Nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số yếu tố về máy đến năng suất và chi phí năng lượng riêng khi sử dụng máy đầm rung để làm chặt đất nền công trình xây dựng​

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - VŨ VĂN YÊN NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ VỀ MÁY ĐẾN NĂNG SUẤT VÀ CHI PHÍ NĂNG LƢỢNG RIÊNG KHI SỬ DỤNG MÁY ĐẦM RUNG ĐỂ LÀM CHẶT ĐẤT NỀN CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI, 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VŨ VĂN YÊN NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ VỀ MÁY ĐẾN NĂNG SUẤT VÀ CHI PHÍ NĂNG LƢỢNG RIÊNG KHI SỬ DỤNG MÁY ĐẦM RUNG ĐỂ LÀM CHẶT ĐẤT NỀN CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG Chun ngành: Kỹ thuật máy thiết bị giới hóa nơng lâm nghiệp MS: 60.52.14 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ TẤN QUỲNH HÀ NỘI, 2011 i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đƣợc luận án này, suốt thời gian vừa qua nhận đƣợc nhiều quan tâm giúp đỡ, dẫn nhiều tập thể, cá nhân Nhân dịp cho phép đƣợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới: Thầy giáo hƣớng dẫn khoa học TS Lê Tấn Quỳnh, ThS Phạm Văn Lý dành nhiều thời gian bảo tận tình cung cấp nhiều tài liệu có giá trị Tập thể cán bộ, giáo viên Khoa Sau đại học, Trung tâm thí nghiệm thực hành Khoa Cơ điện Cơng trình trƣờng Đại học Lâm nghiệp tạo điều kiện thuận lợi cho thực đề tài Trƣờng Cao đẳng nghề điện xây dựng Tam Điệp Xin cảm ơn tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp động viên giúp đỡ tơi q trình thực đề tài Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc giúp đỡ q báu Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Những kết luận văn đƣợc tính tốn xác, trung thực chƣa có tác giả cơng bố Những nội dung tham khảo, trích dẫn luận văn đƣợc dẫn nguồn gốc Hà Nội, tháng năm 2011 Tác giả Vũ Văn Yên ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC HÌNH .iv DANH MỤC BẢNG .v ĐẶT VẤN ĐỀ Chƣơng TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình sử dụng nghiên cứu máy đầm đất giới .3 1.2 Tình hình sử dụng nghiên cứu máy đầm lèn nƣớc 13 Chƣơng 18 MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 18 2.2 Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu 18 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 18 2.4 Nội dung nghiên cứu 21 2.4.1 Thí nghiệm thăm dị .21 2.4.2 Thực nghiệm đơn yếu tố 23 2.4.3 Thực nghiệm đa yếu tố 27 Chƣơng 35 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 35 3.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc máy đầm rung 35 3.2 Năng suất máy đầm rung làm việc 37 3.3 Chi phí lƣợng máy đầm rung làm việc 37 Chƣơng 43 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 43 4.1 Mục tiêu thực nghiệm lựa chọn tham số điều khiển .43 4.2 Tiến hành thí nghiệm 43 iii 4.2.1 Xác định thành phần hạt đất 43 4.2.2 Xác định độ ẩm đất sử dụng làm thí nghiệm 45 4.2.3 Xác định độ chặt đất .46 4.2.4 Tiến hành thí nghiệm 48 4.3 Kết thí nghiệm thăm dị .48 4.4 Kết thực nghiệm đơn yếu tố 51 4.4.1 Chi phí lượng riêng 52 4.4.2 Năng suất 57 4.5 Kết thí nghiệm đa yếu tố 62 4.5.1 Chọn vùng nghiên cứu giá trị biến thiên thông số đầu vào 62 4.5.2 Thành lập ma trận thí nghiệm .62 4.5.3 Xác định thông số hợp lý 63 4.5.4 Vận hành máy với thông số tối ưu 67 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 69 Kết luận .69 Khuyến nghị 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO .71 PHỤ LỤC iv DANH MỤC HÌNH TT 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 2.1 3.1 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 Máy đầm bánh Máy đầm rung Máy đầm rung Máy đầm bán Máy đầm châ Máy đầm LG1 Máy đầm Máy đầm hãn Mô tả trìn Sơ đồ cấu tạo Thành phần h Máy đo công Đồ thị ảnh hƣ lƣợng ri Đồ thị ảnh hƣ riêng Đồ thị ảnh hƣ suất Đồ thị ảnh hƣ v DANH MỤC BẢNG TT 2.1 2.2 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14 4.15 4.16 4.17 4.18 4.19 4.20 Bả M hợ Th K K ẩm K đấ Tổ Cá Tổ Cá K Tổ lƣ K Tổ lƣ K Tổ kh K Tổ kh M K Tổ th Tổ trậ ĐẶT VẤN ĐỀ Sau hai mƣơi lăm năm đổi mới, kinh tế nƣớc ta có bƣớc phát triển to lớn Tổng sản phẩm nƣớc (GDP) năm 2010 theo giá thực tế gấp 3, lần so với năm 2000; thu ngân sách, kim ngạch xuất gấp lần so với năm 2000; GDP bình quân đầu ngƣời năm 2010 đạt 1.168 USD Đất nƣớc ta thực thành công bƣớc đầu cơng đổi mới, khỏi tình trạng phát triển; đời sống nhân dân đƣợc cải thiện rõ rệt Chúng ta thu đƣợc thành công lớn chƣơng trình xố đói giảm nghèo; chƣơng trình 135, 132 Chính phủ giải đƣợc tình trạng nghèo tuyệt đối địa bàn nơng thơn Theo đó, tỷ lệ hộ nghèo giảm ấn tƣợng 15 năm qua: từ 58,1% (năm 1993) xuống khoảng 11% (năm 2009) Khi đời sống kinh tế đại phận nhân dân không ngừng tăng lên, ăn, mặc khơng cịn mối lo nhiều ngƣời, nhiều gia đình kiến thiết nhà cửa xây dựng sở hạ tầng đƣợc quan tâm phát triển Ở nhiều nơi lãnh thổ Việt Nam, từ thành thị đến nơng thơn, cơng trình xây dựng nhà cửa, cơng trình thuỷ lợi cơng tình giao thông đƣợc triển khai từ nhiều nguồn đầu tƣ khác Những cơng trình xây dựng làm cho mặt đất nƣớc thay đổi không ngừng tạo cơng ăn việc làm cho hàng triệu lao động, góp phần lớn việc ổn định xã hội Bất cơng trình xây dựng nên móng phần kết cấu quan trọng, định lớn đến độ bền cơng trình Trong cơng trình xây dựng nhà định, biến dạng móng nguyên nhân gây nứt kết cấu bên nhƣ tƣờng, trần nhiều cịn gây nghiêng, đổ tồ nhà Trong xây dựng đƣờng, vài năm gần yếu tố độ bền độ phẳng mặt đƣờng ngày cao vấn đề ổn định đƣờng đƣợc quan tâm trình sử dụng đƣờng, biến dạng đƣờng nguyên nhân gây biến dạng nứt áo đƣờng, ngun nhân làm cho mặt đƣờng khơng cịn giữ đƣợc trạng thái phẳng ban đầu Để tạo khả chịu tải trọng đất ngƣời ta sử dụng thiết bị đầm nén khác Do ngành khí xây dựng nƣớc ta chƣa đƣợc quan tâm phát triển hàng năm nƣớc ta 3-4 tỷ USD để nhập loại máy xây dựng có loại máy đầm khác Do loại máy thiết bị nhập đƣợc sản xuất nƣớc phù hợp với điều kiện làm việc nƣớc sở tại, việc nghiên cứu nhằm xác định thông số kỹ thuật hợp lý cho thiết bị nhập làm việc điều kiện tự nhiên Việt Nam nhằm tăng suất lao động giảm chi phí cần thiết Chính vậy, đƣợc đồng ý Ban chủ nhiệm khoa sau đại học trƣờng Đại học Lâm nghiệp, thực luận văn tốt nghiệp: “Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố máy đến suất chi phí lượng riêng sử dụng máy đầm rung để làm chặt đất cơng trình xây dựng” Chƣơng TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình sử dụng nghiên cứu máy đầm đất giới Trong công tác làm đất, đầm nén khâu then chốt định chất lƣợng cơng trình ngun cơng cuối dây chuyền công nghệ thi công đất Ở nƣớc công nghiệp, nghiên cứu, chế tạo nhiều loại máy đầm khác để phục vụ cho cơng trình xây dựng, có nhiều hãng tiếng nhƣ: Caterpillar (Mỹ) sản xuất loại máy đầm bánh PS150B, PS200B, PS300B…(hình 1.1) có cơng suất từ 70 đến 105 HP; máy đầm rung nhƣ CS323C, CS433E, CS44…(hình 1.2) có cơng suất 70-153HP; Hãng Komatsu (Nhật) chế tạo loại máy đầm rung mang nhãn hiệu JV06H, PV08H, JV161, JV25-3, JV32-W,… loại máy đầm rung có lực rung lớn từ 1025kN công suất từ 5-14,5HP; Hình 1.1 Máy đầm bánh PS200B Phụ lục Kết thí nghiệm thăm dị STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 U 238.4 237.1 239.4 226.5 227.4 229.2 239.4 239.2 238.5 235.0 233.9 234.7 231.5 230.7 229.2 235.4 233.2 232.8 244.3 239.2 238.4 235.0 233.9 235.4 229.2 235.4 233.2 232.8 244.3 239.2 238.2 227.4 239.1 239.2 238.9 235.0 231.5 230.4 229.7 229.2 235.4 42 43 44 45 46 47 48 49 50 Phụ lục Kết thí nghiệm đơn yếu tố Ảnh hƣởng chiều dày lớp đất đầm tới suất chi phí lƣợng riêng ST T b (m) 0.1 0.1 0.1 0.15 0.15 0.15 0.2 0.2 0.2 0.25 0.25 0.25 0.3 0.3 0.3 Um 239.6 239.3 235.4 238.9 234.6 234.5 238.4 239.0 236.0 245.7 238.4 237.1 244.9 239.3 235.0 Ảnh hƣởng tần số đập đến chi phí lƣợng riêng suất STT T (v/p) 550 575 600 625 650 U 254.1 239.9 240.2 244.7 239.2 238.4 238.4 239.0 236.0 243.6 233.5 234.9 240.8 234.9 235.4 Phục lục Kết thí nghiệm đa yếu tố STT m 0.1 0.1 0.1 0.3 0.3 0.3 0.1 0.1 0.1 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.1 0.1 0.1 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 v/p 550 550 550 550 550 550 650 650 650 650 650 650 600 600 600 600 600 600 650 650 650 550 550 550 600 600 600 Um 243.4 246.1 244.6 244.2 229.2 235.4 242.5 232.8 244.3 242.5 230.9 229.2 244.9 239.3 235.0 239.6 239.3 235.4 240.8 234.9 235.4 254.1 239.9 240.2 238.4 239.0 236.0 Phụ lục Kết qủa xử lý phần mềm qui hoạch thực nghiệm Thí nghiệm đơn yếu tố Ảnh hƣởng chiều dày lớp đất đầm tới chi phí lƣợng riêng he so b1 b2 b3 Phuong sai theo gia tri trung binh He so tu Phuong sai theo gia tri ham He so tu Tieu chuan FISHER ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ No │ X1 │ Y1 │ Y2 │ Y3 │ Ytb │ Y_ │ Yost │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ 0.100│ │ │ 0.150│ │ │ 0.200│ │ │ 0.250│ │ │ 0.300│ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ = = = Ảnh hƣởng tần số đập đến chi phí lƣợng riêng he so b1 b2 b3 Phuong sai theo gia tri trung binh He so tu Phuong sai theo gia tri ham He so tu Tieu chuan FISHER ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ No │ X1 │ Y1 │ Y2 │ Y3 │ Ytb │ Y_ │ Yost │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ 550.000│ │ │ 575.000│ │ │ 600.000│ │ │ 625.000│ │ │ 650.000│ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ = = = Ảnh hƣởng chiều dày lớp đất đầm tới suất he so b1 b2 b3 = = = Phuong sai theo gia tri trung binh He so tu Phuong sai theo gia tri ham He so tu Tieu chuan FISHER ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ No │ X1 │ Y1 │ Y2 │ Y3 │ Ytb │ Y_ │ Yost │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ 0.100│ │ │ 0.150│ │ │ 0.200│ │ │ 0.250│ │ │ 0.300│ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ Ảnh hƣởng tần số đập đến suất he so b1 b2 b3 = = = Phuong sai theo gia tri trung binh He so tu Phuong sai theo gia tri ham He so tu Tieu chuan FISHER ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ No │ X1 │ Y1 │ Y2 │ Y3 │ Ytb │ Y_ │ Yost │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ 550.000│ │ │ 575.000│ │ │ 600.000│ │ │ 625.000│ │ │ 650.000│ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ Thí nghiệm đa yếu tố Hàm chi phí lƣợng riêng DANH GIA DONG NHAT PHUONG SAI ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ tieu chuan kohren he so tu he so tu No │ Y = so b0,0 b1,0 b1,1 b2,0 b2,1 b2,2 Tieu chuan T student cho cac he so la : T0,0 T1,0 T1,1 T2,0 T2,1 T2,2 Phuong sai luong (lap) So bac tu Phuong sai tuong thich So bac tu Tieu chuan FISHER ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ No │ Y1 │ Y2 │ Y3 │ Ytb │ Y_ │ Yost │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ 0.11 │ 0.13 │ 0.13 │ 0.123│ 0.213│ 0.090│ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ Tam cua mat quy hoach X = ( 0.182 , 677.765 , ) │ │ │ │ │ │ │ │ │ Ytam = cac he so chinh tac 2.6667 -0.0000 vec to rieng U ( A=UWUt) -1.0000 0.0009 -0.0009 -1.0000 Hàm suất DANH GIA DONG NHAT PHUONG SAI ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ tieu chuan kohren he so tu he so tu Y = so b0,0 b1,0 b1,1 b2,0 b2,1 b2,2 Tieu chuan T student cho cac he so la : T0,0 T1,0 T1,1 T2,0 T2,1 T2,2 Phuong sai luong (lap) So bac tu Phuong sai tuong thich So bac tu Tieu chuan FISHER No │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ No │ Y1 │ Y2 │ Y3 │ Ytb │ Y_ │ Yost │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ 1.57 │ 1.55 │ 1.52 │ 1.547│ 1.030│ -0.517│ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ Ytam = cac he so chinh tac 39.8889 0.0001 vec to rieng U ( A=UWUt) -1.0000 -0.0002 0.0002 -1.0000 Phụ lục Một số hình ảnh khảo nghiệm Hình Máy đầm TV60N Hình Hiện trƣờng thí nghiệm Hình Tiến hành thí nghiệm Hình Lấy mẫu đất đầm dao vịng Hình Xác định khối lƣợng mẫu đất đầm Hình Mẫu đất đƣợc xếp vào hộp có đánh dấu ... nghiên cứu công nghệ đầm đất nhƣ máy đầm nén đất khi? ?m tốn việc nghiên cứu đề tài: ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố máy đến suất chi phí lượng riêng sử dụng máy đầm rung để làm chặt đất cơng trình xây. .. tốt nghiệp: ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố máy đến suất chi phí lượng riêng sử dụng máy đầm rung để làm chặt đất cơng trình xây dựng” 3 Chƣơng TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình sử dụng. .. VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VŨ VĂN YÊN NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ VỀ MÁY ĐẾN NĂNG SUẤT VÀ CHI PHÍ NĂNG LƢỢNG RIÊNG KHI SỬ DỤNG MÁY ĐẦM