì có công tác gầu lắp máy kéo máy đào vạn Dưới giới thiệu loại phổ biến máy nạo vét kênh kiểu phay Các loại khác tìm hiểu sách Máy thuỷ lợi Cấu tạo nguyên lí làm việc máy nạo vét kênh kiểu phay a) Cấu tạo: Máy nạo vét kênh kiểu phay có phận thể hình 9-36 275 10 Hình 9-36 Máy nạo vét kênh kiểu phay: 1, 2, 4, 10 - Các xi lanh thuỷ lực, 3- Cần, 5Khớp, 6- Động thuỷ lực, 7- Cần, 8- Khung, 9- Lưỡi ủi b) Nguyên lý làm việc: Đĩa phay lắp 2, cánh dao để cắt vung đất, đặt vỏ có ống loe để phun đất bồi tích thực vật cắt nát Động thuỷ lực dẫn động công tác phay vung đất Xi lanh xoay vỏ đĩa phay để điều chỉnh góc quãng đường phun cần thiết 9.9.5 Máy nạo vét kênh gầu Công dụng: Máy nạo vét kênh gầu sử dụng trường hợp dùng máy nạo vét kênh nhiều gầu, tác động liên tục trường hợp yêu cầu gầu có cấu tạo đặc biệt để làm đáy mái kênh có lẫn cỏ rác, thân đá So với loại nhiều gầu, máy nạo vét kênh gầu có suất thấp, di chuyển dễ làm biến dạng kênh Cấu tạo: Máy nạo vét kênh gầu thường máy đào gầu vạn máy kéo bánh xích, bánh lắp công tác gầu có cấu tạo đặc biệt, phù hợp với yêu cầu công việc Máy nạo vét kênh gầu thường trang bị loại gầu chuyên dùng (hình 9-37) cần phụ Các loại gầu có lỗ hay khe làm tăng khả làm đầy gầu suất máy nạo vét kênh có nước Gầu định hình (hình 9-37a, e, d) bảo toàn biên dạng kênh nạo vét dọc kênh.Gầu dạng có nhọn dài (hình 9-37c) nhổ thực vật nước 276 a) d) b) c) e) h) g) i) k) Hình 9-37 Các loại gầu nạo vét kênh chuyên dụng: a) Có cánh phụ, b) Kiểu thanh, c) Kiểu để nhổ cây, d) Định hình, mở rộng, e) Định hình, có lỗ, g) Mở rộng quay xi lanh, h) Đào ngang, i) Định hình, Mở rộng, quay cáp, k) Gầu ngoạm thuỷ lực 9.9.6 Máy đào hang tiêu nước kiểu chuột Công dụng phân loại Công dụng: Máy đào hang tiêu nước kiểu chuột dùng để đào hang tiêu nước vùng đất có khả tiêu thấm đất khoáng đất bùn để phục vụ việc canh tác nông nghiệp Phân loại: Căn vào cấu tạo công tác, có hai loại: - Kiểu kéo theo; - Kiểu treo: thân nhiều thân; Trong đó, máy đào hang chuột kiểu treo thân sử dụng phổ biến Dưới nghiên cứu cấu tạo nguyên lí làm việc loại Cấu tạo nguyên lí làm việc: 277 Cấu tạo: Hình 9-38 trình bày cấu tạo máy đào hang chuột kiểu treo thân gồm có máy 10 15 15 10 16 11 12 13 14 Hình 9-38 Máy đào hang chuột kiểu treo thân: a) Cấu tạo chung, b) Khung treo 1- Máy kéo, 2- Xi lanh nâng, 3- ống mềm, 4- Khớp cán píttông, 5- Tay đòn hệ thống treo, 6- Khớp nối khung với tay đòn dưới, 7- Xi lanh điều khiển lưỡi cắt mặt phẳng đứng, 8- Khung quay, 9- Khớp chốt khung quay, 10- Dầm ống, 11- Lưỡi cắt, 12- Giá chìa, 13- Xích kéo chuột, 14-Con chuột, 15- Khung treo, 16- Khớp chốt lưỡi kéo sở lắp với công tác Bộ công tác bao gồm lưỡi cắt kéo “con chuột” (một thỏi thép hình trụ, có hai đầu nhọn) để tạo hang tiêu nước nâng hạ xi lanh thuỷ lực Nguyên lý làm việc: Lưỡi cắt lắp với chuột 13 xích 14 treo tay đòn khung treo 15 Xi lanh thuỷ lực để nâng hạ lưỡi cắt, xi lanh để điều chỉnh lưỡi cắt mặt phẳng đứng Độ dốc cho trước hang tiêu nước trì nhờ điều chỉnh tay theo thước quan sát hệ thống thuỷ lực Máy trang bị đồng hồ đo chiều sâu cấu liên động để dừng máy kéo đứt xích kéo chuột 278 Bài tập chương Một công trình có kế hoạch đào móng có kích thước 9,75 x 12,19 m sâu 1,52 m với loại đất thông thường Một rãnh có chiều sâu 1,52 m rộng 457mm xây kéo dài 18,3m từ phần móng Máy đào thuỷ lực với gầu có dung tích 0,38m chiều rộng 610mm Chiều sâu đào lớn 4,48m góc quay trung bình 75 Thời gian làm việc hiệu 50 phút/giờ Giá vận chuyển 3.600.000 VND giá vận hành máy đào 1.000.000 VND cho làm việc Giả thiết phần đầy gầu hệ số tơi xốp đất đào a Xác định thời gian đào cần thiết b Xác định giá đơn vị thể tích đất đào Một máy đào gầu sấp thuỷ lực dùng để đào rãnh đất sét chặt Kích thước nhỏ rãnh rộng 711mm, sâu 1,37m Gầu có chiều rộng 762mm dung tích gầu 0,57 m đất đầm Chiều sâu đào lớn máy đào 4,57m Góc quay trung bình 80 Xác định suất đào rãnh (m/giờ) hiệu suất làm việc 75% Cần thời gian để máy đào gầu ngoạm có dung tích gầu 0,69 m đất đầm chất tải 306 m3 đất đống từ bãi thải lên ô tô tự đổ Thời gian trung bình chu kỳ 35 giây Hiệu sử dụng thiết bị 50 phút/giờ Cần trục bánh xích lắp gầu ngoạm, giá trị tải trọng gầu ngoạm Xác định giới hạn tải lớn (gầu vật liệu) khả nâng an toàn cần trục 13608 daN Máy đào gầu ngửa dỡ tải đáy gầu có dung tích 2,3 m dùng để chất tải đá phá vỡ mìn lên ô tô tự đổ Góc quay trung bình máy 120 o, điều kiện làm việc tốt quản lý giỏi Xác định suất chất tải tính theo mét khối đất tự nhiên Giả thiết hệ số tơi xốp đất điền đầy gầu Tính tải trọng trung bình (tính theo mét khối đất tự nhiên) gầu máy đào thuỷ lực gầu ngửa dung tích 2,3m3 chất tải đất thông thường Gầu dây dung tích 3,8 m3 đào cát sỏi từ hố sâu Chiều sâu cắt trung bình 2,4 m; góc quay trung bình 1500; thời gian làm việc hiệu 50 phút/giờ Tính suất đất chặt Sử dụng đường cong hiệu suất 9U hình 9-26 để xác định suất máy ủi với điều kiện sau: Trình độ người lái: trung bình 279 Vật liệu: sét dính có dung trọng 1602 kg/m3 Độ dốc: +5% Hệ số kể đến ảnh hưởng điều kiện làm việc: 0,83 Khoảng cách vận chuyển trung bình: 45,7m Lựa chọn máy đào gầu dây kinh tế từ danh sách máy đào bên để đào rãnh thoát nước có đáy rộng 3,05 m hệ số mái 1-1 Gầu dây di chuyển dọc theo đường tâm đào đổ tải sang bên cách mép cắt 2,13 m Đất đào đất thông thường có góc xoải 37 độ nở đất 25% Giả thiết hệ số kể đến điều kiện làm việc 0,84 Các thông số gầu dây sau: Kích cỡ (m3) 0,76 1,34 1,53 Bán kính đổ 10,7 13,7 16,2 Giá/h 1.000.000 VND 1.250.000 VND 1.500.000 VND a Xác định chi phí cho đơn vị thể tích đất chặt máy đào gầu dây chọn; b Mất để máy đào chiều dài 1,6 km 10 Ưu điểm nhược điểm máy kéo bánh xích bánh lốp? 11 Khi tính toán thể tích khối đất trước lưỡi ủi, xác định kích thước khối đất dài 5,18m, rộng 2,44m cao 1,83m Máy ủi bánh xích có công suất thay đổi Khoảng cách làm việc trung bình 61m Loại vật liệu đất rời Xác định suất làm việc máy ủi vào ban đêm biết vận tốc số lùi sau: Số vận tốc (km/h) 0-4,8 0-8,8 0-12,9 12 Xác định suất theo mét khối đất rời máy xúc bánh xích có dung tích gầu 3,8m đào móng Vật liệu đất thông thường chất tải từ móng lên ô tô tự đổ Thời gian làm việc hiệu 50 phút/giờ 13 Cần thời gian để máy xúc bánh lốp khớp quay có dung tích gầu 3,1m chất tải từ đống tích 1529 m3 lên toa xe lửa Đống vật liệu có chiều cao 2,9m kể lớp sỏi dày 25mm Khoảng cách vận chuyển trung bình 183m, hệ số độ dốc 6% thời gian làm việc hiệu 50 phút/giờ 280 ... 3-Khớp, 4Tay đòn hệ thống treo, 5- Tấm chắn dẫn hướng, 6- Lưỡi cắt hình cốc, 7- Đĩa phay, 8- Cần, 9B nh tựa phía sau, 10- Bánh tựa trước, 11- Trục đăng, 12- Khung, 13- Hộp giảm tốc, 14Khung đối