- Trong các máy làm đất (MLĐ) thƣờng sử dụng dạng truyền động kết hợp diesel- điện, mà chủ yếu là d.

- Trong các máy làm đất (MLĐ) thƣờng sử dụng dạng truyền động kết hợp diesel- điện, mà chủ yếu là dùng động cơ điện xoay chiều để điều khiển quá trình nâng hạ bộ công tác gầu xúc hoặc [r]

PHẦN I

Chƣơng1: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG

1.1 KHÁI NIỆM VỀ MÁY CÔNG TRÌNH

Máy cơng trình danh từ chung để máy thiết bị phục vụ công tác xây dựng bản, công nghiệp, giao thông, cầu cảng, sân bay v.v giới hoá xây dựng (trang bị ứng dụng máy móc, thiết bị qúa trình xây dựng) đóng vai trị nâng cao chất lƣợng cơng trình, đẩy nhanh tiến độ thi cơng, nâng cao suất, đem lại hiệu kinh tế cải thiện điều kiện làm việc ngƣời lao động

Các năm trƣớc: máy móc chủ yếu hàng viện trợ khơng hồn lại, "cho dùng nấy" ta khơng có quyền lực chọn, dẫn đến tình trạng chủng loại máy nhiều nhƣng số lƣợng máy loại khơng nhiều, mặt khác tính máy không hợp với đối tƣợng thi công, thiếu đồng bộ…

Trong năm gần đây: môi trƣờng đầu tƣ phát triển mạnh, công ty nhà đầu tƣ quan tâm đến vấn đề trang bị máy cho phù hợp với tình hình cơng ty đối tƣợng thi công Tuy nhiên, việc trang bị máy cịn nhiều bất cập chƣa hồn tồn phù hợp với điều kiện môi trƣờng xây dựng nƣớc ta

1.2 CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU CỦA MÁY CƠNG TRÌNH 1.2.1 Cơng dụng

Phục vụ cho công tác xây dựng bản, xây dựng công nghiệp, giao thông cầu cảng, sân bay v.v Chủng loại máy cơng trình có nhiều đa dạng Mỗi chủng loại máy có cơng dụng riêng công việc công tác xây dựng

1.2.2 Phân loại

Theo tính chất cơng việc cơng dụng máy cơng trình đƣợc phân loại nhƣ sau:

- Các máy vận chuyển theo phƣơng đứng hay lên cao nhƣ: kích, tời, pa lăng, thang tải, cần trục, cổng trục v.v

- Máy xếp dỡ: thƣờng vận chuyển cự ly ngắn, chủ yếu làm công việc xếp dỡ bến cảng, nhà ga, kho chứa nhƣ: xe nâng hàng, xe xúc lật v.v

- Máy vận chuyển liên tục: hƣớng vận chuyển ngang, nghiêng hay thẳng đứng, vật liệu đƣợc vận chuyển thành dòng liên tục nhƣ loại băng tải, vít tải, gầu tải v.v

- Máy làm đất: gồm máy phục vụ cho công việc thi công khai thác đất, đá, than, quặng

- Máy gia công đá: phục vụ cho việc nghiền, sàng phân loại rửa sỏi đá, quặng

- Máy làm công tác bê tông: phục vụ việc trộn, vận chuyển đầm bê tông

- Máy gia công sắt thép: phục vụ cho việc cắt, uốn, kéo, hàn cốt thép

- Các máy thiết bị chuyên dùng cho công tác thi công đƣờng bộ, đƣờng sắt công trình cầu: nhƣ máy đặt ray, máy rải thảm, máy thi công tháo lắp cầu v.v

- Máy thiết bị chuyên dùng cho ngành: nhƣ máy hồn thiện, cắt mối bê tơng, máy sản xuất gạch, ngói, xi măng

Ngồi cách phân loại trên, người ta cịn phân loại máy cơng trình theo:

- Theo dạng nguồn động lực: Máy dẫn động động đốt trong, động điện, động thuỷ lực

- Theo hình thức di chuyển: ta có máy di chuyển bánh lốp, bánh xích, chạy đƣờng sắt đặt sà lan, phao

- Theo hình thức điều khiển: có máy cơng trình điều khiển khí, thuỷ lực, khí nén, điện từ

1.2.3 u cầu chung máy cơng trình

Các máy cơng trình cần phải đáp ứng số yêu cầu sau:

- Về lƣợng: động cần có cơng suất hợp lý, tuổi thọ cao

- Về kết cấu cơng nghệ: Máy phải có kích thƣớc nhỏ, gọn, dễ di chuyển thi công địa hình, có cơng nghệ chế tạo tiên tiến

- Về khai thác: Đảm bảo đƣợc suất chất lƣợng điều kiện định, có khả làm việc máy khác; việc bảo dƣỡng, sửa chữa không phức tạp

- Phải có tính động cao, lực thơng qua lớn, dễ điều khiển, tháo lắp vận chuyển; sử dụng an tồn, dễ tự động hố q trình điều khiển

- Không gây ô nhiễm môi trƣờng vùng dân cƣ lân cận

- Về kinh tế có giá thành đơn vị sản phẩm thấp, suất cao, chất lƣợng tốt

1.3 CÁC THÀNH PHẦN CỦA MÁY CƠNG TRÌNH Mỗi máy cơng trình gồm có thành phần sau: - Thiết bị động lực

- Hệ thống truyền động

- Cơ cấu công tác

- Hệ thống di chuyển

- Hệ thống điều khiển

- Cơ cấu quay

- Khung vỏ máy

- Các thiết bị phụ: thiết bị an tồn, chiếu sáng, tín hiệu…

Tuỳ theo yêu cầu chức cơng tác mà máy có đầy đủ phận nói cần có vài phận, phận máy thƣờng đƣợc thể "sơ đồ cấu tạo" nhằm giới thiệu kết cấu "sơ đồ động học" thể mối liên hệ phần tử hệ dẫn động máy

1.3.1 Thiết bị động lực 1.3.1.1 Công dụng

Thiết bị động lực động lắp máy cơng trình Đây phận tạo lƣợng để giúp máy hoạt động thông qua việc biến đổi nguồn lƣợng nhƣ điện, hóa học, thủy lực… thành chuyển động máy cơng trình

1.3.1.2 Phân loại Động đốt trong:

Phổ biến động diesel có cơng suất < 500 kW, cịn động xăng dùng thƣờng dùng máy có cơng suất nhỏ Ƣu điểm động đốt là: hiệu suất tƣơng đối cao (= 0,18 ÷0,3, động xăng, = 0,27 ÷0,42 động diesel) động Tuy nhiên, ĐCĐT có cấu tạo phức tạp, khả chịu tải thấp sử dụng nhiên liệu đắt tiền

Động điện:

Đƣợc sử dụng rộng rải máy cố định di chuyển phạm vi nhỏ, hoạt động theo quỹ đạo định, nhƣ: trạm nghiền sàng, máy trộn bê tông, máy nâng vận chuyển máy điện có hiệu suất tƣơng đối cao (70÷90)%, mặt khác có kết cấu gọn nhẹ, khả chịu tải lớn, dễ tự động hoá điều khiển, rẻ sạch, không gây ô nhiễm môi trƣờng

Động điện có loại sau:

Động điện chiều: có phạm vi thay đổi tốc độ lớn, mô men khởi động cao nên thƣờng trang bị máy đào, cần trục, xe điện…

Động điện xoay chiều: loại đƣợc chia thành nhiều loại: nhƣ pha, ba pha, loại lại có đồng khơng đồng bộ,…

Động khơng đồng bộ: có cấu tạo đơn giản, rẻ tiền nhƣng khó thay đổi tốc độ

Động đồng bộ: có cấu tạo phức tạp, đắt tiền nhƣng có tính khởi động ổn định tốc độ tốt,nên đƣợc dùng máy yêu cầu độ ổn định tốc độ cao

Động thuỷ lực:

Loại có cấu tạo tinh xảo, gọn nhẹ, làm việc chắn, bền, đƣờng đặc tính ngồi tƣơng đối mềm, nhƣng giá thành cao, yêu cầu vật liệu chế tạo gia công cao

Hiện thiết bị thuỷ lực phát triển mạnh đƣợc trang bị ngày nhiều máy cơng trình

Động chạy khơng khí nén Loại thƣờng dùng máy cố định hay máy công cụ nhƣ: búa máy đóng cọc, máy khoan, phun vữa… với áp suất làm việc thƣờng khoảng (6÷10) atm

Nhƣợc điểm loại thƣờng có kích thƣớc lớn, hiệu suất thấp bị rị rỉ khí nén Động kết hợp:

Thƣờng diesel- điện, diesel- khí nén diesel- thuỷ lực Nhƣng nguồn động lực ban đầu thƣờng diesel Loại ngày đƣợc sử dụng phổ biến

1.3.1.3 Điều kiện làm việc thiết bị động lực máy công trình

Điều kiện làm việc thiết bị động lực máy cơng trình đặc biệt, khác hẳn với ô tô tàu thủy Qua chu kỳ làm việc máy động lực phải chịu tải trọng tối đa, thông thƣờng gấp 23 lần tải trọng bình thƣờng Bản thân tồn máy thƣờng bị lắc mạnh, bị giật liên tục, nói cách khác, ngoại lực tác động đến máy mà thiết bị động lực phải chịu thay đổi

1.3.1.4 Các đường đặc tính ngồi thiết bị động lực

a) b)

Hình 1.1 Đặc tính ngồi số động

a Đƣờng đặc tính ngồi loại động điện

1,4- Động điện chiều có hệ thống máy phát;

2- Động điện chiều có biến trở

3 Động điện xoay chiều rơ to lồng sóc;

b Đƣờng đặc tính ngồi động đốt

5- Động xăng; 6- Động diesel; 7- Động diesel có biến tốc thuỷ lực

Đặc tính mềm khả "tự điều chỉnh" cao, tức song song với việc tăng mômen (tăng ngoại lực) tốc độ giảm dần dặn, bảo đảm cho máy khỏi bị hƣ hại

Khả "tự điều chỉnh" động có đặc tính mềm quan trọng cho việc điều khiển máy Thí dụ gặp ngoại lực lớn, máy giảm tốc độ từ từ làm ngƣời điều khiển cảm nhận đƣợc mà xử lý (nghe tiếng nổ thƣa, công tác máy hoạt động chậm lại vv ) Trong trƣờng hợp này, động lực có đặc tính cứng nhiều máy chết hẳn ngƣời điều khiển phát xử lý nhiều không kịp

- Đặc tính động điện chiều kích thích nối tiếp, mềm, nhƣng có nhƣợc điểm tải trọng nhỏ 50% tải trọng bình thƣờng, tốc độ lớn, dễ gây nguy hiểm

- Đặc tính động điện chiều có biến trở, loại có mơmen tối đa q cao, chế độ làm việc không ổn định gây rung mạnh

- Đặc tính động xoay chiều lồng sóc, cứng, có mơmen tăng giảm nhanh mà tốc độ hầu nhƣ không đổi, dễ nguy hiểm; khả tự điều chỉnh ít, thích hợp với máy có chế độ làm việc ổn định, nhẹ (ngoại lực thay đổi ít)

- Đặc tính Động điện chiều kích thích song song, cứng so với đặc tính

- Đặc tính động xăng có phạm vi sử dụng mơmen tối đa hẹp; tính cứng; thích hợp với chế độ làm việc ổn định

- Đặc tính động diesel mềm so với đặc tính 5, thoả mãn với máy làm đất cỡ vừa nhỏ

- Đặc tính động diesel có biến tốc thuỷ lực, mềm, thích hợp với chế độ làm việc ổn định nặng; nhƣng có khuyết điểm cơng suất bị giảm phần (l5-20%) có trƣợt biến tốc thuỷ lực

1.3.1.5 Bố trí động máy cơng trình

Dạng dùng chung: bố trí động thông qua hệ thống truyền lực để truyền chuyển động đến cấu khác (máy đào gầu thuận truyền động cáp, máy đào gầu ngoạm…)

Dạng độc lập: bố trí nhiều động loại máy (thƣờng động điện), cấu đƣợc dẫn động động riêng biệt (các loại máy trục…)

Dạng hỗn hợp (nhiều loại động máy): loại thƣờng bố trí theo phƣơng án sau:

- Động chính: thƣờng động đốt nguồn động lực cho máy Nó dẫn động máy bơm máy phát điện

1.3.1.6 Lựa chọn động cho máy cơng trình

Do điều kiện làm việc động trang bị MCT đặc biệt: động chịu tải trọng lớn thay đổi liên tục Do vậy, lựa chọn động ta phải vào mối quan hệ mô men tốc độ động cơ, thơng qua:

- Đƣờng đặc tính mềm: tức giới hạn sử dụng mô men lớn, ứng với thay đổi tốc độ lớn mơmen thay đổi chậm Đƣờng đặc tính mềm khả tự điều chỉnh cao, tức là: song song với việc tăng mơmen tốc độ giảm đặn bảo đảm máy không bị hƣ hỏng

- Đƣờng đặc tính cứng: phạm vi điều chỉnh hẹp Tuy nhiên, có lúc phải sử dụng động có đƣờng đặc tính cứng

Hệ số vƣợt tải: Đối với động điện: 2÷3,0

Hệ số thay đổi tốc độ:

- Đối với động đốt thì:

- Đối với động điện: 1,3

1.3.2 Hệ thống truyền động đến cấu cơng tác

1.3.2.1 Vai trị ý nghĩa hệ thống truyền động

Ở ta cần phân biệt rõ hệ thống truyền động đƣợc nói đến hệ thống truyền động dùng để điều khiển cấu công tác máy cơng trình Cịn hệ thống truyền động dùng để di chuyển máy ta khơng xét đến giống với hệ thống di chuyển ô tô đƣợc học

Truyền động khâu trung gian dùng để truyền công suất mômen từ động tới phận cơng tác máy Nó cho phép biển đổi lực, tốc độ mômen, biến đổi dạng quy luật chuyển động Hệ thống truyền động đặc điểm:

- Tốc độ cần thiết phận công tác nói chung khác với tốc độ hợp lý động tiêu chuẩn (thƣờng thấp tốc độ động cơ, chế tạo động có tốc độ thấp, mơmen xoắn lớn kích thƣớc lớn giá đắt)

- Cần truyền chuyển động từ động đến nhiều cấu làm việc với tốc độ khác

- Động thực chuyển động quay nhƣng phận công tác cần chuyển động tịnh tiến chuyển động với tốc độ thay đổi theo quy luật

1.3.2.2 Các dạng truyền động

a Truyền động khí (cơ học)

a1 Phân loại

Truyền động khí đƣợc phân loại nhƣ sau: theo hình thức cấu tạo, chia thành: truyền động trục, truyền động dây cáp, truyền động ăn khớp truyền động ma sát Trong đó:

- Truyền động ăn khớp chia loại truyền động sau: truyền động xích, vít đai ốc, bánh răng, bánh răng- răng, bánh vít- trục vít

- Truyền động ma sát chia loại truyền động sau: truyền động bánh ma sát đĩa ma sát, truyền động đai

a2 Ưu, nhược điểm

- Ƣu điểm:

+ Cấu tạo đơn giản; + Chế tạo dễ dàng;

+ Có độ bền, khả chịu tải lớn;

+ Giá thành rẻ, dễ bảo dƣỡng sửa chữa Riêng cấu truyền động ma sát cịn có khả chống q tải (nhờ tƣợng trƣợt)

- Nhƣợc điểm:

+ Kích thƣớc truyền lớn, trọng lƣợng nặng; + Làm việc gây tiếng ồn lớn;

+ Khi truyền công suất xa, lƣợng tổn hao công suất ma sát quán tính thƣờng lớn;

+ Trong truyền lớn truyền bánh răng, tốc độ mô men xoắn đƣợc biến đổi theo cấp;

+ Khi cần thiết phải điều chỉnh tốc độ phạm vi rộng, truyền học thƣờng có kết cấu phức tạp

a3 Phạm vi sử dụng truyền động học

Ở ta xét đến phạm vi sử dụng truyền động học máy cơng trình

- Truyền động ăn khớp: đƣợc ứng dụng cấu cần trục tơ; (trong cấu di chuyển cấu trích cơng suất cho phận công tác máy)

- Truyền động cáp (mà điển hình tời máy) đƣợc ứng đụng rộng rãi máy làm đất, máy nâng thông dụng

- Truyền động xích đƣợc ứng dụng nhiều kết cấu loại máy công

trình, có lồi xích đƣợc dùng để truyền chuyển động trục với hệ thống truyền động chung máy Nhiều trƣờng hợp truyền động xích đƣợc dùng với vai trị cơng tác máy v.v Ví dụ: Bộ di chuyển bánh xích, băng gầu, hay xích tải v.v

1- Bánh lệch tâm (tay quay);

2- Các truyền;

3- Má nghiền di động (má lắc);

4- Má nghiền cô định

- Cơ cấu truyền động tay quay- truyền cỡ lớn đƣợc ứng dụng máy nghiền đá kiểu má (hình 1.3)

b Truyền động thuỷ lực

b1 Phân loại

Trong năm gần truyền động thủy lực đƣợc ứng dụng rộng rãi loại máy cơng trình Truyền động thủy lực có hai kiểu: truyền động thủy lực thủy tĩnh (hay thuỷ lực thể tích) truyền động thủy lực thủy động

- Truyền động thuỷ tĩnh: loại truyền động sử dụng dầu cơng tác có áp suất cao chuyển động với vận tốc nhỏ để dẫn động cấu

Cấu tạo mạch thuỷ lực kiểu truyền động thuỷ tĩnh có sơ đồ tổng quát nhƣ hình (1.4), bao gồm mạch thuỷ lực hoạt động theo nguyên tắc động có chuyển động tịnh tiến (tức xilanh thuỷ lực), mạch thuỷ lực hoạt động theo nguyên tắc động có chuyển động quay (dùng động thuỷ lực):

Hình (1.5) thể sơ đồ nguyên tắc làm việc hai dạng truyền động thuỷ tnh núi trờn

Động (hoặc) xilanh thuỷ lực

Hệ thống van phân phối

Máy Bơm thuỷ lực

Thùng chứa dầu công tác

Hỡnh 1.4 Sơ đồ tổng quát mô tả cấu trúc mạch thuỷ lực

a)

b)

Hình 1.5: Sơ đồ nguyên tắc làm việc hệ thống truyền động thủy tĩnh

quay;

1- Bơm thủy lực; 2- Đƣờng dầu cao áp;

3- Cơ cấu thực hiện; 4,5- Van điều chỉnh van bảo hiểm; 6- Đƣờng dầu thấp áp

tịnh tiến;

7- Bơm thủy lực; 8- Van bảo hiểm; 9- Cơ cấu điều khiển; 10- Đƣờng ống dẫn dầu; 11,12- Xilanh thủy lực; 13- Thùng chứa dầu

Theo sơ đồ, bơm thuỷ lực (1.5) lấy công suất từ động ban đầu sản xuất dầu cao áp Nhờ đƣờng ống dẫn tuỳ theo điều khiển mà dầu cao áp đƣợc dẫn tới xilanh công tác động thuỷ lực cấu chấp hành

Cấu trúc mạch thuỷ lực hệ thống TĐTT đƣợc cấu tạo theo sơ đồ mạch hở theo sơ đồ mạch kín nhƣ thể hình hình 1.6a,b

Trong sơ đồ mạch hở, chất lỏng từ xilanh công tác (hoặc từ động thuỷ lực) làm việc xong lại đƣợc chuyển thùng chứa mà không quay bơm

a b.

Hình 1.6: Sơ đồ cấu trúc mạch thuỷ lực a Sơ đồ cấu trúc mạch hở

1- Máy lai; 2- Bơm thuỷ lực; 3- Đồng hồ áp lực; 4,6- Đường ống dẫn

dầu;

5- Van phân phối; 7- Xilanh thủy lực; 8- Động thủy lực; 9- Bộ truyền động

xích;

10- Thùng dầu; 11- Van an tồn

b Sơ đồ cấu trúc mạch kín 1- Máy lai; 2- Bơm chính; 3- Đường ống dẫn dầu; 4- Van

chiều;

5- Động thuỷ lực; 6- Bơm phụ; 7- Van an tồn; 8- Bộ truyền động xích

Trong sơ đồ mạch kín, chất lỏng từ động thuỷ lực sau làm việc xong không trở thùng chứa mà đƣợc chuyển ống hút bơm Thƣờng hệ mạch kín ngƣời ta dùng thêm bơm phụ có cơng suất nhỏ (hoặc thùng chứa phụ), để bổ sung chất lỏng cho hệ thống làm tăng áp suất làm việc lên cao

Truyền động thuỷ tĩnh đƣợc sử dụng rộng rãi máy cơng trình khác Ví dụ: máy đào gầu vạn năng, chúng dùng để thay đổi vị trí cần, tay gầu gầu Trong máy đào- vận chuyển đất số loại máy xây dựng khác, đƣợc dùng để nâng hạ công tác

- Truyền động thuỷ động:

Năng lƣợng đƣợc truyền chủ yếu nhờ động dầu, cịn áp suất khơng cần lớn So với truyền động thuỷ tĩnh, truyền động thuỷ động có đƣờng đặc tính ngồi mềm hơn, nghĩa tốc độ quay trục đầu phụ thuộc vào ngoại lực

Ưu điểm:

- Bảo vệ an toàn cho máy gặp tải

- Hệ thống máy linh hoạt, đơn giản kết cấu, trọng lƣợng thân tƣơng đối nhỏ Nhược điểm:

- Hiệu suất thấp có trƣợt

- Giá thành đắt

- Cần có thiết bị làm mát bổ sung chất lỏng

Truyền động thuỷ động có hai loại: khớp nối thuỷ lực biến tốc thuỷ lực

- Khớp nối thủy lực: Khớp nối đƣợc dùng để truyền chuyển động quay từ trục dẫn

sang trục bị dẫn nhờ động dòng chất lỏng Cấu tạo khớp nối gồm có đĩa bơm đĩa tuốc bin có vỏ bọc kín, bên đổ dầu: Đĩa bơm đƣợc gắn trục chủ động, có liên hệ học với động cơ; đĩa tuốc bin gắn vào trục bị động truyền tới cấu công tác, chúng có khe hở Khi đĩa bơm quay hất dầu sang đĩa tuốc bin làm tuốc bin quay theo Khi quay, tốc độ chúng không đồng nhau, đƣợc xác định qua độ trƣợt S:

b

t b

n n n S 

trong đó: nb nt số vịng quay đĩa bơm đĩa tuốc bin (v/ph),

1- Trục chủ động, 2- Trục bị động, 3- Đĩa bơm;

4- Đĩa tốc bin; 5- Vành trong, 6- Vành ngồi

+Ƣu điểm: đóng mở êm, gặp cố (ví dụ máy đào đất vƣớng đá ngầm rễ ) máy tự động đứng lại, động làm việc mà không hỏng

+Nhƣợc điểm: mômen quay động nhậy cảm ứng với trƣờng hợp ngoại lực thay đổi

- Biến tốc thuỷ lực: khác ly hợp thuỷ lực chỗ dầu đƣa vào đĩa bơm qua hệ định hƣớng

Nhờ mà làm tăng tốc độ dầu hất từ đĩa bơm sang đĩa tuốc bin, làm thay đổi hƣớng vận hành dầu, làm thay đổi mơmen đĩa tuốc bin

Hình 1.8 Biến tốc thuỷ lực a- Sơ đồ cấu tạo biến tốc thủy lực; b- Đƣờng đặc tuyến

1- Trục chủ động; 2- Cơ cấu dẫn hƣớng;

3- Đĩa tuốc bin; 4- Đĩa bơm; 5- Trục bị động

b2 Ưu nhược điểm hệ thống truyền động thuỷ lực

Ƣu điểm:

- Dễ thực việc điều chỉnh vô cấp tự động điều chỉnh vận tốc chuyển động công tác máy làm việc

- Truyền đƣợc công suất lớn xa

- Cho phép đảo chiều chuyển động phận làm việc máy cách dể dàng

- Có thể bảo đảm cho máy làm việc ổn định, không phụ thuộc vào tải trọng

- Kết cấu gọn nhẹ, có qn tính nhỏ trọng lƣợng đơn vị công suất truyền động nhỏ

- Truyền chuyển động êm, hầu nhƣ tiếng ồn

- Có thể đề phịng cố máy tải

- Độ tin cậy độ bền cao

- Điều khiển nhẹ nhàng, dễ tạo dáng đẹp cho máy ccơng trình, dễ định hình nhóm chi tiết

Nhƣợc điểm:

- Khó làm kín khít phận cơng tác chất lỏng có khả bị rị rỉ, làm khơng khí lọt vào, đẫn đến hiệu suất làm việc bị giảm, phải cần thƣờng xuyên chăm sóc

- Áp suất làm việc cao, đòi hỏi truyền phải đƣợc chế tạo từ vật liệu đặc biệt với độ xác cao

- Giá thành đắt

b3 Phạm vi sử dụng

Do ƣu điểm nên hệ thống truyền động thủy lực đƣợc dùng hầu hết máy cơng trình máy cơng trình cỡ lớn

- Hệ thống truyền động thủy lực thủy tĩnh (hay thủy lực thể tích) đƣợc dùng cho cấu sau:

+ Trên máy đào gầu vạn năng, máy ủi, máy san… hệ thống thủy lực thủy tĩnh đƣợc dùng nhiều Nó dùng để điều khiển cấu công tác cấu di chuyển (ở số xe)

+ Trên máy làm đƣờng nhƣ máy rải bêtơng nhựa đƣợc dùng cho cấu ép bê tông nhựa

+ Trên máy đầm lèn đƣợc dùng để điều khiển cấu lái cấu công tác…

+ Trên máy nâng tải trọng lớn đƣợc dùng cho cấu nâng cần cần trục …

- Hệ thống truyền động thủy động dùng cho cấu cần truyền mô men lớn cho cấu làm việc cần trục điển hình cấu đƣợc giới thiệu nhƣ: Biến tốc thủy lực khớp nối thủy lực…

c Truyền động điện

c1 Phân loại

Do đặc thù trình làm việc, đa số máy cơng trình đƣợc trang bị hệ thống truyền động điện phối hợp Hệ thống truyền động điện phối hợp đƣợc phân theo dấu hiệu sau đây:

- Theo dòng điện:

+ Truyền động điện dòng xoay chiều với tần số công nghiệp tần số cao; + Truyền động điện dòng chiều;

+ Truyền động điện dòng xoay chiều- chiều - Theo số lƣợng động điện dẫn động:

+ Truyền động điện động đơn (một động dẫn động cấu máy) + Truyền động điện động theo nhóm (một động điện dẫn động cho nhiều cấu máy)

+ Truyền động điện nhiều động (nhiều động đền dẫn động cho cấu máy) - Theo cấu tạo động điện:

+ Truyền động điện dòng chiều gồm: TĐĐ với động điện chiều kích thích song song; TĐĐ với động điện chiều kích thích hỗn hợp nối tiếp;

+ Truyền động điện dòng xoay chiều gồm: TĐĐ xoay chiều pha; TĐĐ xoay chiều pha; TĐĐ với động điện đồng bộ; TĐĐ với động điện không đồng bộ: rô to lồng sóc, rơ to dây quấn

c2 Ưu nhược điểm truyền động điện

Ƣu điểm:

- Truyền động đƣợc xa xa nhƣng kích thƣớc nhỏ gọn, trọng lƣợng nhẹ

- Có khả tự động hố cao, truyền động nhanh, xác

- Đảm bảo vệ sinh môi trƣờng

- Hoạt động tƣơng đối êm, không gây tiếng ồn lớn

- Chăm sóc kỹ thuật dễ dàng Nhƣợc điểm:

- Đòi hỏi chặt chẽ biện pháp thiết bị bảo vệ an toàn cho ngƣời thiết bị

- Yêu cầu trình độ sử dụng cao

- Trong hầu hết máy cơng trình, truyền động điện phải phối hợp với hệ thống truyền động khác, làm việc độc lập Mặt khác công suất truyền thƣờng không 100kW Với công suất lớn hơn, động điện thƣờng giá thành cao

c3 Phạm vi sử dụng truyền động điện

Trong máy cơng trình, đặc thù q trình làm việc nên chúng thƣờng trang bị hệ thống truyền động điện dạng phối hợp

Ví dụ:

- Trong máy làm đất (MLĐ) thƣờng sử dụng dạng truyền động kết hợp diesel- điện, mà chủ yếu dùng động điện xoay chiều để điều khiển q trình nâng hạ cơng tác gầu xúc điều khiển cấu quay

- Trong máy nâng- vận chuyển, truyền động điện đƣợc dùng để dẫn động cấu nâng hạ hàng di chuyển hàng với khống chế tải nâng, chiều cao nâng

- Trong máy vận chuyển liên tục nhƣ băng chuyền, băng xoắn ốc thƣờng sử dụng loại động điện không đồng rôto lồng sóc rơto dây cuốn; động làm việc theo chế độ dài hạn không điều chỉnh tốc độ quay, có mơmen mở máy lớn

d Truyền động khí nén

d1 Ưu, nhược điểm

- Ưu điểm: Có khả truyền lực với khoảng cách tƣơng đối xa, truyền sẽ; tốc

độ truyền nhanh; sơ đồ cấu trúc mạch đơn giản; việc chăm sóc, bảo dƣỡng kỹ thuật đơn giản

- Nhược điểm: Áp lực truyền nhỏ; khó phát rị rỉ hơi; phải có biện pháp bảo đảm an

tồn đặc biệt đề phịng nổ; cơng nghệ chế tạo phải xác đắt tiền

d2 Phạm vi sử dụng

Trong máy cơng trình truyền động khí nén đƣợc sử dụng hệ thống phanh hơi; cấu đóng mở ly hợp; dùng nhiều máy công cụ cầm tay, cấu nghiêng đổ bêtông…

d3 Cấu tạo chung hệ thống truyền động khí nén:

- Bộ sản xuất khí nén gọi máy ép khí

- Bộ phận sử dụng khí nén gồm động khí nén xilanh khí nén

- Các loại van khí: van an toàn, van phân phối, van chiều,

- Bình khí nén

- Các phận khác nhƣ: lọc khí, ống dầu, đồng hồ đo áp lực, van chờ, tách nƣớc 1.3.3 Hệ thống điều khiển

Ở ta phân biệt hai hệ thống điều khiển: hệ thống điều khiển máy hệ thống điều khiển cấu công tác Trong giáo trình ta xét đến hệ thống điều khiển dùng để điều khiển cấu công tác máy cơng trình

1.3.3.1 Phân loại

+ Hệ thống điều khiển trực tiếp

+ Hệ thống điều khiển có khuếch đại (dùng cấu trợ lực)

- Theo phƣơng pháp điều khiển, chia thành:

+ Hệ thống điều khiển thông thƣờng

+ Hệ thống điều khiển tự động (hoặc bán tự động)

- Theo dạng truyền động, có loại: hệ thống điều khiển khí, thuỷ lực, điện, khí nén điều khiển phối hợp

1.3.3.2 Yêu cấu chung hệ thống điều khiển

Dù điều khiển dƣới hình thức nào, hệ thống điều khiển phải có yêu cầu sau:

- Nhẹ nhàng, hợp với sức khoẻ ngƣời bình thƣờng Lực điều khiển tay không 30  40N, hành trình khơng lớn 0,25m, góc quay khơng q 35o Lực điều khiển chân không 80N, hành trình khơng q 0,2m góc quay khơng vƣợt q 60o

- Cƣờng độ điều khiển phải bình thƣờng Số lần điều khiển máy cỡ nhỏ sau chu kỳ điều kiện làm việc bình thƣờng 12 lần, không 2500 lần

- Điều khiển cần êm, bảo đảm độ nhạy cần thiết, thời gian điều khiển vào khoảng 0,25  0,3s máy cỡ nhỏ, từ 0,3  0,4s với máy cỡ vừa, từ l  2s với cỡ máy lớn

- Các tiêu kinh tế phải bảo đảm, có đủ độ bền, dễ điều chỉnh, sửa chữa

- Làm việc phải an toàn Đảm bảo cho máy làm việc môi trƣờng nhiệt độ từ  50o, mơi trƣờng khí hậu ẩm, dƣới trời mƣa, có bụi bẩn

- Đơn giản, thuận tiện Số cần, bàn đạp cho đƣợc bố trí gần phía tay phải ngƣời lái Ghế ngồi phải êm, điều chỉnh đƣợc để phù hợp với khổ ngƣời lái dễ quan sát đƣợc trƣờng thi công

1.3.3.3 Các hệ thống điều khiển tiêu biểu

a Hệ thống điều khiển thông thường

Hệ thống điều khiển học

Hình 1.8 Ví dụ hệ thống điều khiển học máy xúc

1- Cần điều khiển ly hợp; 2- Cần điều khiển phanh; 3- Cần điều khiển tời cần; 4- Phanh hãm tời chính; 5- Tay ga; 6- Cần điều khiển cấu máy di chuyển; 7- Cần điều khiển ly hợp vấu máy di chuyển trục ngang; 8- Cần điều khiển di chuyển; 9- Cần điều khiển tời chính; 10- Cần điều khiển đổi chiều; 11- Cần điều khiển ly hợp bên trái tời chính; 12- Cần điều khiển cấu mở dáy gầu xúc; 13- Cần điều khiển ly hợp bên phải tời chính; 14- Bàn đạp phanh tời (trống tời bên trái); 15- Bàn đạp phanh tời (trống tời bên phải)

Đặc trƣng hệ thống điều khiển tỷ số truyền:

e S

ic  ; đó: S, e hành trình

của bàn đạp hành trình cấu cuối hệ

Hệ thống điều khiên thuỷ lực (ĐKTL)

Điều khiển thủy lực không máy bơm:

Hình 1.9 Sơ đồ điều khiển thủy lực không máy bơm

1- Bình dầu; 2,6- Đƣờng ống; 3- Bàn đạp; 4- Bánh cam; 5- Pittông; 7,8- Xi lanh pittông công tác; 9- Thanh điều chỉnh phanh; 10- Lò xo mở phanh; 11 Lò xo hồi vị bàn đạp; 12- Van bổ sung dầu

Điều khiển thuỷ lực có máy bơm:

Điều khiển thuỷ lực có máy bơm kiểu điều khiển có khuếch đại lực hành trình điều khiển hồn tồn áp suất lƣu lƣợng mơi chất cơng tác kích thƣớc hình học xilanh động thuỷ lực khống chế (Lực hành trình điều khiển nhỏ, nhƣng lực hành trình thực lớn) Loại điều khiển thƣờng đƣợc trang bị máy xây dựng cỡ lớn vừa cần có lực điều khiển lớn, nhanh (Kiểu điều khiển thuỷ lực có máy bơm, trang bị máy ủi, gồm có thiết bị đƣợc thể hình (1.10)

Hình 1.10 Sơ đồ hệ thống điều khiển thủy lực có máy bơm

1- Bơm phụ; 2- Hộp phân phối; 3- Xilanh công tác; 4- Van chiều; 5- Bầu lọc 6- Thùng chứa dầu; 7- Van an tồn; 8- Bơm (bơm tự động); 9- Ống dẫn tới phận phân phối

Hệ thống điều khiển khí nén:

Việc điều khiển khí nén thích hợp với máy cỡ nhỏ vừa Có ƣu điểm việc điều khiển nhẹ nhàng, êm dịu; độ nhạy cao Khuyết điểm hệ thống khó phát chỗ rị rỉ; cấu thực (nhƣ xi lanh, hộp phân phối ) thƣờng có kích thƣớc lớn, áp suất có hạn chế (từ 57 kg/cm2)

Điều khiển ép dạng điều khiển có khuếch đại mà mơi chất khơng khí đƣợc tạo từ máy ép khí

Hình 1.11 Hệ thống điều khiển ép vận chuyển BTXM

1- Buồng chứa hỗn hợp; 2- Phễu xả bêtông; 3- Ống dẫn; 4- Thùng chứa khí ép; 5- Máy ép khí;

6- Nắp phễu; 7- Xilanh ép; 8- Van phân phối; 9- Đồng hồ áp lực;

10- Vịi phun khí nén; 11- Của khí; 12- Tấm chắn

Nguyên tắc làm việc hệ thống: Khơng khí nén đƣợc sản xuất từ máy ép khí đƣợc đƣa vào bình chứa 4; nhờ van phân phối 8, ta điều khiển xi lanh đóng (mở) nắp để nhận hỗn hợp bê tông từ thùng trộn đƣa vào thùng chứa đồng thời van phân phối đƣa khơng khí nén phía phễu vào ống dẫn 10 để thổi hỗn hợp bêtông theo đƣờng ống dẫn tới phễu xả Tại khí nén đƣợc qua cửa 11, cịn hỗn hợp bêtông nặng rơi xuống Ƣu điểm thiết bị này: dùng vận chuyển hỗn hợp bêtơng xa tới 100  150m, suất 50  60m3/h tuỳ theo quy mô thiết bị; áp lực làm việc khí nén từ  7kg/cm2

b Hệ thống điều khiển tự động

đào thay đổi phạm vi rộng lớn Địa hình thi cơng đào đắp khơng nơi giống nới Mặt khác chất lƣợng cơng trình ngày đòi hỏi cao Điều kiện lao động thợ vận hành máy ngày đòi hởi phải cải thiện tốt

Tất điều kiện dẫn đến nhu cầu phải tự động hóa điều khiển máy, tùy theo khả nhiều

Tự động hố máy cơng trình có nhiệm vụ sau:

- Ổn định đƣợc thông số máy nhƣ cơng suất, lực kéo mô men bảo đảm cực trị loạt thơng số

- Có thể kiểm tra, theo dõi, huy hoạt động công tác máy theo quỹ đạo cho trƣớc

- Bảo hiểm mặt kỹ thuật an toàn lao động

- Xác định đƣợc số thông số máy nhƣ: độ trƣợt, sức cản, suất việc định lƣợng xác thành phần cấp phối phối liệu trạm trộn

Khoa học kỹ thuật giải thành cơng tất nhiệm vụ Tuy nhiên, xét phƣơng diện kinh tế mức độ cần thiết nên giới hạn vài mức độ (tự động hóa điều khiển) Sau số hệ thống điều khiển tự động điển hình

Tự động hóa điều khiển gầu xúc theo quỹ đạo cho trước

Trong trƣờng hợp phải đào xúc đất với khối lƣợng lớn, địa hình địa chất tầng đào ổn định Việc sử dụng máy xúc gầu có điều khiển tự động theo quỹ đạo cho trƣớc tạo điều kiện tăng xuất lao động cách đáng kể (Hình 1.12)

Ta xét kiểu máy xúc gầu ngƣợc, truyền động thủy lực, đƣợc trang bị hệ thống tự động hóa điều khiển gầu dựa nguyên tắc theo dõi (hình 1.15) Cách hoạt động nhƣ sau:

Xilanh co duỗi tay gầu đƣợc điều khiển độc lập tùy ý muốn ngƣời lái Xilanh qua gầu

Do cấu bình hành ABCD hợp cấu cần phụ 8, nên tùy theo vị trí tay gầu, điểm A di động ngang theo ngàm trƣợc, đẩy kéo van phân phối Thông qua xử lý cấp dầu cao áp cho xilanh nâng hạ cần Vậy hệ thống treo gầu hoạt dộng theo chu kỳ định, gầu vẽ nên quỹ đạo mong muốn

Hình 1.12 Điều khiển gầu ngƣợc theo quỹ đạo cho trƣớc

1,2- Van phân phối; 3,4,5- Xi lanh,

6- Tay gầu; 7- Cần; 8- Cần phụ;

Tự động hóa điều khiển lưỡi san theo độ lệch ngang độ chênh cao cho trước

Công tác san bảo đảm độ phẳng cho đƣờng xây dựng giao thơng có ý nghĩa đặt biệt quan trọng đến chất lƣợng mặt đƣờng Tự động hóa điều khiển lƣỡi san khơng nhằm mục đích nâng cao chất lƣợng bề mặt cơng trình mà cịn giúp tăng suất lao động

Tự động hóa điều khiển lƣỡi san theo độ lệch ngang thƣờng đƣợc áp dụng sơ đồ ngun tắc sau (hình 1.13a) Các hoạt động là: Cảm biến lệch ngang gắn voái lƣỡi san truyền tín hiệu với tín hiệu mẫu phần tử tới so sánh Hiệu số tín hiệu i=i1  i2 đạt đƣợc đƣợc đƣa qua khuyếch đại xử lý để điều khiển van phân phối cấp dầu cao áp cho xilanh treo lƣỡi san Độ sai lệch góc lệch ngang  đạt đƣợc so với góc  mẫu nằm phạm vi  20300

Tự động hóa điều khiển lƣỡi san theo độ chênh cao định trƣớc áp dụng sơ đồ nguyên tắc tƣơng tự nhe (hình 1.17) Cảm biến chênh cao đƣợc gắn bánh phụ có khớp quay với khung Máy truyền tín hiệu với tín hiệu mẫu phần tử tơi so sánh 3, khuyếch đại điều khiển

5 M¸y b¬m Li san 

Hình 1.13a Tự động hóa điều khiển lƣỡi san theo lch ngang

5 Máy bơm Luìi san 

Hình 1.13b Tự động hóa điều khiển lƣỡi san theo độ chênh cao

máy nâng hạ tạo cho lƣỡi san có hành vi thíchứng với độ chênh cao cho trƣớc

Sơ đồ nguyên tắc náy áp dụng cho máy đào kênh , rãnh , giao thơng hào

Hình 1.14 thể sơ đồ nguyên tắc hệ thống điều khiển tự động máy ủi

Ở máy ủi thuỷ lực, hai bơm A- lắp vào bánh chủ động, bơm B- lắp vào bánh bị động ngƣời ta trang bị theo dõi xử lý điều khiển

Bình thƣờng hai bánh quay đồng tốc khơng có trƣợt xảy ra, lƣỡi ủi không bị khống chế Bộ xử lý điều khiển chƣa làm việc, dầu cao áp sau làm việc lại đƣợc xả trở qua van

Khi có trƣợt, van đƣợc đóng lại, xử lý cho lệnh đóng (mở) van để điều khiển lƣỡi ủi nhích lên khỏi tầng đào, làm lực cản đào giảm trƣợt khơng cịn nữa, máy ủi lại làm việc bình thƣờng

Hình 1.14 Sơ đồ nguyên tắc hệ thống điều khiển tự động máy ủi bánh lốp

1-Lƣỡi ủi, 2,6- Các xi lanh thuỷ lực;

3- Bộ xử lý điều khiển;

4- Van hồi; 5- Van phân phối

1.3.4 Hệ thống di chuyển máy 1.3.4.1 Phân loại

Có thể đƣợc phân thành loại sau:

- Hệ thống di chuyển bánh xích: loại đƣợc dùng phổ biến máy đào có tải trọng lớn, loại cần trục tự hành tải trọng lớn, máy ủi…

- Hệ thống di chuyển bánh lốp: loại phổ biền ô tô nhƣng máy công trình đƣợc dùng nhiều nhƣ máy đào bánh lốp (có tải trọng trung nhỏ), máy san, cần trục tự hanh (cần trục ô tô)…

- Hệ thống di chuyển bánh sắt: loại đƣợc dùng phổ biến máy nâng nhƣ máy nâng phục vụ cảng, nhà xƣởng…

1.3.4.2 Yêu cầu chung

- Đảm bảo đƣợc khả việt dã cao: khả di chuyển máy điều kiện đƣờng phức tạp (đƣờng xấu, đƣờng bị xói lở lầy lội, gồ ghề v.v.) mà khơng có tƣợng trƣợt

- Đảm bảo khả thông qua kéo máy: phụ thuộc vào tính chất lý đất, vào áp suất máy truyền lên đất, vào lực cản chuyển động, vào lực bám di chuyển với đất, vào chiều sâu vệt bánh xe, phụ thuộc vào độ trùng quỹ đạo bánh trƣớc với bánh sau v.v

1.3.4.3 Các hệ thống di chuyển máy công trình

Hệ thống di chuyển bánh xích

Ưu điểm:

- Áp suất đè lên nhỏ (0,4 1,0) KG/cm2, loại bánh xích đặc biệt trị số cịn nhỏ nên làm việc, di chuyển đất yếu, lún

- Có khả vƣợt dốc đến 50%

- Hệ số bám lớn nên tận dụng đƣợc sức kéo động

Nhược điểm:

- Trọng lƣợng lớn có chiếm đến 40% trọng lƣợng toàn máy

- Cấu tạo phức tạp

- Chóng mịn điều kiện làm việc nặng nhọc, bôi trơn khó khăn

- Hoạt động ồn ào, tốc độ di chuyển chậm ÷ (km /h)

- Làm hỏng mặt đƣờng bộ, nên khó khăn việc di chuyển máy

- Thời gian hoạt động ngắn, (thời gian hai lần bảo dƣỡng ngắn)

Hình 1.15 Cấu tạo di chuyển xích

1- Hộp chắn; 2- Tai lắp chốt; 3- Mặt tì; 4- Vấu xích;

5- Bánh chủ động; 6- Khung; 7- Can lăn tỳ xích; 8- Bánh dẫn hướng

Bộ di chuyển bánh sắt

Bộ máy di chuyển bánh sắt chủ yếu đƣợc sử dụng để di chuyển toàn máy trục (là cần trục tháp, cầu trục hay cổng trục) để di chuyển xe mang hàng Hình (l.16) thể sơ đồ cấu di chuyển bánh sắt:

Hình 1.16 Cơ cấu di chuyển bánh sắt

a- Dùng đế di chuyển máy trục; b- Dùng để di chuyển xe mang vật 1- Bánh xe di chuyển; 2- Đường ray; 3,10- Bộ truyền động, 4,11- Phanh; 5- Động cơ; 6- Xe mang vật, 7- Puli cố định; 8- Cáp kéo; 9- Tang cáp

Di chuyển bánh lốp:

Ưu điểm:

- Thời gian phục vụ lâu bền: 2500÷3000h

- Tốc độ di chuyển lớn, 50÷60 km/h

- Việc chế tạo, bảo dƣỡng dễ dàng

- Trọng lƣợng nhỏ

- Chuyển động êm, nhẹ nhàng, hiệu suất cao Nhược điểm:

- Sức bám nhỏ

- Khả vƣợt dốc kém, với 25%

- Tính động công trƣờng kém, đặc biệt đƣờng trơn trƣợt a

)

Chƣơng ĐẤT, ĐỐI TƢỢNG LÀM VIỆC CỦA MÁY LÀM ĐẤT

2.1 Khái niệm chung đất

Đất lớp đất đá tạo thành vỏ bề mặt trái đất, thành phẩm thực vỏ trái đất Trong xây dựng đất tảng, nguyên liệu cơng trình xây dựng Đất đối tƣợng thi cơng loại máy làm đất Nó có ảnh hƣởng lớn đến lực cản tác dụng lên máy làm việc

2.2 Tính chất lý đất

2.2.1 Khối lượng riêng (tỉ trọng)

Là tỉ số khối lƣợng đất thể tích điều kiện ẩm thiên nhiên, tỉ trọng đất tùy theo loại, nằm khoảng 1,5- 2,0 t/m3

2.2.2 Thành phần cấp phối

Là tỉ lệ hạt đất có kích cỡ khác tính theo trọng lƣợng, xác định phần trăm Ngƣời ta loại kích cỡ nhƣ sau:

- Kích cỡ 40 mm

- Kích cỡ  40 mm (thƣờng sỏi) - Kích cỡ 0,25  mm (thƣờng cát)

- Kích cỡ 0,05  0,25 mm (thƣờng cát tinh) - Kích cỡ 0,005  0,05 mm (thƣờng hạt bụi) - Kích nhỏ 0,005 mm (thƣờng bụi đất sét)

2.2.3 Độ xốp

Là thể tích lỗ hổng chứa khơng khí nƣớc, tính phần trăm so với thể tích chung đất; khơng tính phần trăm, mà lấy tỉ số thể tích chúng hệ số xốp

2.2.4 Độ ẩm

Độ ẩm có ảnh hƣởng lớn đến cơng tác làm đất, tính chất thực tiễn cơng tác nhiêu phải xét nghiệm kỹ Độ ẩm tính phần trăm theo tỉ số trọng lƣợng nƣớc đất trọng lƣợng khối đất nhƣng trạng thái khơ

2.2.5 Đơ dính kết

Tức khả chống đỡ phân hạt đất dƣới tác dụng ngoại lực Đất có độ dính kết cao đất sét, ngƣợc lại cát khô

2.2.6 Độ đẻo

Độ dẻo xác định số dẻo P; số dẻo hiệu số độ ẩm giới hạn chảy c giới hạn dẻo 

P = c-  …

Bảng 2.1 Chỉ số dẻo đất

Loại đất P

- Đất dẻo (đất sét)

- Đất dẻo (á sét)

- Đất dẻo (á cát)

- Đất không dẻo (cát)

17

177 70

Đất dẻo có thành phần cát mức độ ẩm thƣờng có tƣợng dính, tức khả bám chặt vào cấu đào xúc đất (bộ công tác đất); làm cho hiệu đào xúc giảm rơ rệt, suất cơng tác tụt xuống nhanh chóng

2.2.7 Hệ số ma sát đất- đất đất- thép

Hệ số xác định lực cản đào đất; q trình đào đất khơng tránh khỏi tƣợng ma sát đất- đất đất- thép (vật liệu chế tạo công tác), ma sát tăng rõ rệt vừa đào đất tuý, vừa tích lũy lại công tác (gầu xúc, lƣỡi ủi ) Lực cản ma sát phát sinh có tƣợng chuyển địch tƣơng đối đất- đất đất- thép công tác

Hệ số ma sát chịu ảnh hƣởng nhiều yếu tố, trƣớc tiên tính chất lý đất trạng thái cơng tác, tức kích thƣớc hình học trạng thái bề mặt Hệ số ma sát đất- đất coi hệ số ma sát đất

Bảng 2.2 Hệ số ma sát ma sát đất- thép Tên đất vật liệu

rời

Hệ số ma sát (f1)

Hệ số ma sát (f2) đất- thép

Cát 0,580,75 0,73

Đất đen 0,580,75 0,73

Sỏi 0,620,78 0,75

Sét khô 0,71 0,751

Đá nhỏ vụn 0,91,1 -

Sét bão hòa nƣớc 0,180.42 -

Đá dăm 0,9 0,84

Xỉ lò cao, quặng 1,2 1,2

Ximăng 0,84 0,73

2.2.8 Góc chân nón

góc nghiêng chân nón, lập thành ta đổ đất rời từ cao xuống tạo khối đất hình nón, gốc chân nón phụ thuộc vào hệ số ma sát độ dính kết

Bảng 2.3 Góc chân nón (độ) Trạn

g thái vật liệu

S ỏi

Đ nhỏ vụn

Cát Sét Á

sét nhẹ Đất trồng trọt (mẩu) Hạ t lớn Hạ t TB H ạt nhỏ Sét béo Sét xơ

Khô

0

35 30 28 25 45 50

0

40

Ẩm

0

45 32 35 30 35 40

0

35

Ƣớc

5

25 27 25 20 15 30

0

25

2.2.9 Sức chịu nén

Khi nén khí cụ xuống đất di chuyển máy xuống đất, vùng đất dƣới xuất biến dạng gần nhƣ bị nén hoàn diện (tất hƣớng) Nếu biến dạng lõm xuống 1cm với đơn vị lực tiết diện đó, gọi hệ số chịu đập Còn biến dạng lõm xuống  12cm ta hạn chế điều kiện coi trạng thái giới hạn di chuyển máy móc làm đất

Bảng 2.4 Hệ số chịu dập P0 ứng lực đè cho phép di chuyển máy xuống đất Pđ tính theo kGcm2

Tên đất P0 Pđ

Đất bãi lầy 0,180

,25

0,26 0,30

Đất sét ƣớy, cát xới, đất mẫu 0,250 ,35

35

Cát hạt khô, sét ƣớt chặt vừa phải 0,350 ,60

Đất sét chặt vừa phải chặt 0,500 ,60

67

đất sét chặt ẩm vừa phải, mécghen hồng thơ ẩm

0,701 810

Đất sét chặt, mắcghen hoàng thô khô 1.101 ,30

1115

2.2.10 Sức chịu dịch chuyển

Dƣới tác dụng ngoại lực đất bị phá vỡ, phá vỡ nhìn chung dịch chuyển tƣơng đối hạt với hạt theo mặt phẳng đó, ta gọi mặt phẳng trƣợt mặt phẳng dịch chuyển Khả chống dịch chuyển (trƣợt) xác định độ dính kết đất, nói cách khác ma sát đất Khả tính ứng lực tiếp tuyến mặt phẳng trƣợt, ứng lực gồm hai thành phần nhƣ sau:

max =  + f.

T- Ứng lực tiếp tuyến mát phẳng trƣợt;

f- Hệ số ma sát đất;

- ứng lực đè vào mặt phẳng trƣợt 2.2.11 Độ sắc cạnh

Đất có độ sắc cạnh hạt, khối làm mịn cấu cơng tác đất tiếp xúc (nếu không kể đến ảnh hƣởng yếu tố khác) Thƣờng độ sắc cạnh đất nhất, thuộc loại sét không đáng kể; độ sắc cạnh đá dăm, đá nổ mìn, cát , có ý nghĩa lớn, đinh việc xử lý vật liệu cho gầu xúc, lƣỡi cắt lƣỡi ủi chúng xúc, ủi đá dăm, đá nổ mìn độ sắc cạnh (o) tính theo tỉ số độ mịn (thể tích) thép độ mịn vật liệu (cũng thể tích):

d t o V V    

Vt- Thể tích mịn thép (vật liệu chế tạo cơng tác); Vđ- thể tích mịn đất đá

2.2.12 Độ xới

Xác định tỉ số thể tích vật liệu đƣợc xới lên thể tích vật liệu nhƣng trạng thái chặt tự nhiên Đội xới xác định qua hệ số xới (kx) tính nhƣ:

c x x V V k 

Vx- thể tích xới lên;

2.3 Quá trình đào đất, lực tƣơng hỗ đất phận công tác

Sự tƣơng hỗ công tác đất máy làm việc trình phức tạp

- Đào đất tuý: đất bị bong dƣới tác đụng công tác giống nhƣ ta dùng cuốc, thuổng, mai; nhƣng để đo đạc lực cản thống thƣờng ngƣời ta đào lƣỡi đào mẫu (H.2.1)

- Đào đất tích lại đất bị bong dƣới tác dụng công tác kiểu nhƣ gầu xúc (máy xúc), lƣỡi ủi (máy ủi); thùng xúc chuyển (máy xúc chuyển)

Trong phần lớn trƣờng hợp, lƣợng cần thiết cho trình đào đất tích lại cơng tác lớn hẳn so với trình đào đất tuý điều kiện chất đất, dạng hình học lƣỡi đào kích thƣớc vỏ bào

Hình 2.1 Dạng hình học lƣỡi đào (a) lực cản đào (b) Trong đó:

b, c- kích thƣớc vỏ bào - góc trƣớc

- góc sau - góc lƣỡi nhọn

 =  + - góc đào

Po- lực cản đào tổng hợp

P01, P02- lực cản đào tiếp tuyến pháp tuyến (theo lý thuyết N.G Dombrôvski)

Xét quan điểm thực tiễn, có cơng thức N.G.Dombrơvski phổ biến Dombrơvski đề nghị tính lực cản đào tuý P0 tổng hai thành phần P01 P02 (xem H.2.1) Trị số P01 tính theo:

P01 = K2.b.c Trong

K2- hệ số cản đào tuý (bảng l.6)

b.c- kích thƣớc vỏ bào

P02 tính từ P01; phụ thuộc vào loại máy, cấu tạo cơng tác, tình trạng sắc cùn lƣỡi đào, quỹ đạo đào Cụ thể tính nhƣ sau:

P02 = .P01

Trong  = 0,1  0,45

Giới hạn lớn lƣỡi đào cùn, vỏ bào mỏng: Dombrơvski cho trƣờng hợp đào tích đất lại lực cản đào tính tƣơng tự nhƣ trên, nghĩa là:

P01 = K1 b.c

Ở K1- hệ số cản đào vả tích đất lại;

Tới ta thấy rõ đƣờng lối N.G.Dombrơvski có nhƣợc điểm khơng xác cách tính P02 Tuy nhiên phổ biến Nhờ đơn giản chọn lọc cẩn thận hệ số K1, K2 hệ số  ta có kết xác đủ dùng, máy cỡ trung bình trở lên

Chƣơng MÁY XÚC (MÁY ĐÀO, XE XÚC, XE ĐÀO) 3.1 Gới thiệu chung

Trong cơng trình xây dựng đƣờng sá, đê đập thuỷ lợi, thuỷ điện kênh đào, khai thác mỏ… máy xúc đƣợc xếp vào hàng máy chủ đạo, quan trọng

Máy xúc dùng xây dựng Việt Nam thƣờng máy xúc gầu vạn năng, có di chuyển thƣờng bánh xích bánh lốp Máy xúc bánh xích có dung tích gầu lớn so với bánh lốp Trong làm đất công việc máy xúc đảm nhiệm chiếm đến 50%

3.2 Phân loại máy xúc

Máy xúc gầu có nhiều loại, tuỳ theo nhiệm vụ, đối tƣợng địa hình cơng tác mà ta sử dụng loại máy xúc khác nhau:

- Máy xúc gầu thuận; đào xúc loại đất đá khống sản vị trí cao máy đứng

- Máy xúc gầu nghịch; đào xúc loại đất đá khoáng sản vị trí thấp máy đứng

- Máy xúc gầu dây; khai thác đất bùn, cát sỏi vị trí xa thấp máy đứng

- Máy xúc gầu xấp; đào loại kênh mƣơng, hố móng, rãnh, hố lớn

- Máy gầu ngoạm; nạo vét kênh mƣơng, luồn lạch, bốc dỡ hàng rời, đất cát bến cảng

- Bạt taluy, đào nền, hớt bỏ lớp đất đá bóc mặt đƣờng cũ

- Lắp giá búa đóng cọc, lắp đầu khoan để khoan phá nền, đá

* Theo cơng dụng: Có máy đào vạn máy đào chuyên dùng Máy đào chuyên dùng đƣợc sử dụng điều kiện đặc biệt nhƣ máy xúc phục vụ cơng trình ngầm có cơng suất lớn …, máy xúc dùng cơng tác khai thác hầm lò…

* Theo hệ thống treo cấu công tác: hệ treo mềm (cáp) hệ treo cứng (xilanh thuỷ lực) Đối với loại máy xúc gầu thuận gầu nghịch, hệ treo cứng đƣợc sử dụng phổ biến có nhiều ƣu điểm so với hệ treo mềm

* Theo hệ thống di chuyền: Chủ yếu máy có trang bị di chuyển bánh xích bánh bơm

* Theo đặc điểm truyền động: Cơ khí thuỷ lực

3.3 Cấu tạo nguyên lý làm việc

3.3.1 Máy xúc gầu thuận truyền động cáp 3.3.1.1 Cấu tạo

Hình 3.1 Sơ đồ cấu tạo chung máy xúc gầu thuận dẫn động cáp có cấu đẩy 1 Máy sở, Mâm quay, 3.Cần, 4.Cáp mở gầu, 5.Tay đẩy gầu, 6.Gầu, 7.Ròng rọc, 8.Cáp

nâng hạ gầu, 9.Ròng rọc đầu cần, 10.Cáp nâng hạ cần, 11.Khớp nối

Kết cấu máy xúc gầu thuận dẫn động cáp bao gồm: phần máy sở (máy kéo bánh xích) thiết bị cơng tác (thiết bị làm việc) Trong đó:

Gàu đƣợc gắn chặt với tay xúc, tay xúc đƣợc liên kết với cần thơng qua ổ đỡ hình yên ngựa Nhờ có ổ đỡ cho phép tay xúc vừa quay mặt phẳng thẳng đứng cần vừa cho phép tay xúc chuyển động tịnh tiến dọc trục Gầu đƣợc nâng lên hạ xuống nhờ cáp vắt qua ròng rọc đầu cần Cần đƣợc gắn vào tai toa quay khớp lề đƣợc treo dây cáp Phụ thuộc vào chiều cao tầng đào, cần nâng lên hạ xuống nhờ tời nâng cần đặt toa quay, làm việc ngƣời ta thƣờng điều chỉnh cần dƣới góc từ 45÷60o

so với mặt phẳng nằm ngang

3.3.1.2 Nguyên lý làm việc

Đặc điểm máy xúc gầu thuận dẫn động cáp: xúc đất nơi cao mặt đứng máy, đất đƣợc xả qua đáy gầu, làm việc chỗ đứng

Chu kỳ làm việc máy nhƣ sau: Đƣa máy vị trí làm việc, hạ gầu tiếp xúc với đất gần sát máy Nâng gầu cho cấu tay đẩy ấn gầu vào đất Gầu tiến hành cắt tích đất từ vị trí I÷III Nếu chọn chiều cao tầng đào chiều dày phoi cắt hợp lý đến vị trí III gầu đầy đất Đƣa gầu khỏi tầng đào cách lùi tiếp tục nâng gầu, quay máy vị trí xả đất, đất đƣợc xả qua đáy gầu, đất đổ vào thiết bị vận chuyển thành đống Quay máy vị trí đào để thực chu kỳ tiếp theo, lúc gầu đƣợc đóng lại nhờ lực qn tính hạ tay gầu đập vào cần Trong quay máy kết hợp co tay gầu hạ gầu để tiết kiệm thời gian

3.3.2 Máy xúc gầu nghịch truyền động thuỷ lực 3.3.2.1 Cấu tạo

Hình 3.3 Sơ đồ cấu tạo chung máy xúc gầu nghịch dẫn động thủy lực

1 Cơ cấu di chuyển, Cơ cấu quay, Bàn quay, Xilanh nâng hạ cần,5 Gầu xúc, Xilanh điều khiển gầu, Tay gầu, Xilanh điều khiển tay gầu, Cần, 10 Cabin, 11 Động

truyền động, 12 Đối trọng

Kết cấu máy xúc gầu thuận dẫn động thủy lực bao gồm: phần máy sở (máy kéo bánh xích) thiết bị cơng tác (thiết bị làm việc) Trong đó:

Về hệ thống di chuyển máy có hai loại: bánh xích bánh bơm Đối với loại bánh bơm máy sở thƣờng đƣợc trang bị thêm chân chống giúp cho máy ổn định trình làm việc

3.3.2.2 Nguyên lý làm việc

Thông thƣờng máy làm việc hố đào thấp máy đứng

Rút cần xylanh thủy lực tay gầu, xylanh thủy lực gầu đƣa tay gầu phía trƣớc gầu xoay ngƣợc chiều kim đồng hồ, hạ tồn cơng tác xuống đào không nhờ lực cặp xy lanh thủy lực cần mà trọng lƣợng công tác Để đào đất dƣới hố ngƣời ta đào theo cách: quay gầu nhờ xylanh thủy lực gầu quay tay gầu xylanh thủy lực tay gầu, đồng thời nhờ xylanh thủy lực cần điều chỉnh đƣợc chiều dày phoi cắt Khi gầu đầy đất gầu đƣợc kéo phía máy quay gầu cho đất không bị đổ ngồi Bộ cơng tác đƣợc nâng lên khỏi đào nhờ xylanh thủy lực cần đồng thời quay toàn máy vị trí cần đổ đất Để đổ đất ngƣời ta điều khiển gầu duỗi gầu úp xuống, sau quay máy vị trí cần đào để thực chu kỳ

3.3.3 Máy xúc gàu dây (gàu quăng)

Loại dùng để đào dất mềm, nạo vét sông, kênh, mƣơng, hố móng rộng; tức vị trí dƣới mặt máy đứng

Loại có kiểu gàu đƣợc treo giữ dây cáp Lực

đào cắt đất phụ thuộc vào sức nặng gàu, độ cao nâng gàu (độ rơi) góc cắt Do thích hợp với đất không cấp II Sơ đồ cấu tạo nhƣ sau:

Hình 3.4 Sơ đồ cấu tạo máy xúc gầu dây

3.3.4 Máy xúc gàu ngoạm

Máy xúc gàu ngoạm dùng để đào hố móng, giếng sâu, vét mƣơng, xúc dọn đất mềm vật liệu rời Máy xúc gàu ngoạm có loại: Loại đƣợc dẫn động tời cáp loại thủy lực Loại tời cáp có lực đào yếu phụ thuộc vào trọng lƣợng độ rơi gàu treo cáp

Hình 3.5 Sơ đồ cấu tạo máy xúc gầu ngoạm

1- gàu; 2- Cần; 3- Cáp nâng gàu; 4- Cáp khép mở má gàu , 5- Cáp nâng cần; 6- Máy sở; 7- Thanh giằng

Loại điều khiển xi lanh thủy lực có cần nhƣ máy xúc gàu ngƣợc thủy lực, nhƣng gàu lại gắn vào đầu cần Gàu có má khép mở nhờ xi lanh biên Vì loại có lực đào khỏe đào đƣợc đất cứng tới cấp IV, chu kỳ đào ngắn, song độ sâu lại hạn chế loại điều khiển cáp

3.3.5 Năng suất máy xúc gầu

Năng suất thực tế đƣợc tính cơng thức sau:

Trong đó:

- q dung tích hình học gầu xúc (m3)

- n số gàu hay số chu giờ; n = 3600/Tc đó: Tc thời gian chu kỳ đào (s)

- kđ hệ số đầy vơi gàu; kt hệ số tơi đất (kt >1) ktg hệ số sử dụng thời gian làm việc

Chƣơng MÁY ĐÀO VẬN CHUYỂN ĐẤT

4.1 Giới thiệu chung 4.1.1 Định nghĩa

Máy đào vận chuyển đất máy mà trình làm việc vừa đào cắt đất vừa vận chuyển lƣợng đất đến nơi dỡ san

4.1.2 Phân loại

Theo công dụng đặc tính cấu làm việc, máy đào chuyển đất đƣợc chia loại máy ủi, máy cạp máy san

Các loại máy có ƣu điểm động, kết cấu đơn giản, suất lớn đất có độ cứng trung bình thấp (cấp I- II) Nhƣng chúng lại hiệu gặp đất cứng, có độ nén cao, lên dốc 100

cự ly vận chuyển xa Chỉ cắt đƣợc tới đất cấp III

4.2 Máy ủi đất

4.2.1 Công dụng

- Đào vận chuyển đất cự ly không 100 m

- San móng cơng trình, san ủi vật liệu, đắp nền, đắp đƣờng

- Đào hố móng lớn, kênh mƣơng, ao hồ, lấp đất

- Làm công tác san ủi mặt dọn cơng trình 4.2.2 Phân loại máy ủi

- Theo cấu điều khiển lƣỡi có loại thủy lực cáp (hầu nhƣ khơng cịn)

- Theo cấu di động có loại bánh xích bánh lốp

- Theo khả hoạt động lƣỡi ủi có loại lƣỡi cố định, lƣỡi quay đƣợc, lƣỡi nghiêng đƣợc

- Theo lực kéo cơng suất động có: Loại nhẹ, nhẹ, trung bình, nặng nặng

4.2.3 Cấu tạo máy ủi

4.2.3.1 Sơ đồ cấu tạo chung

Hình 4.1 Sơ đồ cấu tạo máy ủi

1- Khung đẩy (khung trước); 2- Thanh chống; 3- Lưỡi ủi; 4- Xi lanh nâng hạ lưỡi; 5- Máy sở; 6- Móc kéo; 7- Khung sau

4.2.3.2 Lưỡi ủi

Là phận công tác chủ yếu máy ủi Lƣỡi ủi dùng để đào cắt, chuyển đất (ủi), san mặt nền, đắp

Lƣỡi thƣờng có cấu tạo từ dao cắt dƣới, ben lƣỡi chắn phía trên;

Hình 4.2 Biên dạng lưỡi ủi Trong đó:

B (m)- Chiều cao tồn bộ;

Bo (m)- Chiều cao công tác;

H (m)- Chiều cao lƣỡi chắn;

a (m)- Độ cao dao cắt;

R (m)- Bán kính cong ben;

β (0)- Góc nhọn; α- Góc sau; - Góc cắt;  = β + α = 45 ÷ 700;

- góc đổ = 300 ÷ 800; - Góc chắn > ; 0- Góc nghiêng lƣỡi 700÷900

Khi làm với đất cứng, chặt, khó cắt góc cắt nhỏ, khơng cần lƣỡi chắn Với đất mềm, tơi xốp góc cắt lớn, cần lƣỡi chắn để ngăn không cho đất tràn sau mà phía trƣớc

Trong máy ủi vạn lƣỡi đƣợc bắt vào khung trƣớc khuỷu cầu đƣợc nâng hạ, nghiêng quay nhờ xi lanh thủy lực, với góc quay 300(xem hình 4.3a) Với 4' xi lanh quay lƣỡi 1' khuỷu cầu

Nhờ xi lanh nâng hạ lƣỡi mà lƣỡi nghiêng góc 120 Với khả quay nghiêng lƣỡi, máy ủi đào hay san nghiêng ủi đất bên mà không cần điều chỉnh hƣớng máy.( (xem hình 4.3b)

b)

Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc lưỡi ủi vạn

Bộ công tác ủi đƣợc liên kết với máy sở thông qua kết cấu chốt xoay chân khung ủi hệ thống ròng rọc cáp xilanh thuỷ lực

4.2.3.3 Khung đẩy

Hay khung trƣớc bắt với lƣỡi nâng hạ lƣỡi, nơi tác dụng lực cắt đẩy đất cho lƣỡi Khung trƣớc có hình chữ  móng ngựa

Hình 4.4 Khung ủi vạn

1- khớp cầu; 2- khung; 3- chân khung; 4- vị trí lắp xilanh thuỷ lực

Hình 4.5 Bộ cơng tác ủi vạn

1,8- chốt; 2- khung ủi; 3- xilanh thuỷ lực nâng hạ công tác; 4- lƣỡi ủi; 5- khớp cầu; 6- xilanh thuỷ lực thay đổi góc lệch ; 7- giằng

4.2.3.4 Thanh chống

đầu gắn khớp xoay với lƣỡi, đầu với khung trƣớc (xê dịch đƣợc) Với kết cấu nhƣ vậy, chống đƣợc ổn định giữ cho lƣỡi ổn định theo Nếu phải tăng giảm góc cắt  dao cắt xê dịch đầu chống khung trƣớc

4.2.3.5 Hệ thống thủy lực

Dùng để thực động tác nâng hạ, quay nghiêng lƣỡi ủi

Hình 4.6 Sơ đồ hệ thống thủy lực dẫn động lưỡi ủi 1- Bể dầu; 2- Bơm dầu; 3- Van điều chỉnh; 4- Van an toàn; 5- Bộ phận phối dầu; 6- ống dẫn dầu hạ lưỡi; 7- ống dầu nâng lưỡi; 8- Đôi xi lanh nâng hạ nghiêng lưỡi; 9- Lưỡi ủi; 10- Đường ống hồi dầu 4.2.4 Quá trình làm việc máy ủi: Q trình đào chuyển có bước 4.2.4.1 Cắt đất

Hạ lƣỡi ủi cắm vào đất sâu ÷ 30 cm (phụ thuộc vào độ cứng mềm đất) Cho máy ủi tiến với tốc độ cắt Vc = m/s độ dài đƣờng cắt ÷12m (phụ thuộc độ mềm cứng đất) Lúc đất bị cắt vụn làm đầy lƣỡi Dừng máy lại, nâng lƣỡi ủi cho dao cách mặt đất vài cm

4.2.4.2 Ủi chuyển đất

Có thể tăng tốc độ máy nhƣng cự ly vận chuyển khơng q 100m, có hiệu 50÷60m chƣa đất

4.2.4.3 Dỡ đất

Nếu dỡ tự nâng lƣỡi lùi máy cho đất dồn đống

Nếu dỡ cƣỡng thao tác phức tạp (ví dụ nhƣ đắp nền) 4.2.4.4 Quay nơi đào:

Nếu cự li từ điểm dỡ đến điểm đào từ 50m trở lên cho máy ủi quay đầu lại; dƣới 50m cho máy lùi lại Đối với công tác san đất cơng việc đơn giản nhiều

4.2 Năng suất máy ủi 4.2.5.1 Khi đào chuyển đất:

Trong đó:

T - thời gian thực chu kỳ đào đất (s)

Vđ - thể tích khối đất trƣớc lƣỡi ủi; đƣợc giới hạn từ mặt phẳng ngang qua mép dao trở lên (m3)

Với L (m) chiều dài lƣỡi ủi, H (m) chiều cao đống đất; k hệ số điều chỉnh phụ thuộc tỷ lệ H/L tính dính đất Xem bảng sau: (Với tỷ lệ thƣờng gặp)

Đối với tỷ lệ kích thƣớc khác tra bảng định mức nội suy tìm k; kd hệ số ảnh hƣởng suất độ dốc Xuống dốc tới 150; kd = ÷ 2.25

Lên dốc 150; kd giảm từ xuống 0,5 ktg hệ số sử dụng thời gian Đất đƣợc tính dạng tơi

4.2.5.2 Khi san địa hình

Khi san địa hình suất máy ủi đƣợc tính nhƣ sau:

Trong đó: S (m)- cự li san; (0)- góc tạo mép lƣỡi trục dọc máy ủi; t(s)- Thời gian quay máy; v- (m) tốc độ san; n- số lần san qua lại chỗ 4.2.6 Các biện pháp tăng suất máy ủi

- Có thể dùng biện pháp ủi song hành: tức cho máy làm việc bên nhau, cự ly cách hai máy ủi thƣờng từ (0,25÷0,35)m nhƣ thể tích khối lăn nâng cao hơn, đất bị rơi vãi suất tăng 10÷15%

- Cho máy ủi thi cơng theo rãnh: phá rãnh sau đào đến chiều sâu cần thiết, sử dụng biện pháp làm tăng suất thêm (10÷15)%

- Lợi hình địa hình dốc

- Đối với đất nhẹ lắp thêm hai thành chắn hai đầu lƣỡi ủi để tích đất nhiều

- Đào kiểu tiếp sức, làm tăng suất thêm 15%, cách phân nhỏ đoạn đƣờng đào vận chuyển thành đoạn dài từ 10÷15 m

- Dùng xới lắp sau lƣỡi ủi để lúc chạy khơng tải trở xới đất trƣớc, áp dụng với đất cứng

- Tăng tốc độ tối đa chạy không tài trở

- Đối với cự ly di chuyển ngắn di chuyển kiểu lắc ( tiến lùi không quay đầu)

4.3 Máy san

4.3.1 Công dụng

- Máy san đƣợc sử dụng rộng rãi có hiệu việc san tạo hình móng cơng trình nhƣ đƣờng, sân bay

- Đào đắp đƣờng dốc

- Làm cơng tác chuẩn bị nhƣ: bào cỏ, xới đất cứng (dùng xới) ủi đất (khi dùng công tác ủi)

- San rải cấp phối, đá dăm, sỏi

- Đào rảnh thoát nƣớc, bạt taluy

4.3.2 Phân loại

- Theo khả di chuyển: bao gồm tự hành không tự hành, loại không tự hành ngày không sử dụng

- Theo loại truyền động đến công tác: thuỷ lực khí

- Theo cơng thức trục máy san:

+ AxBxC Trong đó: A: số trục mang bánh xe dẫn hƣớng, B: số trục mang bánh chủ động, C: tổng số trục

+ Ví dụ: loại sử dụng phổ biến loại: 1x2x3, tức số trục chủ động 2, số trục dẫn hƣớng tổng số trục

- Theo độ lớn công suất động trọng lƣợng máy

+ Loại nhẹ: công suất động đến 63ml trọng lƣợng tới 9T

+ Loại nặng: công suất động đến 160ml trọng lƣợng tới 19T

+ Loại nặng: công suất động 160ml trọng lƣợng 19T

4.3.3 Lựa chọn máy san

Ngày lựa chọn máy san cho cơng trình xây dựng cần ý ƣu tiên chọn máy san tự hành có trang bị hệ thống truyền động thuỷ lực Loại có nhiều ƣu điểm so với loại truyền động khí là: tính động cao, điều khiển xác, linh hoạt, kết cấu nhỏ gọn, trọng lƣợng nhỏ, suất cao điều kiện khác nhƣ

4.3.4 Cấu tạo máy san tự hành bánh lốp điều khiển thủy lực

Hình 4.7 Sơ đồ cấu tạo máy san

1- Hàng lưỡi xới; 2- Xi lanh kéo đẩy; 3;6- Trục lái hướng; 4- Khung đẩy; 5- Đôi xi lanh nâng hạ lưỡi; 7- Cabin; 8- Đầu máy; 9- Bánh chủ động;

10,13- Hộp giảm tốc; 11- Hộp Balance; 12- Khớp nối; 14- Lưỡi san; 15- Mâm xoay; 16- Khung nghiêng hạ lưỡi; 17- Khớp cầu; 18- Bánh lốp trước

b )

a )

b)

c )

Đặc điểm: Lƣỡi dài lại đƣợc nâng hạ, nghiêng, quay góc độ lớn, tốc độ cao nên máy san linh hoạt máy ủi

Bộ phận công tác máy san lƣỡi san, có độ dài lớn đơn giản thép uốn cong hình cung trịn Lƣỡi gắn vào mâm xoay, mâm xoay gắn với khung nghiêng khung nghiêng lại treo khung đẩy xi lanh thủy lực Góc nghiêng cắt đất lƣỡi đƣợc thay đổi Vì vậy, lƣỡi đƣợc nâng hạ, nghiêng, quay linh hoạt (hình 4.7b)

Hộp balance để truyền mơ ment tốc độ quay chiều cho trục chủ động, xem hình 4.7c

4.3.5 Quá trình làm việc máy san

Trƣớc tiến hành làm việc ta điều chỉnh góc cắt lƣỡi san phù hợp với đối tƣợng thi công Điều chỉnh lƣỡi san quay góc cho trƣớc Hạ lƣỡi san bập xuống để có chiều dày vỏ bào thích hợp Sau cho máy tiến phía trƣớc, đất chạy dọc lƣỡi san đổ ngồi phía bên máy san Để máy san rải vật liệu ta cần nâng lƣỡi san lên chiều cao chiều dày lớp đất muốn rải sau cho máy tiến

Các thao tác máy san

- Quay lƣỡi san mặt phẳng nằm ngang góc so với trục máy

- Tạo lƣỡi san có góc cắt so để cắt đƣợc sâu

- Tạo lƣỡi san nghiêng bên ứng với góc để bạt taluy

- Dùng máy san để tạo rãnh vừa đào vừa đắp đƣờng

- Dùng máy san để vun đống vật liệu

4.4 Máy cạp 4.4.1 Công dụng

Máy cạp đất máy làm đất Nó đào, cắt, vận chuyển, san đất đầm đất, phục vụ nhiều cơng trình thủy lợi, giao thơng, khai thác mỏ

Máy cạp làm đƣợc với đất cấp II, đất cứng cần xới tơi trƣớc Độ dày phoi cắt tối đa 53 cm; độ dày lớp đất rải 12 - 60 cm Cự ly vận chuyển máy cạp tự hành tới hàng chục km, nhƣng thƣờng giới hạn km

4.4.2 Phân loại

- Theo dung tích q thùng: Có loại nhỏ tới m3, trung bình từ ÷ 12 lớn từ 15 ÷ 18 m3

- Theo cấu điều khiển có: Thủy lực cáp (loại cáp hầu nhƣ không sản xuất nữa)

- Theo khả di chuyển: Loại tự hành thơng dụng, cịn loại bán kéo theo

- Theo phƣơng pháp làm đầy thùng cạp: Có loại tự cƣỡng

- Theo phƣơng pháp dỡ tải: Dỡ tự dỡ cƣỡng 4.4.3 Cấu tạo chung máy cạp

4.4.3.1 Sơ đồ cấu tạo chung

Theo ƣu điểm bật, ta xét loại máy cạp tự hành, điều khiển thủy lực, làm đầy thùng tự dỡ cƣỡng

Các phận công tác chủ yếu thùng, dao cắt, nắp thùng, thành gạt, khung kéo

Hình 4.8 Sơ đồ cấu tạo chung máy cạp

1- Đầu máy kéo; 2- Trục nối; 3- Khung kéo; 4- Nắp thùng; 5- Thùng; 6- Xi lanh đóng mở nắp; 7- Bánh sau (bị động); 8- Tấm đẩy; 9- Thành gạt (dỡ); 10- Dao cắt; 11- Khung treo thùng; 12- Xi lanh nâng hạ thùng; 13- Xi lanh lái hướng máy; 14- Bánh trước (chủ động) 4.4.3.2 Thùng

Thùng để chứa, chuyển đất Thùng cạp nhƣ hình 4.9 với thơng số hình học: L (m)- Chiều dài thùng; B (m)- Chiều rộng thùng; H (m)- Chiều cao thùng;

Ht (m)- Chiều cao thành sau  (0) góc cắt dao

Hình 4.9 Sơ đồ cấu tạo thùng cạp Tỷ lệ L/H = 0,8÷1,0 tối ƣu, thông thƣờng L = 0,8B (m) 4.4.3.3 Dao cắt

- Dao thẳng dùng để cắt đất mềm (hình 4.10a)

- Dao bậc dùng để cắt đất tƣơng đối cứng (hình 4.10b)

- Dao lƣỡi trai cắt đất cứng, đào sâu (hình 4.10c)

- Dao bậc thang (dao quạt) đào đất cứng, có lộn sỏi đá (hình 4.10d)

Hình 4.10 Các dạng dao cắt 4.4.3.4 Nắp thùng

Đƣợc lắp phía trƣớc thùng, để giữ đất, xác định độ dày lớp đất rải từ thùng tạo độ mở hợp lý để có khả làm đầy thùng nhiều thời gian ngắn Nắp thùng đóng, mở đƣợc nhờ xi lang thủy lực

4.4.3.5 Thành gạt

Thành gạt đƣợc lắp thùng, thép đặt vng góc với trục dọc máy cạp, đƣợc kéo qua lại dọc thùng từ thành sau tới miệng thùng ngƣợc lại nhờ xi lanh thủy lực hay xích Thành gạt dùng để gạt dỡ hết đất từ thùng theo phƣơng pháp dỡ cƣỡng

4.4.3.6 Khung kéo

Là nơi truyền lực cắt đất cho dao cắt thùng Khung kéo gồm phần nối với đầu máy sở bệ kéo kẹp bên thùng

Hình 4.11 Sơ đồ cấu tạo khung kéo 4.4.4 Quá trình làm việc máy cạp

4.4.4.1 Giai đoạn đào

Tức cắt tích đất vào thùng Nắp thùng phải mở vừa phải, cách dao cắt khoảng 40cm, hạ thùng cắm dao xuống đất theo độ dày ấn định Cho máy cạp tiến với tốc độ đào khoảng m/s Đất tích đầy thùng theo thứ tự bƣớc sau:

Bƣớc 2: Đất chiếm vùng II trƣớc thùng

Bƣớc 3: Đất vào theo phƣơng thẳng đứng chiếm vùng III

Hình 4.12 Các giai đoạn tích đất vào thùng cạp

Đó phƣơng pháp tích đất hợp lý vào thùng máy cạp máy đào Nếu mở nắp hẹp đất làm đầy thùng nhƣng kéo dài thời gian Nếu mở rộng đất dồn đống trƣớc miệng thùng ngăn cản khối đất vào sau Sau đó, nâng thùng lên, đậy nắp lại

4.4.4.2 Giai đoạn vận chuyển đất Tốc độ phụ thuộc vào tải đƣờng

4.4.4.3 Dỡ đất

Hạ thùng, mở nắp thùng tƣơng ứng độ dày lớp đất cần rải; kéo thành gạt phía miệng thùng để gạt đất khỏi thùng Nâng thùng lên đậy nắp lại, kéo thành gạt sau thùng Đó cách dỡ cƣỡng có hiệu nhất, nhanh Có thể dỡ tự do, bán cƣỡng hay qua đáy thùng

4.4.4.4 Quay lại nơi đào

Lúc tốc độ cao máy khơng tải 4.4.5 Năng suất máy cạp

Trong đó:

T (phút) thời gian thực chu kỳ làm việc

q (m3)- Dung tích hình học thùng cạp

kđ- Hệ số đầy vơi thùng; đất nhẹ tơi kđ = 1,05 ÷ 1,1; đất trung bình kđ = 0,9; đất chặt ≈ 0,8

Chƣơng MÁY ĐẦM LÈN

5.1 Mục đích, chất sở việc đầm lèn đất

Đầm lèn chặt đất tăng độ bền chặt tăng sức chịu lực cơng trình, chống lún, chống thấm làm phẳng nhẵn bề mặt

Mỗi cơng trình địi hỏi tính bền chặt định đất, đƣợc so sánh với độ chặt tiêu chuẩn max(g/cm

3

) Quá trình đầm lèn đƣợc thực có hiệu biến dạng đất ( → max) Dƣới tác dung ngoại lực, loại đất đá, cát đƣợc xếp lại, bớt chỗ trống, đất chặt thêm Biến dạng vĩnh viễn đất, tức khả thu nhỏ thể tích đất có ý nghĩa sử dụng, cịn biến dạng đàn hồi khơng

5.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến trình đầm đất

- Lực tác dụng gây nên áp suất mặt đất Nếu lực tác dụng q lớn có biến dạng đàn hồi

- Thời gian tác dụng lực đầm

- Độ ẩm đất

- Độ dày lớp đất đầm

- Tính năng, công dụng riêng máy hay thiết bị đầm

5.3 Các phƣơng pháp đầm lèn đất

- Bằng lực tĩnh (bằng máy lu), hình 5.1a.: đất đƣợc đầm lèn chủ yếu trọng lƣợng thân máy đầm truyền qua lăn hay bánh xe xuống Trong q trình đầm lực đầm khơng thay đổi

- Bằng lực xung kích (lực động), hình 5.1b: đất hay vật liệu rời đƣợc đầm chặt nhờ động đầm rơi xuống Lực tác dụng thay đổi theo chu kỳ

- Bằng lực chấn động (rung), hình 5.1c: máy truyền cho dao động làm cho hạt vật liệu chuyển động tƣơng liên kết chặt lại, lỗ hổng khơng khí hịn đất đi, đất trở nên bền

Hình 5.1 Các phương pháp đầm lèn đất

Vì ngƣời ta phân loại máy đầm đất loại: Máy đầm tĩnh, máy đầm động máy đầm rung theo phƣơng pháp tác dụng lực đầm tính loại

5.4 Các loại máy đầm lèn 5.4.1 Máy đầm lèn tĩnh

Máy đầm lèn loại hoạt động với tốc độ thấp Để có hiệu tốt ngƣời ta thấy lƣợt đầu lƣợt cuối nên với tốc độ 1,5÷2,5 m/s; lƣợt khác có tốc độ nhanh Sau lƣợt tác dụng độ tăng lên, cƣờng độ biến dạng giảm

thực tế tiến tới không lƣợt cuối

Muốn cho đất biến dạng để có độ lớn phải dùng máy có trọng lƣợng lớn

5.4.1.1 Máy lu bánh lốp

Hình 5.2 Máy lu bánh lốp

Loại đƣợc sử dụng phổ biến để đầm đất nhƣ đầm kết cấu bề mặt công trình đƣờng

* Ƣu điểm:

- Điều chỉnh đƣợc áp lực đè lên dễ dàng phạm vi rộng nhờ thay đổi áp lực bánh (3÷6 at)

- Cấu tạo đơn giản, vận chuyển dễ dàng

- Máy cho suất cao, chiều sâu ảnh hƣởng lớn, tới (40÷45)cm

- Thích hợp với loại đất tăng giảm đƣợc trọng lƣợng áp suất bánh

* Nhƣợc điểm:

- Cấu tạo tƣơng đối cồng kềnh

- Tuổi thọ lốp đầm lèn không cao * Phân loại:

- Theo khả di chuyển: tự hành không tự hành

- Theo trọng lƣợng: loại nhỏ (5÷15)T, loại vừa (15÷50)T, loại lớn (50÷100)T đến 200T

* Cấu tạo nguyên lý hoạt động:

Máy có cấu tạo đơn giản gồm: khung đƣợc liên kết với đầu kéo khớp quay, khung liên kết với thùng chất tải khớp quay hệ thống lò xo giảm chấn Bộ công tác đầm chủ yếu hệ thống bánh lốp đặt dƣới thùng chất tải Thùng chất tải chứa đất đá khối bê tông, gang để lấy thêm vào dễ dàng theo yêu cầu điều chỉnh trọng lƣợng máy

Khi làm việc, để phù hợp với yêu cầu kỹ thuật đầm lèn, ta điều chỉnh trọng lƣợng đầm lèn máy cách thay đổi khối lƣợng đất đá, phiến gang khối bê tông thùng Ngồi ngƣời ta cịn điều khiển áp lực đè lên thông qua việc tăng giảm áp suất bánh đầm

Áp suất bánh điều chỉnh nhƣ sau (khi khơng tăng giảm trọng lƣợng máy): đất rời p = 0,2MN/m2; đất rời dẻo p = (0,3÷0,4)MN/m2, đất dẻo p = (0,5÷0,6)MN/m2

Để lăn nhẵn lớp nhựa đƣờng, thƣờng dùng loại lu trơn có bánh thép nhẵn lăn trƣớc, bánh lốp lăn lại

5.4.1.2 Máy lu bánh thép * Công dụng:

Máy lu bánh thép loại trơn nhẵn đƣợc sử dụng để đầm lèn kết cấu bề mặt cơng trình (nhƣ mặt đƣờng ô tô) nhƣng không đƣợc dùng để thi công móng cơng trình lý chủ yếu sau:

- Chiều sâu ảnh hƣởng nhỏ (15÷25)cm, lớp đất đắp đƣợc đầm lèn nhỏ nên suất thấp

- Sức bám máy kém, máy cồng kềnh, nặng nề chậm chạp Loại máy dùng để đầm lèn kết cấu bề mặt cơng trình thích hợp

Vì máy lu bánh thép đƣợc sử dụng để đầm bề mặt đƣờng, đầm bề mặt đƣờng nhựa tham gia đầm đá

* Cấu tạo nguyên lý làm việc

Hình 5.3 Máy lu trơn

a) Lu trơn kiểu tự hành, b) Lu trơn kiểu kéo theo 1- Bánh trước; 2- Máy kéo; 3- Tay lái; 4- Cần điều khiển;

5- Mái che; 6- Lưỡi gạt đất; 7- Bánh sau

Bộ phận cơng tác bánh lu trƣớc sau Đó khối thép rỗng nặng, đƣờng kính từ 1÷1,5m, dài 1÷2m Thƣờng bánh lu sau có đƣờng kính lớn bánh trƣớc Bên thành bánh lu có khoét cửa gia trọng

Khi máy di chuyển, bánh lu lăn mặt đất để nén đất trọng lƣợng máy làm phẳng đất Khi gặp đất tơi xốp dùng lăn lớn trƣớc, tức nên cho máy đầm lùi

Cịn lu trơn kéo theo đơn giản, (hình 5.3b) gồm bánh lăn đặt khung kéo Hai đầu khung có móc kéo để móc vào máy kéo

Lu trơn có đặc điểm kết cấu đơn giản, dễ làm phẳng nhẵn mặt đất nhƣng lực đầm nhỏ, tốc độ chậm, khó di chuyển đất tơi

5.4.1.3 Máy lu chân cừu * Công dụng:

Đƣợc sử dụng nơi có khối lƣợng đất đắp lớn nhƣ đầm lèn đoạn đê, đập yêu cầu độ chặt độ ổn định cao

* Ưu điểm:

- Chiều sâu ảnh hƣởng lớn áp suất nén tập trung vào cấu chân cừu( lớn so với đầm bánh hơi)

a )

- Cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ

- Năng suất cao, chất lƣợng đầm lèn tốt

- Nền đắp gồm nhiều lớp đầm lèn riêng biệt chồng lên nhƣng đảm bảo đƣợc thống nhất, độ lèn

* Nhƣợc điểm:

- Vận chuyển khó khăn

- Chỉ thích hợp với loại đất dẻo có độ ấm đƣợc quy định chặt chẽ

- Tầng dƣới đầm lèn nhƣng tầng bề mặt không chặt

- Hệ số cản di chuyển lớn nên sức kéo địi hỏi lớn * Cấu tạo:

Hình 5.4 Máy lu chân cừu

Cấu tạo đầm chân cừu thƣờng dƣới dạng không tự hành, gồm trống lăn trơn gá khung kéo Tang trống đƣợc bao quanh vành đai có gắn vấu hình chân cừu Lịng trống rỗng, mặt trống có khoét cửa để đổ nƣớc, cát, dùng để tăng giảm trọng lƣợng máy đầm lèn Để hạn chế đất bám dính vào chăn cừu, máy đƣợc lắp gạt đất xen kẽ chân cừu

Chân cừu có nhiều hình dáng khác nhau, tuỳ theo tính chất làm việc Trống lăn hoạt động theo chiều hai chiều tuỳ theo hình dáng chân cừu Trên 1m2 diện tích tang trống, thƣờng bố trí khoảng 20 ÷25 vấu đƣợc xếp theo kiểu bàn cờ lệch

5.4.1.4 Năng suất máy đầm tĩnh

.k  m /h

n h . v ). b L (

Q  tg 3

Trong đó:

L(m)- Chiều dài lăn

h(m)- Độ dày lớp đất đầm

v(m/h)- Tốc độ di chuyển máy

n- Số lƣợt đầm chỗ

ktg- Hệ số sử dụng thời gian

5.4.2 Máy đầm lực động (xung kích) 5.4.2.1 Máy đầm rơi

Dùng để đầm đất dính khơng dính, đất khô hay ƣớt theo lớp độ sâu tới 1,3m

Hình 5.5 Cấu tạo máy đầm rơi

1- Quả đầm; 2- ống dẫn đầm; 3- Các cáp nâng đầm; 4- Các ròng rọc đỡ cáp; 5- Bánh lệch tâm; 6- Hộp giảm tốc; 7- Khung treo cáp; 8- Máy sở

Bộ phận cơng tác đầm hình khối gang hay bê tơng đƣợc treo cáp 3, nặng từ 500 ữ 2000 kg Đầu cáp nối với bánh lệch tâm Các bánh lệch tâm gắn so le với đầu trục ngồi hộp giảm tốc Vì trục quay, dây cáp bị kéo nâng đầm lên, cáp lại đƣợc nhả để hạ đầm thứ xuống đất Máy sở di chuyển đầm luân phiên nện xuống đất.Máy cịn dùng để đóng cọc nhỏ Nhƣng khuyết điểm suất khơng cao

5.4.2.2 Máy đầm xung kích lăn

Hình 5.6 Cấu tạo lăn

1- Quả lăn; 2- Cánh ngăn; 3- Khối nặng xung kích; 4- Con lăn; 5- Rãnh lăn

Quả lăn loại nhỏ có đƣờng kính 1m có khối nặng, rãnh, lăn

Loại trung bình đƣờng kính 1,5m có khối nặng, rãnh, lăn

Loại lớn có đƣờng kính 2m có khối nặng, rãnh, lăn

Khi lăn đƣợc kéo đi, khối nặng lần lƣợt đƣợc nâng lên Đến độ nghiêng rãnh lăn, khối nặng lăn lăn xuống để đập vào trục lăn đập vào mà đầm nén đất lực xung kích Loại đơn giảnnhƣng làm việc gây ồn, chi phí cơng cho di chuyển cao

5.4.2.3 Năng suất máy đầm lực động:

.k m /h

n h . v . B

Q đ tg 3

Trong đó:

Bđ- Chiều rộng lớp đất đƣợc đầm (m)

v(m/h)- Tốc độ di chuyển máy

h- Độ dày lớp đất đầm (m)

n- Số lần đầm qua lại chỗ; ktg- Hệ số sử dụng thời gian

5.4.3 Máy đầm lèn rung động 5.4.3.1 Công dụng

Máy đầm rung dùng để đầm đất hạt rời có kích thƣớc khác nhau, lực liên kết không lớn nhƣng độ ẩm phải cao nhƣ đất cát, đá lẫn cát, sỏi, đá vụn

5.4.3.2 Phân loại

- Theo đặc tính di chuyển có loại tự hành rơmooc

- Theo đặc tính phận cơng tác có bàn rung lu rung

5.4.3.3 Máy đầm bàn rung động * Công dụng:

Máy đầm lèn nhờ lực rung động có hiệu đất rời hích thƣớc đất tƣơng đối khác lực liên kết chúng có giá trị nhỏ, vậy,máy đầm loại thích hợp với cát, sét đá dăm nhỏ Với đất dính khơ nhƣ đất sét, dùng máy đầm rung động khơng tích hợp lực liên kết đất lớn, hịn đất có kích thƣớc, trọng lƣợng sức ì lớn lực rung động yếu khơng đủ sức thắng lực liên kết chúng, đầm lèn có hiệu

Hình 5.7 Cấu tạo máy đâm bàn rung

1- Bànđầm; 2- Bộ phận gây rung; 3- Động cơ; 4- Cơ cấu điều chỉnh lực đầm; 5- Tay điều khiển

5.4.3.4 Lu rung

Ngày lu rung đƣợc sử dụng phổ biến để đầm nén bề mặt móng cơng trình So với lu tĩnh ru rung có chiều sâu ảnh hƣởng lớn, thích hợp với loại cát, sét, loại vật liệu có tính chất hạt nhƣ đá dăm, sỏi…

*Cấu tạo:

Hình 5.8 Cấu tạo máy lu rung

1- Động điện; 2- Dây đai truyền động; 3- Quả lăn; 4- Cơ cấu điều chỉnh lực đầm; 5- Giá đỡ trục; 6- Khung kéo; 7- Móc kéo; 8- Trục quay lệch tâm; 9- Bàn gạt đất dính

Lu rung thƣờng đƣợc cấu tạo từ hai phần chính: phần đầu kéo công tác

cơ thuỷ lực máy di chuyển máy gây rung đồng thời dẫn tới xilanh cấu lái

Quả lăn có đƣờng kính 0,4m nặng 200kg đƣợc kéo tay, cịn đƣờng kính tới 1m nặng 4000 kg cho loại kéo theo máy kéo Trục quay lệch tâm thân có gắn khối lệch tâm, quay đƣợc truyền động lực từ động điện tới qua đaitruyền

CHƢƠNG 6: MÁY PHAY ĐƢỜNG VÀ MÁY RẢI BÊ TÔNG, NHỰA

6.1 MÁY PHAY ĐƢỜNG

6.1.1 Công dụng

Đốt mặt đƣờng nhựa làm mặt đƣờng cũ bong ra, sau dùng biện pháp giới để cào sạch, xử lý để tiến hành rải thảm vào Máy đƣợc dùng để sữa chữa cục mặt đƣờng đƣờng bị nứt nẻ, hao mòn buộc phải tu bảo dƣỡng sửa chữa

6.1.2 Phân loại

Theo phƣơng pháp di chuyển máy phay đƣờng rôto đƣợc chia thành: máy phay tự hành; máy phay dạng treo máy phay kéo theo bán kéo theo (hình 4.1)

Hình 4.1 Sơ đồ máy phay rôto a) máy phay dạng treo; b) máy phay kéo theo

- Máy phay tự hành có cấu làm việc lắp sat xi bánh lốp chuyên dùng

- Máy phay dạng treo thƣờng lắp đầu kéo bánh xích hay bánh lốp

- Máy phay kéo theo làm việc phận kéo theo máy kéo 6.1.3 Sơ đồ cấu tạo

Các cơng tác máy bao gồm: sát xi máy sở, rôto phay phận công tác chính; hệ thống truyền động lực; hệ thống định lƣợng phân phối chất kết dính, két nƣớc làm mát băng truyền vận chuyển lớp hỗn hợp nhựa nguội đƣờng

Máy dẩn động khí hay thuỷ lực Máy dẫn động khí đảm bảo đƣợc mối quan hệ tốc độ máy sở với số vòng quay roto phay, nhƣng kết cấu máy cồng kềnh, không thực đƣợc biến đổi vô cấp tốc độ

Việc dẫn động thuỷ lực có kết cấu gọn, tinh xảo, đẹp mắt, làm việc chắn, độ tin cậy lớn

Hình 4.2 Máy bào - bóc - tái sinh đường W.1000C

1,3- cấu điều chỉnh độ cao bánh xích; 2- động máy sở; 4- điều hịa khơng khí; 5- cabin lái điều khiển; 6,9 - bánh xích; 7- rôt quay cắt; 8- nạo;

10 băng truyền đai; 11- khung máy; 12- két nước làm mát

Tuỳ theo đối tƣợng thi công, chức loại máy, chúng có thơng số kĩ thuật sau: vệt gia công từ 1,2 đến 4,2m, chiều sâu cắt từ 0,15 đến 0,6m suất từ 160 đén 1250m3

/h

6.2.4 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC

Phƣơng cắt, trộn rôto từ xuống từ dƣới lên trình cắt từ xuống tạo phoi cắt thay đổi chiều dày từ lớn đến nhỏ; trình cắt, đập nhỏ, trộn cho hiệu không cao, có lớp mặt q cứng Cịn q trình cắt từ dƣới lên cho ta kết ngƣợc lại

Hình 4.3 Cấu tạo nguyên lý làm việc rôto phay

Chiều dày lƣỡi cắt cần phải nhỏ theo điều kiện bền Góc cắt thƣờng từ 45 đến 600

Khi phay lớp mặt đƣờng bêtông nhựa, lƣỡi cắt thƣờng có dạng hình đầu nhọn có gắn hợp kim cứng chịu mòn va đập Các loại máy phay thƣờng có chiều rộng vệt phay từ 1,2 đến 2,5m; chiều sâu cắt trung bình từ đến 10 cm, cịn tốc độ di chuyển trung bình 10-20km/h Đối với loại máy phay dùng động thuỷ lực tốc độ chúng vô cấp

6.3 MÁY RẢI BÊ TÔNG NHỰA

6 3.1 Cơng dụng

Máy rải thảm có nhiệm vụ nhận hỗn hợp thảm từ ô tô tự đổ, rải hỗn hợp lên đƣờng với chiều dày lớp rải từ 30  150mm (ở máy Liên Xơ cũ) rải với chiều dày lớn (tới 150mm) (với máy Nhật, CHLB Đức ) Sau máy rải xong, cần tiến hành đầm lèn sơ bộ đầm rung máy

Ngồi cơng việc rải thảm, cịn sử dụng máy để rải loại hỗn hợp khác có pha chất kết dính

u cầu kỹ thuật máy rải thảm: hỗn hợp cần đƣợc rải thành lớp có chiều dày theo quy định trƣớc Ngồi hỗn hợp cịn chịu đƣợc biến dạng ngang biến dọng dọc mặt đƣờng

Máy rải thảm đa cỡ nặng dùng để rải cấp phối trƣờng hợp máy phải có tính mở rộng chiều dày lớp rải đạt tới 250300mm

6.3.2 Phân loại

Theo kiểu di chuyển ta phân máy rải thảm thành hai loại máy có di chuyển bánh xích máy có di chuyển bánh Phần lớn máy sử dụng nhiều máy rải thảm có di chuyển bánh xích Loại máy di chuyển bánh tuy thuận tiện động, ổn định, nước ta khơng sử dụng

Theo suất – công suất máy ta chia thành:

- Máy rải thảm cỡ nhẹ, suất 2550T/h đƣợc dùng để thi cơng mặt đƣờng nơi có khối lƣợng cơng việc

- Máy rải cở nặng, suất lớn từ 100200 T/h dùng để thi công mặt đƣờng nơi yêu cầu chất lƣợng cao khối lƣợng công việc nhiều

6.3.3 Sơ đồ cấu tạo

Trong trình làm việc, máy nhận hỗn hợp thảm có nhiệt độ 1201400C từ ơtơ tự đổ xuống phễu chứa Băng gạt chuyễn thảm phía sau máy để trục vít xoắn trải khắp chiều rộng mặt đƣờng, sau san gạt đầm sơ Trong trƣờng hợp nhiệt độ môi trƣờng dƣới 10150C bàn phẳng máy đƣợc đốt sấy nóng vịi đót, lấy nhiên liệu từ bình ga bên

Khi làm việc, chiều rộng vệt rải điều chỉnh từ 2,54,5m Ngày máy rải thảm đại đƣợc trang bị tự động điều khiển độ chênh cao vệt rải theo hai chiều (ngang dọc) vệt rải, có truyền động thuỷ lực phối hợp Hình 4.6 thể sơ đồ truyền động để dẫn động cấu cơng tác máy rải

Hình 4.4 Tổng thể máy rải thảm cở nặng

Hình 4.5 Sơ đồ truyền động lực máy rải thảm cỡ nặng

1- dầm; 2- trục lệch tâm; 3- bánh vít tải; 4- truyền động xích; 5- ly hợp bên; 6- động cơ; 7- khớp nối; 8- hộp số; 9- thùng nhiên liệu; 10- quạt gió; 11- ly hợp để dẫn động với băng vít

băng gạt; 12- ly hợp an tồn cho băng tấm; 13- truyền động xích tới băng tấm; 14- truyền động xích tới băng vít

Hình 4.6 Sơ đồ cơng nghệ

1- chắn; 2- hộp chứa hỗn hợp; 3- can lăn chặn; 4- bánh xích; 5- khớp cầu; 7- phận đốt nóng; 8- vít điều chỉnh; 9- bàn là; 10- vít tải; 11- dầm; 12- vít điều chỉnh chiều dày lớp rải;

13- khung chịu lực; 14- cấu lệch tâm dẫn động dầm

6.3.4 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC

Quá trình làm việc máy rải đƣợc thể qua sơ đồ cơng nghệ hình 4.7 Trong hình 4.7a sơ đồ cơng nghệ máy rải cỡ nhẹ suất 2050 T/h Hình 4.7b sơ đồ cơng nghệ máy rải tự hành có suất lớn

Hình 4.8 Một số sơ đồ công nghệ máy rải thảm 1- ôtô tự đổ; 2- phễu chứa hỗn hợp thảm; 3- lăn tỳ;

4- vít điều chỉnh chiều dày lớp rải;5- dầm; 6- đầm rung sơ bộ; 7- gạt; 8- băng gạt;

9- khung chịu lực; 10- vít tải; 11- tay quay

Theo hình vẽ 4.7b, ta thấy sơ đồ công nghệ máy rải cỡ nặng phức tạp máy đƣợc trang bị thêm vít tải 10

Hỗn hợp vật liệu từ ôtô đổ đổ vào phễu chứa đƣợc vận chuyển phía sau nhờ băng 8, sau chuyển tới băng vít tải 10 Sau qua hai băng với thiết bị đầm lèn sơ 5,6; mặt đƣờng đƣợc hình thành sơ Muốn điều chỉnh chiều dày lớp rải ta dùng tả quay 11 để điều chình bàn dầm

Để mặt đƣờng có cƣờng độ cao, sau máy rải thi công xong cần tiến hành lu lèn lu cứng trơn lu bánh lốp

Trong số yếu tố định chất lƣợng mặt đƣờng BTNN, nhiệt độ hỗn hợp thảm lúc rải quan trọng

6.3.5 Xác định số thông số

a Năng suất máy rải thảm:

Q = B h Vm  kt T/h Trong

B - Chiều rộng vệt rải, m;

Vm – Tốc độ làm việc máy, m/h;

 - Trọng lƣợng riêng hỗn hợp rải, T/m3; kt – Hệ số sử dụng thời gian, kt = 0,7  0,95

b Tính tốn lực kéo cho máy rải thảm

m b m t . G V . N . 102 . 60

T  

trong Nt - Cơng suất cần thiết động cho việc di chuyển máy

Tính theo 1 60 102   W V

N  m , kW

Ở

W- Tổng trở lực cản chung tác dụng lên máy làm việc, (kg)

Vm- Tốc độ máy làm việc;

Gm- Trong lƣợng bám máy, kg; - Hiệu suất làm việc tổng cộng;

1- Hiệu suất cấu di chuyển; 1= 0,7  0,9

CHƢƠNG 6: QUẢN LÝ VÀ KHAI THÁC MÁY XÂY DỰNG

6.1 PHÂN LOẠI CÁC DẠNG BẢO DƢỠNG KỸ THUẬT VÀ SỬA CHỮA 6.1.1 Các dạng bảo dưỡng kỹ thuật:

Bảo dƣỡng kỹ thuật tổng hợp cá biện pháp kỹ thuật nhầm trì cho xe máy ln ln trạng thái kỹ thuật tốt sử dụng, bảo quản vận chuyển

Bảo dƣỡng kỹ thuật nhằm tạo điều kiện làm việc bình thƣờng cho máy, cụm máy chi tiết, tránh cho chúng không bị hƣ hỏng trƣớc thời hạn, làm cho trình hao mịn mức độ q trình sử dụng

Nội dung bảo dƣỡng kỹ thuật bao gồm bƣớc chủ yếu sau: - Bảo dƣỡng kỹ thuật sử dụng

- Bảo dƣỡng kỹ thuật chờ đợi vào khai thác

- Bảo dƣỡng kỹ thuật bảo quản

- Bảo dƣỡng kỹ thuật vận chuyển máy

- Bảo dƣỡng kỹ thuật theo mùa

Đối với máy xây dựng sử dụng phải tiến hành bảo dƣỡng theo ca bảo dƣỡng kỹ thuật định kỳ

- Bảo dƣỡng kỹ thuật theo ca đƣợc thực cho ca làm việc máy

- Bảo dƣỡng kỹ thuật định kỳ đƣợc tiến hành theo trình tự có kế hoạch phù hợp với quy định hƣớng dẫn

6.1.2 Các dạng sửa chữa

Sửa chữa tổng hợp biện pháp kỹ thuật nhằm trì phục hồi khả làm việc hay trạng thái kỹ thuật tốt xe máy Khắc phục hƣ hỏng trục trặc xuất làm việc hay đƣợc phát bảo dƣỡng kỹ thuật

Tuỳ theo mức độ phức tạp công tác sửa chữa ngƣời ta chia làm hai dạng:

- Sửa chữa nhỏ: Là loại sửa chữa nhằm khắc phục trục trặc hƣ hỏng nhỏ Nó góp phần đảm bảo thực định mức quãng đƣờng thời gian xe máy hoạt động

- Sửa chữa lớn: loại sản xuất đƣợc thay quy định theo số làm việc quản đƣờng xe chạy Tồn cơng việc sửa chữa lớn nhằm phục hồi khả làm việc chúng theo tiêu chuẩn kỹ thuật

6.2 HỆ THỐNG BẢO DƢỠNG VÀ SỬA CHỮA MXD Ở VIỆT NAM 6.2.1 Bảo dƣỡng kỹ thuật

Theo tiêu chuẩn Việt Nam tổ chức hệ thống bảo dƣỡng kỹ thuật sửa chữa: TCVN 4204-86, có hiệu lực từ 01/7/1986, bao gồm:

Bảo dƣỡng kỹ thuật định kỳ: tuỳ theo đặc điểm khối lƣợng công việc, thời gian thực mà ngƣời ta chia ra:

- Bảo dƣỡng kỹ thuật cấp I (BD1)

- Bảo dƣỡng kỹ thuật cấp II (BD2)

- Bảo dƣỡng kỹ thuật cấp III (BD3) Chỉ số máy định

6.2.2 Sửa chữa máy

Việc sửa chữa máy thƣờng đƣợc tiến hành theo hai phƣơng pháp:

- Phƣơng pháp thay cụm tổng thành: đƣợc tiến hành điều kiện sử dụng Khi đó, ngƣời ta sửa chữa máy theo tổng thành tuỳ theo mức độ hao mịn

- Phƣơng pháp cơng nghiệp: xe máy hay tổng thành đƣợc đem đến sửa chữa nhà máy sửa chữa đại tu lớn

Việc tạo trì vốn lƣu động tổng thành dự trữ quan sử dụng xe máy điều quan trọng để áp dụng phƣơng pháp thay tổng thành

Vốn lƣu động phụ thuộc vào số lƣợng máy sử dụng có, có tổng thành giống nhau, số mày làm việc năm, chu kỳ sửa chữa thời gian quay vòng tổng thành sửa chữa

Đối với nhà máy sửa chữa theo phƣơng pháp cơng nghiệp cần có vốn lƣu động tổng thành để giảm bớt thời gian máy nằm chờ sửa chữa

Vốn lƣu động tổng thành đƣợc tính theo cơng thức: (chiếc) Trong đó: A: Số lƣợng máy mác sử dụng vốn lƣu động, b: Số lƣợng cụm (tổng thành) tên lắp máy

R: Số máy làm việc theo kế hoạch năm,

H: Định kỳ thay cụm máy,

Tq: Thời gian quay vòng vốn, ngày

Kd: Hệ số dự trữ

Thời gian quay vòng vốn gồm: thời gian vận chuyển, chờ sửa chữa sửa chữa tổng thành

6.3 HỆ THỐNG SỬA CHỮA VÀ BẢO DƢỠNG KỸ THUẬT

Để xe máy làm việc đƣợc thời gian quy định với độ tin cậy cao, từ lúc đƣa máy vào khai thác cần phải tuân thủ công việc nhƣ: vệ sinh máy, siết chặt, điều chỉnh, kiểm tra dầu mỡ, bầu lọc, nạp đầy nhiên liệu, nƣớc làm mát, dầu bôi trơn …

Nhƣ vậy, bảo dƣỡng kỹ thuật sửa chữa có liên quan chặt chẽ với nhau, gọi hệ thống bảo dƣỡng kỹ thuật sửa chữa xe máy

Hệ thống bảo dƣỡng kỹ thuật sửa chữa xe máy tổng hợp hoạt động tổ chức, kế hoạch, công nghệ, cung ứng vật tƣ sử dụng cán bộ- cơng nhân kỹ thuật nhằm trì khơi phục trạng thái kỹ thuật tốt cho máy suốt thời hạn phục vụ, nhằm đảm bảo an toàn, nâng cao hiệu sử dụng máy Các công việc đƣợc tiến hành theo kế hoạch, theo chế độ bảo dƣỡng kỹ thuật sửa chữa máy quy định

Chế độ bảo dƣỡng kỹ thuật sửa chữa máy tập hợp quy định thống nhằm xác định hình thức cấu tổ chức, nội dung cơng việc sửa chữa theo kế hoạch để trì làm việc máy suốt thời hạn phục vụ điều kiện sử dụng cho trƣớc Chế độ bảo dƣỡng kỹ thuật sửa chữa cho phép lập kế hoạch bảo dƣỡng kỹ thuật sửa chữa lập dự trù nhân lực, vật tƣ kỹ thuật, phụ tùng thay tiền vốn cho công tác

6.3.1 Bảo dưỡng kỹ thuật

Mục đích bảo dƣỡng kỹ thuật đề phịng hỏng hóc, sai lệch ngăn ngừa mài mòn trƣớc thời hạn chi tiết máy, khắc phục kịp thời gãy vỡ gây trở ngại cho làm việc bình thƣờng xe máy

Công tác bảo dƣỡng kỹ thuật bao gồm công việc: cạo rửa, xem xét, tra dầu mỡ, kiểm tra siết chặt, điều chỉnh với nguyên tắc chung công việc không cần phải tháo dỡ phận hệ thống khỏi xe máy

Theo quy định hành, việc bảo dƣỡng kỹ thuật theo đặc điểm, khối lƣợng cơng việc thời gian thực hiện, chia làm dạng sau đây:

Bảo dƣỡng kỹ thuật ca (hay gọi bảo dƣỡng kỹ thuật ngày): đƣợc thực cho ca làm việc máy Nội dung công việc bảo dƣỡng ca gồm: cạo rửa, xem xét, tra dầu mỡ, kiểm tra siết chặt, điều chỉnh Nhằm đảm bảo an toàn giữ gìn hình dáng bên ngồi đƣợc đẹp

Mọi công việc bôi trơn, điều chỉnh, kiểm tra vệ sinh máy phải tiến hành theo trình tự bắt buộc Cơng việc điều chỉnh, siết chặt sửa chữa nhỏ đƣợc thực cụ thể theo yêu cầu kiểm tra

Việc bảo dƣỡng kỹ thuật ngày đƣợc thực sau hoàn thành nhiệm vụ ca trƣớc xuất phát tính đƣờng để cơng tác

Bảo dưỡng kỹ thuật định kỳ:

Nội dung bảo dƣỡng kỹ thuật định kỳ đƣợc quy định cho điều kiện sử dụng trung bình Trong điều kiện máy khai thác vùng đồi núi , trung du, biển… định kỳ cấp bảo dƣỡng nội dung bảo dƣỡng cấp đƣợc quy định cụ thể

- Bảo dƣỡng kỹ thuật cấp 1: Bao gồm tồn cơng việc bảo dƣỡng kỹ thuật ngày Ngồi cịn làm thêm số công việc khác nhƣ: vặn chặt, bôi trơn điều chỉnh cụm máy, tiến hành thay gioăng đệm, cáp, băng tải, dây đai… công việc đơn giản q trình thực khơng cần phải tháo dỡ phận, cấu khỏi máy

- Bảo dƣỡng kỹ thuật cấp 2: Ngoài phần việc bảo dƣỡng kỹ thuật cấp 1, làm thêm số cơng việc nhƣ: kiểm tra, chẩn đốn điều chỉnh, tháo dỡ số phận cấu khỏi xe máy để kiểm tra bàn thử thiết bị đo kiểm

- Bảo dƣỡng kỹ thuật theo mùa: Đƣợc tiến hành hai lần năm Nội dung bảo dƣỡng theo mùa làm công việc liên quan đến thay đổi thời tiết khí hậu từ mùa sang mùa khác Vì vậy, ngƣời ta thƣờng cố gắng xếp cho bảo dƣỡng kỹ thuật theo mùa trùng khớp với bảo dƣỡng kỹ thuật cấp Những cơng việc bảo dƣỡng kỹ thuật theo mùa là: súc rữa hệ thống làm mát, thay dầu nhờn động cơ, bơm mỡ khớp, ổ bi… cấp phù hợp với thời tiết theo mùa Kiểm tra hệ thống sƣởi ấm buồng lái, hệ thống hâm nóng động cơ, hệ thống làm mát

Chu kỳ bảo dƣỡng kỹ thuật cấp đƣợc quy định tuỳ theo cơng dụng máy Ví dụ: tơ vận chuyển đƣợc tính số km xe chạy, máy làm đất, máy trộn, rải tính số làm việc

6.3.2 Sửa chữa máy

Sửa chữa nhằm khơi phục trì khả làm việc xe máy Trong sửa chữa thƣờng thay chi tiết, cụm có hệ thống lấy từ nguồn dự trữ mua Trong sửa chữa cịn làm cơng việc nhƣ: tháo lắp, điều chỉnh, làm nguội, khí, gị hàn…

Trong q trình sử dụng xe máy, có nhiều chi tiết khác làm việc điều kiện khác chu kỳ phát sinh hƣ hỏng khơng nhau, để đảm bảo cho xe máy làm việc bình thƣờng ngƣời ta phân chế độ sửa chữa làm:

Sửa chữa thƣờng xuyên: Đƣợc tiến hành thƣờng xuyên không định kỳ trình sử dụng xe máy nhằm khắc phục hƣ hỏng sai lệch phát sinh cách tháo lắp, thay phận điều chỉnh, gò hàn, nguội, khí… nón góp phần đảm bảo việc thực định mức quãng đƣờng số xe máy hoạt động vƣợt qua trƣớc cần sửa chữa lớn

Sửa chữa nhỏ đƣợc tiến hành nơi nhƣ: Các xƣởng bảo dƣỡng sửa chữa, tiến hành cơng trƣờng

tổng thành; tình trạng kỹ thuật chung tổng thành bị chi tiết bị mịn hƣ hỏng q mức khơng thể dùng sửa chữa thƣờng xuyên để khôi phục đƣợc khơi phục khơng có hiệu

Nội dung cơng việc bao gồm: kiểm tra, chẩn đốn, thay thế, điều chỉnh, điện … sửa chữa lớn đƣợc thực tổng thành, phận hay thực toàn xe máy

PHẦN II

Chƣơng -TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC

1.1 KHÁI NIỆM TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC

Muốn truyền từ phận dẫn động đến phận làm việc máy, cách dùng loại truyền động khí, điện, khí nén cịn có truyền động thủy lực Truyền động thủy lực dùng môi trƣờng chất lỏng làm khâu trung gian để truyền

Trên ô tô máy kéo, hệ thống thủy lực dùng để móc nối máy nơng nghiệp vào sau, trƣớc bên máy kéo, hạ làm việc, nâng vận chuyển Ngồi ra, cịn để tăng trọng lƣợng bám cho bánh chủ động phục vụ số công việc khác ô tô máy kéo (thí dụ nâng thùng xe, truyền động cho tời)…

Chú ý: môi chất làm việc chất khí ta có truyền động khí nén

Phạm vi sử dụng: máy công cụ, máy nông nghiệp, máy vận chuyển, máy xây dựng, khai thác mỏ, địa chất, số ứng dụng cụ thể nhƣ di chuyển nhà… Truyền động thủy lực ngày đƣợc ứng dụng rộng rải máy hệ thống điều khiển tự động dây chuyền sản xuất

Một số ví dụ truyền động thủy lực tơ máy cơng trình:

- Hệ thống thủy lực xe xúc

Hình 1.1 Hệ thống thủy lực xe xúc

Hình 1.2 Hệ thống thủy lực xe nâng chuyển hàng 1.2 PHÂN LOẠI

Theo nguyên lý làm việc truyền động thủy lực đƣợc chia thành loại:

- Truyền động thủy động

Hình 1.3 Sơ đồ truyền động thủy động Hình 14 Sơ đồ truyền động thủy tĩnh

P1 = 5tấn (đỏ); D = 300mm

Pn = 50kg

P2 = 100kg; d = ?

ĐL Pascal:

Hình 1.5 Sơ đồ ký hiệu truyền động thủy lực thể tích

M-động điện , P-bơm thủy lực , f-bộ lọc dầu , m-áp kế , S-van an toàn , n-van chiều , D-cơ cấu phân phối chất lỏng , R-bộ điều chỉnh lưu lượng , V-xi lanh lực (động

thủy lực)

Các thiết bị thủy lực sử dụng ô tô máy kéo với nhiều mục đích khác nhau, theo có sơ đồ làm việc khác Hiện nay, thƣờng sử dụng dạng sơ đồ hệ thống thủy lực, là:

- Hệ thống thủy lực mạch hở

- Hệ thống thủy lực mạch kín

1.3 ƢU NHƢỢC ĐIỂM CỦA TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC

Ƣu điểm:

1- Truyền động vô cấp tự động dễ dàng

2- Truyền đƣợc công suất lớn

3- Cho phép đổi chiều chuyển động

4- Có thể đảm bảo cho máy làm việc ổn định, không phụ thuộc vào tải trọng

5- Kết cấu gọn, nhẹ, có qn tính nhỏ trọng lƣợng đơn vị công suất truyền động nhỏ Điều có ý nghĩa lớn hệ thống tự động

6- Có điều kiện bơi trơn tốt

7- Truyền động êm, hầu nhƣ tiếng ồn

8- Có thể đề phịng cố tải

Nhƣợc điểm:

2- Khó làm kín phận làm việc; chất lỏng làm việc dễ rò rỉ khơng khí bên ngồi lọt vào, làm giảm hiệu suất tính chất ổn định truyền động Muốn khắc phục đƣợc nhƣợc điểm này, cần có kết cấu phức tạp chế tạo khó khăn

3- Yêu cầu chất lỏng làm việc phức tạp

1.4 Yêu cầu chất lỏng làm việc

1- Độ nhớt phải thích hợp, thay đổi theo nhiệt độ áp suất để tránh rò rỉ tổn thất lƣợng nhiều

2- Hệ số chịu nén nhỏ

3- Tính chống ơxy hóa ổn định mặt hóa học

4- Khả chống hịa tan khí nƣớc

5- Khơng ăn mịn kim loại, khơng độc hại

6- Nhiệt độ ngƣng tụ thấp

Dầu sử dụng hệ thống cần lƣu ý số điểm sau:

1- Dầu đƣa vào hệ thống cần phải qua lọc

2- Kiểm tra dầu bổ sung dầu thƣờng xuyên bể chứa

3- Cần phải thay dầu theo định kỳ

4- Không dùng lẫn loại dầu khác

Chƣơng - TRUYỀN ĐỘNG THỦY ĐỘNG

2.1 KHÁI NIỆM

Truyền động thủy động truyền động dựa vào động dòng chất lỏng

Hệ thống truyền động thủy động dùng để truyền mô men lớn cho cấu làm việc cần trục, điển hình nhƣ: Biến tốc thủy lực khớp nối thủy lực

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý truyền động thủy động

2.2 KHỚP NỐI THỦY LỰC

2.2.1 Giới thiệu sơ lược khớp nối thủy lực

Khớp nối thủy lực trƣờng hợp đơn giãn truyền động thủy lực nhƣ loại khớp nối khác, dùng để truyền mô men quay từ trục chủ động đến trục bị động mà không thay đổi trị số mô men

Về ngun lý xem hình dƣới:

Hình 2.2

a Các tính chất chủ yếu khớp nối thủy lực

1- Trục bị dẫn trục chủ động quay độc lập với Khi trục chủ động quay trục bị dẫn đứng n quay với vận tốc Vận tốc quay lớn trục bị động phải nhỏ vận tốc quay trục chủ động - 3%

2- Truyền động không ồn, khởi động tăng tốc êm

3- Các chi tiết chủ yếu (bánh cơng tác) khơng bị mịn bề mặt làm việc chúng không tiếp xúc với

4- Hạn chế dao động xoắn

5- Có hiệu suất cao (0,97 - 0,98) chế độ làm việc tính tốn

6- Sử dụng, vận hành chắn

7- Có thể thực việc điều khiển từ xa tự động hóa điều khiển cách đơn giản b Ứng dụng khớp nối thủy lực

1- Điều chỉnh số vòng quay trục bị dẫn số vòng quay động không đổi (dùng bơm cấp nƣớc lớn cho nồi nhà máy nhiệt điện, máy ly tâm nhà máy hóa học, quạt hầm mỏ ống khí động, lị luyện kim, máy khai thác mỏ, máy cán, máy đúc ly tâm )

2- Lấy đà máy có mô men khởi động lớn (nhƣ tuabin hơi, máy cắt kim loại lớn, băng tải thiết bị khác nhà máy luyện kim v.v…)

3- Hợp cơng suất đảo chiều chuyển động máy (ví dụ tàu thủy thƣờng dùng khớp nối thủy lực để hợp công suất hai động kéo chân vịt điều khiển tàu chạy lùi mà không cần dùng thêm động khác)

Ngày khớp nối thủy lực đƣợc dùng nhiều ngành chế tạo ô tô, máy kéo, xe tăng, máy bay, nhiều lĩnh vực công nghiệp khác Ngƣời ta chế tạo đƣợc khớp nối thủy lực truyền công suất tới 30 000kW

2.2.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc

Hình 2.2 Khớp nối thủy lực có ống điều chỉnh cố định

I- trục dẫn; II- trục bị dẫn ; 1- bánh bơm; 2- bánh tuabin; 3, - vỏ vỏ ngoài; 5- ; 6- làm nguội ; 7-thùng chứa; 8- bơm bánh răng; 9- phận lót kín; 10- ống điều chỉnh; 11- lỗ

Trên trục dẫn I có lắp bánh bơm 1, bánh gắn liền với hai vỏ Ở vỏ có số lỗ 11 Vỏ ngồi có lắp phận lót kín

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý

2.2.3 Đường đặc tính a Đường đặc tính ngồi

Hình 2.5 Đường đặc tính ngồi

Đƣờng đặc tính ngồi biểu diễn mối quan hệ mơ men quay M, công suất NB, NT hiệu suất  khớp nối thủy lực với số vòng quay nT bánh tuabin số vòng quay bánh bơm không đổi (nB = const)

Khi nT đến gần tới nB, lý thuyết  = Nhƣng lúc N  mô men quay M giảm đến mức đủ để thắng mô men cản tổn thất, hiệu suất 1, lúc đƣờng  theo đƣờng nét đứt đến

b Đường đặc tính tổng hợp

Biểu diễn mối quan hệ mối quan hệ mô men quay M khớp nối thủy lực với số vòng quay nT số vòng quay bánh bơm thay đổi (nB = const) Trên đƣờng đặc tính đó, cịn vẽ đƣờng cong biểu diễn thay đổi M với trị số hiệu suất nhƣ

Hình 2.6 Đường đặc tính tổng hợp c Đường đặc tính qui dẫn

Hình 2.7 Đường đặc tính qui dẫn 2.2.4 Phân loại

a Theo kết cấu

Hình 2.8 Phân loại khớp nối thủy lực theo kết cấu

- Khớp nối thủy lực có vành (hình a)

- Khớp nối thủy lực khơng có vành (hình b)

- Khớp nối thủy lực bánh cơng tác có vành (hình c)

- Khớp nối thủy lực kép (hình d)

b Theo tính chất có điều chỉnh hay khơng - Khớp nối thủy lực không điều chỉnh

Hình 2.9 Phân loại theo tính chất có điều chỉnh hay không

c Theo trị số công suất truyền

- Truyền công suất nhỏ trung bình (đến 1.000kW)

- Truyền cơng suất lớn (trên 1.000kW)

2.3 BIẾN MÔ THỦY LỰC

2.3.1 Giới thiệu sơ lược biến mô thủy lực Cịn đƣợc gọi biến mơ men

Khi cần biến đổi mô men quay hai trục dẫn bị dẫn ngƣời ta dùng biến mô thủy lực

Biến mô thủy lực truyền trục đƣờng tâm có kèm theo biến đổi mô men quay Thông thƣờng biến mô thủy lực dùng để tăng mô men quay trục bị dẫn Ngồi có tính chất tự động thay đổi vô cấp vận tốc trục bị dẫn nhƣ khớp nối thủy lực

2.3.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc

Bộ biến Mômen thủy lực (Torque Converter)

Phần chủ động thƣờng gọi bánh bơm, phần bị động gọi bánh Tuabin, phần phản ứng gọi bánh dẫn hƣớng Sự hợp ba chi tiết thành cấu trúc có dạng hình xuyến, quay quanh trục cố định, bọc vỏ kín có chƣa dầu

dầu chuyển động tuần hoàn theo đƣờng xoắn ốc giới hạn vỏ (Inpeller Pump > Tuarbine > Startor > Inpeller Pump)

Hình 2.11 Các phần biến mơ thủy lực

Ngƣời ta gọi trình dầu di chuyển bánh chủ động trình tích năng, q trình dầu di chuyển bánh bị động q trình truyền lƣợng, cịn bánh dẫn hƣớng qúa trình đổi hƣớng chuyển động

Các phận cấu thành Biến mô:

Sơ đồ nguyên lý

Kết cấu biến mơ men thủy lực Hình 2.12 Ngun lý kết cấu biên mô thủy lực

Hình 2.13 Khơng khóa khớp chiều

Hình 2.15 Hướng chuyển động dịng chất lỏng biến mơ

2.3.3 Các loại biến mô thủy lực

Do yêu cầu làm việc với nhiều máy khác nên biến mơ thủy lực có nhiều loại khác tên gọi, kết cấu tính chất làm việc Thƣờng biến mô thủy lực đƣợc phân loại theo cách sau:

a - Theo thứ tự cách bố trí bánh buồng làm việc biến mơ thủy lực

- B - T - P (bơm - tuabin - phản ứng)

- B - P - T (bơm - phản ứng - tuabin)

b - Theo loại bánh tuabin

- Ly tâm

- Hƣớng trục

- Hƣớng tâm

- Tâm - trục

c - Theo số cấp bánh tuabin

- Biến mô thủy lực cấp

- Biến mô thủy lực hai cấp

- Biến mô thủy lực ba cấp

d - Theo số buồng làm việc

- Một buồng làm việc

- Hai buồng làm việc

- Ba buồng làm việc

e - Theo tính chất làm việc bánh phản ứng

- Bánh phản ứng cố định

- Bánh phản ứng quay đƣợc

g - Theo tính chất có đảo chiều chuyển động trục bị dẫn hay không mà chia làm

- Biến mô thủy lực không đảo chiều

- Biến mô thủy lực đảo chiều

h - Theo tính chất kết hợp với loại truyền động khác (điện, khí…) 2.3.4 Tính chất biến đổi mơ men quay

a Trường hợp bánh phản ứng đặt sau bánh bơm trước bánh tuabin: B - P - T w - vận tốc tƣơng đối

cB - vận tốc tuyệt đối

Hình 2.17 Q trình biến đổi tăng mơ men biến mơ thủy lực

Do cp > cB 2 > 1 nên mô men trục bánh tua bin lớn mô men trục bánh bơm

b Trường hợp bánh phản ứng đặt sau bánh tuabin trước bánh bơm: B - T - P

Hình 2.18

Vì Tuabin bánh bơm khơng có bánh phản ứng nên động dòng chất

lỏng khỏi bánh bớm vào bánh Tua bin không thay đổi Do MB  MT

Xét biên dạng cánh dẫn bánh Tuabin, ta thấy qua bánh Tuabin, dòng chất lỏng đổi chiều

Nếu đặt sau bánh Tuabin bánh phản ứng mà cánh dẫn có chiều cong ngƣợc với chiều cong cánh dẫn bánh Tuabin dịng chất lỏng khỏi bánh phản ứng hƣớng theo chiều quay bánh bơm Ngoài vận tốc dịng chất lỏng tăng Nhƣ vậy, dịng chất lỏng khỏi bánh phản ứng để vào bánh bơm trƣờng hợp giảm phụ tải cho động

2.3.5 Tính chất tự động điều chỉnh chế độ làm việc biến mô thủy lực

Biến mơ thủy lực có tính chất tự động điều chỉnh mơ men số vịng quay bánh tuabin theo thay đổi mô men cản bánh bị dẫn Nếu mô men cản tăng lớn mơ men tác dụng lên bánh tuabin bánh tuabin quay chậm lại Khi mơ men quay bánh tuabin tự động tăng lên cân với mô men cản

Mô men quay bánh tua bin tăng số vịng quay giảm hai nguyên nhân:

- Lƣu lƣợng chất lỏng tuần hồn bánh cơng tác tăng

- Góc hợp phƣơng vận tốc tuyệt đối dòng chảy lối vào lối bánh tuabin tăng, làm cho áp lực tác dụng lên cánh tăng

2.3.6 Các phương trình

- Phƣơng trình mơ men

MB MT MP 0

- Phƣơng trình cơng suất cột áp

Ở chế độ làm việc ổn định, bánh bơm truyền động thủy động liên tục cung cấp cho dịng chất lỏng làm việc cơng suất NB Phần lớn cơng suất truyền cho trục bị dẫn qua bánh tuabin gọi NT Phần công suất lại NW dùng để khắc phục sức cản chuyển động chất lỏng buồng làm việc truyền động thủy động:

- Tổn thất ma sát bề mặt máng dẫn

- Tổn thất thay đổi đột ngột hƣớng chuyển động dòng chảy

- Tổn thất thay đổi vận tốc dòng chảy

Tổn thất lƣợng đơn vị hw chất lỏng biến thành nhiệt

Nhƣ vậy, chế độ làm việc ổn định, bánh phản ứng ổn định, phƣơng trình cân lƣợng viết dƣới dạng

Nếu bỏ qua tổn thất lƣu lƣợng rò rỉ qua khe hở bánh (thực tế lƣợng bé), ta có:

QHB QHT Qhw

Đơn giản phƣơng trình ta đƣợc phƣơng trình cân cột áp:

HB  HT hw

2.3.7 Các thông số

- Công suất làm việc trục dẫn (tức trục bánh bơm) truyền động thủy động là:

p B B B QH N    

- Công suất làm việc trục bị dẫn (tức trục bánh tuabin) là:

NT  QHBT

- Tỉ số truyền i truyền động thủy động tỉ số truyền số vòng quay bánh tuabin (trục bị dẫn) với số vòng quay bánh bơm (trục dẫn):

B T n n i 

- Hệ số biến mô K (hoặc hệ số biến đổi mômen)

B T M M K 

2.3.8 Đường đặc tính a Tỉ số truyền moment

Sự tăng moment biến mơ hoạt động phụ thuộc vào dịng xốy thủy lực Điều tƣơng ứng với trạng thái tuabin đứng n

TỈ SỐ TRUYỀ N MOMENT (t )

TỈ SỐ TRUYỀN TỐC ĐỘ (e)

2

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0

Điểm xe ngừng

Vùng biến mô

Điểm ly hợp

Vùng khớp nối

Hình 2.19 Đồ thị tỉ số truyền môment theo tỉ số truyền tốc độ

b Điểm xe ngừng (điểm bắt đầu lăn bánh)

Khi tỉ số truyền tốc độ không, nghĩa là, cánh tuabin không quay (động xe chạy số D nhƣng xe lại bị cản không lăn bánh đƣợc), chênh lệch tốc độ cánh bơm tuabin lớn

Điểm xe ngừng tuabin không chuyển động hay tỉ số truyền tốc độ không Tỉ số truyền mô men lúc lớn Thƣờng tỉ số nằm khoảng 1.7 đến 2.5

c Điểm li hợp

Khi cánh tuabin bắt đầu quay tỉ số truyền tốc độ tăng lên, chênh lệch tốc độ quay rotor tuabin giảm xuống Khi tỉ số truyền đạt đến giá trị định, dịng chảy xốy nhỏ Do đó, tỉ số truyền moment gần Nói theo cách khác, điểm li hợp, biến mơ có tác dụng nhƣ khớp thủy lực tránh cho tỉ số truyền giảm xuống dƣới

Tỉ số truyền moment (t) =

Moment đầu tuabin Moment đầu vào

caùnh bôm

Tỉ số truyền tốc độ (e) =

Tốc độ tuabin Tốc độ của

d Hiệu suất truyền động

Hiệu suất truyền động biến mô cho biết hiệu truyền lƣợng từ cánh bơm đến cánh tuabin

TỈ SỐ TRUYỀN TỐC ĐỘ (e)

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

Điểm xe ngừng Vùng biến mô

Điểm ly hợp

Vùng khớp nối

HIỆ U SUA ÁT TRUY ỀN ĐỘ NG (n) 20 40 60 80 100 Hiệu suất truyền động

Hình 2.20 Đồ thị tỉ số hiệu suất truyền động theo tỉ số truyền tốc độ Ở đây:

Ở điểm xe ngừng, cánh bơm quay nhƣng tuabin đứng yên Moment lớn đƣợc truyền cho tuabin nhƣng hiệu suất truyền không tuabin không quay

Khi tuabin bắt đầu quay, công suất đầu tuabin tỉ lệ với tốc độ quay cánh bơm moment nó, điều làm cho hiệu suất truyền động tăng đột ngột Hiệu suất lớn tỉ số truyền tốc độ trƣớc điểm li hợp chút Sau điểm lớn nhất, hiệu suất truyền động bắt đầu giảm xuống phần dòng dầu từ tuabin bắt đầu chảy mặt sau cánh stator

Tại điểm li hợp, phần lớn dầu từ tuabin đập vào mặt sau cánh stator, stator bắt đầu quay để ngăn cản giảm thêm hiệu suất truyền động biến mô bắt đầu thực chức nhƣ khớp nối thủy lực

Do moment đƣợc truyền với tỉ số gần 1:1 khớp thủy lực, hiệu suất truyền khớp nối thủy lực tỉ lệ thuận với tỉ số truyền tốc độ

Hiệu suất truyền động () =

Moment đầu tuabin Moment đầu vào

cánh bơm

Tuy nhiên, tuần hoàn dầu làm cho phần động dầu bị mát nhiệt độ dầu tăng lên ma sát va đập Do hiệu suất truyền động biến mô không đạt đến 100%, nhƣng lớn 95%

Nhận xét:

+ Do đặc điểm truyền động thủy lực nên có độ êm dịu cao

+ Hoạt động có hiệu cao có chênh lệch tốc độ cánh bơm tuabin, tƣơng ứng với trƣờng hợp xe bắt đầu khởi động (lăn bánh), leo dốc, tăng tốc

+ Hiệu suất truyền động không cao tốc độ cánh bơm tuabin gần Trƣờng hợp ứng với xe chạy ổn định, không tăng tốc hay leo dốc nhƣ bắt đầu khởi hành Với nhƣợc điểm để biến mô hoạt động có hiệu qủa, biến mơ nên khóa cứng xe chạy ổn định Nghĩa biến mô lúc đóng vai trị nhƣ khớp nối cứng

e Điều khiển khóa biến mơ

Qua nghiên cứu đặc tính biến mơ, giai đoạn khớp nối (khơng có khuyếch đại moment), biến mơ truyền moment từ đầu vào động đến hộp số với tỉ số truyền gần 1:1 Tuy nhiên, cánh bơm tuabin có chênh lệch tốc độ từ đến 5% Do vậy, biến mơ khơng truyền 100% cơng suất mà có mát lƣợng qua khớp nối Để ngăn chặn điều giảm tiêu hao nhiên liệu, ngƣời ta dùng khớp nối khí để khóa cứng cánh bơm tuabin tốc độ xe khoảng 60 km/h hay cao hơn, 100% cơng suất đƣợc truyền đến hộp số Việc khóa đƣợc thực cách dùng van solenoid điều khiển van đóng ngắt li hợp

TỈ SỐ TRUYỀN TỐC ĐỘ (e)

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0

Điểm xe ngừng Vùng biến mô

Điểm ly hợp

Vùng khớp nối

TỈ SỐ TGRUYỀ N MOM ENT (t)

3 truyền độngHiệu suất

HIỆ U SUẤ T TRUYỀ N ĐỘ NG ( n) 20 40 60 80 100

f Biến mơ khơng khố

Khi khơng có tín hiệu từ ECU, solenoid đóng, áp suất dầu tác động lên phía van tín hiệu khóa biến mơ Khi van tín hiệu khóa biến mơ di chuyển xuống, van ngăn áp lực dầu từ van chuyển số 1-2, điều làm van khóa biến mơ di chuyển xuống nên áp lực dầu tác động lên đầu dƣới van Dịng dầu cao áp lúc có hƣớng di chuyển từ sau cấu khóa biến mơ trƣớc tuabin Do đó, li hợp khơng đƣợc khóa

g Biến mơ khố

Hình 2.23: Biến mơ trạng thái khoá

Chƣơng 3: TRUYỀN ĐỘNG THỂ TÍCH

3.1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TRUYỀN ĐỘNG THỦY TĨNH 3.1.1 Truyền động thủy lực thể tích có chuyển động tịnh tiến

Theo hình 3.1a Bơm piston chuyển động lên xuống nhờ dẫn động khí Khi piston di chuyển lên, chất lỏng từ thùng chứa đƣợc hút qua van vào xi lanh bơm Khi piston dy chuyển xuống, van bị đóng lại, chất lỏng từ xi lanh bơm bị đẩy qua van qua cấu phân phối vào khoang dƣới khoang xi lanh lực

Truyền động thủy lực có chuyển động tịnh tiến

a) b)

Hình 3.1 Truyền động thủy lực thể tích có chuyển động tịnh tiến a) Dùng bơm piston

1- Bơm piston; 2,3- Van chiều; 4- Thùng chứa; 5- Cơ cấu phân phối; 6- Xi lanh lực

b) Dùng bơm rô to

1- Bơm rơ to; 2- Van an tồn; 3- Cơ cấu phân phối; 4- Xi lanh lực

Do truyền động từ bơm sang xi lanh lực có hiệu suất , nên phƣơng trình cân áp suất là:

.pd = pD

Tƣơng đƣơng: 2

D 2 d D F 4 d F 4    

Suy ra:  2 

2 d D d D F F

dt dx v 

Lƣu lƣợng bơm cấp: QB = vB.SB

Lƣu lƣợng động nhận đƣợc: QĐ = vĐ.SĐ

Bỏ qua rò rỉ:

QB = QĐ

Áp suất áp lực:

Áp suất xi lanh bơm

B B

S F

P  đƣợc truyền đến xi lanh lực tạo

lực làm cho piston chuyển động: FĐ = p.SĐ

SĐ, SB: diện tích đỉnh piston động bơm Công suất bơm:

NB = p.QB = FB.VB Công suất động thuỷ lực: NĐ = p.QĐ = FĐ.VĐ

NĐ = NB (truyền công suất không mát) Bài tập

Piston bơm có đƣờng kính d=50mm, lực đẩy cần piston Fd = 1000N

Xi lanh lực có đƣờng kính D=200mm, tính lực tạo piston xi lanh lực Biết hiệu suất truyền động 0.95 (chú ý đơn vị bar = ?, at = ? so với N/m2

3.1.2 Truyền động thủy lực thể tích có chuyển động quay

Hinh 3.2 Truyền động thủy lực thể tích có chuyển động quay

1-bơm thủy lực rô to; 2-van an toàn; 3-cơ cấu phân phối; 4-động thủy lực

Khác với trƣờng hợp trên, để tạo phận quay cấu chấp hành, truyền động thủy lực thể tích loại (Hình 3.2), ngƣời ta dùng động thủy lực rô to động piston rôto

Các thông số truyền động thủy lực có chuyển động quay: - Lƣu lƣợng động cơ:

QĐ = qĐ.nĐ

qĐ- Lƣu lƣợng riêng động

nĐ- Số vòng quay động

B Đ B Đ q q . n n 

qB- Lƣu lƣợng riêng bơm

- Mô men động cơ:

Đ Đ Đ n 2 N M  

Mà NĐ = p.qĐnĐ

     2 q . p n 2 n . q . p M Đ Đ Đ Đ Đ

Nhận xét lƣu lƣợng, áp suất vận tốc:

Nếu bỏ qua tổn thất lƣu lƣợng, tổn thất áp suất vận tốc động phụ thuộc QĐ, QB Nghĩa thay đổi lƣu lƣợng QĐ, QB thay đổi vận tốc cấu chấp hành

Thực tế: Do có rị rỉ lƣu lƣợng nên lƣu lƣợng vào động nhỏ lƣu lƣợng cung cấp

QĐ = QB - Q

Mà tổn thất lƣu lƣợng tỷ lệ với áp suất: Q = k.p

k- Hệ số rị rỉ (có đƣợc từ thực nghiệm)

Đ Đ

B Đ

S kp S

Q

V  

Nhƣ vậy: Vận tốc động thực tế không phụ thuộc vào bơm QB mà phụ thuộc vào áp suất làm việc hệ thống dù QB = const, áp suất hệ thống tăng vận tốc động thủy lực giảm Nếu áp suất tăng, đến lƣu lƣợng rị rỉ lƣu lƣợng bơm vận tốc động thủy lực Lúc chất lỏng hệ thống bị tháo hoàn toàn qua van an toàn khe hở hệ thống, tƣợng gọi tƣợng tải

Nhận xét lực mômen:

Lực mômen động phụ thuộc vào áp suất động thơng số hình học động Nếu thơng số hình học áp suất khơng đổi lƣu lƣợng mơmen quay khơng đổi

Nếu biến thiên SĐ qĐ thông số động thủy lực điều chỉnh đƣợc (độ lệch tâm ) làm biến đổi PĐ MĐ Ngƣợc lại giữ nguyên yếu tố hình học mà biến thiên áp suất động nhờ phần tử thủy lực hệ thống (van giảm áp, tăng áp ) biến thiên đƣợc lực mơmen động

3.2 PHÂN LOẠI SƠ ĐỒ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY TĨNH 3.2.1 Sơ đồ hở

Nguyên lý hoạt động sơ đồ mạch hở:

Hình 3.2 Sơ đồ hở

1- Bơm (kiểu rôto hay piston rôto) 2- Van an toàn

3- Van phân phối (khóa phân phối) 4- Động thủy lực (kiểu rơto hay piston rơto).

3.2.2 Sơ đồ kín

Sơ đồ kín đƣợc sử dụng hệ thống truyền động thủy lực đại

Hình 3.3 Sơ đồ kín

Nguyên lý hoạt động sơ đồ mạch kín:

Đầu motor đƣợc nối trực tiếp với cửa vào bơm dầu Do tồn lƣợng dầu đƣợc đƣa khỏi bơm lại chuyển từ motor mà không cần qua thùng dầu Trên

1

3

5

7

1

4

thực tế, có lƣợng dầu rị rỉ mạch kín qua chi tiết chuyển động khí để trì áp suất cần thiết phía thấp áp mạch, cần có bơm phụ cung cấp dầu thủy lực bổ sung từ thùng dầu bên

Ƣu điểm sơ đồ mạch kín:

- Dầu cao áp cấp tới motor từ hai phía nhờ thay đổi góc nghiêng so với trục cụm piston (vì bơm dùng mạch kín khơng có khái niệm đƣờng hút - đƣờng đẩy) Nhƣ khơng cần có cụm van phân phối để thực yêu cầu đổi chiều quay

- Hiệu suất truyền thủy lực toàn mạch cao hẳn so với mạch hở Áp suất làm việc cao

- Bố trí thiết bị kết nối đƣờng ống gọn dễ dàng Các chi tiết mạch đơn giản, kích thƣớc thùng dầu, lƣợng dầu sử dụng giảm nhiều

Nhƣợc điểm sơ đồ mạch kín:

Nhƣợc điểm lớn mạch kín so với mạch hở bơm sử dụng cho nhiều chức năng, cấu khác hệ thống Ngoài ra, lƣợng dầu truyền động bị đóng kín mạch với số lƣợng nhỏ nên nhanh chóng bị nóng dầu nguy gây hƣ hỏng nghiêm trọng thiết bị làm việc tốc độ cao, tải trọng lớn thời gian dài

Sơ đồ thủy lực mạch kín thƣờng đƣợc sử dụng thiết bị thi công nặng cho hệ thống di chuyển, tời hàng, quay tháp nhờ khả thay đổi xác lực tốc độ làm việc cách dễ dàng so sánh với phƣơng án truyền động điện, khí khác

3.2.3 Sơ đồ vi sai

Trong sơ đồ chuyển động thủy tĩnh có chuyển động tịnh tiến, ghép theo sơ đồ kín lƣu lƣợng qua ống hút đẩy bơm khác Để khắc phục tƣợng ngƣời ta bố trí thêm thùng chứa phụ (4) ghép mạch truyền động theo sơ đồ vi sai

Hình 3.4 Sơ đồ vi sai

1- Bơm (Cánh gạt); 2- Cơ cấu phân phối; 3- Động thủy lực; 4- Bình bù chất lỏng; 5- Van chiều; 6- Van điều khiển

2

1

5

Bơm đẩy chất lỏng qua cấu phân phối (2) piston chuyển động sang phải qua cấu phân phối ống hút bơm, lúc lƣu lƣợng bơm nhỏ lƣu lƣợng vào bơm, chất lỏng từ thùng chứa phụ bổ sung qua van chiều (5) vào ống hút Lúc áp suất ống đẩy đóng van (6) lại Nếu piston chuyển động ngƣợc (qua trái) chất lỏng từ khoang trái van phân phối ống hút phần qua van (6) bể chứa phụ, dƣới tác dụng áp suất cao van chiều (5) đóng lại

Ưu điểm: Sơ đồ vi sai giúp cho việc điều hòa chuyển động hệ thống bổ sung lƣu lƣợng rò rỉ cho hệ thống

3.3 BƠM VÀ ĐỘNG CƠ THỦY LỰC THỂ TÍCH (NHẮC LẠI) 3.3.1 Bơm động piston

3.3.2 Bơm động rôto

Chƣơng CÁC PHẦN TỬ THỦY LỰC

4.1 XI LANH THỦY LỰC 4.1.1 Nhiệm vụ thông số - Nhiệm vụ:

Xi lanh thủy lực động thủy lực đơn giản có nhiệm vụ biến lƣợng dịng chảy thành lƣợng chuyển động tịnh tiến cần đẩy Cần đẩy khâu ra, đầu cần liên kết lề với phận công tác qua khâu trung gian

Chất lỏng công tác cấp vào xi lanh thủy lực khơng qua thân xi lanh, mà cịn qua cần đẩy

- Các thông số:

+ Đƣờng kính xi lanh D đƣờng kính cần đẩy d;

+ Hành trình piston S: khoảng cách hai điểm chết cần Điểm chết điểm giới han đầu đẩy;

+ Áp suất danh nghĩa p: định tính chất vận hành cấu tạo xi lanh Đệm làm kín ảnh hƣởng lớn đến áp suất danh nghĩa;

+ Chất lƣợng gia công độ nhẵn bề mặt xi lanh thủy lực bề mặt cần đẩy

4.1.2 Phân loại

- Theo số khoang công tác:

+ Xi lanh thuỷ lực tác dụng chiều: (hình 4.1.a)

Hình 4.1

Tính lực cần tác động sang phải sang trái hình 4.1b Cho áp suất tác dụng phía nhƣ p = 10at, đƣờng kính xi lanh D = 200mm, đƣờng kính cần d = 60mm

+ Xi lanh thuỷ lực tác dụng hai chiều: (hình 4.1,

b c)

Xi lanh thuỷ lực tác dụng hai chiều có hai khoang cơng tác, lực khâu di chuyển theo hai chiều phụ thuộc vào việc cấp chất lỏng công tác vào khoang Khi cấp chất lỏng vào khoang khoang đối diện nối thơng với đƣờng Khoang xi lanh thủy lực phía có cần đẩy gọi khoang cần đẩy, cịn khoang vị trí đối diện gọi khoang piston Khi cấp chất lỏng công tác vào khoang piston lực cần lớn so với cấp chất lỏng cơng tác có áp suất vào khoang cần đẩy

- Theo số cần đẩy:

+ Xi lanh thủy lực có cần đẩy: (hình 4.1.a,b) đƣợc sử dụng phổ biến máy xây dựng

+ Xi lanh thủy lực hai cần đẩy: (hình 4.1.c) sử dụng chủ yếu để truyền động quay thiết bị công tác số máy xúc kiểu treo, thân xi lanh thủy lực khâu di động

- Theo liên kết thân xy lanh với khung máy:

+ Liên kết cứng: (hình 4.2, a-c) sử dụng chủ yếu cho số xi lanh thủy lực hệ thống điều khiển

Hình 4.2 Các kiểu liên kết thân xi lanh với thân máy

Liên kết khớp lề xi lanh cần đẩy thƣờng sử dụng ổ đỡ trƣợt Ổ đỡ cho phép chốt quay góc khơng lớn mặt phẳng bất kỳ, bảo đảm lắp, tháo dễ dàng loại trừ đƣợc khả kẹt có chênh lệch việc chế tạo khơng xác thành phần thiết bị công tác

Liên kết khớp lề cần đẩy xi lanh thƣờng sử dụng ổ đỡ trƣợt liên kết với chốt, cịn mặt ngồi ổ liên kết với khung qua khớp cầu Điều cho phép lắp ghép với chốt có khe hở nhỏ, nhƣng chốt quay góc lớn mặt phẳng Ví dụ máy ũi, liên kết cho phép phận công tác cứng vững tƣ nghiêng hay xoay lƣỡi ũi

4.1.3 Cấu tạo

Xi lanh thủy lực thiết bị công tác máy xúc đƣợc cấu tạo từ phận nhƣ hình 4.3: xi lanh (ống 19 có nắp sau); nắp trƣớc có lỗ thông cần đẩy đƣợc lắp ren vào ống 19, cần đẩy 18 có tai piston 15 Tai đƣợc lắp ren vào đầu cần đẩy 18 tai nắp sau xi lanh thủy lực đƣợc chế tạo có ổ đỡ hình viên bi

Hình 4.3 Kết cấu xi lanh thủy lực

Nắp trƣớc đƣợc hãm ống 19 xi lanh đai ốc hãm 10 bạc 21 lắp vào nắp để dẫn hƣớng cần đẩy 18 Vịng bít lắp rãnh nắp nhƣ vòng phớt vòng bít 4, bạc 21 ngăn khơng cho chất lỏng khoang cần đẩy xi lanh thủy lực ngồi Khi cần đẩy chuyển động, vịng phớt giữ cho vòng chuyển động theo chiều trục Từ phía mặt ngồi nắp có lắp thiết bị khử bùn 3, đƣợc giữ cách vặn đai ốc 22 vào ren nắp

Trên cần đẩy cạnh piston 15 có lắp cấu giảm chấn 11, cấu làm giảm va đập piston vào nắp trƣớc, thƣờng xảy giai đoạn cuối hành trình piston Khi kết thúc hành trình cần đẩy bên trái, khe hở mép biên 20 nắp mặt côn cấu giảm chấn 11 đƣợc thu nhỏ lại Chất lỏng công tác bị piston đẩy khỏi khoang cần đẩy vào lỗ A, qua khe hở Lúc piston đƣợc hãm lại nhờ tiết lƣu dầu qua khe hở

Hình 4.4 Cơ cấu giảm chấn xi lanh thủy lực

a- nắp trước; b- nắp sau; c- có van tiết lưu kiểu vít; d-van tiết lưu đặt ngồi;

1- vít điều chỉnh; 2,7- van tiết lưu; 3- piston; 4- phớt piston; 5- ống phớt; 6,13,16- van chiều; 8,9- nắp xilanh thủy lực; 10- bạc; 11,15- van trượt; 12- rãnh; 14- lò xo van trượt

Hình 4.4.c giới thiệu cấu hãm piston cuối hành trình nhờ tiết lƣu chất lỏng van tiết lƣu vít di động Trong nắp có lắp bạc 10, bạc 10 có van trƣợt 11 di chuyển đƣợc Mặt ngồi van trƣợt có gia cơng rãnh xoắn ốc giảm chấn 12

Khi bơm, chất lỏng chảy vào xi lanh qua kênh Đ E, qua van chiều 13 lỗ P

Trƣớc bắt đầu hãm, chất lỏng chảy qua kênh E Đ Piston chuyển động sát đến nắp xi lanh tì vào van trƣợt 11 ép lị xo 14, đồng thời đẩy vào bạc 10 Van trƣợt 11 ngăn không cho chất lỏng chảy tự từ E vào kênh Đ, chất lỏng công tác từ xi lanh chảy vào kênh Đ qua rãnh 12

Khi hãm, tùy theo mức độ piston tiến sát đến gần nắp mà vận tốc cần phải giảm bớt, lƣợng chất lỏng từ xi lanh chảy vào đƣờng tháo bị giảm bớt Lƣợng chất lỏng chảy qua cấu giãm chấn trƣờng hợp đƣợc thay đổi từ cực đại đến khơng (lúc dừng piston) Vì để trì trở lực đủ lớn rãnh 12 phải có tiết diện ngang thay đổi

Để hãm cần đẩy xi lanh thủy lực, ngƣời ta sử dụng cấu van tiết lƣu đặt bên ngồi gọi ngắt hình 4.4.d

Hình 4.4 Cơ cấu giảm chấn xi lanh thủy lực

a- nắp trước; b- nắp sau; c- có van tiết lưu kiểu vít; d-van tiết lưu đặt ngồi;

4.2 CÁC LOẠI VAN THUỶ LỰC 4.2.1 Van chiều

Hình 5.9 Van chiều a Nhiệm vụ

Chỉ cho phép chất lỏng chảy theo chiều định không cho chảy ngƣợc lại b Phân loại

- Theo kết cấu:

+ Van chiều kiểu bi;

+ Van chiều kiểu côn;

+ Van chiều kiểu piston, có tác dụng đóng kín tốt, nên thƣờng đƣợc dùng hệ thống thuỷ lực áp suất cao, lƣu lƣợng lớn

- Theo phƣơng pháp điều khiển:

+ Loại điều khiển đƣợc;

+ Loại không điều khiển đƣợc c Cấu tạo

- Van chiều kiểu bi không điều khiển đƣợc (hình 2.17):

Trong đế tựa ống nối lắp viên bi đƣợc ép vào đế tựa lò xo Chất lỏng có áp lực đến khoang A, tác dụng lên viên bi dễ dàng thắng trở lực lị xo chảy vào khoang B nối thơng với kênh C Nếu áp lực khoang B lớn áp lực khoang A, chênh lệch áp lực lớn chừng nào, viên bi bị ép mạnh vào đế tựa chừng Nhƣ vậy, chất lỏng chảy từ kênh A vào khoang B Quá trình chảy ngƣợc lại chất lỏng khơng thể xảy

Hình 2.18: van chiều kiểu bi điều khiển 3 bi; kim; piston

- Van chiều kiểu bi điều khiển đƣợc: (hình 218) khác với van không điều khiển đƣợc chỗ, chất lỏng có áp lực chảy đến kênh E piston kim viên bi di chuyển bên trái, ép lị xo mở thơng cho chất lỏng tự chảy từ kênh Đ đến kênh D ngƣợc lại Nếu kênh E khơng có áp lực, lị xo ép viên bi vào đế tựa thông chất lỏng từ kênh Đ đến kênh D

4.2.2 Van tiết lưu

Hình 5.8 Cơ cấu tiết lưu a Nhiệm vụ

Dùng để điều chỉnh hay hạn chế dòng chất lỏng chảy qua hệ thống Có nhiều cách thực hiện:

- Đặt vật cản đƣờng ống

- Cho dòng chảy qua khe hẹp

Việc điều chỉnh lƣu lƣợng chất lỏng đƣợc thực cách thay đổi tiết diện lỗ qua cửa van tiết lƣu Khi tiết lƣu dòng chảy, phát sinh nhiệt chất lỏng, việc gây nên tổn thất áp lực giảm hiệu suất dẫn động thủy lực

b Phân loại

- Theo phƣơng pháp điều chỉnh:

+ Van tiết lƣu không điều chỉnh đƣợc:

Thƣờng đặt cố định hệ thống để gây chênh áp hai khoang làm việc hạn chế dao động áp suất chất lỏng, ngăn va đập chi tiết Van thƣờng có dạng lỗ nên gọi lỗ tiết lƣu Lỗ tiết lƣu làm nhiệm vụ giảm chấn gọi lỗ giảm chấn

+ Van tiết lƣu điều chỉnh đƣợc:

- Theo cấu tạo:

Có van tiết lƣu kiểu nón, kiểu khe kiểu vít c Các vị trí thường bố trí van tiết lưu

Trong hệ thống thủy lực, van tiết lƣu thƣờng đƣợc lắp ống dẫn cao áp (điều chỉnh đƣờng vào) lắp đƣờng tháo (điều chỉnh đƣờng ra), lắp song song với động thủy lực

- Van tiết lƣu lắp đƣờng vào (hình 2.13,a)

Chất lỏng từ bơm đƣợc cấp qua van tiết lƣu phân phối thủy lực vào khoang xi lanh thủy lực Trên ống dẫn cao áp đến van tiết lƣu có lắp van an tồn kiểu van tràn 2, nhờ mà trì đƣợc áp lực đến van tiết lƣu Khi điều khiển cần đẩy xi lanh thủy lực phần chất lỏng đƣợc qua van tiết lƣu vào xi lanh thủy lực, cịn phần khác qua van tràn đến đƣờng tháo Lƣu lƣợng chất lỏng chảy vào xi lanh thủy lực phụ thuộc vào tiết diện độ chênh lệch áp lực trƣớc sau van tiết lƣu

Áp lực trƣớc van tiết lƣu ổn định phụ thuộc vào điều chỉnh van an tồn, cịn áp lực sau van tiết lƣu đƣợc xác định lực tác dụng vào cần đẩy xi lanh thủy lực, trị số lực thay đổi trình làm việc

Khi tăng lực cần đẩy áp lực xi lanh thủy lực tăng lên, độ chênh lệch áp lực van tiết lƣu giảm xuống, làm giảm tốc độ di chuyển piston Khi giảm lực piston áp lực xi lanh thủy lực bị giảm xuống, độ chênh lệch áp lực van tiết lƣu tăng lên làm tăng tốc độ di chuyển piston

Vì vậy, lắp van tiết lƣu ống cao áp không bảo đảm đƣợc tốc độ ổn định piston thay đổi phụ tải động thủy lực

- Van tiết lƣu đƣờng tháo: (hình 2.13,b)

Áp lực bơm tạo đƣợc trì nhờ van an tồn

Nếu van tiết lƣu tạo trở lực đủ lớn, áp lực khoang piston (bên trái) xi lanh thủy lực trƣờng hợp đƣợc hạn chế bỡi van an toàn Áp lực khoang cần đẩy phụ thuộc vào phụ tải cần đẩy xi lanh thủy lực Phụ tải lớn áp lực khoang bên phải xi lanh chênh lệch áp lực van tiết lƣu nhỏ (do hạn chế van tiết lƣu) Vì vậy, tốc độ di chuyển piston nhỏ Nhƣ vậy, lắp van tiết lƣu đƣờng không bảo đảm cho piston di chuyển với tốc độ ổn định phụ tải đặt lên cần đẩy bị thay đổi

- Van tiết lưu lắp song song với động thủy lực: (hình 2.13,c). Trong sơ đồ van an toàn van tiết lƣu lắp song song với ống thủy lực cao áp Khi van tiết lƣu đóng hết tồn chất lỏng bơm cung cấp đƣợc đẩy vào xi lanh thủy lực làm piston di chuyển với tốc độ lớn Khi van tiết lƣu mở hết tồn chất lỏng chảy vào bình piston khơng di chuyển Khi van tiết lƣu mở phần dòng chảy bị phân ra: phần vào xi lanh thủy lực, cịn phần khác qua van tiết lƣu chảy bình Trong sơ đồ này, áp lực bơm tạo phụ thuộc vào cản trở di chuyển cần đẩy xi lanh thủy lực Sự cản trở lớn áp lực trƣớc van tiết lƣu lớn tốc độ di chuyển piston nhỏ Vì thế, trƣờng hợp tốc độ di chuyển piston phụ thuộc vào giá trị phụ tải bên

d Van tiết lưu lắp chung với van chiều

Hinh 2.14 Van tiết lưu chiều: thân van; van; lò xo; vòng đệm; ống nối; vòng phớt nhớt chất lỏng xác định

Đối với phận cơng tác có khối lƣợng lớn, làm việc có cộng thêm khối lƣợng vật liệu nên hạ phận cơng tác, rơi nhanh chóng, gây cố Để bảo đảm an tồn, ngƣời ta lắp thêm cụm van tiết lƣu van chiều đƣờng cấp vào khoang xi lanh thủy lực (hình 2.14)

Ví dụ xi lanh nâng cần máy xúc có cụm van tiết lƣu van chiều Khi bơm chất lỏng vào khoang nâng, cần đƣợc nâng lên

Khi nâng cần (chiều dòng chất lỏng công tác lúc mũi tên hình 128) chất lỏng nâng van 2, ép lị xo yếu 3, lị xo hầu nhƣ khơng tạo trở lực dòng chảy

Khi hạ cần dòng chất lỏng chuyển động theo chiều ngƣợc lại, bề mặt van bị ép vào bệ nhờ có lị xo nhờ tác dụng thân dòng chảy, tốc độ chất lỏng chảy qua van bị hạn chế lỗ tiết lƣu A

Cơ cấu nâng cần nhanh chóng nhƣng tốc độ hạ cần khơng đổi khối lƣợng vị trí thiết bị cơng tác với độ nhớt chất lỏng đƣợc xác định

4.2.3 Van an tồn

Hình 4.10 Van an tồn a Nhiệm vụ

Đảm bảo hệ thống an tồn có q tải, thƣờng đặt đƣờng ống áp suất cao Van an tồn dùng để bảo vệ cấu thành phần dẫn động thủy lực máy khơng bị q tải, trì áp lực chất lỏng hệ thống giới hạn cho phép Van an toàn đƣợc lắp trực tiếp bơm môtơ thủy lực, phân phối thuỷ lực, bầu lọc ống dẫn Trong trƣờng hợp lắp ống dẫn chúng đƣợc lắp hộp riêng

Khi van an toàn làm việc với tần suất cao lƣu lƣợng chất lỏng chảy qua lớn, ngƣời ta gọi van thơng qua Ví dụ: van thơng qua đƣợc lắp vào ống dẫn mô tơ dẫn động bàn quay loại máy bánh xích

b Yêu cầu

Các van an toàn cần phải bảo đảm độ tin cậy làm việc, có độ nhạy cao, độ ổn định áp lực lƣợng tiêu thụ chất lỏng khác độ rung nhỏ hệ thống mở đóng cửa van, đảm bảo chất lỏng công tác đƣợc tháo áp lực vƣợt mức qui định

Van an toàn thƣờng đƣợc điều chỉnh áp lực vƣợt mức qui định 10 - 20% Khi áp lực hệ thống vƣợt mức cho phép van mở chất lỏng chảy vào khoang áp suất thấp

c Phân loại - Theo cấu tạo:

Gồm van kiểu bi, cơn, trang bị thêm piston dẫn hƣớng để đóng kín vào bệ nhờ lị xo Lị xo van an tồn cứng nhiều so với van chiều Lực lò xo đƣợc điều chỉnh cho phù hợp với áp suất làm viêc cho phép vít điều chỉnh Nếu van an tồn làm việc có tải gọi van chống đỡ, cịn làm việc liên tục, ln có chất lỏng qua van gọi van tràn

- Theo nguyên lý hoạt động:

Gồm hai loại van an toàn tác dụng trực tiếp gián tiếp

cầu phải có đồng trục cao để đóng kín Van an tồn tác dụng trực tiếp cịn phân loại thành loại tác dụng bình thƣờng loại van tác dụng vi sai

+ Van an toàn có tác dụng gián tiếp: áp lực chất lỏng tác dụng lên van phụ, điều khiển thay đổi thành phần khố Đối với hệ thống có áp lực lƣu lƣợng lớn, phải dùng van vi sai có đệm giảm chấn van an tồn có tác dụng tuỳ động để giảm bớt độ cứng lò xo

d Cấu tạo

- Loại van bi (hình 2.15 ) có kết cấu đơn giản giá thành chế tạo rẻ Nguyên lý làm việc van dựa vào cân lực Fc áp lực chất lỏng tác dụng lên mặt làm việc viên bi lực nén Fk lò xo Khi Fc > Fk , đƣờng áp lực A đƣợc nối thông với đƣờng tháo B đến áp lực chất lỏng dƣới viên bi giảm xuống Fc = Fk van bị đóng lại Khi áp lực chất lỏng tăng van lại mở trình đƣợc lặp lại Nhƣ viên bi nằm mặt đế bị đẩy đẩy lại thƣờng xuyên

Hình 2.15: Van tác dụng trực tiếp kiểu bi (a,b) c,d); kiểu tâm (a,c) lệch tâm (b,d); vít điều chỉnh; thân van; lò xo van; vi ên bi; thành phần tâm; van cơn;

A kênh áp lực; B kênh tháo

Các van bi thƣờng có loại viên bi tâm (hình 215,a) loại viên bi lệch tâm (hình 215,b) Ở van bi tâm cấu dẫn hƣớng thành phần tâm ngăn ngừa di chuyển lệch viên bi Nhờ có khe hở nhỏ thân thành phần 5, nhƣ lỗ giảm chấn thành phần nên độ dao động viên bi theo hƣớng trục bị triệt tiêu, viên bi khơng bị rung động nên mặt đế đƣợc bảo vệ

- Loại van cơn: (hình 2.15 c,d) thƣờng dùng loại tâm quay tƣơng trục, chức làm kín tốt kiểu bi, tiếp xúc mặt

Nhƣợc điểm van côn làm việc không ổn định rung, mặt đế van dễ bị mài mòn

- Van vi sai kiểu piston tác dụng trực tiếp: đƣợc sử dụng lƣu lƣợng chất lỏng lớn áp lực cao nhằm giảm bớt lực tác dụng kích thƣớc lị xo Trong van vi sai (hình 2.16,a) lị xo nhận phần lực áp lực chất lỏng tạo

Van trƣợt lắp piston 2, mặt dƣới piston đƣợc tiếp cận với nút van Chất lỏng vào khoang A qua lỗ khoan van vào khoang B piston Ở trạng thái cân bằng, lực lò xo lực áp suất đƣờng tháo tác dụng vào van trƣợt cân với lực chất lỏng tác dụng vào piston

Hình 2.16: van an toàn kiểu vi sai (a) kiểu tác dụng gián tiếp (b) 1 van trượt; piston; nút; thân van; 5,7 lị xo; van cơn; nắp;

9 vít điều chỉnh

- Van an tồn tác dụng gián tiếp (hình 2.16,b) thƣờng đƣợc dùng để trì áp lực giá trị cho trƣớc không phụ thuộc vào lƣu lƣợng chất lỏng

Lò xo yếu tác dụng lên van trƣợt 1, làm van dịch chuyển đến vị trí ngồi phía dƣới Trong piston van trƣợt có gia cơng lỗ B với đƣờng kính nhỏ, lỗ tiết lƣu nối thơng khoang A B

tác dụng lị xo nằm vị trí dƣới khoang cao áp A đƣợc ngăn cách với khoang tháo D

Khi áp lực thắng lực lị xo van mở chất lỏng chảy vào đƣờng tháo qua kênh Đ khoan bên van trƣợt Chất lỏng chảy từ khoang A đến van côn qua lỗ tiết lƣu B kênh E, nên áp lực khoang C giảm kết phát sinh lực nâng van trƣợt lên phía Lúc khoang A có áp lực cao đƣợc thơng với khoang D có áp lực thấp dƣới áp lực lị xo tạo ra, chất lòng đƣợc dẫn bình

Áp lực khoang A giảm cộng thêm giảm áp lực trƣớc van côn làm cho van đóng, làm cho áp lực khoang A C nhau, van trƣợt đóng

- Van an toàn trực tiếp kiểu tác dụng bình thƣờng, áp lực chất lỏng tác dụng lên tồn diện tích hoạt động thành phần khoá, loại van tác dụng vi sai, áp lực tác dụng lên phần diện tích Theo kết cấu thừa hành van chúng chia loại bi, loại côn, loại piston (van trƣợt)

4.2.4 Van giảm áp

Hình 5.11 Van giảm áp

Khi có nhiều nơi tiêu thụ với áp suất khác dùng van giảm áp để hạ áp suất nguồn cung cấp xuống phù hợp với nhu cầu giữ cho áp suất ln khơng đổi Van giảm áp trì đƣờng áp lực cố định mà không phụ thuộc vào áp lực đƣờng vào không phụ thuộc vào lƣu lƣợng chất lỏng

Van giảm áp loại van tiết lƣu, áp suất lớn, ngƣời ta dùng van giảm áp có tác dụng tuỳ động (hình vẽ 2.19)

- Van trƣợt dùng để đóng, mở dịng chảy từ khoang A đến khoang B Lò xo lò xo yếu Khoang A nối với đƣờng áp lực từ bơm, khoang B nối với nơi tiêu thụ

- Khoang B thông với D qua lỗ tiết lƣu qua lỗ khoan thân 6,van trƣợt 7, B thông với E

Khi áp lực B vƣợt qua giá trị giới hạn, áp lực chất lỏng tác dụng làm mở van chiều 5, nên chảy phần vào ống qua kênh C Vì chất lỏng chảy từ B đến C phải qua lỗ tiết lƣu nên áp lực khoang D giảm xuống, kết làm cho van trƣợt dịch chuyển phái đóng dần khe hở lƣu thông khoang A B

Hình 2.19 Van giảm áp 1 tiết lưu; 2, lị xo; vít điều chỉnh; van bi; thân van; van

trượt; nút

Khi áp lực khoang B bị giảm xuống dƣới giá trị giới hạn van chiều đóng, áp lực khoang D tăng, van trƣợt dịch chuyển phái dƣới, mở khe hở Sau khe hở vừa mở đến mức mà áp lực khoang B vƣợt áp lực khiến van mở lúc khe hở đƣợc đóng lại, q trình đƣợc lặp lại

Nhƣ vậy, thời gian l àm vi ệc van tr ƣợt dao động với hành trình khơng lớn Trị số kheh mà van trƣợt mở để bảo đảm giá trị áp lực tính to án khoang B phụ thuộc vào áp lực mà van điều chỉnh Áp lực B không phụ thuộc vào áp lực lƣu lƣợng chất lỏng đƣờng vào

4.3 CƠ CẤU PHÂN PHỐI a Nhiệm vụ

Hình 5.4 Con trượt phân phối a) trượt ngăn b),c) trượt piston

Hình 5.6 Khóa phân phối

Hình 5.7 Van phân phối b Phân loại

- Theo kết cấu phận làm việc:

Có ba loại: kiểu trƣợt, kiểu van khố hay kiểu van thƣờng, loại trƣợt có kiểu ngăn kéo hay piston bậc Trong loại trƣợt kiểu piston bậc, ngƣời ta điều khiển dòng chất lỏng cách trực tiếp làm cho van chuyển động tịnh tiến (hình 2.20) Trong loại van thƣờng, việc điều khiển dịng chất lỏng cách đóng mở van chuyên dùng Trong loại van khố, dịng chất lỏng đƣợc điều khiển cách quay van

1 Vỏ hộp; đường tháo; rãnh; piston bậc; đường áp lực

- Theo số kênh nối thông:

Theo số kênh nối thông nhau, thƣờng phân cấu phân phối thuỷ lực hai, ba bốn hành trình

Bộ phân phối thuỷ lực hai hành trình:

Có hai kênh kênh áp lực kênh nhánh làm việc dùng để dòng chất lỏng qua ngăn dòng chất lỏng lại

Bộ phân phối thuỷ lực ba hành trình:

Có ba kênh kênh áp lực, kênh tháo, kênh nhánh làm việc dùng để điều khiển động thuỷ lực chiều

Bộ phân phối thuỷ lực bốn hành trình:

Có bốn kênh kênh áp lực, kênh tháo hai kênh nhánh làm việc, dùng để điều khiển động thuỷ lực hai chiều Số kênh lớn bốn

- Theo vị trí:

Phụ thuộc vị trí làm việc piston, hộp phân phối chia làm nhiều loại: loại có hai, ba, hay nhiều vị trí

+ Loại hai vị trí gồm vị trí làm việc trung gian

+ Loại ba vị trí gồm hai vị trí làm việc trung gian

+ Loại bốn vị trí gồm hai làm việc, trung gian tự do, v.v Ở vị trí tự hai khoang động thuỷ lực thông với nối với đƣờng tháo

- Theo số khe lƣu thông mép bậc vỏ: chia thành loại có một, hai nhiều khe

- Theo cấu tạo vỏ: phân phối thuỷ lực kiểu van trƣợt gồm có nhiều loại buồng loại liền khối

c Cấu tạo hộp phân phối

- Van phân phối kiểu trƣợt (hình 2.20): Con trƣợt kiểu piston bậc thƣờng sử dụng Piston có nhiều bậc nằm xi lanh liền với vỏ Trong vỏ có rãnh thơng với đƣờng dầu từ nối với bơm động thuỷ lực Khi piston trƣợt xi lanh, bậc đóng, mở cữa lƣu thơng nên chuyển hƣớng dịng chảy đến cấu chấp hành Điều khiển trƣợt đƣợc thực tay, cam, van điện từ, thuỷ lực

Nếu chiều rộng bậc lớn chiều rộng rãnh xi lanh gọi hộp phân phối trƣợt có độ đóng dƣơng, ngƣợc lại âm Kiểu độ đóng dƣơng rị rỉ, cấu làm việc ổn định nhƣng nhạy

Ƣu điểm: Các buồng tiêu chuẩn hoá theo c ác ki ểu khác (bu ồng l àm vi ệc, buồng có áp lực, buồng th áo, buồng trung gian), tạo đƣợc khả n ăng t ổ ch ức chuy ên mơn hố cho vi ệc s ản xu ất h àng lo ạt Nh ƣ ph ạm vi s d ụng c b ộ ph ân phối nầy đƣợc mở rộng đáng kể thêm bớt số buồng Bộ phân phối thuỷ lực nhiều buồng thuận tiện thao t ác, buồng bị mịn dễ dàng thay tu sửa

Nhƣợc điểm: kích thƣớc khối lƣợng lớn, phải có mặt làm kín mối nối buồng Trong hệ thống dẫn động thuỷ lực có áp lực lớn bề mặt làm kín địi hỏi chất lƣợng cao

Hình 2.21: Bộ phân phối thuỷ lực nhiều buồng

- Hộp phân phối thuỷ lực liền khối (hình 2.22) có vài van trƣợt van thƣờng lắp vỏ chung

Ƣu điểm: Kích thƣớc khối lƣợng nhỏ nhiều so với loại nhiều buồng, điều có lợi cho việc bố trí máy

Nhƣợc điểm: ch ỉ th ỏa m ãn v ới vi ệc s dụng kiểu máy cụ thể cho tr ƣớc Bộ phân phối thuỷ lực liền khối ch ỉ có giá thành hạ sản xu ất h àng lo ạt m áy có h ệ th ống d ẫn động thuỷ lực nhƣ

4.4 CÁC BỘ PHẬN PHỤ 4.4.1 Ống dẫn

4.4.2 Thùng chứa

Thơng thƣờng thể tích  lần thể tích làm việc

Trong số trƣờng hợp để nâng cao hiệu suất bơm giảm tiếng ồn ngƣời ta cho bơm ngập vào chất lỏng thùng chứa, điều làm tăng thể tích thùng Thể tích phần khơng khí mặt thoáng thùng chiếm khoảng (10  15) thể tích thùng Có thể chọn thùng kín hở

Để tăng hiệu suất bơm chọn thùng kín mặt thống có áp suất dƣ

4.4.3 Bộ lọc dầu

Dùng để lọc cặn bẩn dầu Tuỳ theo chức hệ thống chọn lọc: lọc thấm, lọc lá, lọc lƣới, lọc hoá học lọc ly tâm

Khi đặt hệ thống lọc cần ý:

Giảm sức cản tối thiểu lọc dòng chảy Bộ lọc nên bố trí đƣờng ống

4.4.4 Bình tích

Trong hệ thống thuỷ lực có nhu cầu lƣợng khác mà nguồn lƣợng bơm khơng đổi Để đảm bảo hệ thống làm việc bình thƣờng ngƣời ta dùng bình tích

Bình tích có nhiệm vụ trữ lƣợng hệ thống thừa không dùng hết cung cấp lƣợng vƣợt yêu cầu (vƣợt khả bơm)

Có nhiều loại bình tích năng:

- Trọng vật

- Lò xo

- Thuỷ lực 4.4.5 Rơle

- Rơle áp suất: thực nhiệm vụ đạt giá trị định mức

Chƣơng ĐIỀU CHỈNH VÀ ỔN ĐỊNH VẬN TỐC CƠ CẤU CHẤP HÀNH

Các thông số truyền động thuỷ lực có chuyển động tịnh tiến vận tốc piston lực tác dụng lên piston

Còn hệ thống chuyển động quay: vận tốc quay mômen quay

Từ cơng thức học điều chỉnh vận tốc đƣợc phƣơng pháp

- Điều chỉnh thể tích làm việc bơm hay động thuỷ lực (phƣơng pháp thể tích)

- Phƣơng pháp tiết lƣu: Dùng để tiết lƣu để điều chỉnh lƣu lƣợng

5.1 Điều chỉnh vận tốc phƣơng pháp thể tích

Chuyển động quay

nĐ = qp/qĐ.nB

Ta chọn nB = const

- Bằng cách thay đổi lƣu lƣợng riêng bơm, qB

- Bằng cách thay đổi lƣu lƣợng riêng động cơ, qĐ

- Bằng cách thay đổi lƣu lƣợng riêng bơm động cơ, qB,qĐ

Nếu: qB nĐ  qĐ nĐ

Các thông số khác:

MĐ = pĐ qĐ/2

pĐ = const  MĐ = f(qĐ) Nếu qĐ thay đổi không làm MĐ thay đổi Nếu thay đổi lƣu lƣợng riêng:

NĐ = qĐ nĐ.p Đ

Khi điều chỉnh vận tốc quay rô to cách thay đổi lƣu lƣợng bơm cơng suất trục động tỷ lệ bậc với qB

Nếu điều chỉnh vận tốc cách thay đổi qĐ NĐ = const

* Cách thức thay đổi độ lệch tâm e bơm:

Động thuỷ lực:

max   B B B  q n q n       p q

max e e  

Vận tốc quay rô to động thuỷ lựcphụ thuộc vào B Đ

Kết luận: Khi thay đổi lƣu lƣợng bơm nĐ = vĐ thay đổi từ ( = 0) đến max ( = max)

Khi thay đổi qĐ vận tốc động thuỷ lực thay đổi từ  (Đ = 0)  max(Đ =1)

Nhƣ vậy: Về mặt lý thuyết thay đổi vận tốc động từ  Trong thực tế vận tốc nĐ đạt giá trị  MĐ = Mà q trình làm việc MĐ phải có giá trị định để thắng sức cản ma sát động kéo phụ tải

M nhỏ ứng với min , minĐ = 0,5 Vận tốc quay thực tế: nĐtt = nĐlt.Q

MĐtt = MĐlt.Đcơkhí ’Q = QB .QĐ Qơ Rị rỉ chất lỏng: ΔQ = k.P

k- Hệ số rò rỉ

Đối với bơm: k = (0,05  0,5) cm2/Ns Cơ cấu phân phối: k = 0,002

Xi lanh lực (có đệm làm kín): k = 0.002 Chuyển động tịnh tiến:

B P B max B B P B P S Q S n q S Q Q

V    

Có thể điều chỉnh đƣợc vận tốc piston lƣu lƣợng lớn lƣu lƣợng rò rỉ Vì lƣu lƣợng bơm ln thay đổi cho phù hợp với động thuỷ lực (phụ tải)

5.2 Điều chỉnh vận tốc phƣơng pháp tiết lƣu

Hình 5.12 Điều chỉnh vận tốc cấu chấp hành phương pháp tiết lưu

Thay đổi sức cản lƣu lƣợng

g P g S

Q 

Phƣơng pháp không kinh tế bơm ln ln cung cấp dùng để thắng đƣợc sức cản tiết lƣu

- Ƣu điểm: Đơn giản, nhạy, xác Đƣợc dùng cho nơi nhạy, xác vận tốc cấu chấp hành, ngồi cịn điều chỉnh vơ cấp vận tốc chấp hành

- Nhƣợc điểm: Tính kinh tế, khơng đảm bảo vận tốc cấu chấp hành tải trọng thay đổi Khi qua tiết lƣu chất lỏng bị nóng lên nhiệt độ chất lỏng tăng làm tăng rị rỉ hệ thống

Có cách bố trí tiết lƣu: * Tiết lƣu đặt trƣớc xi lanh lực: Δp = p0 - p1

* Tiết lƣu đặt sau xi lanh lực: Khắc phục tƣợng nóng lên

Δp = p2 - p3

p1 đến p1* để p1 = const mở van an toàn P2 đến p2*  Ôp* = p2* - p3

* Tiết lƣu đặt song song với xi lanh lực:

Khi đóng tiết lƣu: Vp  Vmax mở tiết lƣu chất lỏng đến xi lanh lực qua tiết lƣu

5.3 Ổn định vận tốc chuyển động cấu chấp hành

Giữ vận tốc cấu chấp hành ổn định không phụ thuộc vào phụ tải

Để ổn định lắp phận điều tốc theo cách sau: a Mắc điều tốc lối vào động thủy lực

Q S P4 P5.2g

  

 

F P1 P5 đẩy piston van giảm áp xuống Q P4 P4 - P5 = const

Hình 5.13 Mắc điều tốc lối vào

b Mắc điều tốc lối động thủy lực

Hình 5.14 Mắc điều tốc lối

c Mắc điều tốc song song với động thủy lực F P2 PA PB P4 đóng bớt piston P4

Chƣơng - BẢO DƢỠNG HỆ THỐNG THỦY LỰC

6.1 BẢO DƢỠNG ĐỊNH KỲ 500 GIỜ HOẶC THÁNG 6.1.1 Bảo dưỡng bầu lọc lưới lọc

+ Tháo bu lơng, miếng đệm nắp phía thùng dầu thủy lực

+ Làm khu vực xung quanh để giữ không cho chất bẩn thâm nhập vào nắp lƣới lọc nắp thông hơi, nắp đỡ dầu

+ Nới lỏng ốc đỡ dầu, thông thùng dầu để xả áp suất bên thùng thủy lực Sau áp suất đƣợc xả, vặn chặt ốc thông đỡ dầu

6.1.2 Làm lưới lọc

+ Tháo bu lông, đệm nắp bầu lọc

+ Tháo lƣới lọc

+ Rửa lƣới lọc dung dịch sạch, khơng có khả cháy để khô, kiểm thay hƣ hỏng

+ Kiểm tra vòng làm kín, thấy mịn hƣ hỏng thay

+ Lắp lƣới lọc vào

6.1.3 Thay bầu lọc đường dầu điều khiển + Làm chất cặn bẩn đế bầu lọc

+ Tháo lõi lọc sử dụng khỏi đế lọc

+ Bôi lên bề mặt chi tiết làm kín đế bầu lọc lớp dầu thủy lực mỏng trƣớc lắp vào đế lọc

6.1.4 Thay bầu lọc xả

6.2 BẢO DƢỠNG ĐỊNH KỲ 1000 GIỜ HOẶC THÁNG 6.2.1 Thay hộp lọc dầu hồi

Hộp lọc dầu hồi dạng hộp kín ngăn khơng cho đối tƣợng bên rơi vào 4.2.2 Thay bầu lọc dầu hồi

+ Mở từ từ nút thông nút đỗ dầu để xả áp suất thùng dầu thủy lực Sau áp suất đƣợc xả hết vặn chặt lại

+ Nới lỏng van xả truyền động quay xả dầu vào thùng chứa

+ Vặn chặt van xả

6.3 BẢO DƢỠNG ĐỊNH KỲ 2000 GIỜ HOẶC MỘT NĂM

6.3.1.Thay dầu lưới lọc

+ Đỗ máy bên lề mặt phẳng, hạ gầu xuống đất, tay cần vng góc với mặt đất

+Tháo bu lơng, đệm nắp phía thùng dầu thủy lực

+ Làm bụi bẩn nắp lƣới lọc nút thông nút bổ sung dầu

+ Nới lỏng ốc thông đổ dầu để xả áp suất bên thùng thủy lực Sau áp suất giảm xuống, tháo hẳn ốc

+ Tháo ốc nút van xả dầu

Xả van

+ Kiểm tra vịng làm kín, thay thấy hỏng mòn

Làm lắp lại ốc nút

Làm bơm, đƣờng ống thùng chứa dầu thủy lực

Thay lƣới lọc

Đỗ dầu thủy lực cho thùng dầu thủy lực

6.4 BẢO DƢỠNG BỘ PHÂN PHỐI THỦY LỰC

Bộ phân phối thủy lực: Trong thời kỳ vận hành máy đào, nên dùng mở đặc biệt để bôi trơn phận lồi van trƣợt Về mùa lạnh khơng cho phép hình thành lớp băng phận lồi, lớp băng mỏng làm hỏng vịng bít cao su

Thân phân phối thủy lực phải thƣờng xuyên giữ gìn lau chùi sẽ, kịp thời xiết chặt mối nối ống nối, không cho phép chảy dầu, kiểm tra chắn lắp thân vào bàn quay

6.5 BẢO DƢỠNG XI LANH THỦY LỰC