Lựa chọn tổ máy làm đất tối ưu với máy chủ đạo là máy đào gầu sấp và kiểm soát tình trang kĩ thuật của thiết bị làm đất

Ngoàiviệc tăng năng suất, chất lượng, tiến độ công trình bằng việc cải tiến, thiết kế máymóc cho phù hợp với điều kiện ở nước ta thì cần phải chú trọng hơn đến việc sửdụng, quản lý thiết

LỜI CẢM ƠN

Trước khi bước vào trình bày nội dung đồ án em muốn được gửi lời cảm ơntới các thầy cô giáo trong trường Đại học Thủy lợi nói chung và các thầy cô giáotrong khoa Cơ Khí – trường Đại học Thủy lợi nói riêng Các thầy cô đã dạy dỗ emtrong quá trình học tập tại trường, cung cấp cho em những kiến thức nền tảng cũngnhư chuyên môn phục vụ cho công việc cũng như cuộc sống của em sau này.Sự tậntình của các thầy cô có ý nghĩa rất lớn đối với em Đặc biệt em xin gửi lời biết ơn

sâu sắc tới thầy giáo, PGS.TS Vũ Minh Khương Thầy đã tận tình giúp đỡ, trực

tiếp chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp Trong thờigian làm việc với thầy, em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích màcòn học tập được tính cần cù, thái độ nghiên cứu nghiêm túc, hiệu quả, đây lànhững điều rất cần thiết cho em trong quá trình học tập và công tác sau này Do thờigian và kiến thức thực tế của em còn hạn chế, vì thế không thể tránh khỏi nhữngthiếu sót trong quá trình làm đồ án Em kính mong tiếp tục nhận được sự chỉ bảocủa các thầy, cô giáo để em có thêm những kiến thức bổ ích phục vụ cho quá trìnhcông tác sau này

Một lần nữa em xin được gửi lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới các thầy

cô giáo trong khoa Cơ Khí cũng như các thầy cô trong trường Đại học Thủy lợi đãtận tình hướng dẫn em trong quá trình học tập tại trường

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên

Nguyễn Duy Lâm

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

CHƯƠNG I MỘT SỐ TIẾN BỘ KĨ THUẬT TRONG CÁC MÁY ĐÀO GẦU SẤP HIỆN ĐẠI 7

1.1 Mục đích và ý nghĩa 7

1.2 Tình hình phát triển của các loại máy đào gầu sấp tại Việt Nam và trên Thế Giới 7

1.3 Các cải tiến của máy: 8

1.3.1 Kiểu dáng công nghiệp: 9

1.3.2 Buồng lái: 9

1.3.3 Hệ thống động lực, truyền động 11

1.3.4 Hệ thống di chuyển 12

1.3.5 Hệ thống thủy lực 12

1.3.6 Các bộ phận công tác và điều kiện áp dụng 12

1.3.7 Tính năng hoạt động cao 14

CHƯƠNG 2 LỰA CHỌN TỔ MLĐ VỚI MÁY CHỦ ĐẠO LÀ MÁY ĐÀO GẦU SẤP THEO ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC 15

2.1 Các loại tổ máy bốc xúc vận chuyển cơ bản 15

2.2 Tổ máy tối ưu 18

2.3 Lựa chọn các máy thành phần trong tổ máy theo điều kiện làm việc 19

2.4 Lựa chọn máy đào 19

2.4.1 Lựa chọn thiết bị vận chuyển 26

2.4.2 Lựa chọn thiết bị phụ trợ 27

CHƯƠNG 3 SỬ DỤNG PHẦN MỀM FPC ĐỂ LỰA CHỌN TỔ MÁY LÀM ĐẤT VỚI MÁY CHỦ ĐẠO LÀ MÁY ĐÀO GẦU SẤP 35

3.1 Giới thiệu chung về FPC 36

3.2 Xác định năng suất yêu cầu 37

3.3 Lựa chọn sơ bộ máy chủ đạo 38

3.4 Áp dụng phần mềm FPC để lựa chọn tổ máy 39

3.4.1 Dữ liệu cho dự án (Project) 39

3.4.2 Dữ liệu đầu vào của tổ máy (Fleet Input) 39

3.4.3 Dữ liệu đường vận chuyển (Haul roads) 48

3.4.4 Tổng hợp về năng suất và chi phí (Production and Cost) 49

3.5 Phân tích và so sánh kết quả với các tổ máy khác nhau 55

3.6 Mở rộng bài toán 59

3.7 So sánh kết quả với các tổ máy khác 61

CHƯƠNG 4 KIỂM SOÁT TÌNH TRẠNG KĨ THUẬT THIẾT BỊ LÀM ĐẤT 64

4.1 Mục đích kiểm soát tình trạng máy làm đất 64

4.1.1 Nâng cao tối đa hệ số sẵn sàng 65

4.1.2 Phát hiện sửa chữa trước hỏng hóc 65

4.1.3 Lập kế hoạch sửa chữa hỏng hóc 66

4.2 Nội dung kiểm soát tình trạng kĩ thuật máy làm đất 66

4.2.1 Kiểm soát hỏng hóc theo ba giai đoạn tuổi thọ 66

4.2.2 Kiểm soát hỏng hócngoài dự đoán 68

4.2.3 Thông tin và số liệu 70

4.3 Các biện pháp quản lý kĩ thuật thiết bị 70

4.3.1 Biện pháp kiểm tra máy 71

4.3.2 Biện pháp kiểm tra chất lỏng 74

4.3.3 Kiểm soát thông qua số liệu thiết bị điện tử 78

4.3.4 Kiểm soát căn cứ vào các thông tin về điều kiện làm việc tại công trường 78

4.3.5 Kiểm soát thông qua các báo cáo về lịch sử thiết bị 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO 82

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Máy Đào Gầu Sấp 8

Hình 1.2 Buồng Lái Máy Đào 10

Hình 1.3 Gầu máy đào 13

Hình 1.4 Răng gầu máy đào 14

Hình 2.1: Máy đào gầu sấp 16

Hình 2.2: Máy xúc lật bánh lốp 17

Hình 2.3: Lựa chọn răng gầu theo điều kiện làm việc 25

Hình 2.4 Máy ủi bánh xích 29

Hình 2.5- Các loại lưỡi ủi 30

Hình 2.6 Quan hệ năng suất máy ủi và cự ly vận chuyển 31

Hình 2.7 – Máy đầm 34

Hình 3.1 Bảng dữ liệu dự án 40

Hình 3.2 Bảng dữ liệu đầu vào máy 769D 46

Hình 3.3 Ô tô tự đổ 769D 47

Hình 3.4 Lựa chọn thiết bị phụ trợ 48

Hình 3.5 Bảng dữ liệu tuyến đường vận chuyển 48

Hình 3.6 Bảng tổng hợp năng suất và thời gian của tổ máy: 2x365B L + n x 769D 49

Hình 3.7 Bảng chi phí tổ máy: 2x365B L + n x 769D 50

Hình 3.8 Biểu đồ năng suất tổ máy: 2x365B L + n x 769D 50

Hình 3.9 Biểu đồ chi phí tổ máy: 2x365B L + n x 769D 51

Hình 3.10 Bảng tổng hợp năng suất và thời gian của tổ máy: 2x365B L + n x 772B 51

Hình 3.11 Bảng chi phí tổ máy: 2x365B L + n x 772B 52

Hình 3.12 Biểu đồ năng suất tổ máy: 2x365B L + n x 772B 52

Hình 3.13 Biểu đồ chi phí tổ máy: 2x365B L + n x 772B 53

Hình 3.14 Bảng tổng hợp năng suất và thời gian của tổ máy: 2x365B L + n x 773E 53

Hình 3.15 Bảng chi phí tổ máy: 2x365B L + n x 773E 54

Hình 3.16 Biểu đồ năng suất tổ máy: 2x365B L + n x 773E 54

Hình 3.17 Biểu đồ chi phí tổ máy: 2x365B L + n x 773E 55

Bảng 3.18 Tổng hợp năng suất và chi phí 55

Hình 3.19 Biểu đồ so sánh chi phí trên đơn vị sản phẩm của ba tổ máy (USD/m3) .56

Hình 3.20 Biểu đồ so sánh năng suất làm việc của ba tổ máy (m3/h) 57

Hình 3.21 Biểu đồ so sánh thời gian thi công của ba tổ máy (năm) 57

Hình 3.22 Bảng tổng hợp 62

Hình 4.1 – Kiểm soát kĩ thuật để lập kế hoạch bảo dưỡng, sửa chữa máy làm đất 65

Hình 4.2 – Sửa chữa trước hỏng hóc 66

Hình 4.3 – Ba giai đoạn của đời máy làm đất 67

Hình 4.4 – Xác định điểm mòn hỏng 68

Hình 4.5 Quy trình quản lý sửa chữa bảo dưỡng 69

Hình 4.6 Công việc kiểm tra hàng ngày 71

Hình 4.7 Kiểm tra vận hành của máy đào 73

Hình 4.8 Các nguyên nhân gây nhiễm bẩn chất lỏng 75

Hình 4.9 – Lượng nhiễm bẩn trong 1ml chất lỏng 76

Hình 4.10 Kiểm tra bầu lọc và các ốc nút điện tử 76

Hình 4.11 – Số mã ISO đối với các mức độ sạch của chất lỏng 77

Hình 4.12 – Số hạt trên mỗi ml 77

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, cùng với sự phát triển và hội nhập của đất nước ta cùng với cácnước trên thế giới kèm theo đó là những sản phẩm đến từ các nước mang tiến bộ vềkhoa học kĩ thuật tiên tiến Trong đó, máy làm đất cũng là một trong những sảnphẩm được nhập khẩu vào nước ta Như trước đây, ngành công tác đất được cungcấp bởi các nước Xã Hội Chủ Nghĩa như Liên Xô, Trung Quốc thì hiện nay chúng

ta đã có những sản phẩm đa dạng từ các nước khác Đặc biệt trong đó có các thươnghiệu như: Catterpilar, Komatsu, Hitachi, Huyndai…Cùng với sự đa dạng đó là sựhiện đại của máy móc giúp chúng ta cải thiện về khả năng làm việc, giảm chi phícũng như nâng cao năng suất Tuy nhiên, với sự hiện đại đó thì vai trò của người sửdụng là yếu tố quan trọng nhất đến năng suất làm việc của máy và kiểm soát tốt tìnhtrạng kĩ thuật của máy để phát huy được hiệu quả hoạt động của máy làm đất Ngoàiviệc tăng năng suất, chất lượng, tiến độ công trình bằng việc cải tiến, thiết kế máymóc cho phù hợp với điều kiện ở nước ta thì cần phải chú trọng hơn đến việc sửdụng, quản lý thiết bị, chọn loại máy, tổ máy sao cho vừa đáp ứng được các yêu cầu

kỹ thuật mà vẫn đạt được sự đồng bộ về thiết bị trong tổ máy Để giải quyết nhữngmáy làm đất và đặc biệt là liên quan đến máy đào gầu sấp, một loại máy được sửdụng rất nhiều trong công tác đất hiện nay Em đã được giao đề tài tốt nghiệp “ Lựachọn tổ máy làm đất tối ưu với máy chủ đạo là máy đào gầu sấp và kiểm soát tìnhtrang kĩ thuật của thiết bị làm đất”

Qua đó, để có thể giải quyết những vấn đề trên chúng ta sử dụng phần mềmFPC Đây là phần mềm hỗ trợ trong việc lựa chọn tổ máy, từ đó đưa ra phươngpháp tối ưu nhất Đề tài sẽ được thực hiện với các nhiệm vụ và nội dung sau:

+) Một số tiến bộ kĩ thuật trong các máy đào gầu sấp hiện đại

+) Lựa chọn tổ Máy Làm Đất với máy chủ đạo là máy đào gầu sấp theo điềukiện làm việc

+) Sử dụng chương trình FPC để lựa chọn tổ máy làm đất với máy chủ đạo làmáy đào gầu sấp

+) Kiểm soát tình trạng kĩ thuật Thiết Bị Làm Đất

CHƯƠNG I MỘT SỐ TIẾN BỘ KĨ THUẬT TRONG

CÁC MÁY ĐÀO GẦU SẤP HIỆN ĐẠI.

1.1 Mục đích và ý nghĩa.

Ngày nay, do các yêu cầu sản xuất của người sử dụng các vấn đề trong xâydựng dân dụng, xây dựng giao thong, xây dựng thủy lợi Đối tượng thi công có khốilượng lớn đầu tiên là công tác đất Trong các công trình xây dựng, đất là đối tượngđược xử lý với các phương pháp mục mục đích khác nhau nhưng có thể tập hợptheo các quy trình công nghệ chính: Đào, Khai thác , Vận chuyển, Đắp, San bằng vàĐầm chặt Trong đó, máy đào gầu sấp thì thi công chủ yếu ở khâu Đào va Khaithác

Chính vì thế các nhà sản xuất phải cải tiến về mặt khoa học kĩ thuật tiên tiếnnhất trong máy đào gầu sấp để giải quyết các vấn đề về Đào và Khai thác đất do cókhối lượng công việc lớn, đòi hỏi nhiều nhân lực lao động nặng nhọc, ảnh hưởng tớitiến độ thi công và năng suất lao động Để giải quyết triệt để chung ta cần nâng caođược năng suất lao động và biện pháp chủ yếu nhất la cải thiện công nghệ cho máylàm đất nói chung và máy đào gầu sấp nói riêng

Để tìm hiểu hơn về những cải tiến của các loại máy đào về công nghệ chúng ta

sẽ xem qua các phần sau:

1.2 Tình hình phát triển của các loại máy đào gầu sấp tại Việt Nam và trên Thế Giới.

Cùng với sự phát triển chung của máy làm đất, cùng với những yêu cầu vềđiều kiện công việc và tầm quan trọng trong của mình trong một dây chuyền làmviệc, máy đào gầu sấp cũng có những bước phát triển rất manh mẽ ở Việt nam.+) Thời kì bao cấp: Với một nền kinh tế còn nhiều khó khăn việc nhập khẩumáy đào vào nước ta đè nặng về vấn đề kinh tế, do vậy máy đào ở nước ta chu yếu

là máy của Liên Xô với kĩ thuật còn hạn chế dẫn đến công tác thi công còn gặpnhiều khó khăn, năng suất không cao

+) Những năm 80 của thế kỉ trước: Nền khoa hoc kĩ thuật phát triển manhmẽ,cùng lúc đó nền kinh tế nước ta cũng dần phát triển, các loại máy đào ở0 nước ta

chủ yếu la máy móc của các nước tư bản do vậy năng suất làm việc được nâng lênmột cách rõ rệt.

+) Từ năm 97 trở về đây máy đào ở việt nam phát triển rất mạnh mẽ, máy làmviệc trên các công trường thi công chủ yếu là máy đào của các hãng máy xây dựngnổi tiêng,với kĩ thuật tiên tiến như: caterpillar, komatsu, Volvo,… do vậy năng suấtcông viêc được cải thiện một cách tối đa

Hiện nay ở Việt Nam sau hơn 10 năm phát triển của mình số máy đào nhậpvào khoảng hơn 10 nghìn chiếc chu yếu là máy đào cảu các hãng nổi tiếng như:caterpillar, komatsu chiếm 60% thị phần Việt Nam

Hình 1.1 Máy Đào Gầu Sấp

1.3 Các cải tiến của máy:

Qua phân tích về tình hình sử dụng máy làm đất trong ngành xây dựng, cảitạo đất trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng ta có thể thấy bức tranh tổngthể về xu hướng phát triển, mua sắm máy làm đất ở nước ta Trong những năm gần

đây, do sự đòi hỏi nhu cầu sản xuất, máy làm đất được chế tạo với công nghệ hiệnđại được nhập về nước ta ngày càng nhiều việc tìm hiểu về đặc điểm kỹ thuật và sửdụng cơ bản của chúng sẽ giúp ích tích cực cho người sử dụng có những phân tích,

lự chọn hợp lý khi mua sắm thiết bị và sử dụng chúng ngày càng hiệu quả

Ngày nay chúng ta không còn thấy các máy đào dẫn động bằng cáp được sảnxuất bởi các hãng hàng đầu thế giới như: caterpillar, kobelco, komatsu, volvo Hầu hết các máy đào có bộ công tác được dẫn động bằng hệ thống thủy lực, trừ một

số loại máy đào gầu kéo, gầu ngoạm nhằm phục vụ những công việc đặc biệt Đa sốmáy đào có bộ di chuyển bánh xich, máy đào có bộ di chuyển banh lốp chỉ đượcchế tạo với công suất nhỏ, phục vụ những công trình có khối lượng nhỏ những côngtrình trong thành phố, hoặc các công việc cần di chuyển nhiều

Để tìm hiểu kĩ hơn các tiến bộ chúng ta qua những điểm nổi bật như:

1.3.1 Kiểu dáng công nghiệp:

Với các kiểu dáng và chủng máy đơn thuần của Liên Xô, Trung Quốc vớinhững đời máy thô sơ về mặt hình thức ở nhưng năm 1975 trở về trước thì hiện nayvới sự không cải tiến không ngừng về mặt kiểu dáng các hãng đã cho ra đời cácchủng máy có hình dáng nhỏ gọn hơn về mặt đường nét, hình khối, màu sắc nhưngvẫn giữ được sự manh mẽ và khả năng làm việc của máy Phải kể đến nhưCaterpillar họ thiết kê ra những chung máy thon gọn màu sắc vàng đen bắt mắt sửdụng được ở những nơi có địa hình chật hẹp Hay các hãng như Komatsu,Hitachi, đều có sự thay đổi để cạnh tranh với nhau

1.3.2 Buồng lái:

Được thiết kế rộng rãi, yên tĩnh có tầm nhìn bao quát được trang bị những máymóc hiện đại như màn hình LCD, máy điều hòa nhiệt độ để giảm những mệt mỏiđối với người sử dụng Có các đệm giảm chấn để ngăn các chấn động phát sinh từ

hệ thống truyền lực tới cabin Kèm với đó là những tính năng hoạt động cao với hệthống điều khiển đảm bảo việc điều khiển nhẹ nhàng chính xác,thuận tiện lực đàocủa tay gầu và gầu và khả năng nâng gầu cũng lớn hơn, có thể lựa chon chế độ làmviệc nhờ hệ thống điều khiển công suất(work mode) Đồng thời giúp cho việc sửachữa và bảo dưỡng thuận tiện dễ dàng hơn, nhiều công việc có thể thực hiện ở khi

người sử dụng đứng ở dưới đất Nhờ có các hệ thống kiểm soát điện tử giúp người

sử dụng phát hiện những hỏng hóc kịp thời giúp cải thiện thời gian ngừng máy, giúptăng năng suất may, giảm tối thiểu chi phi sửa chữa và bảo dưỡng

Hình 1.2 Buồng Lái Máy Đào

Đồng thời với nó cũng có hệ thống kiểm soát điện tử ( EUI và HEUI) giúpmáy có thể làm việc ở các công suất khác nhau ( 100%, 90%, 80% ) tùy theo điềukiện làm việc của máy giúp máy hoạt động êm dịu tiết kiệm nhiên liệu và hiệu suấtlàm việc cao Duy trì được sự cân bằng tối ưu giữa tốc độ động cơ và yêu cầu thủylực trong suốt thời gian hoạt động Tình trạng kĩ thuật của máy móc được thể hiện

trên bảng báo, có các tín hiệu báo động cần thiết giúp người vận hành có thể kịpthời khắc phục sự cố và hỏng hóc có thể xảy ra.

1.3.3 Hệ thống động lực, truyền động.

Động cơ: Có 2 loại động cơ là điêzen và động cơ xăng ngày càng phát triển

thì người ta sử dụng điêzen có hiệu quả kinh tế và hiệu suất cao hơn và cùng với đó

là sử dụng công nghệ giảm khí thải tiên tiến (ACERT) giúp phân phối nhiên liệu tốthơn, gió và điều khiển điện tử giúp tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu ăn mòn vậtliệu, giảm lượng khí thải ở kỳ cháy

Hệ thống nhiên liệu: Để đáp ứng các như cầu khí thải hiện nay, các máy đào

sử dụng hai hệ thống nhiên liệu chính là HEUI điều khiển bằng điện tử, tác độngbằng thủy lực và EUI điều khiển bằng điện tử, tác động bằng cơ khí Hai hệ thốngnày giúp tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải, do nhiên liệu phun vào mịn hơn vàcháy hết, mang lại hiệu suất cao hơn

Bộ điều khiển động cơ ADEM: Giúp kiểm soát và phân phối nhiên liệu để có

được hiệu suất cao nhất trên một lít nhiên liệu tiêu thụ Hệ thống quản lý động cơcung cấp nhiên liệu linh hoạt cho phép động cơ phản ứng nhanh tùy theo các nhưcầu trong quá trình làm việc khác nhau, hệ thống theo dõi tình trạng của động cơ vàmáy trong khi vẫn duy trì động cơ vận hành ở hiệu suất cao

Tua bin tăng áp: Ngày càng được cải tiến giúp tối ưu hóa cấp gió và nhiên

liệu cho hiệu quả công suất của động cơ

Bầu lọc gió: Bầu lọc gió làm kín hướng kính được đặt trong khoang phía sau

ca bin và là loại lõi kép nên cho hiệu suất cao hơn Khi bầu lọc bụi bẩn quá mức sẽđược báo trên màn hình hiển thị

Hệ thống làm mát: Được cải tiến nhiều giúp tăng khả năng làm mát động cơ

và các bộ phận được giảm nhiệt tăng hiệu quả làm việc của máy

Mức độ rung và tiếng ồn: Được các hãng đặc biệt chú ý giảm được sự ô

nhiễm tiếng ồn cho môi trường đồng thời giảm ảnh hưởng của độ rung và tiếng ồnđến người sử dụng tăng hiệu suất làm việc

Hệ thống truyền động : hệ thống truyền động thủy lực thủy động và truyền

động cơ khí Trong truyền động thủy lực môi trường truyền năng lượng là dầu có ápsuất cao,chuyển động với vận tốc nhỏ Có nhiều sự lựa chọn cho nguời sử dụng phù

hợp với mục đích sử dụng và giá cả hợp lý khi sử dụng từng hệ thống khác nhau đạtđược hiệu quả tốt nhất.

1.3.4 Hệ thống di chuyển.

Hai loại cơ cấu di chuyển phổ biến là cơ cấu di chuyển bánh lốp và cơ cấu dichuyển bánh xích ngày càng được cải tiến để đáp ứng được nhiều điều kiện làmviệc hơn cũng như là nâng cao độ bền, giảm chi phí

Với cơ cấu di chuyển bánh lốp, người ta đã chế tạo và phân loại các loại lốp

dùng cho từng loại máy và từng loại địa hình : lốp ký loại C - dùng cho máy đầm, loại E - dùng cho máy vận chuyển đất đá, loại G - dùng cho máy san, loại L- dùng

cho máy xúc lật và máy ủi, loại LS - dùng cho máy kéo gỗ, loại ML- dùng cho máy

mỏ và đốn gỗ Hiện có một số cải tiến về chế tạo ra các loai lốp có thể thay đổi ápsuất để làm việc ở nhiều địa hình hơn

Cải tiến vê cơ cấu di chuyển xích: Bộ di chuyển xích ngày càng được cải tiến

để nâng cao hiệu quả làm việc của máy Ví dụ như Hãng Caterpillar đã đưa bánhsao chủ động lên cao, cách xa vùng bùn đất mài mòn để tăng tuổi thọ chi tiết và ổnđịnh máy Các con lăn đè xích được chế tạo kiểu bánh xe cân bằng (Borgi) để khi dichuyển trên địa hình gồ ghề xích vẫn tiếp xúc tốt với mặt nền

1.3.5 Hệ thống thủy lực.

Các hệ thống thủy lực được cải tiến có áp suất cao hơn, làm tăng lực dẫn động

từ các xilanh tới cần, tay cần và gầu Khi lực dẫn động tăng, khối lượng vật liệuđược đào sẽ tăng lên, khả năng nâng của máy lớn hơn và thời gian chu kì làm việccủa máy giảm giúp tăng năng suất của máy

1.3.6 Các bộ phận công tác và điều kiện áp dụng.

Các bộ phận công tác: Máy đào gầu sấp có 3 bộ phận chính là Gầu,Cần,Tay

gầu các bộ phận này được nối với nhau bằng các khớp bản lề và cần cũng được lắpvới sàn máy bằng khớp bản lề và máy đào gầu sấp có thể mang các bộ công tác thaythế khác như búa thủy lực, hàm kẹp, đầm bàn, các bộ phận của máy được điềukhiển bằng xilanh thủy lực 2 chiều Máy hiện nay có hệ thống quản lý công suất đểphù hợp với công việc sử dụng đúng mục đích đạt được hiệu quả và năng suất tăngcao Chi tiết về bộ công tác chính và điều kiện áp dụng của chúng:

Cần: Cần máy đào có thể có ba loại: Loại công dụng chung dùng trong những

công việc xây dựng, khai tahcs thông thường Loại cần ngắn dùng để lắp gầu tohơn, sử dụng trong khai thác để có năng suất cao hơn Loại cần dài và đặc biệt dàidùng trong các công việc yêu cầu tầm với lớn như nạo vét kênh mương, đào hốmóng Cần được thiết kế cứng vững, có dạng không tập trung ứng suât Chân cầnđược lắp với giá đỡ trên sàn máy bằng các khớp bản lề lớn

Tay Gầu: Để đáp ứng các yêu cầu công việc tay gầu thường có 6 đến 7 loại

với độ dài và khả năng chịu lực khác nhau Thường có ba loại tay gầu lắp với cầncông dụng chung, hai loại lắp với cần ngắn và còn lại lắp với cần dài hoặc đặc biệtdài Tay gầu được liên kết với đầu cần bằng khớp bản lề liên kết với xilanhtay gầu ởđầu phía trên của nó, với gầu và các thanh giằng để quay gầu ở phía dưới hoặc phíatrước Tay gầu và cần khi lắp với nhau thì phải cùng họ với nhau

Gầu: Gầu (Hình 1.3) được nối với phần dưới của tay gầu bằng một khớp bản

lề và một cơ cấu quay gầu dỡ tải vì vậy gầu chuyển động theo một cung tròn mởrộng quanh khớp bản lề với tay gầu Khi duỗi xilanh gầu, các răng gầu dịch chuyển

về phía trong thực hiện việc co gầu đào đất Xilanh co lại sẽ thực hiện việc mở hayduỗi gầu Gầu và răng gầu được thiết kế và chế tạo để tối ưu năng suất làm việc củamáy

Hình 1.3 Gầu máy đào.

Răng gầu: Răng gầu (Hình 1.4) có một vai trò đặc biệt quan trọng ảnh hưởng

đến quá trình làm việc của gầu Khi làm việc ở chế độ làm việc nặng nhọc phảichọn loại răng gầu phù hợp, khi làm việc với vật liệu chịu mài mòn thì phải chọnrăng gầu chịu mài mòn Răng gầu cũng có nhiều loại cho từng loại vật liệu khácnhau Vì thế chọn vật liệu răng gầu phù hợp sẽ tăng thời gian làm việc giảm chi phithay thế Ví dụ như:

Răng ngắn: dùng với đất chắc và lực đào lớn, rất khỏe

Răng dài: dùng với trường hợp thông thường

Răng chế độ làm việc nặng, chịu mài mòn: chịu mòn, xúc sỏi đá rời

Hình 1.4 Răng gầu máy đào

1.3.7 Tính năng hoạt động cao.

Qua đó chúng ta thấy sự tiến bộ của khoa học kĩ thuật qua từng thời kì và cũng thấyđược sự phát triển và thay đổi của máy móc ngày càng tốt hơn về mặt: kiểu dáng,công dụng, hệ thống thủy lực, bộ công tác, phù hợp với con người và nhiệm vụcông tác đất đạt được hiệu quả tốt nhất trong công việc tăng năng suất cho người sửdụng

Qua đó chúng ta thấy sự tiến bộ của khoa học kĩ thuật qua từng thời kì và cũng thấyđược sự phát triển và thay đổi của máy móc ngày càng tốt hơn về mặt: kiểu dáng,công dụng, hệ thống thủy lực, bộ công tác, phù hợp với con người và nhiệm vụ

công tác đất đạt được hiệu quả tốt nhất trong công việc tăng năng suất cho người sửdụng.

CHƯƠNG 2 LỰA CHỌN TỔ MLĐ VỚI MÁY CHỦ ĐẠO LÀ MÁY ĐÀO

GẦU SẤP THEO ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC.

Theo quan điểm của nền kinh tế thị trường thì một tổ máy tối ưu chắc chắnphải là một tổ máy có chi phí trên một đơn vị sản phẩm là nhỏ nhất, đem lại lợinhuận cao nhất nhưng vẫn thỏa mãn được các điều kiện ràng buộc sau:

+ Máy móc trong tổ máy làm việc phải phù hợp với điều kiện thực tế

+ Đáp ứng được các yêu cầu về năng suất, kỹ thuật đề ra

+ Đảm bảo sự đồng bộ tối đa trong tổ máy

Nhưng để lựa chọn ra được tổ máy tối ưu nhất cũng không phải là một việclàm đơn giản Do đó sự ra đời của phần mềm FPC đã mang lại nhiều lợi ích thiếtthực trong việc lựa chọn tổ máy làm đất

2.1 Các loại tổ máy bốc xúc vận chuyển cơ bản

Tổ máy bốc xúc vận chuyển là tổ máy với một hoặc nhiều máy, hoạt động trêncông trường bao gồm: Thiết bị chất tải (máy đào gầu sấp, máy đào gầu ngửa, máyxúc lật, ); Thiết bị vận chuyển (ôtô vận tải khung cứng, khớp quay, ); Thiết bị phụtrợ (máy ủi, máy san, máy đầm ) Các máy này làm việc đồng bộ với nhau tạo nên

tổ máy

Bên cạnh đó, tổ máy phải đảm bảo các yêu cầu cơ bản như:

- Phù hợp với điều kiện làm việc;

- Đảm bảo năng suất yêu cầu;

- Chi phí cho một đơn vị sản phẩm là nhỏ nhất

Dưới đây là các tổ máy hay được sử dụng trong thực tế

Trong tổ máy bốc xúc vận chuyển thì Thiết bị chất tải là máy chủ đạo, đóngvai trò quan trọng nhất quyết định đến năng suất của toàn bộ tổ máy Các thiết bịchất tải thường gặp là máy đào gầu sấp, máy đào gầu ngửa và máy xúc lật bánh lốp,

… Với điều kiện làm việc của nước ta thì máy đào gầu sấp là loại thiết bị chất tảiphổ biến nhất vì nó có thể làm hầu hết các công việc Bên cạnh đó, thiết bị vận

chuyển và thiết bị phụ trợ cũng đóng vai trò quan trọng, việc lựa chọn một cách hợp

lý các thiết bị vận chuyển cũng như thiết bị phụ trợ không những giúp tang năngsuất mà còn giảm chi phí trên một đơn vị sản phẩm

Trong nội dung này, em đi sâu tìm hiểu ưu, nhược điểm của 3 tổ máy chính để

áp dụng vào những điều kiện làm việc khác nhau

Tổ máy: Máy đào gầu sấp + thiết bị vận chuyển + thiết bị phụ trợ

Trong tất cả các máy chủ đạo thì máy đào gầu sấp là loại phổ biến nhất ở nước

ta hiện nay, là loại máy đa năng được sử dụng để đào và khai thác vật liệu có mặtbằng thấp hơn mặt bằng máy đứng, có khả năng làm việc được trên nhiều địa hìnhkhác nhau Thực hiện được nhiều công việc khác nhau, như đào đất chất lên phươngtiện vận chuyển hoặc đổ lên thành hố đào, đào kênh mương, nạo vét cửa cống, đàogiao thông hào, hố móng, khai thác vật liệu

Hình 2.1: Máy đào gầu sấp

Ưu điểm của tổ máy:

- Làm việc được với nhiều loại vật liệu;

- Chiều cao khai thác lớn;

- Dễ dàng bố trí không gian làm việc;

- Đào được cả bên dưới và bên trên so với vị trí đứng máy;

- Lực đào lớn;

- Chu kì làm việc ngắn;

- Di chuyển trên nhiều loại nền đất yếu.

Nhược điểm:

- Làm việc kém hiệu quả với vật liệu có góc xoải tự nhiên bé;

- Di chuyển chậm.

Tổ máy: máy đào gầu ngửa + thiết bị vận chuyển + thiết bị phụ trợ

Bên cạnh máy đào gầu sấp thì máy đào gầu ngửa cũng là máy chất tải phổbiến trong công tác đất Máy đào gầu ngửa đào vật liệu cao hơn mặt bằng máyđứng, nó có thể xúc đá nổ mìn hoặc đào đất đá hỗn hợp ở trạng thái tự nhiên,thường kết hợp với xe tải và sử dụng phổ biến trong khai thác mỏ Máy phù hợpchất tải lên xe vận chuyển do khả năng điều khiển gầu ba chiều Gầu đào còn là một

bộ công tác phục vụ công tác đào tải trọng nặng và vật liệu cứng như đá phiến, vỉaquặng Góc cắt hiệu quả được hổ trợ bởi hướng áp lực giúp gầu cắt được các vậtliệu có lực cản lớn và phá vỡ các kết cấu đá có các khe nứt

Ưu điểm của tổ máy:

- Làm việc hiệu quả với vật liệu bền chắc;

- Có thể làm việc trên nền mền yếu hoặc không bằng phẳng;

- Có thể hoạt động được ở những nơi chất tải chật hẹp;

- Lực đào lớn, chu kỳ làm việc ngắn.

Nhược điểm:

- Không phù hợp với việc di chuyển nhiều;

- Cần thiết bị làm sạch khoang đào;

- Chiều cao dỡ tải hạn chế.

Tổ máy: Máy xúc lật bánh lốp + thiết bị vận chuyển + thiết bị phụ trợ

Hình 2.2: Máy xúc lật bánh lốpMáy xúc lật cũng là một trong những máy chất tải khá phổ biến Nó được dùng nhiều trong công nghiệp khai thác mỏ, dùng để đào, vận chuyển vật liệu tơi xốp, vật liệu khối lớn Trong những điều kiện làm việc ở nơi có không gian hẹp với

cự li vận chuyển ngắn như xếp dỡ hàng hóa ở nhà ga, bến cảng, kho bãi hay đào và vận chuyển đất đá thì máy xúc lật còn làm việc giống như một thiết bị vận chuyển

Ưu điểm của tổ máy:

- Có khả năng vừa xúc vừa vận chuyển;

- Không gian làm việc nhỏ;

- Thích hợp cho các công việc dọn vệ sinh nơi công trường, bãi rác;

- Có khả năng làm việc ở đường gồ ghề, có sức chịu tải nhỏ.

Nhược điểm:

- Không phù hợp cho quẵng đường vận chuyển xa;

- Không làm việc được vời vật liệu có độ rắn chắc cao.

 Tổ máy: Máy đào + ô tô tự đổ

Tổ máy sử dụng trong trường hợp không tạo thành khối đắp, như trong trườnghợp bóc mỏ lộ thiên

Tổ máy: Máy ủi, máy cạp + máy phụ trợ

Dùng trong trường hợp tạo nền đường Đào và vận chuyển đất để tạo khối đắptrong cự ly ngắn

Trên đây là những tổ máy cơ bản được sử dụng nhiều trong thực tế Dựa vào

ưu nhược điểm của từng tổ máy, ta có thể lựa chọn ra tổ máy tối ưu phục vụ yêu cầu

làm việc Trong nội dung đồ án này, em tập trung nghiên cứu về tổ máy với máychủ đạo là máy đào gầu sấp 365BL của hãng Catterpilar.

2.2 Tổ máy tối ưu

Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của các hãng máy làm đất đã mang đến sự

đa dạng về chủng loại, cải tiến về kỹ thuật thì việc chọn ra một tổ máy thích hợpkhông còn là vấn đề khó khăn Tuy nhiên để chọn ra được một tổ máy tối ưu thì vẫn

là một bài toán khó khăn đòi hỏi các nhà quản lý phải giải quyết Vậy một tổ máytối ưu là một tổ máy như thế nào?

Theo quan điểm của nền kinh tế thị trường, tổ máy tối ưu là tổ máy mang lạihiệu quả làm việc cao nhất so với những tổ máy có thể làm được cùng một khốilượng công việc đó Bên cạnh đó, tổ máy tối ưu còn phải thỏa mãn những tiêu chísau:

- Các máy phù hợp với điều kiện làm việc và yêu cầu kỹ thuật.

- Đảm bảo năng suất yêu cầu (Đảm bảo tiến độ thi công).

Sau khi đã tìm hiểu những kiến thức về tổ máy bốc xúc vận chuyển cơ bản, em

đi sâu vào tìm hiểu các thành phần trong tổ máy làm việc của mình để qua đó đưa raphương án lựa chọn thích hợp nhất

2.3 Lựa chọn các máy thành phần trong tổ máy theo điều kiện làm việc

Tổ máy đào được lựa chọn phải đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật, phải phùhợp với điều kiện làm việc mà nó được sử dụng Lựa chọn một cách hợp lý khôngnhững giúp tăng năng suât làm việc mà còn giảm chi phí trên một đơn vị sản phẩmqua đó giúp tăng lợi nhuận cho nhà đầu tư Ngược lại nếu lựa chọn thiếu hợp lý sẽdẫn đến năng suất làm việc giảm, chi phí tăng cao qua đó làm giảm lợi nhuận thậmchí lỗ Vì vậy, khi chọn lựa một tổ máy cần phải căn cứ vào điều kiện làm việc cụthể

2.4 Lựa chọn máy đào

Máy đào cần được lựa chọn đảm bảo tính đồng bộ tổ máy và phù hợp với điềukiện làm việc thì mới phát huy được hiệu quả và cho chi phí trên một đơn vị sảnphẩm là nhỏ nhất Việc lựa chọn phải dựa trên các cơ sở, tiêu chí kinh tế và kỹthuật Có nhiều loại máy chất tải như máy đào gầu sấp, máy đào gầu ngửa, máy xúclật, Trong đó máy đào gầu sấp là được sử dựng phổ biến nhất

Trước hết, máy đào được lựa chọn phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật Nghĩa làcác tính năng của máy phải phù hợp với điều kiện làm việcmà nó sẽ được sử dụng.Nếu lựa chọn không phù hợp sẽ giảm tuổi thọ của máy và kém hiệu quả và thậm chíkhông làm việc được Vì vậy khi lựa chọn máy đào cần dựa trên những cơ sở như:

- Năng suất yêu cầu

- Loại đất đá và dung trọng riêng của chúng

- Áp suất riêng của nền đào

- Chiều sâu đào yêu cầu

- Phương tiện vận chuyển, vốn đầu tư

Bên cạnh việc thỏa mãn các điều kiện trên, việc lựa chọn máy đào cuối cùngcần phải kết hợp với các yếu tố kinh tế như đảm bảo tiến độ thi công, cho chi phítrên một đơn vị sản phẩm là nhỏ nhất Dưới đây, ta sẽ đi xem xét các vấn đề cụ thểtheo nguyên tắc trên

Theo năng suất yêu cầu

Do đặc thù điều kiện khí hậu của nước ta là mưa nhiều cộng với những ngàynghỉ theo quy định của Bộ Lao động – Thương binh và xã hội, theo thống kê thực tếthì một năm nước ta làm việc khoảng 300 ngày Việc vận hành tổ máy luôn đòi hỏi

độ chính xác cao nên thời gian mỗi ca làm việc hợp lý là khoảng 6 giờ đồng hồ, mộtngày làm việc 2 ca Xét theo yêu cầu của dự án là thi công trong vòng 1 năm, vậy ta

có thời gian làm việc theo giờ của tổ máy là:

V o = 1,060,000 x 1.25 =1,325,000 (m 3 )

Vậy năng suất yêu cầu của tổ máy làm việc trong 1 giờ là:

P y/c = V o / T= 1,325,000/3,600= 368,1 (m 3 /h)

Theo cơ cấu di chuyển

Máy đào gầu sấp có hai loại cơ cấu di chuyển chính là di chuyển xích vàbánh lốp Việc chọn loại cơ cấu di chuyển nào phải dựa trên khối lượng công việc,phạm vi hoạt động, điều kiện làm vệc Ví dụ, máy làm những công việc nhỏ lẻ,hay phải di chuyển trên nền cứng, trong khu vực đô thị thì nên dùng máy đào bánhlốp Ngược lại, máy làm những công việc có khối lượng lớn, tập trung, ít phải dichuyển thì chọn cơ cấu di chuyển xích

Cơ cấu di chuyển xích được dùng phổ biến ở tất cả các kích cỡ Do áp suấtriêng lên nền di chuyển nhỏ nên nó có thể làm việc tốt ở các điều kiện nền đấttrung bình và yếu Thường một máy đào có thể lắp một trong ba loại xích:

- Xích tiêu chuẩn: có bề rộng nhỏ, dùng cho nền có độ bền chắc trung bình vàcao

- Xích bản rộng: Khi nền có mức độ tương đối mềm yếu

- Xích gầm dài: Vừa có bản rộng, vừa có chiều dài tiếp xúc với đất lớn, là loạixích chuyên dụng để làm việc trên nền đất yếu, tránh xa lầy Không được sửdụng loại xích này trên nền đất cứng vì khi quay vòng rất khó khan và dễ bịbiến dạng

Thông số quan trọng nhất để lựa chọn loại xích là áp suất riêng của xích lênnền đất phải nhỏ hơn khả năng chịu tải của nền mà máy di chuyển Một điểm đánglưu ý là chi phí bảo dưỡng, sửa chữa xích chiếm một tỷ lệ tương đối lớn trong chiphí khấu hao và vận hành của máy Loại xích bôi trơn kín, không cần bảo dưỡng

sẽ tiết kiệm chi phí và có độ bền cao

Lựa chọn máy theo chủng loại

Theo xu thế phát triển của thị trường các hãng máy làm đất không ngừng cảitiến về công suất, hệ thống nhiên liệu, các thiết bị điện tử hóa trợ giúp người lái, cho ra nhiều sản phẩm ưu việt hơn, tạo ra sự đa dạng về máy móc trong thị trường

máy làm đất Với vai trò chủ đạo trong một dây chuyền thi công, việc lựa chọn máyđào là rất quan trọng.

Mua và vận chuyển máy đào cỡ lớn sẽ đắt hơn và không gian làm việc cũng sẽphải lớn hơn nó sẽ cho năng suất cao hơn đào được đất đá cứng và thô hơn, chi phíđơn vị sản phẩm sẽ thấp hơn nếu có sự phối hợp đồng bộ giữa các thiết bị Tùythuộc vào điều kiện làm việc của mình mà ta chọn một loại máy có công suất vàdung tích gầu phù hợp để giảm chi phí bảo dưỡng, vận hành máy

Với sự da dạng các loại máy ta có thể có nhiều sự lựa chọn khác nhau có thểmua máy mới, và cũng có thể mua máy cũ được chuyển nhượng thanh lý từ cáccông ty khác Người mua máy cũ cần phải hiểu biết về tình trạng máy móc để xemmáy mình mua có đáp ứng được như cầu sử dụng mình cần hay không

Các hãng máy có uy tín trên thị trường hiện nay là Caterpillar, Komatsu,Volvo, Case các máy này có tuổi thọ sử dụng cao, khả năng làm việc tốt, thườngđược sử dụng ở các công việc như khai thác mỏ, xây đắp đập và giá thành khácao Bên cạnh đó có các hãng như Huyndai, Deawoo, Hamn là các máy được lựachọn trong các công việc như làm đường giao thông, nạo vét kênh mương, cácmáy này được sử dụng nhiều do nó có giá thành phải chăng phù hợp với kinh phícủa các doanh nghiệp vừa và nhỏ Một điều cần chú ý là giá trị mua máy ban đầuchỉ chiếm 30 ÷ 40% chi phí khấu hao của đời máy

Với dự án của mình là dự án lớn, làm việc lâu dài nên em chọn phương ánmua máy mới Hiện nay có hai hãng có khả năng đáp ứng đầy đủ dây chuyền một tổmáy làm đất là Komatsu và Caterpillar Để thuận tiên cho các công việc bảo dưỡng,đồng bộ các thiết bị, khả năng dich vụ sau bán hàng thuận tiện và lựa chọn tổ máytrên phần mềm FPC em lưạ chọn hãng máy Caterpillar cho tổ máy của mình

Lựa chọn kích cỡ và số lượng máy

Căn cứ vào năng suất yêu cầu, hiện trường thi công, kích cỡ, số lượng thiết

bị vận chuyển và năng suất máy đào sẽ xác định được kích cỡ và số lượng máyđào Ta lựa chọn theo các nguyên tắc sau:

- Xác định năng suất yêu cầu – năng suất tổ máy để đảm bảo tiến độ thi công

- Năng suất máy đào (có thể là một hoặc một số tổ máy) được lựa chọn phảixấp xỉ bằng năng lực các thiết bị vận chuyển để nâng cao hiệu suất làm việccủa thiết bị

- Tỷ số của thiết bị vận chuyển và số máy đào phải là số nguyên chẵn để dễ

bố trí

- Hệ số phối hợp (số gầu xúc cho mỗi ô tô đầy tải): m = 4 ÷ 7

- Lực đào của gầu phải đủ lớn để phá vỡ đất đá

- Dung tích gầu phải phù hợp với cấu hình bộ công tác, đảm bảo đào đượcloại đất đá có dung trọng cho trước

Lựa chọn theo trình độ công nghệ

Khi mà khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, các hang máy trên thế giớiliên tục cho ra đời những sản phẩm mới hiện đại hơn thì việc lựa chọn thiết bị đểphù hợp với trình độ công nghệ lại là một việc hết sức khó khăn Vì vậy cần có sựlựa chọn thật sự cẩn thận trình độ công nghệ của các bộ phận trong máy như:

- Cabin: Một trong những yếu tố quan trọng quyết định năng suất làm việc

chính là hệ số làm việc của công nhân, người công nhân cần có tay nghề cao đồngthời có tâm lý thoải mái trong quá trình làm việc Chính vì vậy, Cabin rộng rãi cótầm quan sát tốt, được trang bị điều hòa nhiệt độ, các tay điều khiển và điều khiểnbằng nút bấm có lực điều khiển nhẹ nhàng, chính xác và thuận tiện; có đệm giảmchấn ngăn các chấn động phát sinh từ hệ thống truyền lực tác động lên ca bin đónggóp một phần rất lớn vào việc quyết định năng suất làm việc

- Thiết bị động lực

- Động cơ: Chọn động cơ điêzen có biến tốc thủy lực là loại động cơ có hiệu

suất tương đối cao là động cơ kinh tế hơn động cơ xăng, lực nén cao hơn làm động

cơ hoạt động hiệu quả hơn Sử dụng động cơ điêzen 4 kỳ, làm mát bằng nước vàphun trực tiếp Động cơ sử dụng công nghệ giảm khí thải tiên tiến (ACERT) giúpphân phối nhiên liệu tốt hơn, gió và điều khiển điện tử giúp tiết kiệm nhiên liệu vàgiảm thiểu ăn mòn vật liệu, giảm lượng khí thải ở kỳ cháy

- Hệ thống nhiên liệu: Để đáp ứng các như cầu khí thải hiện nay, các máy đào

sử dụng hai hệ thống nhiên liệu chính là HEUI điều khiển bằng điện tử, tác độngbằng thủy lực và EUI điều khiển bằng điện tử, tác động bằng cơ khí Hai hệ thốngnày giúp tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải, do nhiên liệu phun vào mịn hơn vàcháy hết, mang lại hiệu suất cao hơn

- Bộ điều khiển động cơ ADEM: Giúp kiểm soát và phân phối nhiên liệu để có

được hiệu suất cao nhất trên một lít nhiên liệu tiêu thụ Hệ thống quản lý động cơ

cung cấp nhiên liệu linh hoạt cho phép động cơ phản ứng nhanh tùy theo các nhưcầu trong quá trình làm việc khác nhau, hệ thống theo dõi tình trạng của động cơ vàmáy trong khi vẫn duy trì động cơ vận hành ở hiệu suất cao.

- Tuốc bin tăng áp: Sử dụng tu bô tăng áp cho hiệu suất cao hơn, van điều tiết

áp suất tăng áp thừa bằng cách cho khí xả đi tắt qua bên xả của tu bô, van giúp giảmmòn tu bô khi vận hành ở tốc độ cao, tối ưu hóa việc cấp gió và nhiên liệu cho hiệusuất động cơ cao nhất

- Mức độ tiếng ồn và rung động thấp: Đệm động cơ bằng cao su giảm tối đa

tiếng ồn Ngoài ra tiếng ồn còn được giảm thông qua thay đổi thiết kế nắp thùngdầu, cơ chế phun đồng thời, các te và những điều chỉnh trong chuyển động bánhrăng

- Bầu lọc gió: Bầu lọc gió làm kín hướng kính được đặt trong khoang phía sau

ca bin và là loại lõi kép nên cho hiệu suất cao hơn Khi bầu lọc bụi bẩn quá mức sẽđược báo trên màn hình hiển thị

- Hệ thống làm mát: Có dạng mô đun cho hiệu suất làm mát cao, bố trí tách

biệt với khoang động cơ Quạt làm mát được dẫn động bằng thủy lực vói nhiều tốc

độ khác nhau cho khả năng làm mát tối ưu Tốc độ tối ưu của quạt dựa trên tốc độđộng cơ, nhiệt độ nước làm mát và dầu thủy lực Điều này giúp kiểm soát công suấtđộng cơ, giảm tiếng ồn nhưng vẫn đảm bảo khả năng làm mát tối ưu

- Hệ thống thủy lực:

Có áp suất cao, làm tăng lực dẫn động các xi lanh tới cần, tay gầu và gầu Cócảm biến tải trọng, có chế độ ưu tiên công suất khi gắp phải vật liệu cứng, khi dichuyển trên nền đất yếu hay khi quay toa Làm lực dẫn động tăng, tăng khối lượngvật liệu được đào, khả năng nâng của máy lớn hơn, thời gian chu kỳ làm việc củamáy giảm từ đó làm tăng năng suất máy Các bơm chính, van thủy lực và thùng dầuthủy lực được bố trí gần nhau để giảm thiểu hiện tượng ma sát và sụt áp trong ống,đồng thời thoãi mái cho người vận hành khi giảm khí nóng và tiếng ồn trong ca bin

- Hệ thống truyền động:

Chọn hệ thống truyền động thủy lực thủy động vì hệ thống có nhiều ưu điểmnhư phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng, khả năng linh hoạt cao, điều khiển nhẹ nhàng,đơn giản hóa các cơ cấu cơ khí làm giảm tải trọng máy, tuy nhiên hệ thống chohiệu suất thấp hơn so với truyền động cơ khí đồng thời chế tạo khó khăn và đắt

- Các cơ cấu bộ phận

Cấu hình bộ công tác là sự kết hợp cụ thể giữa cần, tay gầu và gầu giúp máy

có thể làm việc hiệu quả với những điều kiện công việc nhất định Việc lựa chọncấu hình bộ công tác phù hợp có ý nghĩa kinh tế và kỹ thuật to lớn

Cần: Máy đào có ba loại cần loại công dụng chung dùng trong việc khai thác

và xây dựng thông thường, loại cần ngắn dùng để lắp gầu to hơn sử dụng trong khaithác để có năng suất cao hơn, loại cần dài và đặc biệt dài dùng trong công việc yêucầu tầm với lớn Nếu công việc khai thác không cần chiều sâu đào và chiều cao đổlớn ta nên sử dụng cần và tay gầu ngắn để lắp được gầu to, các công việc đào xúctrung bình lựa chọn cần và tay gầu có độ dài trung bình để vừa đảm bảo chiều sâuđào, vừa đảm bảo năng suất

Tay gầu: Để đảm bảo các yêu cầu công việc khác nhau trên thị trường có 6

hoặc 7 loại tay gầu có độ dài và khả năng chịu lực khác nhau, trong quá trình sửdụng thì tay gầu lắp với cần phải cùng họ

Gầu: Gầu sấp chủ yếu để đào rãnh và móng công trình, do quá trình làm việc

có nhiều loại vật liệu khác nhau nên có 4 loại gầu khác nhau đáp ứng các điều kiệnkhác nhau của công việc, tận dụng tối đa toàn bộ công suất của máy một cách hợp línhất Loại gầu và răng gầu ảnh hưởng tới lực phá vỡ đất đá, khả năng chịu mài mòn

và khả năng thâm nhập của gầu vào vật liệu, vì vậy việc lựa chọn này phải căn cứvào điều kiện công việc cụ thể là cấp đất đá và thành phần hạt

Chọn gầu có bề rộng nhỏ để tăng lực đào riêng vào vật liệu là đất đá cứng vàngược lại nếu vật liệu mềm ta chọn gầu có bề rộng lớn Nếu đào đá phải chọn gầuđào đá, để đảm bảo đủ độ bền, nếu đá tương đối cứng mà không nổ mìn phải chọngầu đào đá chế độ nặng, nếu đào đất đá loại bình thường có thể chọn loại gầu thôngthường, nếu làm việc ở điều kiện khó khăn thì chọn gầu làm việc ở chế độ nặng

Răng gầu cũng có nhiều loại: Loại công dụng chung (ngắn và dài) dùng để

đào đất đá thông thường, loại dài dùng để đào đất có lẫn nhiều đá hoặc đá nổ mìn.Khi làm việc ở chế độ nặng nhọc phải chọn loại răng gầu phù hợp (Heavy Duty).Khi xúc cát hoặc làm việc với vật liệu chịu mài mòn thì chọn loại răng gầu chịu màimòn (Abrassive), chế độ làm việc nặng (Abrassive Heavy Duty) Hình dưới đâyminh họa việc lựa chọn răng gầu theo điều kiện làm việc:

Hình 2.3: Lựa chọn răng gầu theo điều kiện làm việc

Ngoài bộ công tác chủ yếu trên máy đào thủy lục gầu sấp có khả năng lắp các

bộ phận công tác khác như:

- Búa phá thủy lực: Sử dụng trong các công việc phá hủy và xây dựng

- Bộ xử lí đa năng: Có thể kẹp nghiền và thực hiện một loạt các công việc cắt

vật liệu chuyên dụng

- Hàm kẹp: Là bộ công tác có tính đa năng như gắp các tảng đá to, kẹp vật

liệu, dọn dẹp cây cối

- Đầm bàn rung: Dùng đầm lèn trên các công trường mà máy đầm không thể

tiếp cận được

- Khớp nối nhanh kiểu cặp chốt: Là bộ phận đa năng có thể dùng trong nhiều

công việc khác nhau

Trên đây là những yêu cầu cơ bản trong việc lựa chọn máy đào, ngoài ra khilựa chọn cần phải căn cứ vào độ bền, độ ổn định trong quá trình làm việc Khả nănglàm việc ở các địa hình khác nhau để có thể lựa chọn được một tổ máy tối ưu nhất

2.4.1 Lựa chọn thiết bị vận chuyển

Lựa chọn loại xe.

Xe tải tự đổ là thiết bị phổ biến nhất được sử dụng để vận chuyển hàng, vậtliệu, đất đá trong công tác xây dựng, đào đắp và khai thác mỏ Xe tải tự đổ đượcchia làm hai loại chủ yếu:

- Xe tải thông dụng là loại chạy được trên đường (on-highway truck) Đây là

loại xe có tổng trọng lượng (tải trọng + tự trọng) vừa và nhỏ Đảm bảo các loạiđường giao thông thông thường có thể chịu được

- Xe tải mỏ là loại không được phép chạy trên đường giao thông (off –

highway truck) Đây là loại xe có tổng trọng lượng lớn, chỉ chạy trên các đườngthi công tại các công trường và trong các mỏ

Trong đồ án tốt nghiệp của mình, để phù hợp với nội dung công việc, em đisâu vào tìm hiểu về cách lựa chọn xe tải mỏ

Xe tải mỏ được chế tạo để vận hành trong khai thác mỏ hoặc trong các côngtác bốc xúc vận chuyển khác mà không yêu cầu sử dụng đường giao thông côngcộng, không phải là đối tượng bị hạn chế bởi các quy định của pháp luật về kíchthước và khối lượng Các loại xe tải mỏ có thể có bề rộng từ 3 m đến 9 m, chiều dài

lên tới 15 m và chiều cao trên 6 m, với chiều cao chất tải từ 2,5 m đến 5,2 m Dải tảitrọng xe từ 20 đến 400 tấn, với dung tích hình học thùng xe lên tới 230 m3 Trọnglượng toàn bộ xe có thể bằng 1,8 lần tải trọng vận chuyển Kết cấu có trọng lượngnặng hơn các xe tải thông dụng, qua đó chịu được các điều kiện làm việc khắcnghiệt Tốc độ cao nhất thường từ 55 km/h đến 80 km/h Các điều kiện đường vậnchuyển và hiện tượng mòn lốp giới hạn tốc độ thực tế.

Có hai loại xe tải mỏ: khung cứng và khớp quay

Khung cứng: Xe thường được làm việc kết hợp với các máy làm đất khác nhưmáy chất tải, máy san, máy đầm trong một dây chuyền thi công khai thác ở cáccông trình xây dựng dân dụng, giao thông, thủy lợi,

Khớp quay: Hoạt động trong địa hình phức tạp, khó khăn, bán kính quay vòngnhỏ, loại này thường có tải trọng từ 20 đến 40 tấn Xe tiêu tốn nhiều nhiên liệu nênchỉ lựa chọn khi không thể sử dụng được ô tô tự đổ khung cứng

Dự án của em làm việc ở điều kiện địa hình tương đối tốt nên chọn loại ô tô tự

Lựa chọn cơ cấu di chuyển:

Lựa chọn lốp phải phù hợp với điều kiện làm việc là nền đường di chuyển, nênchọn lốp theo đúng khuyến cáo của nhà sản xuất Nền hố đào có bùn và nhão nênchọn lốp cỡ lớn có vấu lốp lớn để tăng diện tích tiếp xúc, tránh xa lầy, tạo lực kéotốt hơn và nên chọn lốp bố thép Trên địa hình cứng, bằng phẳng, trơn trượt chọnlốp cỡ nhỏ tăng khả năng di chuyển của xe, đồng thời nên chọn lốp của các hãngsản xuất nổi tiếng có uy tín để đảm bảo chất lượng lốp Căn cứ vào các điều kiệntrên em lựa chọn lốp hãng Bridgestone và loại lốp là: 2100R33 E4 và 2400 R35 E4

2.4.2 Lựa chọn thiết bị phụ trợ

Để hoàn thành dự án chúng ta cần phải lựa chọn các thiết bị phụ trợ hợp lí để

làm các công việc cần thiết như san, đầm, dọn dẹp công trường với dự án là sanđầm, đắp đập em lựa chọn cho mình hai loại máy phụ trợ là máy ủi và máy đầm.

Lựa chọn máy ủi.

Máy ủi là một máy đa năng, có thể làm rất nhiều công việc khác nhau trongxây dựng và khai thác Công dụng chính là đào và vận chuyển đất đá trong cự li 50đến 150m, ngoài ra còn sử dụng cho các công việc như định hình mặt đường, vunhoặc san dải vật liệu, xới tơi đất đá, dọn mặt bằng công trình

Lựa chọn cơ cấu di chuyển: Máy ủi có hai cơ cấu di chuyển đó là bánh lốp và

bánh xích Tuy nhiên bánh xích sử dụng khá rộng rãi trong các công việc xây dựng

và khai thác các công trình có khối lượng công việc lớn, máy có công suất từ vàichục đến hàng nghìn mã lực Máy có áp suất lên nền di chuyển nhỏ nên có khả nănglàm việc tốt ở các loại nền đất yếu, mền

Xích tiêu chuẩn: Có chiều dài tiếp xúc với đất nhỏ nhất trong năm loại,

được sử dụng cho các công việc ủi hoặc san phẳng thông thường trên nền đất chắc

Xích XL: Có chiều dài tiếp xúc với đất lớn hơn xích tiêu chuẩn và kéo dài

hơn về phía trước Loại này dùng cho máy ủi đất thông thường và đặc biệt có hiệuquả trong công tác san phẳng hoàn thiện

Xích XW: Loại này có cấu tạo giống loại XL, nhưng có tâm giữa các con

lăn tì xích lớn hơn Loại này làm việc biệu quả trên địa hình có độ dốc bên và nền

di chuyển mềm yếu

Xích XR: Loại này có gầm xích kéo dài về phía sau, được sử dụng hiệu quả

trong các công việc dùng móc kéo

Xích LGP: có chiều dài và chiều rộng tiếp xúc với đất lớn, được kéo dài cả về

phía trước và phía sau Đây là loại xích chuyên dụng hoạt động trên vùng đầm lầy.Với điều kiện làm việc của dự án địa hình tương đối ổn định em lựa chọnxích tiêu chuẩn để tăng khả năng cơ động

Lựa chọn theo bộ công tác.

Máy ủi có hai loại bộ công tác khác nhau đó là

- Khung đẩy: Dùng trong công tác yêu cầu ủi đất về một bên, ủi trong mặt

phẳng nghiêng như xây dựng đường xá

- Dầm đẩy: Dùng nhiều trong công tác đào, vận chuyển đất đá và các công

việc thông thường khác

Lựa chọn lưỡi ủi:

Sự phù hợp giữa máy ủi và lưỡi ủi là một yêu cầu cơ bản để nâng cao năngsuất của máy, quá trình chọn lưỡi ủi phải dựa trên công việc chủ yếu mà máy thựchiện, loại vật liệu được đào và các giới hạn làm việc để lựa chọn lưỡi ủi thích hợp.Quá trình hoạt động của lưỡi ủi sẽ làm thay đổi tính chất của vật liệu, tùy vào điềukiện làm việc để lựa chọn Để đáp ứng yêu cầu đó trên thị trường hiện nay có rấtnhiều loại lưỡi ủi khác nhau

Lưỡi ủi vạn năng “U”:Lưỡi có khả năng vận tải lớn trên quãng đường vận tải

dài, như trong công tác cải tạo đất, hoạt động trong kho bãi, nạp liệu cho các phễunạp, vun vật liệu cho máy xúc lật Lưỡi không phù hợp với các công việc yêu cầu

độ thâm nhập cao, lưỡi sủ dụng tốt trong trường hợp vật liệu nhẹ tương đối dể ủi

a Máy ủi khung đẩy b Máy ủi dầm đẩy

Hình 2.4 Máy ủi bánh xích

Lưỡi ủi bán vạn năng “SU”: Là lưỡi tổng hợp được các các đặc tính ưu việt

của lưỡi ủi S và U, tăng thể tích khối lăn làm việc khi tăng các tấm bên của lưỡi ủi,đồngthời khả năng giữ tải tốt trong khi vẫn phát huy được khả năng thâm nhập, chấttải nhanh trong các trường hợp đất bền chắc, phù hợp với nhiều loại vật liêu trongviệc yêu cầu năng suất cao, các xi lanh ben giúp tăng năng suất và tính đa năng củalưỡi ủi

Lưỡi ủi thẳng “S”: Là lưỡi ủi có tính đa năng cao, là lưỡi ủi có thể thay đổi

góc cắt để điều khiển khả năng thâm nhập của lưỡi Lưỡi ủi nhỏ nên dể điều khiển

và dể làm việc với nhiều loại công việc khác nhau, lưỡi có khả năng thâm nhập vàchất tải tốt nên dể dàng làm việc với các vật liệu nặng

Lưỡi có thể xoay trong không gian ba chiều “PAT”: Tính đa năng là đặc điểm

nổi bật của loại máy này, nó có thể sử dụng trong các khu xây dựng, công việc ủinối chung cũng như các điều kiện công việc nặng nhọc Loại này rất phù hợp choviệc hoàn thiện mái dốc, đào rãnh chữ V, đào vận chuyển các loại đất có độ bềnchắc trung bình và nặng như đất sét, cát Lưỡi không phù hợp cho việc dọn mặtbằng

Lưỡi ủi có thể xoay trong không gian ba chiều với góc thay đổi “VPAT”: Loại

này tương tự loại PAT nhưng có thể điều chỉnh bằng cơ khí cho nghiêng hơn vềphía trước để tăng khả năng thâm nhập hoặc cắt vật liệu dính, hay ngửa về phía saucho việc bạt mái hoàn thiện và nâng cao năng suất

Lưỡi ủi đặt xiên góc so với trục chuyển động “A”: Lưỡi có thế đặt vuông góc

hay xiên góc 25 độ so với trục chuyển động, loại này phù hợp với công việc ủi đất

về một bên, tạo nền đường, san mặt bằng, đào rãnh hoặc các công việc tương tựkhác Lưỡi không phù hợp cho việc ủi đá hoặc các công việc nặng nhọc

Lưỡi ủi có bán hình thay đổi “VR”: Đây là lưỡi ủi bán vạn năng có bán kính

thay đổi, có khả năng cắt và thâm nhập cao, khả năng giữ tải tốt ít bị tràn đất ra haibên lam đất chuyển động tốt hơn về phía trung tâm lưỡi ủi, làm khối lăn chuyểnđộng dể dàng hơn, các tấm mở rộng giúp tăng khả năng giữ tải và năng suất Loạinày phù hợp với các công tác cải tạo đất và khai hoang

Hình 2.5- Các loại lưỡi ủi

Ngoài ra trong quá trình làm việc máy có thể gặp những vật liệu bền chắc, nếulàm việc cứng khó thực hiện công tác san ủi vật liệu thì phải tiến hành lắp thêm lưỡixới, tùy theo yêu cầu làm việc mà chúng ta chọn các lưỡi xới khác nhau về số răngxới hay khả năng hoạt động của các lưỡi Lưỡi xới được lắp thêm vào phía sau củamáy ủi, máy ủi thực hiện cả hai động tác xới và ủi cùng lúc để tăng năng suất.

Trong dự án của mình chỉ sử dụng máy ủi để san lấp tạo địa hình mặt bằngcho công trình, và làm công tác bảo dưỡng đường khi cần thiết Nên em chọn lưỡi

ủi SU, lưỡi đạt năng suất cao với khả năng giữ tải tốt và phù hợp với vật liệu đất đáhỗn hợp Không cần lắp thêm lưỡi xới

Năng suất của máy ủi được xác định bằng cách sử dụng các quan hệ năng suất

và cự ly vận chuyển trong sổ tay của các nhà sản xuất (Hình 1.7 – Hãng Caterpillar)

di chuyển làm việc là 20m – 30m ta chọn được máy ủi có ký hiệu D7R lưỡi ủi SU.

 Lựa chọn máy đầm:

Máy đầm là một nguyên công quan trọng cuối cùng trong công tác đắp đập,việc lựa chọn máy đầm quyết định chất lượng của công trình Mục đích của việcđầm là tác dụng lên đất đá một tải trọng để gây ra biến dạng dư là lớn nhất, hiệu quảcủa việc đầm phụ thuộc vào thời gian, nếu đầm trong thời gian ngắn thì biến dạngcủa vật liệu sẽ là thuận nghịch (vật liệu có khả năng trở về trạng thái ban đầu), nếuđầm thời gian quá dài sẽ làm giảm năng suất đầm vì vậy cần lựa chọn máy đầm vàthời gian đầm phù hợp

Tác dụng cơ bản của quá trình nén là dùng tải trọng nén vật liệu đất đá xuốnglàm các hạt vật liệu gần nhau hơn, loại bỏ nước và không khí ra khỏi vật liệu, làmcác hạt vật liệu liên kết với nhau chặt chẽ hơn, giúp làm tăng chất lượng công trình

Có ba tải trọng đầm tương ứng với ba phương pháp đầm được sử dụng nhiều trongthực tế

- Tải trọng tĩnh được tạo ra do tác dụng trọng lượng của máy đầm.

- Tải trọng chấn động được tạo ra do khối lệch tâm chuyển động quay.

- Tải trọng xung kích được tạo ra do các vật nặng vào vật liệu.

Trong thực tế hiện nay được sử dụng nhiều nhất là máy đầm lăn ép với các

loại máy được sử dụng rộng rãi là:

- Máy đầm quả lăn nhẵn (xe lu): Có bộ công tác là những quả lăn bằng

thép (trống đầm) nhẵn được dùng để đầm nén các bề mặt nhựa đường và đườngrải sỏi, nền đường, và một số mặt công trình Loại này có hai tác dụng chính làđầm chặt và làm nhẵn bề mặt công trình Chúng giúp tạo ra một bề mặt chắc chắn,bằng phẳng Có nhiều máy đầm lăn bằng thép có 2 hoặc 3 bánh Nhiều máy đầmlăn chỉ có một trống đầm và các bánh lốp chủ động

- Máy đầm lăn ép với trống đầm có vấu đầm:Trống đầm có vấu đầm hay

đầm chân cừu kéo theo là thiết bị đầm nén tiêu chuẩn từ rất lâu Chúng gồm trốngbằng thép được lắp với “chân” và được kéo bằng khung dạng hộp Về cơ bản, máy

đầm lăn ép với trống đầm có vấu đầm có cấu tạo giống máy đầm quả lăn nhẵn,ngoại trừ các vấu đầm trên mặt trống đầm Loại vấu đầm này có nhược điểm làthường xới tung bề mặt trên cùng của lớp đất đầm, làm giảm hiệu quả đầm Ngàynay, hầu hết các máy đầm quả lăn đều lắp cơ cấu gây chấn động để truyền lựcđầm vào trong đất bằng sóng chấn động Vì vậy, chiều cao vấu đầm không cầnlớn và thường có dạng hình nón cụt để không xới tung bề mặt đầm

- Máy đầm bánh lốp: Máy đầm bánh lốp hay máy đầm bánh hơi thay thế

các bánh và lốp cho các máy đầm có trống đầm bằng thép Ngoài áp suất đầmhướng xuống, máy đầm bánh lốp còn có tác dụng nhào trộn, khi liệu bị ép vàokhông gian giữa các bánh Các bánh được lắp theo cặp đôi hoặc riêng rẽ và cóthể dao động nhờ tác dụng của lò xo, do đó các bánh có thể di chuyển vàonhững điểm mềm yếu mà nếu đầm bằng trống đầm thép có thể xảy ra hiệntượng bắc cầu Những máy đầm này có thể là loại kéo theo Nhưng thôngthường, những loại máy này thường là loại tự hành Máy đầm bánh lốp phù hợpvới hầu hết các công việc đầm, từ đầm sơ bãi san lấp cho đến đầm bề mặt để rảinhựa đường Các bánh lốp, thường có các vấu nhẵn, có thể lắp các tấm gạt để xử líkhi đầm đất dính

Với khả năng linh động và đầm đạt chất lượng em chọn trống đầm có vấu, cơcấu di chuyển bánh lốp Lượt cuối cùng em tháo các vấu và thay bằng quả lu nhẵn

để đảm bảo bề mặt không bị xới lên

a – Máy đầm quả lăn nhẵn b - Máy đầm có vấu ở trống đầm

Hình 2.7 – Máy đầmVới công việc là đắp đập, để thực hiện khâu hoàn thành cuối cùng sau khi ủi

em chọn đầm lăn ép Dựa vào 13– 23 [2] chọn sơ bộ một máy đầm quả lăn nhẵnCS533E thuộc hãng Caterpillar

H- Chiều dầy lớp đất được đầm, H= 0,2m

nd- Số lần đầm tại chỗ, với vật liệu đất đá hỗn hợp ta chọn nd=4

Ta thấy:Pd= 640,76 > P’ yc= 368,1 (thỏa mãn).

Qua chương 2, dựa trên các yêu cầu cơ bản lựa chọn tổ máy và điều kiện làmviệc thực tế của dự án yêu cầu em lựa chọn sơ bộ được một số tổ máy phù hợp với

dự án của mình Tuy nhiên để có lựa chọn chính xác em sử dụng phần mềm FPC

để chọn tổ máy tối ưu nhất

CHƯƠNG 3 SỬ DỤNG PHẦN MỀM FPC ĐỂ LỰA CHỌN TỔ MÁY LÀM ĐẤT VỚI MÁY CHỦ ĐẠO LÀ MÁY ĐÀO GẦU SẤP

Một tổ máy làm đất hiệu quả là tổ máy đáp ứng các yêu cầu cả về kỹ thuật vàkinh tế Ở chương 2, ta đã giải quyết các vấn đề về kỹ thuật như sự đồng bộ của cácmáy chất tải, thiết bị vận chuyển và thiết bị phụ trợ; ngoài ra tổ máy còn phải đảmbảo các yêu cầu bao gồm: phù hợp với điều kiện làm việc, đảm bảo năng suất yêucầu và chi phí cho một đơn vị sản phẩm là nhỏ nhất Trong chương 3, ta sẽ tiếp tụcxem xét các góc độ về kinh tế Để giải quyết vấn đề này, Caterpillar đã thiết kế ra

chương trình FPC (fleet production cost analysic) là chương trình phân tích năng

suất và chi phí của tổ máy để lựa chọn tổ máy dựa trên các tiêu chí này Chươngnày em đi sâu nghiên cứu phần mềm trên và ứng dụng chương trình cho dự án củamình

Với đề tài của mình, em trình bày các lựa chọn trong tổ máy với máy chủ đạo

là máy đào gầu sấp phù hợp với điều kiện làm việc được giao

Các yêu cầu để lựa chọn tổ máy làm đất trong dự án.

-Công việc: Đào và vận chuyển đất san đầm đắp đập

-Khối lượng đào vận chuyển: 1.318.000 m3 đất đá hỗn hợp.( 75% đất, 25% đá)-Sơ đồ đường vận chuyển:

Độ dốc 5.5% Độ dốc 0%

Độ dốc 0% Độ dốc 0%

ĐoạnC-V/ch.402m Đoạn D - đắp 319mĐoạn A -cắt 309 m Đoạn B - V/ch 1018m Hệ số cản lăn =2.5% Hệ số cản lăn = 4.5%

Hệ số cản lăn =3.5% Hệ số cản lăn = 1.5%

Hình 3.1 Sơ đồ tuyến vận chuyển-Đoạn A là đoạn chất tải, đoạn B, C là tuyến đường vận chuyển, đoạn D làđoạn đắp đập

-Thời gian hoàn thành dự án là 1 năm

3.1 Giới thiệu chung về FPC.

FPC là phần mềm được thiết lập trên máy tính để phân tích năng suất, chi phí

và thời gian yêu cầu của tổ máy với các tổ máy làm đất cơ bản, làm việc với các loạivật liệu và tuyến đường vận chuyển khác nhau

Như đã tìm hiểu một tổ máy vận chuyển cơ bản bao gồm: Thiết bị chất tải +thiết bị vận chuyển + thiết bị phụ trợ, năng suất của tổ máy và thời gian yêu cầu đểvận chuyển khối lượng vật liệu cụ thể được tính toán dựa trên năng suất của máychất tải và máy vận chuyển Tính toán chi phí khấu hao trên một giờ được tính toáncho cả tổ máy là máy chất tải, thiết bị vận chuyển và thiết bị phụ trợ

Các tuyến đường vận chuyển phải xác định điều kiện làm việc cụ thể như:chiều dài, lực cản lăn, lực cản dốc, hạn chế về tốc độ của mỗi thiết bị vận chuyển đểxác định vận tốc phù hợp của thiết bị trong quá trình di chuyển

Trong phần mền đã cài đặt các thông số kỹ thuật có sẵn về máy chất tải cũngnhư vận chuyển của Caterpillar để dễ dàng thực hiện Sau khi lựa chọn đầy đủ các

dữ liệu cần thiết, chương trình sẽ cho chúng ta biết tổ máy nào sẽ cho chi phí trênmột đơn vị sản phẩm là nhỏ nhất trong khoảng thời gian quy định, và đây thường là

tổ máy được chọn Một bảng sẽ xác định tổng chi phí của công việc vận chuyển vậtliệu với các thiết bị và số lượng khác nhau trong tổ hợp các tổ máy

Nhiều dữ liệu có thể chạy máy để xác định tổ hợp máy tốt nhất cho toàn bộcông việc hay từng phần công việc

Các thiết bị có thể chạy trong chương trình FPC bao gồm:

- Thiết bị chất tải:

- Máy đào thủy lực gầu sấp

- Máy đào gầu ngửa

- Máy xúc lật bánh lốp (có khả năng vận chuyển)

- Máy xúc lật bánh xích (có khả năng vận chuyển)

- Máy xúc đào tổng hợp (có gầu phía sau)

- Tổng hợp về năng suất và chi phí toàn bộ tổ máy.

- Tổng hợp về chi phí.

- Tổng hợp về chi phí và năng suất riêng rẽ.

- Thời gian và tốc độ di chuyển.

- Phân tích kích cỡ tổ máy.

- Phân tích hệ số sẵn sàng của máy.

Trên đây là phần tìm hiểu tổng quan về chương trình FPC, sau đây là các dữliệu cần thiết để chạy chương trình, và các bước chạy chương trình cho dự án củamình để lựa chọn tổ máy tối ưu nhất

3.2 Xác định năng suất yêu cầu.

Trước khi chạy chương trình ta phải tính toán các thông số cần thiết để lựachọn ra sơ bộ tổ máy làm việc của mình, các máy móc trong tổ máy phải được lựachọn phù hợp với năng suất yêu cầu cũng như điều kiện làm việc

Năng suất yêu cầu của tổ máy đã được tính toán và tìm hiểu kỹ ở Chương 2 là:368.1 (m3/h) với thông số này em cũng đã tính toán và lựa chọn sơ bộ tổ máy làmviệc cho dự án của mình căn cứ vào các điều kiện cụ thể của dự án

Em sử dụng phần mền FPC để lựa chọn cho mình tổ máy tối ưu nhất với hàmmục tiêu là chi phí đơn vị sản phẩm nhỏ nhất và năng suất lớn nhất Trong quá trìnhthực hiện em sẽ phân tích và so sánh tổ máy của mình với một số tổ máy khác đểđánh giá, cho ra kết luận khả thi nhất

3.3 Lựa chọn sơ bộ máy chủ đạo

Máy chủ đạo phải có năng suất đáp ứng năng suất yêu cầu Để lựa chọn máychủ đạo, ta cần tính toán năng suất thực tế của máy

Ta có công thức tính năng suất yêu cầu P y/c:

Py/c = P lt

f t cl cn tx

k k k k k

-k tx: hệ số tơi xốp của đất Tra bảng 6 trang 408 [1] ta được k tx= 1,25

-k f: hệ số đầy gầu Tra bảng 1 trang 402 [1] ta được k f = 110 %

-k t: hệ số sử dụng thời gian Với điều kiện nước ta, thời gian làm việc trongmột giờ thường vào khoảng 50 phút, nên ta có k t = 0,83

-k cl: hệ số chất lượng máy Với điều kiện máy mới, tra bảng 2 trang 403 [1]

ta được k cl = 0,95

-k cn: hệ số tay nghề công nhân Trong một công trường thi công sẽ bao gồm

cả công nhân lành nghề (k cn=1,00), công nhân có trình độ tay nghề trungbình (k cn= 0,75) và công nhân mới ra trường có trình độ tay nghề yếu (k cn=0,60) Để cân đối giữa ba nhóm công nhân này, em trọn công nhân có trình

độ tay nghề trung bình với k cn= 0,75

Vậy năng suất lý thuyết bằng:

P lt = 368,1 x

1, 251,1 0,83 0,95 0,75   = 707,33 (m3 đất rời /giờ)

Để chọn ra bộ công tác thích hợp cho máy chủ đạo, một vấn đề rất quan trọngcần được xem xét đó là điều kiện làm việc Việc lựa chọn cấu hình bộ công tác phùhợp với điều kiện làm việc có ý nghĩa kinh tế và kỹ thuật to lớn Với yêu cầu đề tàicủa mình là đào vận chuyển hỗn hợp đất đá với 75% đất và 25% đá, tra bảng 5 phụlục [1] ta được dung trọng của vật liệu ở trạng thái tự nhiên là 1960 kg/m3, kết hợpvới việc chọn số răng gầu là 6 và dựa vào bảng đặc tính và khả năng tương thíchgầu của máy đào 365, em chọn được loại gầu có dung tích 3,5 m3

3.4 Áp dụng phần mềm FPC để lựa chọn tổ máy.

Để có được kết quả phân tích và đánh giá chính xác về năng suất, chi phí của

tổ máy, cần phải cung cấp cho phần mềm những dữ liệu cơ bản về các thông số của

tổ máy về máy chất tải, thiết bị vận chuyển và thiết bị phụ trợ cũng như các điềukiện thực tế tổ máy làm việc như vật liệu, đường vận chuyển, các giá trị khấu haomáy trong quá trình hoạt động và chi phí ban đầu… Sau đây là các dữ liệu cầncung cấp cho chương trình

3.4.1 Dữ liệu cho dự án (Project).

- Tên công việc (Job Name): Với dự án được giao em đặt tên là “ Lựa chọn

tổ máy tối ưu”

- Mô tả ngắn gọn, cụ thể công việc của dự án (Description): Với dự án của

mình em mô tả “Lựa chọn tổ máy bốc xúc vận chuyển 1.318.000 m3 đất đá hỗn hợp

để san đầm đắp đập trong thời gian 1 năm ”

- Dự án do đơn vị thi công nào thực hiện (Prepared for) : em đặt là “ ĐATN”

- Người thực hiện (Prepared by): “Nguyễn Duy Lâm ”

- Ngày thực hiện (Study Date): “20/05/2016”

- Hệ đơn vị tính toán (Units of Measure): Chọn hệ Mét, hệ dược sử dụng

nhiều ở Việt Nam và phù hợp với dữ liệu bài cho

- Đơn vị dùng để tính toán năng suất (Production measured by): với đơn vị

đề bài cho là m3 em chọn Volume

- Định dạng số thập phân (Decimal folmat): Có hai định dạng đó là U.S theo

hệ Mỹ và European là hệ Châu Âu, em chọn hệ Mỹ được sử dụng nhiều ở nước ta.Trong quá trình tính toán phải dùng chung một hệ nếu không tính toán sẽ bị sai

Dữ liệu của dự án bao gồm: Số giờ làm việc theo kế hoạch (Sched hrs per), mức độ chờ đợi (Bunching), giá nhiên liệu để tính toán chi phí (Fuel $ per liter), Hiệu quả ca máy cho tính toán tấn.km/giờ (Shift efficiency for TMPH/TKPH calculations(Sched hrs per shift/shift length in hrs)) được nhập cụ thể ở hình 2.2

dưới đây

3.4.2 Dữ liệu đầu vào của tổ máy (Fleet Input)

Việc nhập dữ liệu vào của tổ máy là việc rất quan trọng để phần mềm tính toánxem máy cho năng suất và chi phí như thế nào, trong phần này cần nhập dữ liệu cho