Bài giảng Máy và thiết bị thi công công trình - Nguyễn Hoài

– TRƢ I MÁY VÀ THIẾT BỊ THI CÔNG CÔNG TRÌNH T ƣ - N CNKT Ô tô K a Ơ K Í KT T Biê soạn: ThS.Nguyễn Hoài Ba i giảng M v thiết bị thi công công trình Trang 1 MÁY VÀ THIẾT BỊ THI CÔNG CÔNG TRÌNH  Mã học phần: 5041943  Số tín chỉ: 3 tín chỉ  a ọ ầ + Cung cấp cho sinh viên các kiến thức cơ bản về các máy chủ đạo trong thi công công trình của chuyên ngành ôtô & máy công trình + Đồng thời giúp sinh viên nắm vững kết cấu, nguyên lý làm việc chung và phạm vi ứng dụng của các loại truyền động thủy lực trên ô tô và máy công trình của các bộ phận.  ọ ầ + Vị trí vai trò của học phần trong CTĐT chu ên ng nh: l học phần giáo dục chuyên nghiệp – tự chọn bắt buộc + Các chủ đề trọng tâm của học phần: Đặc điểm làm việc các loại máy và thiết bị thi công các công trình gia cố nền móng, đƣờng ô tô v sân ba , đƣờng sắt. Phƣơng ph p chọn, vận hành máy phù hợp với đặc điểm từng loại công trình. Học phần n cũng giới thiệu ƣu v nhƣợc điểm của truyền động thủy khí, những yêu cầu của chất lỏng, chất khí làm việc trong hệ thống. Cấu tạo v đặc điểm thủy lực của c c cơ cấu dùng trong Máy và thiết thi công công trình: cơ cấu phân phối, cơ cấu tiết lƣu, phƣơng ph p điều chỉnh vận tốc cơ cấu chấp hành, các ứng dụng cơ bản của truyền động thủy khí + Mức độ cập nhật của học phần: không thƣờng xuyên + Mức độ liên quan đến các học phần khác của chu ên ng nh đ o tạo: liên quan đến học phần Lý thuyết ô tô và máy công trình và học phần Thủy khí và máy thủy khí  Học phần học trƣớc : Lý thuyết ô tô và máy công trình, Thủy khí và máy thủy khí Ba i giảng M v thiết bị thi công công trình Trang 2 ƢƠ : ỮNG VẤ Ề CHUNG ...................................................................... 7 1.1. KHÁI NIỆM VỀ MÁY CÔNG TRÌNH .................................................................... 7 1.2. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU CỦA MÁY CÔNG TRÌNH .................... 7 1.2.1. Công dụng........................................................................................................... 7 1.2.2. Phân loại ............................................................................................................. 7 1.2.3. Yêu cầu ............................................................................................................... 8 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MÁY CÔNG TRÌNH .................................... 8 1.4. THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC ............................................................................................. 9 1.4.1. Công dụng........................................................................................................... 9 1.4.2. Phân loại ............................................................................................................. 9 1.4.3. Điều kiện làm việc của thiết bị động lực trên máy công trình ......................... 10 1.4.4. C c đƣờng đặc tính ngoài của thiết bị động lực ............................................... 10 1.4.5. Bố trí động cơ trên m công trình................................................................... 11 1.4.6. Lựa chọn động cơ cho m công trình ............................................................. 12 1.5. HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ............................................................................... 12 1.5.1. Vai trò v ý nghĩa của hệ thống truyền động ................................................... 12 1.5.2. Các dạng truyền động cơ bản ........................................................................... 13 1.6. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ..................................................................................... 21 1.6.1. Phân loại ........................................................................................................... 21 1.6.2. Yêu cầu chung đối với hệ thống điều khiển ..................................................... 22 1.6.3. Các hệ thống điều khiển tiêu biểu .................................................................... 22 1.7. HỆ THỐNG DI CHUYỂN ...................................................................................... 26 1.7.1. Phân loại ........................................................................................................... 26 1.7.2. Yêu cầu ............................................................................................................. 26 1.7.3. Các hệ thống di chuyển trên máy công trình .................................................... 27 ƢƠ : ẤT V Ố TƢỢNG LÀM VI C CỦ ÁY ẤT .............. 29 2.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐẤT ............................................................................. 29 2.2. TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA ĐẤT ............................................................................. 29 2.2.1. Khối lƣợng riêng (tỉ trọng) ............................................................................... 29 2.2.2. Thành phần cấp phối ........................................................................................ 29 2.2.3. Độ xốp .............................................................................................................. 29 2.2.4. Độ ẩm ............................................................................................................... 29 2.2.5. Độ dính kết ....................................................................................................... 29 2.2.6. Độ đẻo............................................................................................................... 30 2.2.7. Hệ số ma s t đất- đất v đất- thép..................................................................... 30 2.2.8. Góc chân nón .................................................................................................... 31 2.2.9. Sức chịu nén ..................................................................................................... 31 2.2.10. Sức chịu dịch chuyển ...................................................................................... 32 N - 2016 2.2.11. Độ sắc cạnh ..................................................................................................... 32 2.2.12. Độ xới .............................................................................................................. 33 2.3. QUÁ TRÌNH ĐÀO ĐẤT, VÀ SỰ TƢƠNG HỖ GIỮA ĐẤT VÀ BỘ PHẬN CÔNG TÁC ................................................................................................................................ 33 ƢƠ 3: ÁY XÚ ( ÁY , XE Ú , XE ÀO) ...................................... 36 3.1. CẤU TẠO CHUNG CỦA MÁY XÚC MỘT GẦU ................................................. 36 3.1.1. Công dụng và phân loại .................................................................................... 36 3.1.2. Cấu tạo của máy xúc gầu thuận ........................................................................ 37 3.1.3. Máy xúc gầu nghịch .......................................................................................... 40 3.1.4. Máy xúc gầu dây ............................................................................................... 42 3.1.5. Máy xúc gầu ngoạm .......................................................................................... 44 3.2. CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA MÁY XÚC MỘT GẦU .......................................... 45 3.2.1. Gầu xúc ............................................................................................................. 45 3.2.2. Tay cần .............................................................................................................. 47 3.2.3. Cần .................................................................................................................... 48 ƢƠ . ÁY ỦI ..................................................................................................... 50 4.1. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU .......................................................... 50 4.1.1. Công dụng ......................................................................................................... 50 4.1.2. Phân loại máy ủi ................................................................................................ 50 4.2. CẤU TẠO CHUNG CỦA MÁY ỦI ........................................................................ 51 4.2.1. Cấu tạo chung của máy ủi ................................................................................. 51 4.2.2. Quá trình làm việc của máy ủi .......................................................................... 53 4.3. QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MÁY ỦI ..................................................................... 56 ƢƠ 5. ÁY S .................................................................................................. 57 5.1. GIỚI THIỆU VỀ MÁY SAN ................................................................................... 57 5.1.1. Công dụng của máy san .................................................................................... 57 5.1.2. Phân loại máy san.............................................................................................. 58 5.2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY SAN ................................. 59 5.2.1. Cấu tạo chung của máy san ............................................................................... 59 5.2.2. Nguyên lý làm việc của máy san ...................................................................... 59 5.3. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY SAN................................................................... 61 5.4. PHÂN TÍCH ƢU VÀ NHƢỢC ĐIỂM CÁC LOẠI MÁY SAN .............................. 61 5.4.1. Về công thức trục máy san ................................................................................ 62 5.4.2. Về kết cấu khung chính của máy ...................................................................... 62 5.4.3. Kết cấu khung kéo ............................................................................................. 65 5.4.4. VỀ ĐIỀU KHIỂN ................................................................................................... 65 ƢƠ . ÁY P ................................................................................................. 66 6.1. KHÁI NIỆM CHUNG ............................................................................................. 66 6.1.1. Công dụng của máy cạp .................................................................................... 66 6.1.2. Phân loại ............................................................................................................ 66 4 6.2. CẤU TẠO CHUNG CỦA MÁY CẠP .................................................................... 68 6.2.1. Cấu tạo chung của máy cạp .............................................................................. 68 6.2.2. Nguyên lý làm việc của máy cạp ...................................................................... 69 6.3. CẤU TẠO THÙNG CẠP ........................................................................................ 70 6.3.1. Cửa thùng ......................................................................................................... 70 6.3.2. Dao cắt đất của thùng cạp ................................................................................. 70 6.4. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC CỦA MÁY CẠP .................................... 71 ƢƠ 7. ÁY ẦM LÈN ...................................................................................... 73 7.1. MỤC ĐÍCH, BẢN CHẤT VÀ CƠ SỞ CỦA VIỆC ĐẦM LÈN .............................. 73 7.2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH ĐẦM ĐẤT ............................. 73 7.3. CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐẦM ĐẤT......................................................................... 73 7.4. CÁC LOẠI MÁY ĐẦM LÈN ................................................................................. 74 7.4.1. M đầm lèn tĩnh .............................................................................................. 74 7.4.2. M đầm lực động (xung kích) ........................................................................ 78 7.4.3. M đầm lèn rung động .................................................................................... 80 ƢƠ 8. ÁY P Y Ƣ NG VÀ MÁY R I BÊ TÔNG, NHỰA .................. 82 8.1. MÁY PHAY ĐƢỜNG ............................................................................................ 82 8.1.1 Công dụng.......................................................................................................... 82 8.1.2. Phân loại ........................................................................................................... 82 8.1.3. Sơ đồ cấu tạo .................................................................................................... 82 8.2. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC ...................................................................................... 83 8.3. MÁY RẢI BÊ TÔNG NHỰA ................................................................................. 84 8. 3.1. Công dụng........................................................................................................ 84 8.3.2. Phân loại ........................................................................................................... 84 8.3.3. Sơ đồ cấu tạo .................................................................................................... 84 8.3.4. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC ....................................................................................... 88 8.3.5. XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ CƠ BẢN . ............................................................. 88 ƢƠ 9. TỔNG QUAN VỀ TRUYỀ ỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY CÔNG TRÌNH .............................................................................................................................. 90 9.1. KHÁI NIỆM TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC ......................................................... 90 9.2. PHÂN LOẠI ........................................................................................................... 91 9.3. ƢU NHƢỢC ĐIỂM CỦA TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC ..................................... 92 9.4. YÊU CẦU ĐỐI VỚI CHẤT LỎNG LÀM VIỆC .................................................... 93 ƢƠ . TRUYỀ ỘNG THỦY ỘNG .......................................................... 94 10.1. KHÁI NIỆM .......................................................................................................... 94 10.2. KHỚP NỐI THỦY LỰC ....................................................................................... 94 10.2.1. Giới thiệu sơ lƣợc về khớp nối thủy lực ......................................................... 94 10.2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc ....................................................................... 96 10.2.3. Đƣờng đặc tính ............................................................................................... 97 10.2.4. Phân loại ....................................................................................................... 100 N - 2016 10.3. BIẾN MÔ THỦY LỰC ........................................................................................ 101 10.3.1. Giới thiệu sơ lƣợc về biến mô thủy lực ......................................................... 101 10.3.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc ...................................................................... 101 10.3.3. Các loại biến mô thủy lực ............................................................................. 105 10.3.4. Tính chất biến đổi mô men quay ................................................................... 107 10.3.5. Tính chất tự động điều chỉnh chế độ làm việc của biến mô thủy lực ........... 108 10.3.6. C c phƣơng trình cơ bản ............................................................................... 109 10.3.7 Các thông số cơ bản ....................................................................................... 109 10.3.8. Đƣờng đặc tính .............................................................................................. 110 ƢƠ . TRUYỀ ỘNG THỂ TÍCH .............................................................. 115 11.1. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TRUYỀN ĐỘNG THỦY TĨNH ...................................... 115 11.1.1. Truyền động thủy lực thể tích có chuyển động tịnh tiến .............................. 115 11.1.2. Truyền động thủy lực thể tích có chuyển động quay .................................... 118 11.2. PHÂN LOẠI SƠ ĐỒ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY TĨNH ................... 120 11.2.1. Sơ đồ hở ........................................................................................................ 120 11.2.2. Sơ đồ kín ....................................................................................................... 120 11.2.3. Sơ đồ vi sai .................................................................................................... 122 ƢƠ . Á P ẦN TỬ THỦY LỰC .............................................................. 123 12.1. XI LANH THỦY LỰC ........................................................................................ 123 12.1.1. Nhiệm vụ và các thông số ............................................................................. 123 12.1.2. Phân loại ........................................................................................................ 123 12.1.3. Cấu tạo .......................................................................................................... 126 12.2. CÁC LOẠI VAN THUỶ LỰC ............................................................................ 130 12.2.1. Van một chiều ............................................................................................... 130 12.2.2. Van tiết lƣu .................................................................................................... 132 12.2.3. Van an toàn ................................................................................................... 136 12.2.4. VAN GIẢM ÁP ................................................................................................. 139 12.3. CƠ CẤU PHÂN PHỐI ......................................................................................... 141 12.3.1. Nhiệm vụ ....................................................................................................... 141 12.3.2. Phân loại ........................................................................................................ 143 12.3.3. Cấu tạo hộp phân phối .................................................................................. 144 12.4. CÁC BỘ PHẬN PHỤ .......................................................................................... 151 12.4.1. Ống dẫn ......................................................................................................... 151 12.4.2. Thùng chứa .................................................................................................... 151 12.4.3. Bộ lọc dầu ..................................................................................................... 151 12.4.4. Bình tích năng ............................................................................................... 151 ƢƠ 3. ỀU CHỈNH VÀ Ổ ỊNH VẬN TỐ Ơ ẤU CHẤP HÀNH . 153 13.1. ĐIỀU CHỈNH VẬN TỐC BẰNG PHƢƠNG PHÁP THỂ TÍCH ........................ 153 13.2.ĐIỀU CHỈNH VẬN TỐC BẰNG PHƢƠNG PHÁP TIẾT LƢU ......................... 155 13.3. ỔN ĐỊNH VẬN TỐC CHUYỂN ĐỘNG CƠ CẤU CHẤP HÀNH ..................... 156 13.3.1. MẮC BỘ ĐIỀU TỐC Ở LỐI VÀO CỦA ĐỘNG CƠ THỦY LỰC .................................. 156 6 13.3.2. Mắc bộ điều tốc ở lối ra của động cơ thủy lực ............................................... 156 ƢƠ . QU N LÝ VÀ KHAI THÁC MÁY CÔNG TRÌNH ................................ 158 14.1. PHÂN LOẠI CÁC DẠNG BẢO DƢỠNG KỸ THUẬT VÀ SỬA CHỮA ........ 158 14.1.1. Các dạng bảo dƣỡng kỹ thuật: ...................................................................... 158 14.1.2. Các dạng sửa chữa ........................................................................................ 158 14.2. HỆ THỐNG BẢO DƢỠNG VÀ SỬA CHỮA MXD Ở VIỆT NAM. ............... 158 14.2.1. Bảo dƣỡng kỹ thuật ...................................................................................... 158 14.2.2. Sửa chữa máy ............................................................................................... 159 14.3. HỆ THỐNG SỬA CHỮA VÀ BẢO DƢỠNG KỸ THUẬT. .............................. 159 14.3.1. Bảo dƣỡng kỹ thuật ...................................................................................... 160 14.3.2. Sửa chữa máy ............................................................................................... 161 TA I LIÊ U THAM KHA O ............................................................................................ 162 N - 2016 ƣơ : NHỮNG VẤ Ề CHUNG 1.1. KHÁI NIỆM VỀ MÁY CÔNG TRÌNH Máy công trình là danh từ chung để chỉ các máy và thiết bị phục vụ công tác xây dựng cơ bản, công nghiệp, giao thông, cầu cảng, sân ba .v.v. cơ giới hoá xây dựng (trang bị và ứng dụng máy móc, thiết bị trong qúa trình xây dựng) đóng vai trò nâng cao chất lƣợng công trình, đẩy nhanh tiến độ thi công, nâng cao năng suất, đem lại hiệu quả kinh tế và cải thiện điều kiện làm việc của ngƣời lao động. C c năm trƣớc: máy móc chủ yếu là hàng viện trợ không hoàn lại, "cho gì dùng nấy" ta không có quyền lực chọn, dẫn đến tình trạng là chủng loại máy thì nhiều nhƣng số lƣợng máy của mỗi loại không nhiều, mặt kh c tính năng của máy không hợp với đối tƣợng thi công, thiếu đồng bộ Trong những năm gần đâ : môi trƣờng đầu tƣ ph t triển mạnh, các công ty và nh đầu tƣ đã quan tâm đến vấn đề trang bị máy cho phù hợp với tình hình công t v đối tƣợng thi công. Tuy nhiên, việc trang bị máy còn nhiều bất cập chƣa ho n to n phù hợp với điều kiện v môi trƣờng xây dựng ở nƣớc ta. 1.2. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU CỦA MÁY CÔNG TRÌNH 1.2.1. Công dụng Phục vụ cho công tác xây dựng cơ bản, xây dựng công nghiệp, giao thông và cầu cảng, sân bay v.v.. Chủng loại về máy công trình có rất nhiều và rất đa dạng. Mỗi chủng loại m đều có công dụng riêng đối với từng công việc trong công tác xây dựng. 1.2.2. Phân loại Theo tính chất công việc và công dụng m công trình đƣợc phân loại nhƣ sau: - Các máy vận chuyển theo phƣơng đứng ha lên cao nhƣ: kích, tời, pa lăng, thang tải, cần trục, cổng trục v.v.. - Máy xếp dỡ: thƣờng vận chuyển ở cự ly ngắn, chủ yếu làm công việc xếp dỡ trên các bến cảng, nhà ga, kho chứa nhƣ: xe nâng h ng, xe xúc lật v.v... - Máy vận chuyển liên tục: hƣớng vận chuyển có thể là ngang, nghiêng hay thẳng đứng, trong đó vật liệu đƣợc vận chuyển thành một dòng liên tục nhƣ c c loại băng tải, vít tải, gầu tải v.v.. - M l m đất: gồm các máy phục vụ cho công việc thi công khai th c đất, đ , than, quặng... - M gia công đ : phục vụ cho việc nghiền, sàng phân loại và rửa sỏi đ , quặng. - Máy làm công tác bê tông: phục vụ việc trộn, vận chuyển v đầm bê tông. - Máy gia cố nền móng: bao gồm c c m đóng, ép- nhổ cọc và khoan nhồi cọc - Máy gia công sắt thép: phục vụ cho việc cắt, uốn, kéo, hàn cốt thép. 8 - Các máy thiết bị chuyên dùng cho công t c thi công đƣờng bộ, đƣờng sắt và công trình cầu: nhƣ m đặt ray, máy rải thảm, máy thi công tháo lắp cầu v.v.. - Máy và thiết bị chuyên dùng cho từng ng nh: nhƣ m ho n thiện, cắt mối bê tông, máy sản xuất gạch, ngói, xi măng... Ngoài cách phân loại trên, ngƣời ta còn phân loại máy công trình theo: - Theo dạng nguồn động lực: Máy dẫn động bằng động cơ đốt trong, động cơ điện, động cơ thuỷ lực... - Theo hình thức di chuyển: ta có các máy di chuyển bằng bánh lốp, bánh xích, chạ trên đƣờng sắt hoặc đặt trên sà lan, phao nổi... - Theo hình thức điều khiển: có m công trình điều khiển bằng cơ khí, thuỷ lực, khí nén, điện từ ... 1.2.3. Yêu cầu - Về năng lƣợng: động cơ cần có công suất hợp lý, tuổi thọ cao. - Về kết cấu và công nghệ: Máy phải có kích thƣớc nhỏ, gọn, dễ di chuyển và thi công trong mọi địa hình, có công nghệ chế tạo tiên tiến. - Về khai th c: Đảm bảo đƣợc năng suất và chất lƣợng trong c c điều kiện nhất định, có khả năng l m việc cùng máy khác; việc bảo dƣỡng, sửa chữa không quá phức tạp. - Phải có tính cơ động cao, năng lực thông qua lớn, dễ điều khiển, tháo lắp và vận chuyển; sử dụng an toàn, dễ tự động ho qu trình điều khiển. - Không gây ô nhiễm môi trƣờng v vùng dân cƣ lân cận. - Về kinh tế có gi th nh đơn vị sản phẩm thấp, năng suất cao, chất lƣợng tốt. 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MÁY CÔNG TRÌNH Mỗi máy công trình gồm có những thành phần chính 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 và vỏ máy. N - 2016 - Các thiết bị phụ: thiết bị an toàn, chiếu sáng, tín hiệu Ngày nay, trên các máy công trình hiện đại còn lắp cả thiết bị vi tính để xử lý số liệu điều khiển tự động quá trình làm việc của máy. Tuỳ theo yêu cầu và chức năng công t c m một máy có thể có đầ đủ các bộ phận nói trên hoặc chỉ cần có một vài bộ phận, trong đó c c bộ phận của m thƣờng đƣợc thể hiện trên c c "sơ đồ cấu tạo" nhằm giới thiệu về kết cấu v trên c c "sơ đồ động học" thể hiện mối liên hệ giữa các phần tử của hệ dẫn động trong máy. 1.4. THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC 1.4.1. Công dụng Thiết bị động lực l động cơ lắp trên m công trình. Đâ l bộ phận tạo ra năng lƣợng để giúp máy hoạt động thông qua việc biến đổi các nguồn năng lƣợng nhƣ điện, hóa học, thủy lực. th nh cơ năng ha l chu ển động của máy công trình. 1.4.2. Phân loại a. Động cơ đốt trong Phổ biến l động cơ diesel có công suất < 500 kW, còn động cơ xăng ít dùng và thƣờng chỉ dùng trên máy có công suất nhỏ. Ƣu điểm chính của động cơ đốt trong là: hiệu suất tƣơng đối cao (= 0,18 ÷0,3, đối với động cơ xăng, = 0,27 ÷0,42 đối với động cơ diesel) và rất cơ động. Tu nhiên, ĐCĐT có cấu tạo phức tạp, khả năng chịu quá tải thấp và sử dụng nhiên liệu đắt tiền. b. Động cơ điện Đƣợc sử dụng rộng rải trên các máy cố định hoặc di chuyển trong phạm vi nhỏ, hoạt động theo quỹ đạo nhất định, nhƣ: trong trạm nghiền sàng, máy trộn bê tông, máy nâng vận chuyển... m điện có hiệu suất tƣơng đối cao (70÷90)%, mặt khác có kết cấu gọn nhẹ, khả năng chịu quá tải lớn, dễ tự động ho điều khiển, rẻ sạch, không gây ô nhiễm môi trƣờng. Động cơ điện một chiều: có phạm vi tha đổi tốc độ lớn, mô men khởi động cao nên thƣờng trang bị trên c c m đ o, cần trục, xe điện Động cơ điện xoay chiều: loại n đƣợc chia ra thành nhiều loại: nhƣ một pha, ba pha, trong mỗi loại lại có đồng bộ v không đồng bộ, Động cơ không đồng bộ: có cấu tạo đơn giản, rẻ tiền nhƣng khó tha đổi tốc độ. Động cơ đồng bộ: có cấu tạo phức tạp, đắt tiền nhƣng có tính khởi động và ổn định tốc độ rất tốt, nên đƣợc dùng trong các máy yêu cầu độ ổn định tốc độ cao. 10 c. Động cơ thủy lực Loại này có cấu tạo tinh xảo, gọn nhẹ, làm việc chắc chắn, bền, đƣờng đặc tính ngoài tƣơng đối mềm, nhƣng gi th nh cao, êu cầu về vật liệu chế tạo và gia công cao. Hiện nay thiết bị thuỷ lực đang ph t triển mạnh v đƣợc trang bị ngày càng nhiều trên các máy công trình. d. Động cơ khí nén Động cơ chạy bằng không khí nén. Loại n thƣờng dùng trong những máy cố định hay máy công cụ nhƣ: búa m đóng cọc, máy khoan, phun vữa với áp suất làm việc thƣờng khoảng (6÷10) atm. Nhƣợc điểm của loại n l thƣờng có kích thƣớc lớn, hiệu suất thấp do bị rò rỉ khí nén. e. Động cơ kết hợp Thƣờng là diesel- điện, hoặc diesel- khí nén hoặc diesel- thuỷ lực. Nhƣng nguồn động lực ban đầu thƣờng là diesel. Loại n ng na đƣợc sử dụng phổ biến. 1.4.3. Điều kiện làm việc của thiết bị động lực trên máy công trình Điều kiện làm việc của thiết bị động lực trên máy công trình rất đặc biệt, khác hẳn với trên ô tô hoặc tàu thủy. Qua mỗi chu kỳ làm việc m động lực phải chịu tải trọng tối đa, thông thƣờng gấp 23 lần tải trọng bình thƣờng. Bản thân toàn bộ m thƣờng bị lắc mạnh, bị giật liên tục, nói cách khác, ngoại lực t c động đến máy mà thiết bị động lực cũng phải chịu l luôn tha đổi. 1.4.4. C c đƣờng đặc tính ngoài của thiết bị động lực a) b) Hình 1.1. Đặc tính ngoài của một số động cơ N - 2016 Đặc tính ngo i đƣợc coi là "mềm" nếu giới hạn sử dụng mômen tối đa rộng rãi, tức là ứng với giới hạn đó, tốc độ biến đổi từ từ, v do đó giới hạn sử dụng tốc độ cũng rộng rãi. Đặc tính càng mềm thì khả năng "tự điều chỉnh" càng cao, tức là song song với việc tăng mômen (tăng ngoại lực) tốc độ giảm dần đều dặn, bảo đảm cho máy khỏi bị hƣ hại. Khả năng "tự điều chỉnh" của động cơ có đặc tính mềm rất quan trọng cho việc điều khiển máy. Thí dụ khi gặp ngoại lực lớn, máy giảm tốc độ từ từ l m ngƣời điều khiển cảm nhận đƣợc mà xử lý (nghe tiếng nổ thƣa, bộ công tác máy hoạt động chậm lại vv...). Trong trƣờng hợp này, nếu động lực có đặc tính cứng thì nhiều khi máy chết hẳn ngƣời điều khiển mới phát hiện và xử lý nhiều khi không kịp. - Đặc tính 1 của động cơ điện một chiều kích thích nối tiếp, nó khá mềm, nhƣng có nhƣợc điểm là khi tải trọng nhỏ hơn 50% tải trọng bình thƣờng, tốc độ sẽ rất lớn, dễ gây nguy hiểm. - Đặc tính 2 của động cơ điện một chiều có biến trở, loại này có mômen tối đa qu cao, chế độ làm việc không ổn định và gây rung mạnh. - Đặc tính 3 của động cơ xoa chiều lồng sóc, khá cứng, có mômen tăng giảm khá nhanh mà tốc độ hầu nhƣ không đổi, dễ nguy hiểm; khả năng tự điều chỉnh ít, chỉ thích hợp với các máy có chế độ làm việc ổn định, nhẹ (ngoại lực tha đổi ít). - Đặc tính 4 của Động cơ điện một chiều kích thích song song, cứng hơn so với đặc tính 1. - Đặc tính 5 của động cơ xăng có phạm vi sử dụng mômen tối đa rất hẹp; tính cứng; chỉ thích hợp với chế độ làm việc ổn định. - Đặc tính 6 của động cơ diesel mềm hơn so với đặc tính 5, thoả mãn với các máy l m đất cỡ vừa và nhỏ. - Đặc tính 7 của động cơ diesel có biến tốc thuỷ lực, khá mềm, rất thích hợp với chế độ làm việc ít ổn định và nặng; nhƣng có khu ết điểm chính là công suất bị giảm một phần (l5-20%) do có sự trƣợt trong biến tốc thuỷ lực. 1.4.5. Bố trí động cơ trên m công trình Dạng dùng chung: bố trí một động cơ thông qua hệ thống truyền lực để truyền chuyển động đến c c cơ cấu kh c. (m đ o gầu thuận truyền động c p, m đ o gầu ngoạm) Dạng độc lập: bố trí nhiều động cơ cùng loại trên 1 m (thƣờng l động cơ điện), mỗi cơ cấu đƣợc dẫn động bởi một động cơ riêng biệt. (các loại máy trục) Dạng hỗn hợp (nhiều loại động cơ trên m ): loại n thƣờng bố trí theo phƣơng n sau: Động cơ chính: thƣờng l động cơ đốt trong là nguồn động lực chính cho máy. Nó sẽ dẫn động một m bơm hoặc một m ph t điện. 12 Động cơ dẫn động từng cơ cấu riêng biệt: Ví dụ trong c c m l m đất nhƣ m san, máy cạp. 1.4.6. Lựa chọn động cơ cho m công trình Do điều kiện làm việc của động cơ trang bị trên MCT rất đặc biệt: động cơ luôn chịu tải trọng lớn v tha đổi liên tục. Do vậy, khi lựa chọn động cơ ta phải căn cứ vào mối quan hệ giữa mô men và tốc độ của động cơ, thông qua: Đƣờng đặc tính mềm: tức giới hạn sử dụng mô men là lớn, ứng với sự tha đổi tốc độ lớn thì mômen tha đổi chậm. Đƣờng đặc tính càng mềm thì khả năng tự điều chỉnh cao, tức là: song song với việc tăng mômen thì tốc độ giảm đều đặn bảo đảm máy không bị hƣ hỏng. Đƣờng đặc tính cứng: phạm vi điều chỉnh hẹp. Tu nhiên, cũng có lúc phải sử dụng động cơ có đƣờng đặc tính cứng. Hệ số vƣợt tải: Đối với động cơ điện: 2÷3,0 Hệ số tha đổi tốc độ: - Đối với động cơ đốt trong thì: 5 - Đối với động cơ điện: 1,3 1.5. HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG 1.5.1. Vai trò v ý nghĩa của hệ thống truyền động Ở đâ ta cần phân biệt rõ hệ thống truyền động đƣợc nói đến là hệ thống truyền động dùng để điều khiển c c cơ cấu công tác của máy công trình. Còn hệ thống truyền động dùng để di chuyển m thì ta không xét đến vì nó giống với hệ thống di chuyển của ô tô đã đƣợc học. Truyền động l khâu trung gian dùng để truyền công suất và mômen từ động cơ tới các bộ phận công tác của máy. Nó cho phép biển đổi về lực, tốc độ v mômen, đôi khi biến đổi cả dạng và quy luật chuyển động. Hệ thống truyền động đặc điểm: Tốc độ cần thiết của các bộ phận công tác nói chung là khác với tốc độ hợp lý của các động cơ tiêu chuẩn (thƣờng thấp hơn tốc độ động cơ, nếu chế tạo động cơ có tốc độ thấp, mômen xoắn lớn thì kích thƣớc lớn v gi đắt). Cần truyền chuyển động từ một động cơ đến nhiều cơ cấu làm việc với các tốc độ khác nhau. Động cơ thực hiện chuyển động qua đều nhƣng bộ phận công tác cần chuyển động tịnh tiến hoặc chuyển động với tốc độ tha đổi theo một quy luật n o đó. N - 2016 1.5.2. Các dạng truyền động cơ bản a. Truyền động cơ khí (cơ học) - Phân loại Hiện nay truyền động cơ khí vẫn đƣợc sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và chế tạo m ; đặc biệt chiếm ƣu thế trong lĩnh vực chế tạo ô tô, máy kéo và các máy công trình... Truyền động cơ khí đƣợc phân loại nhƣ sau: theo hình thức cấu tạo, chia thành: truyền động thanh trục, truyền động dây cáp, truyền động ăn khớp và truyền động ma sát. Trong đó: + Truyền động ăn khớp có thể chia ra các loại truyền động sau: truyền động xích, vít đai ốc, b nh răng, b nh răng- thanh răng, b nh vít- trục vít. + Truyền động ma sát có thể chia ra các loại truyền động sau: truyền động bánh ma s t đĩa ma s t, tru ền động đai. - Ƣu, nhƣợc điểm * Ƣu điểm: + Cấu tạo đơn giản; + Chế tạo dễ dàng; + Có độ bền, khả năng chịu tải lớn; + Giá thành rẻ, dễ bảo dƣỡng và sửa chữa. Riêng cơ cấu truyền động ma sát còn có khả năng chống quá tải (nhờ hiện tƣợng trƣợt). * Nhƣợc điểm: + Kích thƣớc bộ truyền lớn, trọng lƣợng nặng; + Làm việc gây tiếng ồn lớn; + Khi truyền công suất đi xa, lƣợng tổn hao công suất do ma sát và quán tính thƣờng khá lớn; + Trong các bộ truyền lớn và bộ truyền b nh răng, tốc độ và mô men xoắn chỉ đƣợc biến đổi theo cấp; + Khi cần thiết phải điều chỉnh tốc độ trong phạm vi rộng, bộ truyền cơ học thƣờng có kết cấu rất phức tạp. - Phạm vi sử dụng của truyền động cơ học Ở đâ ta chỉ xét đến phạm vi sử dụng của truyền động cơ học trên máy công trình. 14 + Truyền động ăn khớp: đƣợc ứng dụng trên c c cơ cấu chính của cần trục ô tô; (trong cơ cấu di chuyển hoặc trong cơ cấu trích công suất cho các bộ phận công tác của máy). + Truyền động c p (m trong đó điển hình là bộ tời m ) đƣợc ứng đụng rất rộng rãi trên c c m l m đất, và máy nâng thông dụng. + Truyền động xích đƣợc ứng dụng rất nhiều trong kết cấu của các loại máy công trình, trong đó có lo i xích chỉ đƣợc dùng để truyền chuyển động giữa các trục với nhau trong hệ thống truyền động chung của máy. Nhiều trƣờng hợp truyền động xích đƣợc dùng với vai trò là bộ công tác của máy v.v.. Ví dụ: Bộ di chuyển bằng b nh xích, băng gầu, hay xích tải v.v.. Hình 1.2. Cơ cấu tay quay thanh truyền cỡ lớn 1- Bánh lệch tâm (tay quay); 2- Các thanh truyền; 3- Má nghiền di động (má lắc); 4- Má nghiền cô định. - Cơ cấu truyền động tay quay- thanh truyền cỡ lớn đƣợc ứng dụng trong máy nghiền đ kiểu má (hình 1.2). b. Truyền động thuỷ lực - Phân loại Trong những năm gần đâ tru ền động thủy lực đƣợc ứng dụng rộng rãi trong các loại máy công trình. Truyền động thủy lực có hai kiểu: truyền động thủy lực thủ tĩnh (hay thuỷ lực thể tích) và truyền động thủy lực thủ động. + Truyền động thuỷ tĩnh: l loại truyền động trong đó sử dụng dầu công tác có áp suất cao chuyển động với vận tốc nhỏ để dẫn động c c cơ cấu. Cấu tạo của mạch thuỷ lực trong kiểu truyền động thuỷ tĩnh có sơ đồ tổng qu t nhƣ hình (1.3), bao gồm mạch thuỷ lực hoạt động theo nguyên tắc động cơ có chuyển động tịnh tiến (tức xilanh thuỷ lực), và mạch thuỷ lực hoạt động theo nguyên tắc động cơ có chu ển động quay (dùng động cơ thuỷ lực): Hình (1.4) thể hiện sơ đồ nguyên tắc làm việc của hai dạng truyền động thuỷ Hình 1.3. Sơ đồ tổng quát mô tả cấu trúc của mạch thuỷ lực §éng c¬ (hoÆc) xilanh thuû lùc HÖ thèng van ph©n phèi M¸y B¬m thuû lùc Thïng chøa dÇu c«ng t¸c N - 2016 tĩnh nói trên. a) b) Hình 1.4. Sơ đồ nguyên tắc làm việc của hệ thống truyền động thủ tĩnh a- Cơ cấu thi hành có chuyển động quay; 1- Bơm thủy lực; 2- Đƣờng dầu cao áp; 3- Cơ cấu thực hiện; 4,5- Van điều chỉnh và van bảo hiểm; 6- Đƣờng dầu thấp áp b- Cơ cấu thi h nh cơ chu ển động 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, c c bơm thuỷ lực (1.5) lấy công suất từ động cơ ban đầu sẽ sản xuất ra dầu cao áp. Nhờ c c đƣờng ống dẫn và tuỳ theo sự điều khiển mà dầu cao áp sẽ đƣợc dẫn tới xilanh công tác hoặc động cơ thuỷ lực là những cơ cấu chấp hành. Cấu trúc của mạch thuỷ lực trong hệ thống TĐTT có thể đƣợc cấu tạo theo sơ đồ mạch hở hoặc theo sơ đồ mạch kín nhƣ thể hiện trên hình hình 1.6a,b. Trong sơ đồ mạch hở, chất lỏng từ xilanh công tác (hoặc từ động cơ thuỷ lực) làm việc xong lại đƣợc chuyển về thùng chứa mà không quay về bơm. a. b. Hình 1.5. 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- Đƣờng ống dẫn dầu; 5- Van phân phối; 7- Xilanh thủy lực; 8- Động cơ thủy lực; 9- Bộ truyền động xích; b. Sơ đồ cấu trúc mạch kín 1- Máy lai; 2- Bơm chính; 3- Đƣờng ống dẫn dầu; 4- Van một chiều; 5- Động cơ thuỷ lực; 6- Bơm phụ; 7- Van an toàn; 8- Bộ truyền động xích. 16 Trong sơ đồ mạch kín, chất lỏng từ động cơ thuỷ lực sau khi làm việc xong sẽ không trở về thùng chứa m đƣợc chuyển về ống hút của bơm. Thƣờng trong hệ mạch kín ngƣời ta dùng thêm bơm phụ có công suất nhỏ (hoặc một thùng chứa phụ), để bổ sung chất lỏng cho hệ thống v l m tăng p suất làm việc lên cao. So với mạch hở, mạch kín có ƣu điểm là cấu trúc gọn, có khả năng đảo chiều nhanh; nó thƣờng đƣợc dùng trong c c cơ cấu quay của c c m thi công. Nhƣợc điểm là dầu hay bị nóng do không kịp làm nguội vì phải trở về bơm nga , chóng bị biến chất; hệ thống dễ hƣ hỏng. Truyền động thuỷ tĩnh đƣợc sử dụng rộng rãi trên các máy công trình khác nhau. Ví dụ: ở m đ o một gầu vạn năng, chúng dùng để tha đổi vị trí của cần, tay gầu và gầu. Trong c c m đ o- vận chuyển đất và một số loại máy xây dựng kh c, nó đƣợc dùng để nâng hạ bộ công tác. - Truyền động thuỷ động: Năng lƣợng đƣợc truyền chủ yếu là nhờ động năng của dầu, còn áp suất không cần lớn. So với truyền động thuỷ tĩnh, tru ền động thuỷ động có đƣờng đặc tính ngoài mềm hơn, nghĩa l tốc độ quay ở trục đầu ra chỉ phụ thuộc vào ngoại lực. * Ƣu điểm + Bảo vệ an toàn cho máy khi gặp quá tải. + Hệ thống máy linh hoạt, đơn giản về kết cấu, trọng lƣợng bản thân tƣơng đối nhỏ. * Nhƣợc điểm + Hiệu suất thấp do có sự trƣợt. + Gi th nh đắt. + Cần có thiết bị làm mát và bổ sung chất lỏng. Truyền động thuỷ động có hai loại: khớp nối thuỷ lực và 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 năng của dòng chất lỏng. Cấu tạo của khớp nối gồm có một đĩa bơm v một đĩa tuốc bin có vỏ bọc kín, bên trong đổ dầu: Đĩa bơm đƣợc gắn trên trục chủ động, có liên hệ cơ học với động cơ; đĩa tuốc bin gắn vào trục bị động truyền tới cơ cấu công tác, giữa chúng có khe hở. Khi đĩa bơm qua sẽ hất dầu sang đĩa tuốc bin làm tuốc bin quay theo. Khi quay, tốc độ của chúng không đồng đều nhau, v đƣợc x c định qua độ trƣợt S: b tb n nn S   N - 2016 trong đó: nb và nt là số vòng quay của đĩa bơm v đĩa tuốc bin (v/ph), Hình 1.6. Khớp nối thuỷ lực v đặc tuyến ngoài 1- Trục chủ động, 2- Trục bị động, 3- Đĩa bơm; 4- Đĩa tốc bin; 5- Vành trong, 6- Vành ngoài. * Ƣu điểm: đóng mở rất êm, khi gặp sự cố (ví dụ khi m đ o đất vƣớng đ ngầm hoặc rễ cây...) máy sẽ tự động đứng lại, động cơ vẫn làm việc mà không hỏng. * Nhƣợc điểm: Mômen quay của động cơ kém nhậy cảm ứng với trƣờng hợp ngoại lực tha đổi. + Biến tốc thuỷ lực: khác ly hợp thuỷ lực ở chỗ dầu đƣa v o đĩa bơm qua hệ định hƣớng. Nhờ vậ m đã l m tăng tốc độ dầu hất từ đĩa bơm sang đĩa tuốc bin, l m tha đổi hƣớng vận hành của dầu, do đó l m tha đổi mômen đĩa tuốc bin. Hình 1.7. Biến tốc thuỷ lực a- Sơ đồ cấu tạo biến tốc thủy lực; b- Đƣờng đặc tuyến ngoài 1- Trục chủ động; 2- Cơ cấu dẫn hƣớng; 3- Đĩa tuốc bin; 4- Đĩa bơm; 5- Trục bị động. 18 - Ƣu nhƣợc điểm của hệ thống truyền động thuỷ lực * Ƣu điểm: + Dễ thực hiện việc điều chỉnh vô cấp và tự động điều chỉnh vận tốc chuyển động của bộ công tác ngay cả khi m đang l m việc. + Truyền đƣợc công suất lớn và xa. + Cho phép đảo chiều chuyển động các bộ phận làm việc của máy một cách dễ dàng. + Có thể bảo đảm cho máy làm việc ổn định, không phụ thuộc vào tải trọng ngoài. + Kết cấu gọn nhẹ, có quán tính nhỏ do trọng lƣợng trên một đơn vị công suất của truyền động nhỏ. + Do chất lỏng làm việc trong truyền động thủy lực là dầu kho n nân có điều kiện bôi trơn tốt các chi tiết. + Truyền chuyển động êm, hầu nhƣ không có tiếng ồn. + Có thể đề phòng sự cố khi máy quá tải. + Độ tin cậ v độ bền rất cao. + Điều khiển nhẹ nhàng, dễ tạo d ng đẹp cho các máy ccông trình, dễ định hình các nhóm chi tiết. * Nhƣợc điểm + Khó làm kín khít các bộ phận công tác vì chất lỏng có khả năng bị rò rỉ, làm không khí lọt v o, đẫn đến hiệu suất làm việc có thể bị giảm, vì vậy phải cần thƣờng xu ên chăm sóc. + Áp suất làm việc cao, đòi hỏi bộ truyền phải đƣợc chế tạo từ các vật liệu đặc biệt với độ chính xác cao. + Gi th nh đắt. - Phạm vi sử dụng Do những ƣu điểm trên nên hệ thống truyền động thủy lực đƣợc dùng hầu hết trên các máy công trình nhất là các máy công trình cỡ lớn. + Hệ thống truyền động thủy lực thủ tĩnh (ha thủy lực thể tích) đƣợc dùng cho c c cơ cấu sau: + Trên m đ o một gầu vạn năng, m ủi, m san hệ thống thủy lực thủ tĩnh đƣợc dùng nhiều. Nó dùng để điều khiển cơ cấu công tác hoặc cơ cấu di chuyển (ở một số xe) N - 2016 + Trên c c m l m đƣờng nhƣ m rải bêtông nhựa nó đƣợc dùng cho cơ cấu ép bê tông nhựa. + Trên c c m đầm lèn nó đƣợc dùng để điều khiển cơ cấu lái hoặc c c cơ cấu công t c + Trên các máy nâng tải trọng lớn nó đƣợc dùng cho cơ cấu nâng cần của cần trục + Hệ thống truyền động thủ động dùng cho c c cơ cấu cần truyền mô men lớn cho c c cơ cấu làm việc của cần trục điển hình l c c cơ cấu đƣợc giới thiệu ở trên nhƣ: Biến tốc thủy lực hoặc khớp nối thủy lực c. Truyền động điện - Phân loại Hệ thống truyền động điện bao gồm c c động cơ điện, bộ phận truyền động, dây dẫn và các thiết bị điều khiển. Ngoài ra trong truyền động điện còn có các bộ phận đặc biệt chu ên dùng để biến đổi điện năng nhằm tha đổi các thông số của máy; ví dụ nhƣ bộ nắn dòng điện, bộ biến đổi tần số v.v.. Do đặc thù của quá trình làm việc, đa số c c m công trình đƣợc trang bị hệ thống truyền động điện phối hợp. Hệ thống truyền động điện phối hợp đƣợc phân ra theo các dấu hiệu sau đâ : * Theo dòng điện: + Truyền động điện dòng xoay chiều với tần số công nghiệp và tần số cao; + Truyền động điện dòng một chiều; + Truyền động điện dòng xoay chiều- một chiều. * Theo số lƣợng động cơ điện dẫn động: + Truyền động điện một động cơ đơn. chiếc (một động cơ dẫn động một cơ cấu máy). + Truyền động điện một động cơ theo nhóm (một động cơ điện dẫn động cho nhiều cơ cấu máy). + Truyền động điện nhiều động cơ (nhiều động cơ đền dẫn động cho một cơ cấu máy) * Theo cấu tạo của động cơ điện: + Truyền động điện dòng một chiều gồm: TĐĐ với động cơ điện 1 chiều kích thích song song; TĐĐ với động cơ điện 1 chiều kích thích hỗn hợp và nối tiếp; + Truyền động điện dòng xoay chiều gồm: TĐĐ xoa chiều một pha; TĐĐ xoa chiều 3 pha; TĐĐ với động cơ điện đồng bộ; TĐĐ với động cơ điện không đồng bộ: rô to lồng sóc, rô to dây quấn 20 - Ƣu nhƣợc điểm của truyền động điện * Ƣu điểm + Truyền động đƣợc xa và rất xa nhƣng kích thƣớc vẫn nhỏ gọn, trọng lƣợng nhẹ. + Có khả năng tự động hoá cao, truyền động nhanh, chính 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 các biện pháp và thiết bị bảo vệ an to n cho ngƣời và thiết bị. + Yêu cầu trình độ sử dụng cao. + Trong hầu hết các máy công trình, truyền động điện phải phối hợp với các hệ thống truyền động khác, ít khi làm việc độc lập. Mặt khác công suất truyền thƣờng không quá 100kW. Với công suất lớn hơn, c c động cơ điện thƣờng rất hiếm và giá thành rất cao. - Phạm vi sử dụng của truyền động điện Truyền động điện đƣợc ứng dụng rộng không chỉ trong mọi lĩnh vực của ngành kinh tế quốc dân mà còn trong cả đời sống hàng ngày. Trong c c m công trình, do đặc thù của quá trình làm việc nên chúng thƣờng trang bị hệ thống truyền động điện dạng phối hợp. Ví dụ: + Trong c c m l m đất (MLĐ) thƣờng sử dụng dạng truyền động kết hợp diesel- điện, mà chủ yếu l dùng động cơ điện xoay chiều để điều khiển quá trình nâng hạ bộ công tác gầu xúc hoặc điều khiển cơ cấu quay. + Trong các máy nâng- vận chuyển, truyền động điện đƣợc dùng để dẫn động c c cơ cấu nâng hạ hàng di chuyển hàng với các bộ khống chế tải nâng, chiều cao nâng... + Trong các máy vận chuyển liên tục nhƣ băng chu ền, băng xoắn ốc... thƣờng sử dụng các loại động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc hoặc rôto dây cuốn; c c động cơ này làm việc theo chế độ dài hạn v không điều chỉnh tốc độ quay, có mômen mở máy lớn. N - 2016 d. Truyền động khí nén - Ƣu, nhƣợc điểm + Ƣu điểm: Có khả năng tru ền lực với khoảng c ch tƣơng đối xa, bộ truyền sạch sẽ; tốc độ truyền nhanh; sơ đồ cấu trúc của mạch đơn giản; việc chăm sóc, bảo dƣỡng kỹ thuật đơn giản. + Nhƣợc điểm: Áp lực truyền nhỏ; khó phát hiện rò rỉ hơi; phải có biện pháp bảo đảm an to n đặc biệt đề phòng nổ; công nghệ chế tạo phải chính x c v đắt tiền. - Phạm vi sử dụng Trong các máy công trình truyền động khí nén đƣợc sử dụng là hệ thống phanh hơi; cơ cấu đóng mở ly hợp; dùng nhiều trong máy công cụ cầm ta , trong cơ cấu nghiêng đổ bêtông - Cấu tạo chung của hệ thống truyền động khí nén: + Bộ sản xuất ra khí nén gọi là máy ép khí. + Bộ phận sử dụng khí nén gồm động cơ khí nén hoặc xilanh khí nén. + Các loại van khí: van an toàn, van phân phối, van 1 chiều, + Bình khí nén. + Các bộ phận kh c nhƣ: lọc khí, ống dầu, đồng hồ đo p lực, van chờ, bộ t ch nƣớc... 1.6. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Ở đâ ta phân biệt hai hệ thống điều khiển: hệ thống điều khiển cả máy và hệ thống điều khiển cơ cấu công tác. Trong giáo trình này ta chỉ xét đến các hệ thống điều khiển dùng để điều khiển c c cơ cấu công tác của máy công trình. 1.6.1. Phân loại Hệ thống điều khiển là một phần của kết cấu máy, nó làm nhiệm vụ điều khiển toàn bộ quá trình hoạt động của máy. - Theo cấu tạo v phƣơng ph p tru ền năng lƣợng, chia thành: + Hệ thống điều khiển trực tiếp. + Hệ thống điều khiển có khuếch đại (dùng cơ cấu trợ lực). - Theo phƣơng ph p 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 5 loại: hệ thống điều khiển cơ khí, thuỷ lực, điện, khí nén v điều khiển phối hợp. 22 1.6.2. Yêu cầu chung đối với hệ thống điều khiển Dù điều khiển dƣới hình thức nào, thì hệ thống điều khiển cũng phải có các yêu cầu cơ bản sau: - Nhẹ nhàng, hợp với sức khoẻ của ngƣời bình thƣờng. Lực điều khiển của tay không quá 30  40N, hành trình không lớn hơn 0,25m, góc qua không qu 35o. Lực điều khiển của chân không qu 80N, h nh trình không qu 0,2m v góc qua không vƣợt quá 60 0 . - Cƣờng độ điều khiển phải bình thƣờng. Số lần điều khiển ở các máy cỡ nhỏ sau một chu kỳ ở điều kiện làm việc bình thƣờng là 12 lần, mỗi giờ không quá 2500 lần. - Điều khiển cần êm, bảo đảm độ nhạy cần thiết, thời gian điều khiển vào khoảng 0,25  0,3s đối với máy cỡ nhỏ, từ 0,3  0,4s với máy cỡ vừa, từ l  2s với cỡ máy lớn. - Các chỉ tiêu kinh tế phải bảo đảm, có đủ độ bền, dễ điều chỉnh, sửa chữa. - Làm việc phải an to n. Đảm bảo cho máy làm việc trong môi trƣờng nhiệt độ từ 0  500, hoặc ở môi trƣờng khí hậu ẩm, dƣới trời mƣa, có bụi bẩn. - Đơn giản, thuận tiện. Số cần, b n đạp sao cho ít nhất v đƣợc bố trí gần nhất về phía tay phải của ngƣời lái. Ghế ngồi phải êm, có thể điều chỉnh đƣợc để phù hợp với khổ ngƣời lái và dễ quan s t đƣợc hiện trƣờng thi công. 1.6.3. Các hệ thống điều khiển tiêu biểu a. Hệ thống điều khiển cơ học Kiểu điều khiển n thƣờng có cấu tạo đơn giản, làm việc êm, giá thành rẻ, song nhƣợc điểm l điều khiển nặng, ít nhậy do nhiều khâu; hiệu suất thấp, thƣờng xuyên phải điều chỉnh và tỷ số truyền lớn. Loại hệ thống điều, khiển n thƣờng phù hợp cho máy có công suất nhỏ và vừa, với số lần đóng mở cơ cấu trong một giờ làm việc không nhiều. Hình (l.8) thể hiện một kiểu điều khiển cơ học của máy xúc. N - 2016 Hình 1.8. Ví dụ về hệ thống điều khiển cơ học của 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 cơ cấu các bộ máy di chuyển; 7- Cần điều khiển ly hợp vấu bộ 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 cơ cấu mở dáy gầu xúc; 13- Cần điều khiển ly hợp bên phải tời chính; 14- B n đạp phanh tời chính (trống tời bên trái); 15- B n đạp phanh tời chính (trống tời bên phải) b. Hệ thống điều khiên thuỷ lực (ĐKTL) - Điều khiển thủy lực không m bơm Kiểu điều khiển này phổ biến dùng riêng biệt cho một v i cơ cấu trong máy thí dụ chỉ dùng để hãm bánh xe di chuyển, hãm tờiĐâ l một kiểu điều khiển trực tiếp, về nguyên tắc giống nhƣ điều khiển cơ học, nghĩa l chỉ dùng sức ngƣời. Hình 1.9 thể hiện cấu tạo phổ biến của nó, gồm ba khâu truyền động, có ba tỉ số truyền động: tỉ số truyền động cơ học ở đầu b n đạp, tỉ số truyền động thủy lực ở hai xi lanh dầu, tỉ số truyền động cơ học ở đầu dâ đai đĩa hãm. 24 Hình 1.9. Sơ đồ điều khiển thủy lực không m bơm. 1- Bình dầu; 2,6- Đƣờng ống; 3- B n đạp; 4- Bánh cam; 5- Pittông; 7,8- Xi lanh và 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 m bơm Điều khiển thuỷ lực có m bơm l kiểu điều khiển có khuếch đại trong đó lực và h nh trình điều khiển hoàn toàn do áp suất v lƣu lƣợng của môi chất công tác và kích thƣớc hình học của xilanh hoặc động cơ thuỷ lực khống chế. (Lực v h nh trình điều khiển có thể rất nhỏ, nhƣng lực và hành trình thực hiện có thể rất lớn). Loại điều khiển n thƣờng đƣợc trang bị trên các máy xây dựng cỡ lớn và vừa cần có lực điều khiển lớn, nhanh. (Kiểu điều khiển thuỷ lực có m bơm, trang bị trên máy ủi, gồm có các thiết bị chính đƣợc thể hiện trên hình (1.10). Nhƣợc điểm cơ bản của hệ thống: gi th nh đắt, cần độ chính xác cao. Khi làm việc hay bị rò rỉ dầu nên bẩn; áp suất dầu cao áp lớn, thƣờng từ 60 100 kG/cm2 có khi tới 300kG/cm2, bởi vậ cơ cấu thực hiện (xilanh động cơ thủy lực) có kích thƣớc thƣờng rất bé.) N - 2016 Hình 1.10. Sơ đồ hệ thống điều khiển thủy lực có m bơm 1- Bơm phụ; 2- Hộp phân phối; 3- Xilanh công tác; 4- Van 1 chiều; 5- Bầu lọc 6- Thùng chứa dầu; 7- Van an toàn; 8- Bơm chính (bơm tự động); 9- Ống dẫn tới bộ phận phân phối c. Hệ thống điều khiển khí nén: Việc điều khiển bằng khí nén rất thích hợp với các máy cỡ nhỏ và vừa. Có ƣu điểm là việc điều khiển nhẹ nhàng, êm dịu; độ nhạy cao và sạch sẽ. Khuyết điểm cơ bản của hệ thống là rất khó phát hiện ra chỗ rò rỉ; c c cơ cấu thực hiện (nhƣ xi lanh, hộp phân phối hơi...) thƣờng có kích thƣớc lớn, do áp suất hơi có hạn chế (từ 57 kg/cm2). Điều khiển bằng hơi ép cũng l một dạng điều khiển có khuếch đại mà môi chất là không khí đƣợc tạo ra từ máy ép khí. Hình 1.11. Hệ thống điều khiển hơi ép trong 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 hơi ép; 8- Van phân phối; 9- Đồng hồ áp lực; 10- Vòi phun khí nén; 11- Của thoát khí; 12- Tấm chắn. 26 Nguyên tắc làm việc của hệ thống: Không khí nén đƣợc sản xuất từ máy ép khí 5 đƣợc đƣa v o bình chứa 4; nhờ van phân phối 8, ta điều khiển xi lanh 7 đóng (mở) nắp 6 để nhận hỗn hợp bê tông từ thùng trộn đƣa v o thùng chứa 1 đồng thời van phân phối đƣa không khí nén và phía trên phễu và vào ống dẫn 10 để thổi hỗn hợp bêtông theo đƣờng ống dẫn 3 tới phễu xả 2. Tại đâ khí nén đƣợc thoát ra qua cửa 11, còn hỗn hợp bêtông nặng sẽ rơi xuống. Ƣu điểm của thiết bị này: có thể dùng vận chuyển hỗn hợp bêtông đi xa tới 100  150m, năng suất 50  60m3/h tuỳ theo quy mô của thiết bị; áp lực làm việc của khí nén từ 3  7kg/cm2. d. Hệ thống điều khiển tự động Tự động hóa máy công trình là một trong những phƣơng hƣớng phát triển quan trọng. Trong quá trình làm việc máy phải thực hiện những thao tác phức tạp v đa dạng. Lực cản đ o tha đổi trong phạm vi rộng lớn. Địa hình thi công đ o đắp không nơi n o giống nới nào. Mặt khác chất lƣợng công trình ng c ng đòi hỏi cao hơn. Điều kiện lao động của thợ vận h nh m ng c ng đòi hởi phải cải thiện tốt hơn. Tất cả những điều kiện đó dẫn đến nhu cầu phải tự động hóa điều khiển máy, tùy theo khả năng hoặc ít hoặc nhiều. 1.7. HỆ THỐNG DI CHUYỂN 1.7.1. Phân loại - Hệ thống di chuyển bánh xích: loại n đƣợc dùng phổ biến trên c c m đ o có tải trọng lớn, các loại cần trục tự hành tải trọng lớn, máy ủi - Hệ thống di chuyển bánh lốp: đâ l loại phổ biền trên ô tô nhƣng trên m công trình cũng đƣợc dùng nhiều nhƣ m đ o b nh lốp (có tải trọng trung và nhỏ), máy san, cần trục tự hanh (cần trục ô tô) - Hệ thống di chuyển bánh sắt: loại n đƣợc dùng rất phổ biến trên các máy nâng nhƣ m nâng phục vụ ở cảng, trong nh xƣởng 1.7.2. Yêu cầu - Đảm bảo đƣợc khả năng việt dã cao: đó l khả năng di chu ển máy trong những điều kiện nền đƣờng phức tạp (đƣờng xấu, đƣờng bị xói lở hoặc lầy lội, gồ ghề v.v.) mà không có hiện tƣợng trƣợt. - Đảm bảo khả năng thông qua v kéo của máy: phụ thuộc vào tính chất cơ lý của đất, vào áp suất do máy truyền lên đất, vào lực cản chuyển động, vào lực bám của bộ di chuyển với đất, vào chiều sâu của vệt bánh xe, và phụ thuộc v o độ trùng nhau của quỹ đạo b nh trƣớc với bánh sau v.v.. - Khả năng cơ động và linh hoạt để đ p ứng mọi yêu cầu về sản xuất và khai thác. N - 2016 1.7.3. Các hệ thống di chuyển trên máy công trình a. Hệ thống di chuyển bánh xích Ƣu điểm + Áp suất đè lên nền nhỏ (0,4 1,0) KG/cm2, đối với loại b nh xích đặc biệt trị số này còn nhỏ hơn nên có thể làm việc, di chuyển trên nền đất yếu, lún. + Có khả năng vƣợt dốc đến 50%. + Hệ số bám có thể lớn hơn 1 nên tận dụng đƣợc sức kéo của động cơ. Nhƣợc điểm + Trọng lƣợng lớn có khi chiếm đến 40% trọng lƣợng của toàn bộ máy. + Cấu tạo phức tạp + Chóng mòn do điều kiện làm việc nặng nhọc, v bôi trơn khó khăn. + Hoạt động ồn ào, tốc độ di chuyển chậm 6 ÷ 8 (km /h) + Làm hỏng mặt đƣờng bộ, nên khó khăn trong việc di chuyển máy. + Thời gian hoạt động ngắn, (thời gian giữa hai lần bảo dƣỡng ngắn). Hình 1.12. Cấu tạo bộ di chuyển xích 1- Hộp chắn; 2- Tai lắp chốt; 3- Mặt tì; 4- Vấu xích; 5- Bánh sao chủ động; 6- Khung; 7- Can lăn tỳ xích; 8- Bánh dẫn hƣớng. b. Bộ di chuyển bánh thép Chủ yếu là loại di chuyển bằng bánh thép chạy trên ray. Loại này có lực cản di chuyển nhỏ, nhƣng tiếp nhận đƣợc tải trọng lớn, có kết cấu đơn giản, giá thành không cao nhƣng độ tin cậy và tuổi thọ cao. Nhƣợc điểm cơ bản l chúng có tính cơ động thấp, phải chi phí cho việc l m đƣờng ray phụ. 28 Bộ máy di chuyển bánh thép chủ yếu đƣợc sử dụng để di chuyển toàn bộ máy trục (là cần trục tháp, cầu trục hay cổng trục) hoặc để di chuyển xe con mang hàng. Hình (l.16) thể hiện sơ đồ của cơ cấu di chuyển bánh sắt: Hình 1.13. Cơ cấu di chuyển bánh sắt a- Dùng đế di chuyển máy trục; b- Dùng để di chuyển xe con mang vật. 1- Bánh xe di chuyển; 2- Đƣờng ray; 3,10- Bộ truyền động, 4,11- Phanh; 5- Động cơ; 6- Xe con mang vật, 7- Puli cố định; 8- Cáp kéo; 9- Tang cuốn cáp. c. Di chuyển bằng bánh lốp Ƣu điểm - Thời gian phục vụ lâu và 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. Nhƣợc điểm - Sức bám nhỏ . - Khả năng vƣợt dốc kém, chỉ với 25%. - Tính cơ động trên công trƣờng kém, đặc biệt l đƣờng trơn trƣợt. a) b) N - 2016 ƣơ : ẤT V Ố TƢỢNG LÀM VI C CỦ ÁY ẤT 2.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐẤT Đất là lớp đất đ tạo thành vỏ bề mặt tr i đất, là thành phẩm thực của vỏ tr i đất. Trong xây dựng đất là nền tảng, là nguyên liệu của các công trình xây dựng. Đất l đối tƣợng thi công chính của các loại m l m đất. Nó có ảnh hƣởng rất lớn đến các lực cản tác dụng lên máy khi làm việc. 2.2. TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA ĐẤT 2.2.1. Khối lƣợng riêng (tỉ trọng) Là tỉ số khối lƣợng đất trên thể tích của nó ở điều kiện ẩm thiên nhiên, tỉ trọng đất tùy theo loại, nằm trong khoảng 1,5- 2,0 t/m3. 2.2.2. Thành phần cấp phối Là tỉ lệ các hạt trong đất có kích cỡ khác nhau tính theo trọng lƣợng, x c định bằng phần trăm. Ngƣời ta sắp loại kích cỡ nhƣ sau: - Kích cỡ 40 mm. - Kích cỡ 2  40 mm (thƣờng là sỏi). - Kích cỡ 0,25  2 mm (thƣờng là cát). - Kích cỡ 0,05  0,25 mm (thƣờng là cát tinh). - Kích cỡ 0,005  0,05 mm (thƣờng là hạt bụi). - Kích cơ nhỏ hơn 0,005 mm (thƣờng là bụi đất sét). 2.2.3. Độ xốp Là thể tích các lỗ hổng chứa không khí v nƣớc, tính bằng phần trăm so với thể tích chung của đất; nếu không tính bằng phần trăm, m chỉ lấy tỉ số thể tích của chúng thì đó l hệ số xốp. 2.2.4. Độ ẩm Độ ẩm có ảnh hƣởng rất lớn đến công t c l m đất, tính chất này trong thực tiễn công tác nhiêu khi phải xét nghiệm kỹ c ng. Độ ẩm tính bằng phần trăm theo tỉ số trọng lƣợng nƣớc trong đất trên trọng lƣợng cùng khối đất đó nhƣng ở trạng thái khô. 2.2.5. Độ dính kết Là khả năng chống đỡ sự phân hạt đất dƣới tác dụng ngoại lực. Đất có độ dính kết cao nhất l đất sét, ngƣợc lại là cát khô. 30 2.2.6. Độ đẻo Là tính chất tha đổi hình d ng đất khi tác dụng ngoại lực, lúc thôi tác dụng hình d ng đã tha đổi vẫn tồn tại. Đất sét có độ dẻo cao nhất, đất cát và sỏi không có tính chất dẻo. Độ dẻo x c định bằng chỉ số dẻo P; chỉ số dẻo là hiệu số độ ẩm của giới hạn chảy c và giới hạn dẻo . P = c-  Bảng 2.1. Chỉ số dẻo của đất Loại đất P Đất rất dẻo (đất sét) Đất dẻo (á sét) Đất ít dẻo (á cát) Đất không dẻo (cát) 17 177 70 0 Đất dẻo khi có ít thành phần cát và ở một mức độ ẩm n o đó thƣờng có hiện tƣợng dính, tức là khả năng b m chặt v o c c cơ cấu đ o xúc đất (bộ công t c đất); nó làm cho hiệu quả đ o xúc giảm rô rệt, năng suất công tác tụt xuống nhanh chóng. 2.2.7. Hệ số ma s t đất- đất v đất- thép Hệ số n x c định lực cản đ o đất; qu trình đ o đất không tránh khỏi hiện tƣợng ma s t đất- đất v đất- thép (vật liệu chế tạo bộ công t c), ma s t n c ng tăng rõ rệt khi vừa đ o đất thuần tuý, vừa tích lũ lại trong bộ công tác (gầu xúc, lƣỡi ủi...). Lực cản ma sát này phát sinh khi có hiện tƣợng chuyển địch tƣơng đối đất- đất v đất- thép trong bộ công tác Hệ số ma sát chịu ảnh hƣởng của nhiều yếu tố, trƣớc tiên là tính chất cơ lý của đất và trạng thái bộ công tác, tức kích thƣớc hình học và trạng thái bề mặt. Hệ số ma s t đất- đất có thể coi là hệ số ma sát trong của đất. N - 2016 Bảng 2.2. Hệ số ma s t trong v ma s t đất- thép Tên đất và vật liệu rời Hệ số ma sát trong (f1) Hệ số ma s t (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 Đ nhỏ vụn 0,91,1 - Méc ghen 0,751 1 Sét bão hòa nƣớc 0,180.42 - Đ dăm 0,9 0,84 Xỉ lò cao, quặng 1,2 1,2 Ximăng 0,84 0,73 2.2.8. Góc chân nón Là góc nghiêng chân nón, lập th nh do ta đổ đất rời từ trên cao xuống tạo ra một khối đất hình nón, gốc chân nón phụ thuộc vào hệ số ma s t trong v độ dính kết. Bảng 2.3. Góc chân nón (độ) Trạng thái vật liệu Sỏi Đ nhỏ vụn Cát Sét Á sét nhẹ Hạt lớn Hạt TB Hạt nhỏ Sét béo Sét xơ Khô 40 35 30 28 25 45 50 40 Ẩm 40 45 32 35 30 35 40 30 Ƣớc 35 25 27 25 20 15 30 20 2.2.9. Sức chịu nén Khi nén bằng một khí cụ n o đó xuống đất hoặc bộ di chuyển của máy xuống đất, vùng đất dƣới đó xuất hiện biến dạng gần nhƣ bị nén hoàn diện (tất cả mọi hƣớng). Nếu 32 biến dạng lõm xuống 1cm với c c đơn vị lực và tiết diện n o đó, gọi là hệ số chịu đập. Còn nếu đã biến dạng lõm xuống 6  12cm ta hạn chế điều kiện đó v coi l trạng thái giới hạn đối với bộ di chuyển của m móc l m đất. Bảng 2.4. Hệ số chịu dập P0 và ứng lực đè cho phép đối với bộ 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 45 Đất sét chặt vừa phải và khá chặt 0,500,60 67 đất sét chặt ẩm vừa phải, mécghen và hoàng thô ẩm 0,701 810 Đất sét chặt, mắcghen và hoàng thô khô 1.101,30 1115 2.2.10. Sức chịu dịch chuyển Dƣới sự tác dụng ngoại lực đất có thể bị phá vỡ, sự phá vỡ nhìn chung là do sự dịch chuyển tƣơng đối của hạt này với hạt kia theo một mặt phẳng n o đó, ta gọi là mặt phẳng trƣợt hoặc mặt phẳng dịch chuyển. Khả năng chống dịch chuyển (trƣợt) x c định bởi độ dính kết của đất, nói cách khác là bởi ma sát trong của đất. Khả năng n tính bằng ứng lực tiếp tuyến trong mặt phẳng trƣợt, ứng lực đó gồm hai thành phần nhƣ sau: max =  + f. T- Ứng lực tiếp tuyến trong mát phẳng trƣợt; f- Hệ số ma sát trong của đất; - ứng lực đè v o mặt phẳng trƣợt. 2.2.11. Độ sắc cạnh Đất có độ sắc cạnh của các hạt, khối l m mòn cơ cấu công t c đất khi tiếp xúc (nếu không kể đến ảnh hƣởng của các yếu tố kh c). Thƣờng độ sắc cạnh của đất thuần nhất, nhất là thuộc loại sét l không đ ng kể; độ sắc cạnh của đ dăm, đ nổ mìn, cát..., có ý nghĩa kh lớn, quyết đinh việc xử lý vật liệu cho răng của gầu xúc, lƣỡi cắt của lƣỡi ủi... khi chúng xúc, ủi đ dăm, đ nổ mìn độ sắc cạnh (o) tính theo tỉ số độ mòn (thể tích) của thép trên độ mòn vật liệu (cũng l thể tích): N - 2016 d t o V V    Vt- Thể tích mòn của thép (vật liệu chế tạo bộ công tác); Vđ- thể tích mòn của đất đ . 2.2.12. Độ xới X c định bằng tỉ số thể tích của vật liệu đã đƣợc xới lên trên thể tích vật liệu ấy nhƣng ở trạng thái chặt tự nhiên. Đội xới x c định qua hệ số xới (kx) tính nhƣ: c x x V V k  Vx- thể tích đã xới lên; Vc- thể tích ở dạng chặt tự nhiên. 2.3. QUÁ TRÌNH ĐÀO ĐẤT, SỰ TƢƠNG HỖ GIỮA ĐẤT VÀ BỘ PHẬN CÔNG TÁC Sự tƣơng hỗ giữa bộ công t c v đất khi máy làm việc là một quá trình phức tạp. - Đ o đất thuần tuý: đất bị bong ra dƣới tác dụng của bộ công tác giống nhƣ ta dùng chiếc cuốc, thuổng, mai; nhƣng để đo đạc lực cản thống nhất thƣờng ngƣời ta đ o bằng lƣỡi đ o mẫu (H.2.1). - Đ o đất và tích lại khi đất bị bong ra dƣới tác dụng của bộ công tác kiểu nhƣ gầu xúc (m xúc), lƣỡi ủi (máy ủi); thùng xúc chuyển (máy xúc chuyển)... Trong phần lớn các trƣờng hợp, năng lƣợng cần thiết cho qu trình đ o đất và tích lại trong bộ công tác lớn hơn hẳn so với qu trình đ o đất thuần tuý trong cùng điều kiện về chất đất, dạng hình học lƣỡi đ o v kích thƣớc vỏ bào. Hình 2.1. Dạng hình học lƣỡi đ o (a) v lực cản đ o (b) 34 Trong đó: b, c- kích thƣớc vỏ bào - góc trƣớc - góc sau - góc lƣỡi nhọn  =  + - góc đ o Po- lực cản đ o tổng hợp. P01, P02- lực cản đ o tiếp tuyến và pháp tuyến. (theo lý thuyết N.G Dombrôvski). Môi trƣờng đất là một môi trƣờng rất phức tạp, bộ công t c đ o đất v phƣơng ph p đ o cũng rất kh c nhau, điều n đã ảnh hƣởng lớn đến sự x c định lực cản đ o cho đến ngày nay, một công thức chính x c để tính lực cản đ o đất, dù l đ o đất thuần tuý đi nữa, vẫn chƣa có. Nhiều ngƣời đã bỏ công nghiên cứu vấn đề n nhƣ E. Dinlinger; Nerlo- Nerli; N.G. Dombrovski; M.I. Galperin; Ju.A. VetrôV; A.N. Zelenin Xét về quan điểm thực tiễn, chỉ có công thức của N.G.Dombrôvski là phổ biến hơn cả. Dombrôvski đề nghị tính lực cản đ o thuần tuý P0 là tổng hai thành phần P01 và P02 (xem H.2.1). Trị số P01 có thể tính theo: P01 = K2.b.c Trong đó K2- hệ số cản đ o thuần tuý (bảng l.6) b.c- kích thƣớc vỏ bào. P02 tính từ P01; nó phụ thuộc vào loại máy, cấu tạo bộ công tác, tình trạng sắc cùn lƣỡi đ o, quỹ đạo đ o. Cụ thể tính nhƣ sau: P02 = .P01 Trong đó  = 0,1  0,45. Giới hạn lớn đối với lƣỡi đ o cùn, vỏ bào mỏng: Dombrôvski cho trƣờng hợp đ o v tích đất lại lực cản đ o cũng tính tƣơng tự nhƣ trên, nghĩa là: P01 = K1. b.c Ở đâ K1- hệ số cản đ o vả tích đất lại; N - 2016 Tới đâ ta thấ rõ đƣờng lối của N.G.Dombrôvski có nhƣợc điểm là không chính xác nhất là trong cách tính P02. Tuy nhiên hiện nay nó phổ biến hơn cả. Nhờ sự đơn giản và chọn lọc cẩn thận hệ số K1, K2 và hệ số  là ta có các kết quả chính x c đủ dùng, nhất l đối với các máy cỡ trung bình trở lên. Hệ số cản đ o v tích đất trong bộ công t c nhƣ thùng xúc chu ển, lƣỡi ủi... còn chƣa đƣợc nghiên cứu toàn diện, nên tính sức kéo cho c c m đó khi công t c ngƣời ta thƣờng sử dụng hệ số cản đ o thuần tuý để tính ra lực cản đảo (hệ số K2). Sau đó tù đặc điểm của qu trình tích đất, ngƣời ta lập sơ đồ lực cản phụ, phân tích nó rồi cộng vào lực cản đ o thuần tuý để tính đƣợc lực cản chung (đ o v tích). Đối với máy xúc và các bộ công tác máy khác làm việc nhƣ m xúc, việc x c định lực cản đ o chung (đ o v tích) chỉ tiến hành một bƣớc trực tiếp nhờ hệ số K1 trong bàng 1.6. 36 ƣơ 3: ÁY XÚ ( ÁY , XE Ú , XE ) 3.1. CẤU TẠO CHUNG CỦA MÁY XÚC MỘT GẦU 3.1.1. Công dụng và phân loại a. Công dụng Máy xúc một gầu chủ yếu dùng để đ o v khai th c đất, cát phục vụ công việc xây dựng cơ sở hạ tầng trong c c lĩnh vực: Xây dựng dân dụng và công nghiệp, khai thác mỏ, xây dựng thủy lợi Cụ thể nó có thể thực hiện các công việc sau: + Trong xây dựng dân dụng và công nghiệp: Đ o hố móng, đ o rảnh tho t, đ o rảnh dùng để lắp đặt đƣờng ống nƣớc, đƣờng điện ngầm, điện thoại, bốc xúc vật liệu ở c c bãi + Trong xây dựng thủy lợi: Đ o kênh, nƣơng; nạo vét sông ngòi, bến cảng, ao hồ, khai th c đất để đắp đập, đắp đê + Trong xây dựng cầu đƣờng: Đ o móng, khai th c đất, c t để đắp đƣờng, nạo, bạt sƣờn đồi để tạo ta lu khi thi công đƣờng sát sƣờn núi + Trong khai thác mỏ: Bóc lớp đất tẩm thực vật phía trên bề mặt; khai thác mỏ lộ thiên (than, đất sét, cao lanh,) + Trong c c lĩnh vực khác: Nhào trộn vật liệu trong các nhà máy hóa chất ( phân lân, cao su). Khai th c đất cho nhà máy gạch, sứTiếp liệu cho các trạm trộn bê tong hay bốc xếp vật liệu trong các ga tàu, bến cảng. Khai thác sỏi, cát ở lòng sông b. Phân loại máy xúc một gầu - Phân loại theo dạng thiết bị làm việc + Máy xúc gầu thuận (gầu ngửa) dẫn động cơ khí v dẫn động thủy lực. Loại m n thƣờng làm việc ở nơi cao hơn mặt bằng đứng của máy. + Máy xúc gầu nghịch (gầu sấp) dẫn động cơ khí v dẫn động thủy lực. Loại m n thƣờng làm việc thấp hơn mặt bằng đứng của máy. + Máy xúc gầu dây + Máy xúc gầu ngoạm dẫn động cơ khí v dẫn động thủy lực - Phân loại theo hệ thống dẫn động của thiết bị làm việc + Máy xúc một gầu dẫn động cơ khí + Máy xúc một gầu dẫn động thủy lực - Phân loại theo hệ thống di chuyển + Máy xúc một gầu di chuyển bằng bánh lốp + Máy xúc một gầu di chuyển bằng bánh xích N - 2016 Hình 3.1. Các loại máy xúc một gầu 3.1.2. Cấu tạo của máy xúc gầu thuận a. Máy xúc gầu thuận dẫn động cơ khí Đặc điểm của máy xúc gầu thuận dẫn động c p: xúc đất ở nơi cao hơn mặt bằng đứng của m , đất v đƣợc xả đất qua đ gầu, làm việc trên từng chỗ đứng, có thể xúc đất từ cấp I đến III. Làm việc theo chu kỳ. Hình 3.2. Sơ đồ cấu tạo chung của máy xúc gầu thuận, dẫn động bằng cơ khí, không có cơ cấu đẩy 1. Cơ cấu di chuyển bánh lốp; 2. Cơ cấu quay; 3. Bàn quay; 4. Cần; 5. Tay cần; 6. Đòn g nh; 7. Gầu xúc; 8. Cụm puly treo gầu; 9. Cáp nâng hạ gầu; 10 Cụm pul đầu cần;11 Cáp nâng hạ cần;12. Hệ thống chân chống; 13. Cabin điều khiển; 14 Cơ cấu nâng hạ gầu;15. Cơ cấu nâng hạ cần; 16. Cơ cấu điều khiển thanh chống, 17. Động cơ 38 Một chu kỳ làm việc của m nhƣ sau: Máy di chuyển đến vị trí làm việc. Đƣa gầu về vị trí sát máy và hạ gầu tiếp xúc với nền đất. Nâng gầu xúc đồng thời nối cáp hạ cần. Gầu sẽ tiến h nh xúc đất v tích đất vào gầu từ vị trí I, II, III theo một quỹ đạo là một đƣờng cong ecicloid đến vị trí III gầu đầy đất và chiều dài phối đất là lớn nhất. Tiếp tục đƣa gầu ra khỏi tầng đ o. Qua m về vị trí xả đất. Đất đƣợc xả ra qua đ gầu nhờ cơ cấu mở đ gầu. Đất có thể xả vào thiết bị vận chuyển hoặc xả th nh đống. Quay máy về vị trí làm việc tiếp theo. Có thể kết hợp vừa quay vừa hạ gầu để rút ngắn thời gian một chu kỳ làm việc Hình 3.3. Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy xúc gầu thuận dẫn động cơ khí b. Máy xúc gầu thuận dẫn động thủy lực N - 2016 Hình 3.4. Sơ đồ kết cấu của máy xúc gầu thuận dẫn động thủy lực 1. Cơ cấu di chuyển, 2. Cơ cấu quay, 3. Bàn quay;4. Xi lanh nâng hạ cần; 5. Cần; 6 Xi lanh quay gầu; 7. Gầu xúc, 8. Tay cần, 9. Xi lanh co duỗi tay cần, 10. Buồng điều khiển,11. Động cơ, 12. Đối trọng Kết cấu của máy xúc một gầu dẫn động bằng thủy lực gồm hai thành phần chính: phần m cơ sở và bộ phận công tác Phần m cơ sở, bao gồm: Cơ cấu di chuyển 1 là loại di chuyển bằng b nh xích; Cơ cấu quay 2; bàn quay 3 ở trên đó lắp toàn bộ c c cơ cấu, bộ truyền động, thiết bị làm việc, thiết bị điều khiển; Ca bin 10 l nơi tập trung điều khiển các hoạt động của cả m ; Động cơ 11 l động cơ diesel, cung cấp năng lƣợng cho c c cơ cấu khác làm việc. Đối trọng 12 làm nhiệm vụ cân bằng tĩnh của máy. Phần thiết bị công tác: Cần máy 5, có kết cấu phụ thuộc vào cỡ máy; Chân cần đƣợc lắp với khớp trụ với b n qua , đầu cần liên kết với tay cần cũng bằng khớp trụ; Cần đƣợc nâng lên hoặc hạ xuống nhờ xi lanh thủy lực 4; Tay cần một đầu liên kết với cần v đầu kia liên kết với gầu 7; Cần co duỗi nhờ xi lanh 9; Gầu 7 qua đƣợc quanh khớp liên kết với tay cần xi lanh 6. Nguyên lý làm việc của máy: Máy làm việc ở nền đất cao hơn mặt bằng đứng của m . Đất đƣợc xả qua miệng gầu nhờ co xi lanh 6. Nhƣng có những m đất đƣợc xả qua đ gầu giống nhƣ ở những máy xúc gầu thuận dẫn động cáp. Máy làm việc theo chu kỳ và trên từng chỗ đứng. Một chu kỳ làm việc của máy bao gồm những công việc sau: M đến vị trí làm việc. Hạ gầu v đƣa gầu về vị trí sát máy, tiếp xúc với nền đất (vị trí I). Cho gầu chuyển động từ vị trí I, II, III. Nhờ xi lanh 9 kết hợp với xi lanh 4. Gầu tiến hành cắt đất v tích đất vào gầu. Đến vị trí III coi nhƣ gầu đã đầ đất và kết thúc quá trình cắt đất. Đƣa gầu ra khỏi tầng đ o nhờ xi lanh 4. Quay máy về vị trí xả đất nhờ cơ cấu qua 2. Đất có thể xả th nh đống hoặc xả trực tiếp vào thiết bị vận chuyển. Đất đƣợc xả qua miệng gầu nhờ xi lanh 6. Quay máy về vị trí trực tiếp theo với một chu kỳ hoàn to n tƣơng tự. 40 3.1.3. Máy xúc gầu nghịch a. Máy xúc gầu nghịch dẫn động cơ khí Máy xúc gầu nghịch dẫn động cơ khí đ o đất nơi nền đất thấp hơn mặt bằng đứng của m . Dùng để đ o móng, đ o rảnh tho t nƣớc, lắp đặt đƣờng tho t nƣớc, đƣờng điện ngầm,M xúc có cơ cấu di chuyển bánh lốp, bánh xích, Sơ đồ cấu tạo của máy xúc gầu nghịch đƣợc mô tả hình dƣới Đối với máy xúc gầu nghịch, trong quá trình làm việc đầu cần có thể hạ thấp hơn so với chân cần. Điều này không có ở máy xúc gầu thuận. Nguyên lý làm việc: Cũng nhƣ m xúc gầu thuận, máy xúc gầu nghịch làm việc theo chu kỳ, trên từng chỗ đứng. Nhƣng, đất đƣợc xả qua miệng gầu. Nó có thể làm việc trên nền đất từ cấp I- IV Một chu kỳ làm việc của m : Đƣa m về vị trí làm việc. Hạ gầu xuống, răng gầu tiếp xúc với nền đất (ở vị trí xa máy nhất) ở vị trí I. Kéo gầu từ vị trí I đến vị trí V. Gầu tiến hành cắt đất v tích đất vào gầu. Quỹ đạo chuyển động của răng gầu có thể là một đƣờng thẳng v cũng có thể là một đƣờng cong. Nếu trong quá trình gầu tiến hành cắt đất v tích đất vào gầu mà góc nghiêng cần không tha đổi, thì quỹ đạo của răng gầu là một đƣờng cong, đƣợc thể hiện ở hình dƣới. Hình 3.5 N - 2016 Hình 3.6. Quá trình cắt đất v tích đất vào gầu của m đ o gầu nghịch dẫn động cơ khí Nếu trong quá trình cắt đất v tích đất vào gầu mà cần có tha đổi góc nghiêng thì có thể điều chỉnh quỹ đạo của răng gầu theo một đƣờng thẳng Khi chiều sâu tầng đ o đƣợc chọn một cách hợp lý thì đến vị trí V l đầ đất. Chiều dày phoi cắt biến thiên từ nhỏ nhất đến lớn nhất, đƣa gầu ra khỏi tầng đ o bằng cách tiếp tục kéo cáp gầu hoặc nâng cần. Quay máy về vị trí xả đất. Đất có thể xả th nh đống hoặc xả trực tiếp lên thiết bị vận chuyển. Quay máy về vị trí làm việc tiếp theo. Trong quá trình quay máy có thể kết hợp để rút ngắn thời gian một chu kỳ làm việc của máy. b. Máy xúc gầu nghịch dẫn động thủy lực Sơ đồ cấu tạo đƣợc mô tả hình dƣới 42 Hình 3.7. Sơ đồ cấu tạo máy xúc gầu nghịch dẫn động thủy lực Kết cấu của máy gồm hai bộ phận chính: phần m cơ sở và phần thiết bị công tác Phần m cơ sở: Cơ cấu di chuyển 1 chủ yếu di chuyển trong công trƣờng. Cơ cấu qua 2 dùng để tha đổi vị trí của gầu trong mặt phẳng ngang trong qu trình đ o và xả đất. Trên b n qua ngƣời ta bố trí động cơ, c c bộ truyền động cho c c cơ cấu, Cabin l nơi tập trung cơ cấu điều khiển toàn bộ hệ thống hoạt động của m . Đối trọng là bộ phận cân bằng bàn quay và ổn định máy. Phần thiết bị công tác: Cần 9 có một đầu đƣợc lắp khớp trụ với b n qua , còn đầu kia đƣợc lắp khớp trụ với tay cầm. Cần đƣợc nâng lên hạ xuống nhờ xi lanh 8. Điều khiển gầu xúc 5 nhờ xi lanh 6. Gầu thƣờng đƣợc lắp thêm c c răng để làm việc trên nền đất cứng. Nguyên lý làm việc M thƣờng làm việc trên nền đất thấp hơn mặt bằng đứng của m (cũng có những trƣờng hợp máy làm việc ở nơi cao hơn, nhƣng nền đất mềm và chỉ có xi lanh quay gầu để cắt đất). Đất đƣợc xả qua miệng gầu. Máy làm việc theo chu kỳ trên từng chỗ đứng. Một chu kỳ làm việc của máy bao gồm những ngu ên công sau đâ : M đến vị trí làm việc. Đƣa gầu vƣơn xa m v hạ xuống, răng gầu tiếp xúc với nền đất. Gầu tiến hành cắt đất v tích đất vào gầu từ vị trí I đến II nhờ xi lanh 8 kết hợp xi lanh 4. Quỹ đạo chuyển động của răng gầu trong quá trình cắt đất là một đƣờng cong. Chiều dày phoi cắt thông thƣờng tha đổi từ bé đến lớn. Vị trí II gầu đầ đất và có chiều d phoi đất lớn nhất. Đƣa gầu ra khỏi tầng đ o v nâng gầu lên nhờ xi lanh 4. Quay máy về vị trí xả đất nhờ cơ cấu qua 2. Đất có thể xả th nh đống hoặc xả vào thiết bị vận chuyển. Đất đƣợc xả ra miệng gầu nhờ xi lanh 6. Quay máy về vị trí làm việc với chu kỳ ho n to n tƣơng tự. 3.1.4. Máy xúc gầu dây Sơ đồ cấu tạo của máy xúc gầu dâ đƣợc mô tả nhƣ hình dƣới. Đặc điểm của loại máy này so với các loại m kh c đã đƣợc giới thiệu: Gầu đƣợc liên kết mềm với cần N - 2016 thông qua dây cáp. Cần có chiều dài lớn nên cho phép tăng b n kính l m việc của máy. Gầu cắm sâu v o đất do trọng lƣợng bản thân của gầu. Vì vậ , thông thƣờng máy chỉ làm việc ở nền đất cấp I, II. Máy xúc gầu dây làm việc ở nơi thấp hơn mặt bằng đứng của m . Để đảm bảo cho cáp kéo gầu cuốn lên tang của cơ cấu 14 ổn định, khi nâng gầu từ vị trí thoát khỏi tầng đ o đƣa lên phía đầu cần. Gầu phải luôn giữ cân bằng nhờ cáp cân bằng và sức căng của cáp kéo gầu. Dung tích gầu thƣờng từ 0.25 đến 3 m3, nhƣng có những máy có dung tích tất lớn tới 168m3 Hình 3.8. Sơ đồ máy xúc gầu dây dẫn động cơ khí Nguyên lý làm việc Máy làm việc theo một chu kỳ, mỗi chu kỳ gồm c c ngu ên công sau: Đƣa m đến vị trí làm việc. Gầu ở vị trí cao nhất phía đầu cần (V). Thả cáp 10 và cáp 5. Gầu rơi tự do, răng gầu cắm vào nền đất. Thả chùng cáp 10 kéo cáp 5 kéo gầu về phía máy nhờ cơ cấu 14. Gầu di chuyển từ vị trí I, II,III tiến hành cắt đất v tích đất vào gầu. Đến vị trí III gầu đầ đất. Đƣa gầu thoát khỏi tầng đ o bằng cách nâng cáp 10 và giữ căng c p 5. Tiếp tục cuốn cáp 10 và nhả dần c p 5 (có phanh) để luôn giữ cho gầu cân bằng (luôn nằm ngang). Từ vị trí IV đến vị trí V. Quay máy về vị trí xả đất. Đất có thể xả th nh đống hoặc xả vào thiết bị vận chuyển. Khi xả đất chỉ cần thả chùng cáp 5 lập tức miệng gầu chúi xuống và đất đƣợc rơi tự do ra khỏi miệng gầu. Quay máy về vị trí làm việc tiếp theo với chu kỳ làm việc mới. 44 3.1.5. Máy xúc gầu ngoạm a. Máy xúc gầu ngoạm dẫn động cơ khí Máy xúc gầu ngoạm dùng để xúc đất nơi thấp hơn hoặc cao hơn so với mặt bằng đứng của máy. Ngoài ra có thể xúc cát, vật liệu, khai thác cát, sỏi ở lòng sông, nạo vét sông ngòi, kênh mƣơng, bốc xếp vật liệu ở ga tàu, bến cảng. Nhào trộn vật liệu trong các nh m phân đạm, phân lân, cao su, Máy xúc gầu ngoạm dẫn động cơ khí có hai loại: loại một dây cáp và loại hai dây c p. Nhƣng ha dùng nhất là loại hai dây cáp. Loại này dễ điều khiển v năng suất cao hơn loại một dây cáp. Sơ đồ cấu tạo của máy xúc gầu ngoạm dẫn động cơ khí đƣợc mô tả hình dƣới: Hình 3.9. Sơ đồ máy xúc gầu ngoạm dẫn động cơ khí Đặc điểm của loại máy này là: Có tầm hoạt động lớn, chiều sâu (chiều cao) đ o lớn. Làm việc theo chu kỳ. Nguyên lý làm việc nhƣ sau: Đƣa m đến vị trí làm việc, thả gầu cả hai c p 6,7 đều chùng. Miệng gầu mở. Do trọng lƣợng bản thân rơi v cắm lƣỡi gầu v o đất (vật liệu) (Pha I). Để chùng cáp 7, kéo căng c p 6, hai nửa gầu đóng lại và tiến hành xúc lật (vật liệu) vào gầu (Pha II). Khi gầu đã đầ v đƣợc đóng kín thì kéo cả hai c p 6 v 7 căng, nâng gầu (Pha III) quay máy về vị trí cần xả đất. Đất có thể đƣợc xả th nh đống hoặc xả trực tiếp vào thiết bị vận chuyển. Khi xả đất, thả chùng c p 6 v căng c p 7 (Pha IV). Xả xong quay máy về vị trí làm việc tiếp theo. Khi quay máy có thể kết hợp hạ gầu để tiết kiệm thời gian một chu kỳ làm việc. b. Máy xúc gầu ngoạm dẫn động thủy lực So với máy xúc gầu ngoạm dẫn động cơ khí thì loại máy này nhỏ gọn hơn, điều khiển dễ d ng hơn, đặc biệt lực cắt đất rất lớn. Thể hiện kết cấu chung của máy xúc gầu ngoạm. N - 2016 Hình 3.10. Máy xúc gầu ngoạm dẫn động bằng thủy lực Nguyên lý làm việc: Máy làm việc theo chu kỳ có thể xúc đất từ cấp I-IV Máy di chuyển đến vị trí làm việc, hạ gầu xúc cho tiếp xúc với nền đất (khi gầu đã mở). Răng cắm sâu v o đất ha đống vật liệu. Gầu đƣợc đóng lại tiến h nh xúc đất và tích đất vào gầu. Nâng gầu và quay máy về vị trí xả đất. Đất có thể xả th nh đống hoặc vào thiết bị vận chuyển. Khi xả đất điều khiển xi lanh 10. Quay máy về vị trí làm việc tiếp theo. Có thể vừa quay máy vừa hạ gầu để tiếp kiệm thời gian một chu kỳ làm việc. 3.2. CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA MÁY XÚC MỘT GẦU 3.2.1. Gầu xúc a. Gầu thuận Cấu tạo của gầu đƣợc mô tả ở hình dƣới. Đ gầu đƣợc liên kết với thành sau bằng khớp trụ o1 và chốt 2 ăn v o mấu giữ chốt 1. Hình 3.11. Gầu xúc (gầu thuận) 46 Đầu gầu đƣợc mở ra nhờ xích 6 kéo chốt 2 trƣợt khỏi mấu 1, đất trong gầu đƣợc xả ra. Đ gầu đƣợc đóng lại nhờ trọng lƣợng bản thân đ gầu 7 khi nó dao động nhƣ một con lắc quanh trục o1 và nhờ độ vát hợp lý của chốt 2 nên khi đ gầu dao động thì chốt 2 bập vào mấu 1. Răng gầu 12 đƣợc chế tạo riêng bằng vật liệu chống mòn ma s t sau đó đƣợc liên kết với miệng gầu 10 bằng bu lông. Với kết cấu đ gầu v c ch đóng mở của nó, cho phép đất xả ra sạch, nhanh (kể cả loại đất bết dính). Nhƣng với gầu xúc có dung tích lớn thì sẽ gây ra một xung lực lớn khi xả đất trực tiếp lên thiết bị vận chuyển. b. Gầu nghịch Cũng nhƣ m xúc gầu thuận, nó có thể chế tạo bằng phƣơng ph p h n hoặc đúc. Nhƣng đ gầu đƣợc chế tạo liền với thành gầu thành một khối. Nhƣ vậy, về kết cấu đơn giản hơn gầu thuận. Số răng gầu lắp trên đai trƣớc của gầu phụ thuộc vào chiều rộng của gầu và công dụng của m . Sơ đồ cấu tạo đƣợc thể hiện trên hình dƣới. Hình 3.12. Gầu xúc (gầu nghịch) b. Gầu ngoạm Thông thƣờng loại gầu n đƣợc lắp với tay cần của máy xúc gầu nghịch. Nó có liên kết cứng qua pit tong v c c c nh ta đòn. Do vậ , khi xúc đất có thể tạo ra lực cắt một cách chủ động và lớn hơn loại dẫn động cáp. Gầu ngoạm đƣợc kết cấu th nh hai m đối xứng nhau. Mỗi một m có răng gầu bố trí lệch nhau để khi gầu đóng lại thì c c răng gầu sẽ c i răng lƣợc. Số răng gầu phụ thuộc vào bề rộng của gầu. Sơ đồ cấu tạo má gầu ngoạm đƣợc thể hiện bên dƣới N - 2016 Hình 3.13. Gầu xúc (gầu ngoạm) 3.2.2. Tay cần a. Tay cần của máy xúc gầu thuận dẫn động thủy lực Thông thƣờng có kết cấu hàn hình hộp, có thể lắp lẫn khi thay thế các dạng gầu xúc khác nhau hoặc chỉ dùng riêng cho từng loại. Sơ đồ cấu tạo đƣợc thể hiện bên dƣới. Đâ là một kiểu dáng cho máy xúc loại vừa và nhỏ. Hình 3.14. Tay cần (gầu thuận) b. Tay cần của máy xúc gầu nghịch Kết cấu cơ bản giống tay cần gầu thuận, cũng l kết cấu hàn hình hộp Hình 3.15. Tay cần( gầu nghịch) 48 3.2.3. Cần a. Cần của máy xúc gầu thuận Hình 3.16. Kết cấu của cần (gầu thuận) Cần đƣợc kết cấu bằng phƣơng ph p h n có dạng hình hộp. Chân cần nối khớp trụ với b n qua . Độ rộng của chân phải đủ lớn để đảm bảo ổn định ngang khi thiết bị chịu momen xoắn và uốn. Lỗ dầu cần đƣợc dùng để lắp tay cần và trên cần có bố trí các tai để lắp xi lanh thủy lực. b. Cần của máy xúc gầu nghịch Cần kết cấu hình hộp, đƣợc chế tạo bằng phƣơng ph p h n. Ngo i c c lỗ để lắp với cần, lỗ chân cần lắp khớp trục với bàn quay. Hình 3.17. Kết cấu của cần (gầu nghịch) Ngoài ra còn có các lỗ v tai để lắp xi lanh và pit tong thủy lực. Cần có hình dáng hơi cong, mục đích để hạ thấp đầu cần, tăng chiều sâu đ o. N - 2016 Những thiết bị làm việc của máy xúc một gầu đã giới thiệu thƣờng dùng cho các máy cỡ nhỏ và vừa. Loại máy lớn sẽ có kết cấu phù hợp với tính chịu lực v tính năng của máy. Riêng cần của máy xúc gầu ngoạm, gầu lật có kết cấu tƣơng tự nhƣ cần của máy xúc gầu thuận dẫn động thủy lực. 50 ƣơ . ÁY ỦI 4.1. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU 4.1.1. Công dụng Máy ủi đƣợc dùng để đ o vận chuyển đất ở cự ly thích hợp nhỏ hơn 100 m. Đồng thời nó cũng đƣợc dùng để san sơ bộ mặt bằng. Trong thực tế, máy ủi thƣờng đƣợc dùng làm các công việc sau: - Đ o hồ ao, kênh nƣơng nông v rộng - Đ o c c móng lớn; - Đ o đắp đƣờng có độ cao không quá 2m - San sơ bộ, tạo mặt bằng lớn để xây dựng sân quảng trƣờng, sân vận động, khu công nghiệp v c c đô thị mới. - San lấp rãnh đặt c c đƣờng ống hoặc móng nh , sau khi đã thi công xong; - Thu dọn vật liệu phế thải trên hiện trƣờng sau khi công trình đã ho n th nh; - Trợ lực đẩy cho các máy cạp khi máy cạp đ o đất gặp đất rắn; 4.1.2. Phân loại máy ủi Bộ phận làm việc chính của máy ủi là bàn ủi Dựa v o góc đặt của bàn ủi so với trục dọc của máy: - Máy ủi vạn năng: B n ủi đƣợc liên kết với khung ủi qua khớp cầu nên bàn ủi có thể qua đƣợc trong mặt phẳng ngang v đặt nghiêng so với trục dọc của máy một góc 45-60 o - Máy ủi thƣờng: Bàn ủi luôn luôn đƣợc đặt vuông góc với trục dọc của máy. Dựa v o phƣơng ph p điều khiển thiết bị ủi - Máy ủi điều khiển bằng thủy lực - Máy ủi điều khiển bằng cáp; Trong đó m ủi điều khiển bằng thủy lực đƣợc sử dụng rộng rãi vì điều khiển nhẹ nhàng, êm và chắc chắn, kết cấu gọn, chăm sóc, bảo dƣỡng dễ dàng. Lƣỡi ủi ấn sâu v o đất khi đ o, một phần nhờ trọng lƣợng thiết bị ủi, phần còn lại chủ yếu nhờ áp lực của dầu. Do đó trọng lƣợng của thiết bị ủi giảm đi từ 5-10% so với thiết bị ủi của m điều khiển bằng cáp cùng công suất. Đồng thời máy ủi điều khiển bằng thủy lực có thể đ o đƣợc đất rắn hơn so với máy ủi điều khiển bằng cáp. Dựa vào công suất và lực kéo của máy, có thể phân loại thành N - 2016 Loại máy ủi Công suất động cơ (kW) Lực kéo (T) Rất nhỏ Nhỏ Trung bình Lớn Rất lớn Đến 15 15-60 60-120 110-220 >220 Đến 2.5 2.5-7.5 7.5-15 15-20 >30 Xu hƣớng phát triển của máy ủi: Chế tạo những máy ủi có công suất nhỏ và trung bình, điều khiển bằng thủy lực vì máy ủi nhỏ v trung bình có năng lƣợng riêng lớn hơn nhiều so với loại máy ủi có công suất lớn. Dựa v o cơ cấu di chuyển máy ủi chia làm hai loại - Máy ủi bánh xích, có áp suất xuống đất nhỏ, bán kính quay vòng nhỏ, khả năng bám vào mặt đất tốt nên có thể hoạt động ở những nơi có nền đất yếu, những nơi có độ dốc lớn, địa hình chật hẹp. - Máy ủi b nh hơi, có tốc độ di chuyển nhanh hơn nhƣng p suất xuống đất lớn hơn so với máy ủi bánh xích cùng trọng lƣợng. 4.2. CẤU TẠO CHUNG CỦA MÁY ỦI 4.2.1. Cấu tạo chung của máy ủi Cấu tạo chung của máy ủi vạn năng điều khiển bằng thủy lực với bàn ủi qua , đƣợc mô tả trên 52 Hình 4.1. Máy ủi van năng Ở máy ủi vạn năng, b n ủi 5 đƣợc liên kết với khung ủi 3 bằng khớp cầu 13, nó có thể quay trong mặt phẳng ngang nhờ hai xi lanh 12 và tạo với trục dọc của máy một góc  =45-60o. Góc qua n đƣợc sử dụng khi máy ủi thực hiện việc san lấp rãnh đặt đƣờng ống, móng nhà sau khi thi công, san các mặt bằng nói chung v cho năng suất cao hơn m ủi thƣờng. Khung ủi của máy ủi vạn năng l một dầm liên tục, hình chữ U. N - 2016 Hình 4.2. Máy ủi thƣờng Ở máy ủi thƣờng, khung ủi 2 gồm hai phần riêng biệt v đƣợc liên kết với bàn ùi 5 bằng khớp trụ 3, do đó b n ùi luôn luôn đƣợc đặt vuông góc với trục dọc của máy và không thể qua đƣợc trong mặt phẳng ngang. Hình 4.3. Các loại thiết bị ủi Thanh chống xiên 6 ở hai loại máy ủi nói trên đều có chung một công dụng là giữ cho bàn ủi ổn định trong khi làm việc dƣới tác dụng của áp lực khối đất trƣớc bàn ủi. Đồng thời để l m tha đổi góc cắt đất của dao cắt nhờ tha đổi vị trí lắp thanh xiên với khung ủi hoặc tha đổi chiều dài của thanh chống xiên trong trƣờng hợp thanh chống xiên có kết cấu ren vít. 4.2.2. Quá trình làm việc của máy ủi Máy ủi là loại m điển hình đ o v chu ển đất đang đƣợc sử dụng rộng rãi. Cự ly đ o chu ển đất thích hợp của máy ủi<100m. Máy ủi làm việc theo chu kỳ. Một chu kỳ làm việc của máy ủi gồm c c giai đoạn sau: 54 - Cắt đất v tích đất trƣớc bàn ủi - Chuyển đất về phía trƣớc v đổ đất. - Chạy không tải về vị trí cũ v tiếp tục chu kỳ mới Để nâng cao năng suất của máy ủi, cần phải sử dụng hợp lý chế độ lực kép trong từng giai đoạn để rút ngắn thời gian chu kỳ làm việc của m , trong đó giai đoạn cắt đất v tích đất trƣớc bàn ủi là quan trọng nhất. Quá trình cắt đất v tích đất của máy ủi có thể tiến h nh theo 3 sơ đồ: Trong ba sơ đồ này: + Sơ đồ (a): Cắt đất v tích đất có chiều dày phoi cắt không đổi trên suốt quãng đƣờng đ o đất L1. Nhƣ thế không sử dụng hợp lý chế độ lực kéo của máy, chiều dài quãng đƣờng đ o đất lớn, dẫn đến thời gian chu kỳ làm việc d i hơn v năng suất máy thấp. Bởi vậ sơ đồ n ít đƣợc sử dụng trong thi công. Chi khi máy ủi làm việc xuống dốc với độ dốc lớn mới áp dụng sơ đồ này. Trong trƣờng hợp đó, lực cản di chuyển máy ủi giảm đi nhiều vì lực cản dốc đã biến thành lực đẩy. Hình 4.4. C c sơ đồ đ o đất của máy ủi + Hợp lý hơn cả l sơ đồ (c). Theo sơ đồ n , qu trình đ o v tích đất trƣớc bàn ủi gồm hai giai đoạn: * Ấn sâu dần dao cắt v o đất đến khi đạt chiều sâu cắt lớn nhất C3. * Nâng dần bàn ủi lên để giảm chiều sâu cắt; đến khi đạt đƣợc chiều sâu cắt nhỏ nhất hmin vết cắt có dạng hình thang. Sơ đồ này cho phép sử dụng hợp lý chế độ lực kéo, rút ngắn thời gian chu kỳ làm việc, cũng nhƣ rút ngắn chiều d i quãng đƣờng cắt đất, v tích đất nên cho năng suất cao. Hầu hết máy ủi đều tiến hành cắt đất theo sơ đồ này và áp dụng cho mọi địa hình thi công. N - 2016 + Sơ đồ (b) thƣờng chỉ dùng khi thi công đất rắn có lực cản cắt riêng lớn Chiều sâu cắt và chiều d i quãng đƣờng đ o đất theo ba sơ đồ trên quan hệ nhƣ sau: C1 L2>L3. Sau khi kết thúc giai đoạn đ o đất, trƣớc bàn ủi đã đƣợc tích tụ đầy đất, máy ủi chuyển sang giai đoạn chuyển đất về phía trƣớc đến nơi đổ đất. Trong khi di chuyển đất, đất sẽ bị rơi vãi sang hai bên của bàn ủi. Để bù lại lƣợng đất rơi vãi đó, ngƣời ta cho bàn ủi cắt đất với chiều sâu cắt hmin. Chiều sâu này không tha đổi trên suốt quãng đƣờng chuyển đất. Tiếp theo l giai đoạn đổ đất, máy ủi tiến h nh đổ đất theo hai phƣơng ph p: - Nếu nơi m đang thi công cần lấ đất để san lấp thì máy ủi đất theo cách san rải thành từng lớp. - Khi san lấp rãnh với bờ thoải có chiều sâu nhỏ, máy ủi thƣờng di chuyển theo đƣờng chéo nhau (góc tạo bởi c c đƣờng chéo n thƣờng từ 40-450. Nhƣ vậy máy vừa san rải đất, vừa có tác dụng đầm chặt đất đƣợc nhiều lần. Hình 4.5. Sơ đồ san lấp đất của máy ủi Khi san lấp hồ ao với bờ dốc đứng và chiều sâu lớn, máy ủi thƣờng san lấp theo phƣơng ph p lấn dần tức l đất đƣợc đổ dần từ bờ ra. Phƣơng ph p n l m giảm độ dốc thi công cho máy ủi tức là giảm lực cắt di chuyển khi máy chạy lùi không tải, sau khi đổ đất xong. Nhƣng có nhƣợc điểm l độ chặt của đất không đƣợc đồng đều. Nơi m đang thi công không cần lấ đất để san lấp rãnh hoặc ao hồ thì máy ủi tiến h nh đổ đất theo phƣơng ph p: nâng dần bàn ủi lên để vun đất th nh đống cao hơn mặt bằng thi công, tạo điều khiện thuận lợi cho m đ o một gầu, xúc lƣợng đất đó, chuyển đi nơi kh c, góp phần l m tăng năng suất cho m đ o một gầu. 56 Sau khi đổ đất xong, máy ủi di chuyển không tải về vị trí cũ để tiếp tục chu kỳ làm việc mới. Thông thƣờng, máy ủi chạy lùi không tải về vị trí cũ để rút ngắn thời gian chu kỳ làm việc, tăng năng suất m . Song đôi khi, nếu chiều d i quãng đƣờng làm việc của máy lớn hơn chiều dài giới hạn vận chuyển đất thì có thể cho máy ủi qua đầu, rồi chạy tiến với số tiến cao nhất về vị trí cũ để tiếp tục chu kỳ làm việc mới. 4.3. QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MÁY ỦI Máy ủi thƣờng sử dụng hai loại hệ thống điều khiển: + Hệ thống điều khiển bằng cáp + Hệ thống điều khiển bằng thủy lực Trong đó hệ thống điều khiển bằng thủy lực có nhiều ƣu điểm hơn so với bằng cáp Sơ đồ hệ thống điều khiển bằng thủy lực của máy ủi đƣợc mô tả hình dƣới: Hình 4.6. Hệ thống điều khiển thủy lực của máy ủi Khi nhận đƣợc lực từ hộp rút công suất của máy kéo truyền tới, bơm dầu sẽ hoạt động, hai b nh răng của bơm sẽ quay theo chiều mũi tên để hút dầu từ bình chứa dầu số 2 về bơm. Từ bơm n , dầu đƣợc tăng p suất rồi theo đƣờng ống 9 đến van phân phối số 1. Nếu để van ở vị trí a, dầu từ ống 9 qua van sang ống 7 vào phần trên của c c xi lanh, đẩy c c pit tong 5 đi xuống để ấn bàn ủi v o đất. Dầu từ phần dƣới các pit tong 5, theo ống 8 về van và theo 10 về bình chứa 2. Nếu xoa van đi 90o, chuyển sang vị trí b thì dầu sẽ từ bơm 4, qua van 1 v o phần dƣới của xi lanh 6 v đẩ pít tong 5 đi lên v b n ủi đƣợc nâng lên. Nếu để van ở vị trí c thì dầu từ bơm 4, qua van 1, lúc n ống 9 và 10 thông với nhau, do đó dầu từ ống 9 qua van 1 theo ống 10 về bình chứa dầu số 2. Dầu không đến N - 2016 c c xi lanh 6 m pit tong 5 đƣợc giữ cố định. Nghĩa l b n ủi đƣợc giữ cố định ở một vị trí n o đó. Nếu để van ở vị trí d thì phần trên và phần dƣới của xi lanh 6 thông với nhau và bàn ủi đƣợc thả tự do. Tùy theo trọng lƣợng của thiết bị ủi và phản lực của nền đất mà bàn ủi có thể đƣợc nâng lên hay hạ xuống theo sự dịch chuyển của pit tong. Thƣờng áp suất dầu do bơm tạo ra đạt trị số 700-750 N/cm3. Nếu áp suất dầu vƣợt quá giá trị cho phép thì dầu từ bơm 4 qua van an to n 3 về thùng chứa 2. ƣơ 5. ÁY S 5.1. GIỚI THIỆU VỀ MÁY SAN 5.1.1. Công dụng của máy san Máy san thuộc nhóm m đ o v chu ển đất, đƣợc sử dụng để san đất, tạo mặt bằng cho việc xây dựng c c khu đô thị mới, các khu công nghiệp, dùng san phẳng các sân vận 58 động, sân bay, sân quảng trƣờng, các nền nhà máy lớn. M san đƣợc sử dụng rất rộng rãi trong ngành xây dựng đƣờng ô tô v đƣờng thành phố để san phẳng các vật liệu rải trên mặt đƣờng nhƣ đ dằm hoặc hỗn hợp bê tông, tạo điều kiện thuận lợi cho các máy làm việc đƣợc dễ dàng và hiệu quả đầm tốt hơn. Đặc biệt m san đƣợc dùng để gạt ta luy cho mặt đƣờng và bờ kênh mƣơng dẫn nƣớc mà công việc này, các loại máy ủi và máy cạp không thể l m đƣợc. Máy san có lắp bàn xới, đƣợc dùng để xới đất, chuẩn bị cho bàn san vào thi công dễ d ng hơn khi gặp đất rắn. Ngoài ra, máy san còn lắp thiết bị ủi phía trƣớc để đ o chu ển đất, vun đất thành đống hoặc thu gôm vật liệu. Nhờ lắp them các thiết bị làm việc phụ này mà máy san có công dụng đa năng m ủi, máy cạp. Cự l san đất của m san thƣờng lớn hơn 500m l hợp lý. 5.1.2. Phân loại máy san Để phân loại máy san có thể dựa v o c c đặc điểm sau: a. Dựa vào công thức trục của máy san:A xB xC Hình 5.1. Các loại máy san Trong đó: A-Số trục mang bánh dẫn hƣớng. B- Số trục mang bánh chủ động. C-Tổng số trục. b. Dựa v o phƣơng ph p điều khiển - M san điều khiển bằng thủy lực - M san điều khiển bằng cơ khí Trong đó, điều khiển bằng thủy lực có nhiều ƣu điểm hơn nhƣ: điều khiển nhẹ nhàng, chính x c, an to n, chăm sóc bảo quản đơn giản hơn nên điều khiển bằng thủy lực đang v sẽ đƣợc áp dụng rộng rãi ở tất cả các loại máy san. c. Dựa vào trọng lƣợng và công suất máy N - 2016 - Máy san loại nhẹ có trọng lƣợng: (7-9)T và công suất đến 75 mã lực - Máy san loại trung bình: (10-12)T v đến 100 mã lực - Máy san rất nặng:>18T và công suất đến 250 mã lực d. Dựa vào khả năng di chu ển - Máy san tự hành - Máy san kéo theo Trong đó: M san kéo theo có thể sử dụng máy kéo vào công việc khác khi cần thiết, song nó không san đất đƣợc khi chạ lùi, năng suất thấp nên hầu nhƣ không đƣợc sử dụng. Máy san tự h nh, san đất đƣợc cả khi máy chạy tiến v lùi nên đang đƣợc sử dụng rộng rãi. 5.2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY SAN 5.2.1. Cấu tạo chung của máy san Hình 5.2. Cấu tạo chung của máy san 5.2.2. Nguyên lý làm việc của máy san Trong khi làm việc, thiết bị san hoạt động rất linh hoạt + Bàn san 4 có thể quay trong mặt phẳng ngang nhờ nó đƣợc liên kết với vành răng số 10. V nh răng số 10 sẽ nhận chuyển động quay từ động cơ thủy lực truyền tới qua hộp giảm tốc trục vít-bánh vít, làm cho bàn san có thể quay vòng 360o. Nhờ vậ đến cuối hành trình san, ngƣời lái không cần điều khiển quay vòng máy san mà chỉ cần cho bàn san quay 180 o rồi cho máy san chạy lùi và việc san đất vẫn đƣợc tiến hành bình 60 thƣờng nhƣ khi m chạy tiến. Máy san là loại duy nhất trong m đ o-chuyển đất có thể làm việc khi chạy lùi. + B n san v khung kéo đƣợc dịch chuyển sang hai bên cạnh máy nhờ xi lanh số 7. Khung kéo 5 đƣợc liên kết với đầu trƣớc khung chính 2 bằng khớp cầu vạn năng C. Điều đó cho phép khung kéo v b n san đƣợc nâng lên, hạ xuống và dịch chuyển sang hai bên một cách dễ dàng. + B n san đƣợc nâng hạ bởi hai xi lanh số 8. Khác với máy ủi, hai xi lanh này làm việc độc lấp nên chúng có thể nghiêng bàn so với phƣơng ngang một góc khá lớn (30- 45 o ) + Khi kết hợp đồng thời các hoạt động nêu trên, máy san là loại duy nhất trong m l m đất có thể gạt ta luy cho các mặt đƣờng hoặc bờ kênh mƣơng dẫn nƣớc. + Khi máy san làm việc trên mặt phẳng nghiêng ngang, bánh dẫn hƣớng phía trƣớc có thể nghiêng đi một góc so với trục đứng của nó. Nhờ vậ m tăng đƣợc độ ổn định ngang của m san trong trƣờng hợp này. Góc nghiêng của b nh trƣớc =20-30o. Hình 5.3. Sơ đồ nghiêng b nh trƣớc của máy san Khi san đất, b n san thƣờng đƣợc quay trong mặt phẳng ngang v đặt lệch so với trục dọc của máy một góc  =40-45o. Vì vậy, mặc dù máy san cắt đất và di chuyển thẳng về phía trƣớc nhƣng đất chạy dọc theo chiều dài của b n san v đƣợc đổ sang bên cạnh m . Khi m san đƣợc dùng để rải vật liệu cho ng nh l m đƣờng thì nâng bàn san lên khỏi mặt đƣờng và khoảng cách từ mép dƣới dao cắt đến mặt đƣờng chính bằng chiều dày lớp vật liệu cần rải. N - 2016 5.3. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY SAN Hiện nay hầu hết các máy san trên thế giới đều đƣợc điều khiển bằng hệ thống thủy lực. Sơ đồ hệ thống điều khiển bằng thủy lực đƣợc mô tả hình dƣới. Hệ thống điều khiển bằng thủy lực của máy san giúp cho bàn san hoạt động linh hoạt hơn b n ủi. Do đó, nó có thể có một số điểm kh c nhau cơ bản so với hệ thống điều khiển bằng thủy lực của máy ủi, cụ thể: + Việc nâng hạ b n san đƣợc thực hiện nhờ hai xi lanh số 3. Hai xi lanh này làm việc độc lập nên hai đầu bàn san có thể chuyển động ngƣợc chiều nhau (đầu này nâng lên, đầu kia hạ xuống). Bởi vậy, bàn san có thể nghiêng so với phƣơng ngang 30-450. + Bàn san nhận đƣợc chuyển động quay từ động cơ thủy lực số 5, qua hộp giảm tốc trục vít-bánh vít 5 và một b nh răng nhỏ ăn khớp với vành răng lớn (v nh răng 10). B n san đƣợc lắp với v nh răng n nên nó cũng qua theo v nh răng một góc 3600 trong mặt phẳng ngang. Hình 5.4. Sơ đồ điều khiển bằng thủy lực của máy san + B n san v khung kéo đƣợc đƣa sang phải hoặc sang trái so với trục dọc của máy nhờ các xi lanh 6 và 9. + Khi máy san làm việc trên bề mặt nghiêng ngang thì c c b nh trƣớc dẫn hƣớng đƣợc nghiêng đi một góc cho phù hợp với góc nghiêng của bề mặt làm việc nhờ xi lanh 7. Do đó l m tăng độ ổn định ngang của máy khi làm việc trong trƣờng hợp này. 5.4. PHÂN TÍCH ƢU VÀ NHƢỢC ĐIỂM CÁC LOẠI MÁY SAN 5.4.1. Về công thức trục của máy san a. Máy san hai trục 62 So với máy san ba trục, máy san hai trục có chiều dài nhỏ hơn, nên b n kính qua vòng của nó nhỏ hơn, nó có thể hoạt động trong những địa hình chật hẹp hơn m san ba trục. Song, máy san hai trục có một nhƣợc điểm rất cơ bản so với máy san 3 trục, đó l : khi cắt đất, quá rắn hoặc lƣỡi san gặp chƣớng ngại vật trong lòng đất, phản lực của đất tác dụng lên dao cắt rất lớn; Máy phải dùng lực kéo lớn nhất để khắc phục lực cản đó. Khi đó, lƣỡi san trở th nh điểm tựa chính chịu tải trọng theo phƣơng thẳng đứng của máy tác dụng, l m cho c c b nh xe trƣớc bị nâng lên khỏi mặt đất, đồng thời các bánh xe sau cũng có xu hƣớng thoát khỏi mặt đất, làm giảm đ ng kể giá trị lực bám của bánh xe chủ động với mặt đƣờng, hay xảy ra hiện tƣợng bánh xe chủ động qua trƣợt trên mặt đƣờng. b. Máy san ba trục Dù máy có công thức loại n cũng khắc phục đƣợc nhƣợc điểm nêu trên của máy san hai trục khi có hiện tƣợng tƣơng tự xảy ra. Bởi vậy máy san ba trục đang đƣợc ứng dụng rộng rãi ngày nay. 5.4.2. Về kết cấu khung chính của máy a. Khung chính loại 1 Khung này gồm 2 phần riêng biệt: - Phần cơ bản đỡ đầu máy, các cầu chủ động và hệ thống điều khiển. Phần này có kết cấu khung chữ nhật phẳng đƣợc chế tạo từ thép [rồi hàn lại với nhau thành khung chữ nhật phẳng. - Phần còn lại để treo v đỡ thiết bị làm việc chính của m san nhƣ khung kéo v b n san; đỡ và treo thiết bị ủi phía trƣớc v để treo các xi lanh thủy lực điều khiển thiết bị làm việc Hình 5.5. Kết cấu khung chính loại 1 - Sau đó hai phần đƣợc hàn lại với nhau tạo thành khung chính của máy san. Khung chính loại n có ƣu điểm: dễ chế tạo, vì khi uốn thép [ chỉ cần uốn theo một phƣơng để đảm bảo độ đồng phẳng, đồng tâm giữa các dầm chữ [ khi uốn và hàn. Tu nhiên theo phƣơng ph p n thì phải hàn 2 phần lại với nhau, tốn them vật liệu que N - 2016 hàn và tốn công, giá thành khung sẽ đắt hơn. Khung chính loại n thƣờng đƣợc áp dụng cho máy san có công suất và trọng lƣợng nhỏ và trung bình. b. Khung chính loại b Kết cấu khung chỉ là một dầm liên tục trên suốt chiều dài của nó. Khung đƣợc chế tạo từ thép [ đƣợc