Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Thùy Chi 1/30 MÁY XÂY DỰNG CHƯƠNG 2: MÁY NÂNG VÀ VẬN CHUYỂN 1.1 CƠNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI Cơng dụng Máy nâng - vận chuyển thiết bị chủ yếu dùng để giới hóa cơng việc nâng vật (hay cịn gọi hàng) có trọng lượng lớn (đối với máy nâng) vận chuyển nội với cự ly ngắn (đối với máy vận chuyển) Máy nâng - vận chuyển sử dụng nhiều công tác xây dựng (xây dựng giao thông, dân dụng, công nghiệp, thủy lợi, thủy điện); công tác xếp dỡ hàng hóa nhà ga, bến cảng, kho bãi; phục vụ cho q trình cơng nghệ sản xuất nhà máy, phân xưởng Hình 2-1 Một số hình ảnh máy nâng - vận chuyển Trường Đại học Giao thơng vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng-Xếp dỡ, P.702-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Thùy Chi 1.2 Phân loại Trường Đại học Giao thơng vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ môn Máy xây dựng-Xếp dỡ, P.702-A6 2/30 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Thùy Chi 2.1 MÁY NÂNG o h 3/30 Các thông số kỹ thuật L vc vxc H h o vh R vh n vdc Q vdcL Q vxc H n vc vdc vh vdc R vh Hình 2-2 Các thơng số kỹ thuật máy nâng a) Tải trọng nâng danh nghĩa: trọng lượng vật nâng lớn mà máy trục phép nâng Nó gồm trọng lượng hàng nâng trọng lượng cấu móc hàng (móc câu, gầu ngoạm.v.v) Ký hiệu: Q [Tấn, kG, kN, ] b) Chiều cao nâng: khoảng cách từ mặt máy đứng đến tâm móc câu vị trí làm việc cao Ký hiệu: H [m] c) Tầm với (R) độ (L), [m] - Đối với máy trục có cần tầm với R khoảng cách từ tâm cấu mang hàng đến tâm quay cần trục - Đối với máy trục khơng có (kiểu cầu) độ L khoảng cách từ tâm bánh xe di chuyển đến tâm bánh xe di chuyển Tầm với độ máy trục thông số biểu thị phạm vi hoạt động máy d) Tốc độ làm việc: tốc độ thao tác sau: tốc độ nâng hàng (Vn), tốc độ di chuyển xe mang hàng (Vxc), tốc độ di chuyển máy trục (Vdc) tốc độ quay cần trục (n) + Tốc độ nâng hạ hàng: Vh = 10 ÷ 30 [m/phút] + Tốc độ di chuyển tồn máy: Vdc = 50 ÷ 200 [m/phút] + Tốc độ quay: n = ÷ [vòng/phút] + Tốc độ di chuyển xe con: Vxc = 20 ÷ 30 [m/phút] e) Trọng lượng thân: Trọng lượng thân (hay gọi tự trọng) máy trục bao gồm: Trọng lượng kết cấu thép máy trục, trọng lượng cấu máy trục Ký hiệu: G [Tấn, kG] g) Công suất định mức: Công suất định mức máy trục tổng công suất tất động thuộc cấu máy trục Trường Đại học Giao thông vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng-Xếp dỡ, P.702-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Thùy Chi 4/30 h) Chế độ làm việc máy trục: Chế độ làm việc máy trục (hoặc cấu máy trục) thơng số tổng hợp để xét đến mức độ sử dụng mức độ chịu tải máy cấu máy Máy trục loại máy hoạt động chu kỳ, trình làm việc dừng cấu ngắt quãng, xen kẽ, lặp lặp lại Mỗi cấu khác máy trục làm việc theo chế độ khác Tuy nhiên, chế độ làm việc máy trục lấy theo chế độ làm việc cấu nâng hàng Hiện nay, nhiều tài liệu thực tế sử dụng nước ta dùng cách phân loại theo tiêu chuẩn cũ TCVN 4244-86 chế độ làm việc máy trục Tiêu chuẩn quy định bốn nhóm chế độ làm việc (Nhẹ, Trung bình, Nặng Rất nặng) dựa theo tiêu sau: Hệ số sử dụng cấu ngày: Số làm việc ngày 24 kng = Hệ số sử dụng cấu năm: Số ngày làm việc năm 365 Hệ số sử dụng cấu theo tải trọng (kQ): kn = đó: - trọng lượng trung bình mã hàng nâng; Q- tải trọng nâng danh nghĩa Khi máy trục lắp gầu ngoạm để bốc xếp hàng rời, Qtb xác định sau: đó: V- dung tích gầu ngoạm, m3; - trọng lượng riêng vật liệu, Tấn/m3; - hệ số làm đầy gầu Cường độ làm việc động thuộc cấu: CD%= To 100 T (2.5) đó: To-tổng thời gian làm việc cấu chu kỳ hoạt động máy trục: To =∑ t m +∑ t v T -‐ toàn thời gian hoạt động cấu một chu kỳ: T =∑ t m +∑ t v +∑ t p +∑ t d ∑t m : tổng thời gian mở máy; Trường Đại học Giao thông vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng-Xếp dỡ, P.702-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Thùy Chi 5/30 ∑ t :tổng thời gian làm việc với tốc độ ổn định; ∑ t : tổng thời gian phanh; ∑ t : tổng thời gian dừng máy V p d Số lần mở máy (tính trung bình cho ca làm việc): m= 3600 mo T mo – Số lần đóng mở máy chu kỳ Số chu kỳ làm việc (số mã hàng nâng được) n n= Nhiệt độ môi trường xung quanh t° 2.2 Năng suất máy nâng Máy nâng máy làm việc theo chu kỳ, suất tính theo cơng thức sau: N= 3600 3600 Q tb k t N = Q.k Q k t [Tấn/giờ] T T Trong đó: Q - tải trọng nâng danh nghĩa [T] kt - hệ số sử dụng thời gian kQ - hệ số sử dụng tải trọng T - thời gian chu kỳ làm việc [s] T =∑ t m +∑ t v +∑ t p +∑ t d Trong đó: ∑ t : tổng thời gian mở máy; ∑ t :tổng thời gian làm việc với tốc độ ổn định; ∑ t : tổng thời gian phanh; ∑ t : tổng thời gian dừng máy m V p d *) Đối với gầu ngoạm Qtb = V.γ.ψ V - dung tích gầu [m3] γ - trọng lượng riêng vật liệu [kG/m3] ψ - hệ số điền đầy (tra bảng) Trường Đại học Giao thơng vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng-Xếp dỡ, P.702-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Thùy Chi 2.3 6/30 Các cấu chủ yếu máy nâng 2.3.1 Cơ cấu nâng hạ hàng Mục đích để nâng - hạ hàng với tốc độ khác Nó cấu tạo nguyên lý lm vic ca mỏy ti - Động 5 - Puly dÉn huíng 6 - Pu ly móc câu - H3.1 Sơ đồ cấu nâng hạ hàng Hỡnh 2-3 S c cấu nâng hạ hàng 1- Động cơ; 2- Phanh hãm; 3- Hộp giảm tốc; 4- Tang cáp; 5- Ròng rọc (puly); 6- Cụm móc câu Nguyên lý làm việc: Khi động (1) hoạt động truyền chuyển động qua hộp giảm tốc (3) làm quay tang (4) để nhả cáp Khi cáp nâng vật ngược lại nhả cáp hạ vật 2.3.2 Cơ cấu thay đổi tầm với Người ta thường dùng hai phương pháp sau để thay đổi tầm với: + Thay đổi góc nghiêng cần mà đỉnh cần có rịng rọc cấu nâng hạ hàng (H.a).: dùng loại máy nâng có cần cần trục tự hành di chuyển bánh lốp, bánh xích cần trục tơ Loại có sơ đồ giống cấu nâng + Dùng xe con, xe có tới hàng (H.b).: Loại xe đặt cấu nâng hàng (trong cần trục tháp cầu trục cổng trục 33 11 2 6 - Động - CÇn 44 11 22 76 33 88 4 - Cụm Puly nâng cần 87 - Động - Pu ly móc câu - Phanh khíp nèi - Hép gi¶m tèc - Tang cuèn c¸p - Xe - Puly dẫn huớng - H3.3 Sơ đồ cấu nâng hạ cần a) b) - H3.2 Sơ đồ cÊu di chun xe Hình 2-4 Cơ cấu thay đổi tầm với 1- Động cơ; 2- Phanh hãm; 3- Hộp giảm tốc; 4- Tang cáp; 5- Cáp thép; Trường Đại học Giao thơng vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ môn Máy xây dựng-Xếp dỡ, P.702-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Thùy Chi 7/30 6- Cần; 7- Puly; 8- Cụm móc câu; 9- Xe Nguyên lý làm việc: - Thay đổi tầm với cách thay đổi góc nghiêng cần: động (1) hoạt động qua truyền (2) hộp giảm tốc (3) làm quay tang (4) nhờ mà cần (6) nâng lên hạ xuống dẫn đến thay đổi góc nghiêng alpha - Thay đổi tầm với xe di chuyển: động (1) hoạt động làm tang (4) quay, tang (4) tang kép bố trí cho tang quay nhánh vào đồng thời nhánh lại nhả ra, nhờ mà xe (9) di chuyển sang trái phải 2.3.3 Cơ cấu quay: dùng để quay tồn máy q trình làm việc + Dùng truyền động bánh + Dùng truyền động cáp + Dùng truyền động thủy lực - cáp 1- Động cơ; 2- Phanh hãm; 3- Hộp giảm tốc; 4- Bỏnh rng hnh tinh; - Động 5- Vành lớn cố định - Phanh khớp nối - Hộp giảm tốc - Bánh nhỏ Hỡnh 2-5 4C cu quay - Vành Nguyên lý làm việc: Động (1) hoạt động 5thông qua phanh hãm (2) hộp giảm tốc (3) làm quay bánh hành tinh (4) Bánh (4) lại ăn khớp với vành (5) cố định vào máy, mà tồn máy phía vành (5) quay tròn 2.3.4 Cơ cấu di chuyển: Là cấu di chuyển toàn máy trình làm việc Trong máy nâng người ta thường sử dụng loại cấu di chuyển cấu di chuyển bánh lốp, di chuyển bánh xớch v di chuyn - H3.4 Sơ đồ cấu quay bánh sắt ray 1- Động điện; 2- Phanh hãm; 3- Hộp giảm tốc; 4- Bánh sắt; 5- Ray - Sơ đồ cấu di chuyển( ray) Hỡnh 2-6 C cấu di chuyển bánh sắt ray - §éng - Bánh thép Nguyờn lý lm vic: ng (1) làm việc qua cấu (2) (3) làm quay bánh sắt (4), nhờ - Phanh khíp nèi - Ray - Hépray gi¶m tèc mà máy di chuyển3trên Xe + Di chuyển cáp kéo (cổng trục,cần trục tháp) Trường Đại học Giao thơng vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ môn Máy xây dựng-Xếp dỡ, P.702-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Thùy Chi 2.3.5 8/30 + Tự hành (cần trục) Cơ cấu phanh hãm 10 11 1- Má phanh 2- Tang phanh 3- Cần phanh 4- Chốt liên kết - M¸ phanh - xo Thanh kÐochỉnh 5- Hệ thống lò điều - Tang phanh - Tam gi¸c trun lùc 6- Thanh kéo - Cần phanh - Cần đẩy Tam lc - Chèt7-liªn kÕt giác truyền - Piston thủ lùc - Cơ cấu điều khiển 8- Cn y 10 - Lß xo 9- Piston thủy lực 10- Lị xo 11- ng dn hng Hỡnh - Sơ đồ phanh điện cần ®Èy2-7 thuûCơ lùccấu phanh hãm 2.4 2.4.1 Các loại máy nâng đơn giản: (kích, tời, palăng, cần trục nhỏ) Kích: 1) Kích *) Sơ đồ cấu tạo 1-Thân kích 2- Thanh 3- Đầu quay Thân 4-1.Bn kích Thanh 5- 3.Tay Đầuquay quay Bàn đỡng bỏnh rng 6- Truyn 5 Tay quay Truyền động bánh l - Sơ đồ cấu tạo kích Hỡnh 2-8 Kớch Trường Đại học Giao thông vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng-Xếp dỡ, P.702-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Thùy Chi 9/30 *) Nguyên lý làm việc: - Khi quay tay quay theo chiều nâng thông qua hệ thống cặp bánh trung gian (6) làm (2) di chuyển lên xuống để nâng hạ vật - Vật giữ vị trí nhờ hệ thống phanh (cóc hãm) - Lực cần thiết tay người: P= Q.r l.i.η Trong đó: i - tỷ số truyền η - hiệu suất cấu 2) Kích trục vít *) Sơ đồ cấu tạo: (hình 2-9) *) Nguyên lý làm việc: - Tùy theo chiều nâng hay hạ vật, người ta điều chỉnh vị trí thích hợp khớp nối (3) - Khi lắc qua lắc lại tay quay (4) quanh trục thẳng đứng mômen truyền từ tay quay qua khớp nối (3) đến vít nâng (2) làm trục vít di chuyển lên xuống để nâng hạ hàng - Vật nâng giữ nguyên vị trí nhờ khả tự hãm ren - Lực cần thiết tay người + Khi nâng: Pn = + Khi hạ: Ph = Q.r tg(ρ+ α) l Q.r tg(ρ− α) l 6 Trong đó: ρ - góc ma sát tương đương α - góc ren vít (4÷6o) r - bán kính vịng chia 11 4 5 1-Thân kích Vít kÝch nâng 1.2-Th©n 2.3-VÝt n©ng Khớp nối Khíp nèi 4.4-Tay quay Tay quay Bu lông Bunâng lụng 6.5-Bàn 7.6-Đế máy Bn nõng 7- mỏy 77 - Sơ đồ cÊu t¹o2-9 kÝch vÝt Hình Kích trục vít Trường Đại học Giao thơng vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng-Xếp dỡ, P.702-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Thùy Chi 10/30 3) Kích thủy lực *) Sơ đồ cấu tạo: Q P F 10 D l q d - Piston 10 - Cần lắc 8- Xylanh bm; - chốt liên kết - Van9xảTõm lc; r FP 1- Piston kích; 2- Thân kích; 3- Van hút; 4- Piston bơm; 5- Chốt liên kết; - Piston 6- công Van tác x du; - Van áp lực - Van7hútVan tng ỏp; - Tâm lắc 10- Cần Hình 2-10 Kích thủy lực Sơ đồ cấu tạo Kích thuỷ lực *) Nguyờn lý làm việc: - Khi làm việc điều khiển cần (10) để di chuyển piston bơm (4), piston bơm di chuyển từ trái sang phải van tăng áp (7) đóng van hút (3) mở dầu hút vào xy lanh thuỷ lực, piston bơm (4) di chuyển ngược lại từ phải sang trái van hút (3) đóng van tăng áp (7) mở, dầu đẩy vào thân kích (2), áp lực dầu tăng dần đẩy vật nặng lên - Khi cần hạ vật mở van xả dầu (6), dầu xả thùng, áp lực dầu giảm dần vật nặng từ từ hạ xuống - Lực tác động lên tay quay để nâng vật: P F P.l = F.p.r η Mà F = Q π.d2 ; p= π.D2 4 l ⇒P= Q.r d l D2 η Trong đó: Q - trọng lượng nâng vật d, D - đường kính piston bơm piston kích r, l - cánh tay địn η O F P r - hiệu suất chung truyền động (η = 0,75 ÷ 0,8) Trường Đại học Giao thơng vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng-Xếp dỡ, P.702-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Thùy Chi 20/30 + Cột tháp (9) đặt mâm quay (15) đặt di chuyển bánh thép, dẫn động động riêng biệt, thay đổi tầm với thay góc nghiêng cần + Cụm tời (4) nối với puly đầu cần puly móc câu để nâng hạ hàng + Cụm tời (5) nối với cụm puly di động puly đỉnh tháp để nâng hạ cần - Cần trục tháp với tháp không quay thay đổi tầm với xe + Cần trục tháp cột tháp cố định có cần nằm ngang, thay đổi tầm với xe di chuyển cần (3) nhờ cụm tời (7) thông qua puly đầu cần, nâng hạ hàng nhờ vào nguồn động lực từ động cụm tời (4) thông qua puly đặt xe puly móc câu + Khi cần nâng cao chiều cao cột tháp, sử dụng đốt tháp (10) ly đầu cần n u cột tháp bin âm xoay m tời di chuyển xe m tời nâng hạ hàng i trọng oạn cột dâng tháp ột tháp hân đế cần trục ụm puly mãc c©u 10 13 11 12 1- Xe 2- Puly đầu cần 3- Cần 4- Đầu cột tháp 5- Cabin 6- Mân quay 7- Cụm tời di chuyển xe 8- Cụm tời nâng hạ hàng 9- Đối trọng 10- Đoạn cột dâng tháp 11- Cột tháp 12- Chân đỡ 13- Cụm puly móc câu - S¬ đồ cấu tạo cần trục tháp cột tháp không quay Hình 2.18 Cần trục tháp với tháp khơng quay thay đổi tầm với xe Trường Đại học Giao thơng vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng-Xếp dỡ, P.702-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Thùy Chi 21/30 2.5.7 Cầu trục (Cầu lăn) a Công dụng: - Cầu trục loại máy trục có kết cấu thép dạng cầu đặt cụm bánh xe di chuyển đường ray chuyên dùng, đường ray đặt trực tiếp vai cột nhà xưởng - Cầu trục thường dùng kiểu dẫn động điện mạng điện công nghiệp - Cầu trục để xếp dỡ hàng nâng chuyển vật liệu nha kho, đồ mang móc câu, nam châm điện hay gầu ngoạm b Sơ đồ cấu tạo: 32 55 1 7 3 88 - Sơ đồ 2.19 cấu tạo cầucu trục Hỡnh S to cu trc Ray Xe 1- Ray; 2-2 Cơ cấudi di chuyn; 6.3-Palăng Tng ; 4- Dm chớnh; Cơ cấu chuyển Tuờng đỡ 7.Động 5- Xe con; 6Palng; cCụm in; Cm Dầm 7- ng puly8móc câu puly móc câu *) Nguyên lý làm việc: - Khi làm việc điều khiển hộp cabin, cấu di chuyển (3) giúp cầu trục di chuyển ray, động xe cung cấp nguồn động lực để xe di chuyển dầm chính, động (7) palăng dẫn động tang cáp để nâng hạ hàng - Thông số kỹ thuật Q = ÷ 12 [T] L = 10 ÷ 35 [m] Vn = ÷ 20 [m/ph] Vxc = 10 ÷ 50 [m/ph] Vdc = 40 ÷ 150 [m/ph] 2.5.8 Cổng trục - Cổng trục (cần trục long môn, chữ U, chân đế) có kết cấu thép tầng giống cầu trục, khác cầu trục chỗ trang bị thêm chân đỡ để tạo chiều cao nâng H, chân đỡ đặt cụm bánh xe di chuyển ray chuyên dụng - Tải trọng: Q = 1÷500 [tấn] Đặc biệt Q = 1000 [tấn] - Dùng mạng điện công nghiệp dẫn động riêng - Cổng trục sử dụng rộng rãi công trường xây dựng để phục vụ xếp dỡ hàng hóa, phục vụ sản xuất cấu kiện xây dựng, lao lắp dầm cầu, lắp ráp máy móc thiết bị, bốc xếp hàng hóa nhà ga, bến cảng Trường Đại học Giao thông vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng-Xếp dỡ, P.702-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Thùy Chi 22/30 *) Sơ đồ cấu tạo: 4 7 8 3 - S¬ ®å cÊu t¹o cỉng trơc 2 1 Ray Cơ cấu di chuyển Chân cổng trục Dầm Xe Palăng 7.Động Cơm puly mãc c©u Hình 2.20 Sơ đồ cấu tạo cổng trục 1- Ray; 2- Cơ cấu di chuyển; 3- Chân cổng trục; 4- Dầm chính; 5- Xe con; 6- Palăng; 7- Động điện; 8- Cụm puly móc câu *) Nguyên lý làm việc: Người lái chuyên nghiệp vận hành cổng trục hộp điều khiển ngồi cabin thực thao tác nâng hạ hàng, di chuyển xe con, di chuyển cổng trục Xe (5) đặt dầm thơng qua pa lăng (6) nâng-hạ vật Trường Đại học Giao thông vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ mơn Máy xây dựng-Xếp dỡ, P.702-A6 Bài giảng Máy xây dựng - ThS Nguyễn Thùy Chi 23/30 MÁY VẬN CHUYỂN 3.5 Máy vận chuyển liên tục 3.5.5 Công dụng phân loại 1- Công dụng: Máy vận chuyển liên tục dùng để vận chuyển vật liệu thành dòng liên tục với suất quỹ đạo định Các trình nạp liệu dỡ liệu thực liên tục trình làm việc, suất máy cao Máy thường sử dụng xí nghiệp, hầm mỏ, cơng trường, để vận chuyển loại hàng rời, hàng cục nhỏ (như xi măng, than, đá, cát, sỏi vv.), vận chuyển vật liệu dính ẩm (như vơi vữa, hỗn hợp bê tơng, vv.) vật liệu khối với kích thước nhỏ (như gạch, ngói, đá hộc) loại hàng kiện nhỏ, hàng bao bì đóng gói cự ly khơng xa từ nơi khai thác đến nơi tập kết vận chuyển đổ vào phương tiện khác 2- Phân loại: Theo cấu tạo nguyên lý làm việc máy vận chuyển liên tục phân chia thành loại: + Nhóm băng tải: thường dùng truyền động khí kết hợp điện, chúng dùng để vận chuyển loại vật liệu rời, tơi xốp, cục nhỏ hàng kiện, bao gói vv, điển băng tải đai, băng gầu, băng xoắn, băng gạt, băng lăn, băng tải rung + Nhóm máy vận chuyển khí nén: thiết bị dùng để vận chuyển loại hạt mịn, dạng bột xi măng, thạch cao, cát ngũ cốc vv Vật liệu di chuyển đường ống kín nhờ chênh lệch áp suất buồng khơng khí đường ống dẫn 3.5.6 Nhóm băng tải 1- Băng tải cao su *) Công dụng: dùng để vận chuyển loại vật liệu dạng cục nhỏ, hàng kiện, bao gói vv dịng liên tục theo phương ngang phương nghiêng với góc nghiêng không lớn (