Bài Giảng Máy Làm Đất - Đại Học Thuỷ Lợi.pdf

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA MÁY XÂY DỰNG PGS TS Vũ Minh Khương (Chủ biên) Bài giảng MÁY LÀM ĐẤT NHÀ XUẤT BẢN BÁCH KHOA HÀ NỘI 2 MỤC LỤC Lời cảm ơn 5 Lời nói đầu 7 Chương 1 Công tác đất 9 1 Đất đá 9 2[.]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

KHOA MÁY XÂY DỰNG

PGS.TS Vũ Minh Khương (Chủ biên)

Bài giảng

NHÀ XUẤT BẢN BÁCH KHOA HÀ NỘI

2

MỤC LỤC

Lời cảm ơn 5

Lời nói đầu 7

Chương 1 - Công tác đất 9

1 Đất đá 9

2 Bùn 12

3 Bộ công tác của máy làm đất và lực tác dụng 13

4 Các loại công tác đất 17

Chương 2 - Các vấn đề cơ bản về máy làm đất 21

1 Thiết bị động lực 21

2 Hệ truyền động 24

3 Cơ cấu di chuyển 40

4 Ca-bin và hệ thống điều khiển 58

5 Trách nhiệm của người vận hành 62

Chương 3 - Máy đào 67

1 Giới thiệu chung về máy đào 67

2 Máy đào thủy lực gầu sấp (gầu nghịch) 72

3 Máy đào gầu ngửa (gầu thuận) 84

4 Máy đào gầu kéo (gầu dây) 88

5 Máy đào gầu ngoạm 91

6 Máy đào xúc đa năng 94

7 Các máy nạo vét 95

8 Năng suất máy đào một gầu 96

9 Lựa chọn máy đào 101

10 Tính toán và thiết kế bộ công tác máy đào 104

Chương 4 - Máy xúc lật 109

1 Giới thiệu chung 109

2 Máy xúc lật bánh lốp 110

3 Máy xúc lật di chuyên xích 115

4 Hoạt động của máy xúc lật 116

5 Năng suất máy xúc lật 121

6 Lựa chọn máy xúc lật 126

Chương 5 - Máy ủi 129

1 Công dụng và phân loại 129

2 Cấu tạo của máy ủi 130

3 Sử dụng máy ủi 150

4 Xác định năng suất máy úi 154

5 Tính toán thiết kế bộ công tác máy ủi 161

Chương 6 - Máy đầm 164

1 Những vấn đề chung về đằm nén 164

3

2 Cấu tạo và hoạt động của máy đầm 168

3 Sử dụng máy đầm 178

Chương 7 - Xe vận tải 183

I - Xe tải tự đổ 183

1 Giới thiệu chung về xe tải tự đổ 183

2 Xe tải khung cứng 184

3 Xe tải khớp quay 202

4 Sử dụng xe tải 205

II- Rơ-moóc 216

1 Cấu tạo xe rơ-moóc 216

2 Vận hành xe rơ-moóc 218

3 Rơ-moóc chở máy móc 220

Chương 8 - Các loại máy làm đất khác 231

I - Máy san 231

1 Công dụng 231

2 Cấu tạo 231

3 Sử dụng máy san 241

4 Năng suất máy san 245

II - Máy cạp đất 246

1 Công dụng và phân loại máy cạp 246

2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 247

3 Năng suất của máy cạp, q 249

III - Máy khoan 250

1 Máy khoan va đập 250

2 Máy khoan di chuyển xích 253

3 Máy khoan cọc nhồi 256

4 Máy khoan hầm 259

Chương 9 - Chi phí và quản lý thiết bị 263

1 Kế toán 263

2 Các loại chi phí 264

3 Mua sắm thiết bị 265

4 Khấu hao thiết bị 267

5 Chi phí vận hành 273

6 Chi phí bảo dường và sửa chữa thiết bị 273

7 Lựa chọn thiết bị làm đất 279

8 Thuê thiết bị 281

9 Dự toán 283

10 Hợp đồng 287

11 Các nguyên nhân thất bại 290

4

LỜI CÂM ƠN

Thay mặt nhóm tác giả, tôi xỉn chân thành gửi tới các đồng nghiệp, các nhà chuyên môn và Bộ môn Máy xây dựng, Khoa Cơ Khí, Trường Đại học Thủy lợi và các bạn đọc xa gần những lời cảm ơn chân thành về những ý kiến đóng góp quý báu, giúp tôi hoàn thành cuốn sách này.

Những lời cảm ơn đặc biệt xin được dành cho PGS.TS Nguyên Đăng Cường, ThS Phạm Vũ Nam - Bộ môn Máy xây dựng, Khoa Cơ Khí, Trường Đại học Thủy lợi - những người đã đọc và tham gia nhiều ý kiến đóng góp quý báu trong quá trình biên soạn Cuôi cùng, tôi xin gửi tới Thư viện Trường Đại học Thủy lợi những lời cảm ơn chân thành vì đã tạo điều kiện thuận lợi để cuốn sách Bài giảng Máy làm đất được xuất bản.

Hà Nội, ngày 01 tháng 12 năm 2018 Tác giả PGS TS Vũ Minh Khương

5

6

LỜI NÓI ĐÀU

Cuốn sách Máy làm đất do PGS.TS Vũ Minh Khương (Chủ biên) xuất bản năm 2014

là một tài liệu bao hàm rất nhiều nội dung liên quan đến công tác đất và máy làm đất để phục vụ nhiều đối tượng Sau một thời gian giảng dạy, Bộ môn Máy xây dựng xét thấy cần biên soạn lại những nội dung cốt lõi thành tập Bài giảng, để thuận lợi hơn cho việc giảng dạy và học tập của các sinh viên chuyên ngành Máy xây dựng và khắc phục những sai sót

do lần đầu xuất bản Bài giảng Máỵ làm đắt này được biên soạn đế cung cấp những kiến

thức cơ bản về công tác đất và các loại máy làm đất một cách sát thực nhất theo yêu cầu đề cương của mồn học Máy làm đất đã đề ra Bài giảng này được biên soạn gồm bốn nội dung chính: Công tác đất, các vấn đề cơ bản về máy làm đất; Các thiết bị làm đất chủ yếu; Chi phí

và quản lý thiết bị làm đất và Phần Phụ lục phục vụ việc tra cứu, tính toán.

Chương 1 bàn về tính chất cơ lý của đất, lực tác dụng lên bộ công tác máy làm đất và những công tác đất thường gặp, bao gồm cả những công việc như dọn mặt bằng, tiêu thoát nước, xây dựng hồ chứa, đập đất, làm đường, và khai thác lộ thiên,

Chưong 2 trình bày các vấn đề cơ bản về máy làm đất như thiết bị động lực, hệ thống truyền động, cơ cấu di chuyến, cabin và hệ thống điều khiến, được đề cập chung cho các loại máy làm đất.

Sáu chương tiếp theo bàn về các loại máy làm đất cụ thể (từ Chương 3 đến Chương 8) Phần này trình bày và mô tả các loại máy đào, vận chuyển và các loại máy làm đất khác Đối với mỗi loại, các nội dung về công dụng, cấu tạo, hoạt động, tính toán năng suất, phương pháp sử dụng hiệu quả, được trình bày Riêng về cấu tạo, chỉ trình bày sâu

về bộ công tác, và những cơ cấu hệ thống đặc thù của mỗi loại, vì phần máy cơ sở đã được trình bày trong Chương 2.

Trong các chương về Máy đào, Máy ủi, các bước tính toán thiết kế bộ công tác cũng được trình bày, vì đây là những thiết bị làm đất quan trọng, phổ biến nhất Các loại khác cũng được tính toán thiết kế theo nguyên tắc tương tự Ngoài ra, một số nội dung liên quan khác như lựa chọn thiết bị, vận hành, bảo dưỡng, cũng được đề cập.

Chưong 9 trình bày các vấn đề về chi phí và quản lý thiết bị Các nội dung trong phần này giúp người đọc có thể vận dụng để tính chi phí khấu hao, vận hành thiết bị làm đất

7

Trên cơ sở đó có thể xác định giá thành đơn vị sản phấm, sử dụng các máy làm đất một cách hiệu quả nhất.

Mặc dù đã rất cố gắng nhưng cuốn sách vẫn không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế, rất mong có được sự đóng góp của các nhà chuyên môn, các nhà khoa học, và các bạn đọc xa gần để cho cuốn sách ngày càng hoàn chỉnh, phục vụ một cách hiệu quả cho công tác giảng dạy và học tập của môn Máy làm đất.

Hà Nội, ngày 01 tháng 12 năm 2018 Tác giả PGS TS Vũ Minh Khương

8

Chương 1 - CỔNG TAC ĐÃT

Các máy làm đất đùng đế thực hiện các công tác đất như dọn mặt bằng, san lấp, bốc xúc vận chuyến, rải, san, đầm, Đối tượng của các loại máy làm đất (MLĐ) là đất đá Vì vậy, chương này sẽ tập trung nghiên cứu hai nội dung chính là đất đá và các loại công tác đất.

1 ĐẤT, ĐÁ

1.1 Giới thiệu chung về đất, đá

Đất, đá là đối tượng công tác của các thiết bị làm đất Do đó, đế hiếu biết, tính toán và

sử dụng hiệu quả các thiết bị làm đất ta cần phải nghiên cứu các đối tượng này Đất là vật liệu rời ở trên bề mặt trái đất Đá là vỏ cứng của trái đất, nằm phía dưới và thường đâm nhô lên khỏi mặt đất Không có sự phân biệt rõ ràng giữa đất và đá về mặt địa chất, tất cả các loại đá là đê tạo thành đât Vật liệu đê đào cũng có thê chia làm ba loại: đá, vật liệu khó đào và vật liệu dễ đào Đá cần phải nổ mìn hoặc xới trước để hầu hết các loại máy có thể đào một cách hiệu quả Vật liệu khó đào là loại đất đã được đầm, gắn bằng xi măng hay lẫn

đá, đất sét, đá phiến sét mềm, và đá phong hoá và có thế đào trực tiếp bằng các máy hạng nặng hoặc xới tơi bằng máy xới Vật liệu dễ đào là các trầm tích mềm, mịn, chắc hoặc rời Đất là hỗn họp các hạt có kích thước khác nhau và các họp chất hoá học Đất dẻo là loại đất có thể lăn trong lòng bàn tay thành những sợi có đường kính 3,16 mm mà không bị đứt rời Độ dẻo là một đặc điểm của đất và của độ ẩm Lượng nước tối thiểu tính theo tỷ lệ phần trăm (%) của khối lượng đất làm khô bằng lò sấy làm cho đất dẻo gọi là giới hạn dẻo của đất Neu không có lượng nước nào có thể cho phép nó lăn thành các sợi thì gọi là đất rời Giới hạn chảy là lượng nước tối thiếu tính theo % khối lượng đất sấy trong lò, mà nó

có thế làm cho đất chảy, nếu lắc nhẹ Chỉ số dẻo là sự khác nhau giữa giới hạn dẻo và giới hạn chảy, có nghĩa là phạm vi độ âm mà đât ở trạng thái dẻo.

Đất hoặc các hạt khác nhau cũng có thế phân loại theo độ cứng hoặc hình dạng của các hạt và hàm lượng khoáng chất và hữu cơ Các thông số này sẽ ảnh hưởng đến sức chịu thời tiết và tính ồn định dưới tác dụng của tải trọng, độ mài mòn của các bộ phận đào đất và ma sát trong, về mặt địa chất, đá được phân loại theo cách chúng được tạo thành Các loại đá cứng hoá từ dạng nóng chảy gọi là đá núi lửa, được chia làm hai loại: đá mác-ma là loại đá cứng ở dưới sâu, đá phún xuất là loại đá được làm nguội ở trên bền mật Đá trầm tích được tạo thành từ đất, thực vật hoặc xác động vật và đã được cứng hoá nhờ áp suất và thời gian

Đá biến chất có nguồn gốc từ đá núi lửa hoặc đá trầm tích, nhưng đã bị biến chất do nhiệt

độ và áp suất rất lớn.

9

1.2 Các tính chất CO’ lý của đất

1.2.1 Độ ẩm

Thông số quan trọng nhất của đầm nén đất là độ ẩm, vì đất chỉ có thể đầm nén tốt nếu

nó chứa một lượng nước thích họp, gọi là độ âm tối ưu của đất Lượng nước này phải vừa

đủ đế bôi trơn cho các hạt đất trượt trên nhau khi chúng được đẩy lại gần nhau và không tạo thành một đệm không nén được giữa chúng Một loại đất có độ ấm quá cao có thể trở thành đàn hồi khi đầm, tạo nên các lượn sóng trước và sau trống đầm, và nó sẽ đàn hồi trở

về vị trí ban đầu khi đầm đi qua.

Đất quá khô có thể bị rời hoặc bột khi đầm, hoặc có thể chắc nhưng không chặt như yêu cầu Trong thực tế thì thường dùng xe phun nước để tưới vào những lóp đất khô vấn

đề này sẽ được đề cập chi tiết trong Chương 6 - Máy đầm.

1.2.2 Độ ổn định

Neu một nền đường hoặc đường băng không được đầm, nó có thế bị co và lún, gây ảnh hưởng hoặc phá huỷ các lớp rải và các kết cấu khác trên đó Đất sét không phải là một loại vật liệu tốt cho khối đắp vì nó thường hấp thụ độ ấm trong mùa mưa và trương nở Có những loại đất sét trương nở rất mạnh khi gặp nước Nó sẽ đẩy trồi các lớp rải và nền móng công trình, thậm chí làm gẫy các đường ống trong các bức tường bị đất sét nâng lên do trương nở.

1.2.3 Hệ số kéo bám, (p

Khả năng chịu tải và khả năng cho phép sự di chuyên của các phương tiện máy móc của các loại đất khác nhau một cách đáng kể Một đặc tính quan trọng là lực ma sát giữa mặt đất và các bánh lốp chủ động hoặc xích của máy khi di chuyến.

Hệ số kéo bám là phần khối lượng tác dụng lên các bánh chủ động hoặc xích được chuyển thành chuyển động của một máy Hệ số kéo bám của các bề mặt khác nhau, tính theo tỳ lệ phần trăm (%) của trọng lượng tác dụng lên các bánh xe chủ động hoặc xích Bảng 4, phần Phụ Lục cho biết một số giá trị phố biến của hệ số kéo bám ứng với các loại đường di chuyển và các cơ cấu di chuyển xích và bánh lốp.

Phân bả khối lượng: Khả năng di chuyến của máy trên mặt đường trơn chịu ảnh hưởng của sự phân bố khối lượng Trong phép tính lực kéo bám, chúng ta chỉ sử dụng khối lượng tác dụng lên các bánh chủ động (hoặc xích) truyền lên mặt đất Việc tăng khối lượng trên các bánh chù động sẽ làm tăng lực kéo ở móc kéo theo tỷ lệ bậc nhất, tới giá trị tối đa

mà động cơ và hộp số có thế tạo ra Tăng khối lượng trên các bánh không chủ động sẽ làm tăng lực cản Chuyến khối lượng của máy sang các bánh chủ động sẽ làm tăng lực kéo bám

và chuyến khối lượng từ các bánh chù động sang các bánh không chủ động sẽ làm giảm lực kéo bám Khi lên dốc, khối lượng máy tác dụng lên các bánh xe dịch chuyến về các bánh chủ động phía sau và giảm đi từ các bánh phía trước Yeu tố này làm tăng lực kéo bám của các xe tải có bánh chù động phía sau một cách đáng kế khi leo dốc trên đường trơn 10

1.2.4 Khá năng chịu tai

Kha nâng chịu tai là khá năng chóng đõ khói lượng cùa một lôp, xích hoặc bộ dỡ trên đất mềm Khá nàng này là quan hệ giữa khỏi lượng, diện tích tiếp xúc và khá nâng chịu (ái của dât Khỏi lượng chia cho diện tích tiêp xúc sẽ được áp suất Nêu áp suảt này lớn hon khá nùng chịu lãi của đất máy sê bị lún cho đến khi nó có đú diện tích tiếp xúc đề đờ nó

Sự lún sê làm lảng lục cán lãn Nếu nghiêm trọng, máy có the không tự di chuyên bảng công suất cùa nó được

Áp suất lổp: Khi một lốp mang đú khôi lượng, nó có XII hướng lún vào đất, mức độ lún phụ thuộc vào iip suất hơi vã kha nâng chịu tái cùa đắt

Ví dụ dất có cưởng độ chịu tái 3,5 kg/cm2 sè cho phép một lốp chịu tai có áp suất hơi 5,25 kg/cm2 lún vào dất cho den khi diện tích tiếp xúc bàng VỚI diỳn tích cua lốp có áp suất 3.5 kg/cirr và biến dạng để trài ra trên mật đất Theo nguyên lac này, nếu dùng một lốp lớn hon đe có thê mang tai ớ áp suat 3,5 kg/cm , nó sẽ không bi lún

1.2.5 Khá năng xới dtrực

Kha nâng xới dược là mức dộ khó hoặc dề phá vỡ một loại dât dá bâng các lưỡi xới hạng nặng thành các cục có thê vận chuyên một cách kinh tế bảng thiết bị khác Khá nâng XỚI dược phụ thuộc vào: lực cán phá vỡ cùa đá, phạm vi bị làm yêu cua các lớp đá (dá phiên) hay các vet nứt nối tièp hoặc các chuyên động đứt gày và mức độ phong hoá cùa đá Nhiêu loại đá có the dể dàng XỚI dược ó lớp trcn mặt, nhưng lục cán tâng dân theo chiêu sâu do mức độ phong hoá yếu

Một loại đá có the xới được có the lẩn các vía hoặc táng đá khó hoặc không thê xới được Một so loại đá không thê xởi được ớ trạng thái tự nhiên nhưng lại có thê xới được sau khi làm chấn động bảng cách nồ mìn nhẹ

Nôi chung, các loại đá núi lưa như ba-zan, granite, diorite, felzit, và dung nham là không the xới được, trừ khi chúng đà dược làm yếu đi một cách đáng ké nhờ phong hoá Các loụi đá biến chát khôi lớn như đá gơ-nai, câm thạch, quartzite thưởng không thê XỚI dược, nhưng đá phiến và diệp thạch móng ở bên dưới là có the xới được Xới đất đá luôn là một giái pháp không kinh te trừ khi sàn phàm du nho đè có (hê chât tai bâng máy cọp Qua nghiên cứu người la thày ráng khá nàng xói được của đất đá tỳ lệ với toe độ truyền sóng địa chân Vi vậy, người ta đã dùng phương pháp thí nghiộm do lòe dộ truyền sóng dịa chân của các loại đãt dií đê xác định kha nàng xới được cùa chúng Một sô loại đá hoàn toàn không the XÓI dược Kha nãng xới được thưởng dược xác dinh bâng lực tác dụng là bao nhiêu Các giới hạn là sức bền của răng xới và thân lười xởi công suất động cơ và tính kinh tế cùa việc sứ dụng công suất

Các tính chắt Cữ lý của dẳt ánh hướng trực tiếp đen quá trình làm việc cùa MLĐ Chúng được thê hiện qua các thông số quan trọng sau:

1.2.6 Khối lượng riêng (dung trọng) cùa dat dá (Ỵ)

Khôi lượng riêng cua dãt dá là khôi lượng một dơn vị thê tích dât đá ó dộ âm tự nhiên, thường được tính (heo kg/in' Đây là một (hóng sổ rất quan trọng có liên quan đến khá

nùng nàng tải cùa máy, việc lựa chọn dung tích gâu Khồi lượng liêng cùa đãi ờ trạng thái tự nhiên (trước khi dào) và ơ trạng thái rỡi (sau khi đào) dôi với mỏt sỏ loại đât đá thường gặp được cho trong Bàng 5 - Phụ lục.

1.2.7 Hệ sổ uri xẳp (K„)

I lệ sổ lưi xốp K„ đặc trưng cho độ lơi xốp I lệ số lơi xốp là tỳ số giữa thế lích khối đất sau khi đào (rời) vã thè tích ban đau ớ trang thái chặt tự nhiên cua nõ (Hình 1.1)

í») C/i4l/<r'i/ii^i (V,-> b) RỜI íau khi đào (V,| khi đầm ihậi(Vj)

Hình 1 Các trang thái cùa đất đáV

trong đó: V, - Thê tích khôi dât rời, sau khi dào

V, - The tích khối đất chạt tự nhiên, tnrởc khi đào

Hệ số tơi xốp cùa đất đá sẽ khác nhau khi đào bằng các loại máy khác nhau và ờ độ

ẩm khác nhau (Bang 6 - Phụ lục)

2 BÙN

Bùn là dât bão hoà nước, càu trúc bị phá vỡ và có một sỏ tĩnh chát cứa chài long Khi lượng nước chứa trong đầl đù đế tạo thành các màng bao quanh các hạt đù dầy đẽ đóng vai trò như một chất bôi trơn sao cho các hạt có thê tiuợt lự do trên nhau thì khi đó đắt trờ thành bùn

Có thế lãm bùn bàng các thiết bị thích hợp

NÓI chung, khi MLĐ di chuyến trên bùn thi thiết bị bánh xích thích họp hơn thiết bi bánh lốp; xích cấn phái có diện tích tiẽp xúc với đát du lớn đẽ không bị sa lây; lóp cân phai lớn, niêm và có vàu chõng trượt; và các máy nên là những loại nho nhât có thè thực hiện dược công việc Xe tái cần chọn loại có lảl cả các bánh đều là chú đọng Xe lai tự đỏ khúp quay với tất cà các bánh chủ động thưởng hoạt dộng hiệu quà với các loại đãi lầy lội

Có thê xây dựng một con đường lát bàng thán cây đê phục vụ các máy hạng nặng trên mặt đầt rất mềm Mưa hoặc bùn có thể làm chúng trơn hơn nên cần phài rái cát Một loại đất ướt có khá năng chịu tái tốt có the dễ trờ thành bùn có the được bão vệ bủng một lớp sói dày vài em, được rái trước khi xe cộ hoại động I.óp đá vỡ dày 60 em có rái sõi bên trên

có thẻ chịu được xe tái nặng một thới gian với mọi loại bùn Thám bụi cây hay đuởng làm bâng thân cây dưới lớp đá cùng làm lãng độ ôn định

3 Bộ CÔNG TÁC CỦA MÁY LÀM ĐẤT VÀ Lực TÁC DỤNG

3.1 Bộ công tác của máy làm đất

Bộ công tác của MLĐ (Hình 1.2) chủ yếu dùng để cắt, tách đất khỏi khối đất chính đồng thời có loại dùng để chứa đất, vận chuyển đến nơi dỡ tải Đe thực hiện các chức năng trên, bộ công tác của MLĐ có các loại chính sau:

Răng xói (Hình 1 2a) dùng để xới hoặc để tách đất ra khỏi khối chính.

Các loại gầu (Hình 1.2b, c, d, e, g, h) thường được lắp răng hoặc lưỡi cắt ở miệng gầu

Gầu dùng để đào, xúc và chứa đất đá, vật liệu rồi được di chuyển để đổ lến mép hố đào hoặc phương tiện vận chuyển Thùng cạp (Hình 1.21) dùng để cắt và tích đất rồi được máy cạp di chuyển đến vị trí bãi đắp để dỡ tải Lưỡi ủi (Hình 1.2k) được lắp trên máy ủi để cắt

và đẩy đất đá, vật liệu đến vị trí dỡ tải hoặc đế san vật liệu Lưỡi san cũng có cấu tạo tương

tự nhưng chiều dài lớn hơn và chiều cao nhỏ hơn nhiều so với lưỡi ủi, chủ yếu để san phẳng.

Các lưỡi cắt và ràng* Các lưỡi cắt của hầu hết máy đào có dạng nêm khi còn mới,

cứng và có khả năng thâm nhập và phá vỡ cao Khi một răng hoặc lưỡi cắt thâm nhập vào vật liệu thì đều gặp sức cản trên các mặt nghiêng, và có xu hướng di chuyển theo hướng ở giữa các mặt nghiêng của nó Các răng riêng biệt cắt vào trong đất và đá cứng tốt hơn nhiều so với một lười cắt bởi vì chúng tập trung lực trong các diện tích nhỏ, nó sẽ phá vỡ hoặc làm yếu liên kết vật liệu giữa chúng và mép các răng dễ dàng thâm nhập vào.

Hình 1.2 Các loại bộ công tác của MLĐ

a) Răng xới d) Gầu kéo h) Gâu san

b) Gẩu ngửa e) Gấu xúc lật i) Thùng cạp

c) Gâu sâp g) Gâu ngoạm k) Lưỡi ủi

Mật cong liên tục ở mặt trên của răng hoặc lưỡi cắt và hình dạng của nó có ảnh hưởng quan trọng tới hiệu quả của nhiều máy Trong máy san hoặc máy ủi, mặt cong này cuộn đất

13

lên trên tới khi nó đổ về phía trước, làm giảm ma sát trong khối lăn, và thuận tiện cho việc chuyến đất về một bên đối với loại lưỡi ben quay.

Ngoài các bộ công tác cơ bản trên, các loại MLĐ còn có thể lắp nhiều bộ công tác đặc biệt khác đê thực hiện các công việc khác nhau.

3.2 Lực tác dụng lên bộ công tác của máy làm đất

3.2.1 Các thông số hình học

Lực cản cắt phụ thuộc vào các góc tạo bởi chi tiết cắt đất của bộ công tác với bề mặt đất (Hình 1.3): góc sắc p, góc sau a, góc cắt ỗ, Hiệu quả làm việc của MLĐ phụ thuộc vào việc chọn các góc này, đặc biệt là góc cắt ô Giá trị của các góc được chọn đối với từng loại máy.

Góc sắc (góc nhọn) p là góc giữa mặt trước và mặt sau của răng hoặc lưỡi cắt ở đầu

mép cắt Theo điều kiện chống mòn và bền thường lấy p = 30° 4- 35° đối với răng,

p = 20° 4- 25° đối với lưỡi cắt.

Góc sau a là góc tạo bởi mặt sau của răng hoặc lưỡi cắt với phương tiếp tuyến của quỹ đạo cắt Góc sau a phụ thuộc vào dạng quỹ đạo cắt và loại đất, thường lấy a = 5° 4- 10° đối với răng và a = 30° 4- 35° đối với lưỡi Trị số lớn lấy đối với đất đàn hồi và đá.

Góc cắt ỏ là góc giữa mặt trước của răng hoặc lưỡi cắt với phương tiếp tuyến của quỹ đạo cắt:

Lưỡi cắt thẳng đặc trưng bằng góc ở tâm co, góc đổ \|/ (Hình 1.3a), góc đặt lệch lưỡi cắt trong mặt phang cắt so với phương trục dọc của máy cp (Hình 1.3b).

Ngoài ra bộ cồng tác còn đặc trưng bằng các thông số sau:

• Chiều dài L, chiều cao H, bán kính cong R đối với lưỡi cắt;

• Dung tích q, chiều dài L, chiều rộng B, chiều cao H đối với gầu và thùng;

• Chiều dài 1, chiều rộng b và khoảng cách đối với các răng.

Hình 1.3 Các góc của lười cắt thẳng 14

3.2.2 Phản lực của đất lên bộ công tác

Quá trình đào đất bao gồm cắt đất, di chuyển đất đã cắt về phía trước, và tích đất vào

bộ công tác Khi đất di chuyển gây ra lực ma sát giữa đất và bộ công tác, vì vậy lực đào luôn lớn hơn lực cắt từ 1,5 đến 3 lần Đào đất có thê gặp ba trường hợp (Hình 1.4): Đóng kín (đào đất khồng tự do), gặp khi bắt đầu đào; Nửa tự do gặp khi đào lấn dần (phố biến), đất bị phá vỡ do cạnh trước và một cạnh bên, và Đào đất tự do (đào hớt), đất bị phá vỡ chỉ

do cạnh trước bộ công tác.

Trong quá trình đào cắt đất, bộ công tác thường có hai chuyển động: chuyển động theo phương tiếp tuyến quỳ đạo cắt để tách đất đá, chuyển động ấn vào để điều chỉnh chiều dày lát cắt và lượng đất tích vào bộ công tác Tốc độ ấn vào thường nhỏ hơn tốc độ chuyển động tách đất nhiều lần Khi các chi tiết cắt đất của bộ công tác MLĐ thâm nhập vào khối đất đá sẽ gặp phải lực cản (phản lực) được phân ra hai phương Thành phần theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo cắt gọi là lực cản cắt Poi- Thành phần theo phương pháp tuyến với quỳ đạo cắt gọi là lực cản đào P02 (Hình 1.5) Dựa trên lý thuyết cắt đất của viện sĩ Goriatrkin, N.G Dombrovski đã đưa ra công thức tính các lực trên như sau:

Hình 1.4 Các dạng đào bằng răng (A) và bằng gầu (B)

a) Đóng kín; b) Nửa tự do; c) Tự do.

15

và độ sắc của răng hay mép cắt, thường

V = 0,1 4- 0,45 Trị số lớn thường lấy với răng

(hay mép cắt) mòn và lát cắt mỏng Như vậy

việc tính toán lực cản cắt và cản đào thực

chất là chọn các hệ số ki và \|/.

Giá trị ki ngoài việc xét tới tất cả các lực

ma sát ngoài và trong phát sinh trong khi làm

việc, làm đầy gầu còn kế đến góc nghiêng của

quỹ đạo đào so với phương nằm ngang, đến

Bảng 1.1 Hệ số cản cắt (k) và hệ số cản đào (ki)

Cấp

Hệ số cản cắt,

I Than bùn, đất mùn, cát, pha cát nhẹ 0,012-0,065 0,018-0,08 0,03-0,12 5

II Á sét màu vàng, hoàng thố ấm và tơi 0,058-0,13 0,07-0,018 0,12-0,25 10III Sét mỡ, á sét chặt, hoàng thố ấm tự nhiên 0,12-0,20 0,16-0,28 0,22 - 0,40 16

IV Sét khô, chặt, á sét lẫn sỏi, hoàng thố khô 0,18-0,30 0,22 - 0,40 0,28 - 0,49 26

V Đất đồi núi khô cứng 0,28 - 0,50 0,33 - 0,65 0,40 - 0,75 38

Ghi chú: 1 MPa = 1 o6 Pa = 1 o6 N/m2 = 1 o3 kN/m2.

Giá trị k] trong bảng 1.1 cũng có thế áp dụng cho máy ủi, máy cạp Khi chiều dày lát cắt mỏng, nhỏ hơn 20 cm mà vẫn đảm bảo đầy gầu, hệ số cản đào ki trong công thức (1.3) được thay bằng ki và được xác định theo công thức:

16

Các MLĐ được sử dụng để làm các loại công tác đất khác nhau Công tác đất rất đa dạng,

từ dọn mặt bằng, đào nền móng, đào rãnh thoát nước, xây dựng đê, đập, hồ chứa đến khai thác vật liệu, khoáng sản, Sau đây sẽ lần lượt trình bày một số công tác đất phổ biến, thường gặp trong xây dựng và khai thác.

4.1 Dọn mặt bằng

Máy móc và công nhân:

Dọn tầng phủ thực vật luôn là bước cần thiết ban đầu đối với công tác đất hoặc định hình bề mặt Mọi cây cối thực vật đều gây khó khăn cho công tác đất và khi mục nát chúng

sẽ gây lún Đế giải quyết vấn đề môi trường trong xây dựng, mỗi vị trí xây dựng phải được quây bằng hàng rào ngăn bùn lắng, làm bằng các tấm nhựa cao vài thước, để ngăn không cho bùn đất chảy ra ngoài vị trí xây dựng do mưa hoặc gió thối vào các công trình lân cận Việc dọn mặt bằng có thê được thực hiện bằng nhiều loại máy như máy ủi, máy đào gầu ngửa, máy đào gầu sấp Nhưng nếu cồng việc có khối lượng lớn và khó khăn, nên sử dụng các loại bộ công tác hoặc máy dọn mặt bằng chuyên dụng Tuy nhiên, có thê dùng lao động thủ công phụ thêm hoặc thay cho máy móc.

Các công việc khi dọn mặt bằng:

V Xử lý vật liệu phế thải.

V Dọn bụi cây.

V Dọn cây thân gỗ.

V Nhô gôc cây.

V Xử lý cây cối phế thải.

V Xử lý đá quá cỡ và phá dỡ nền móng, công trình.

4.2 Đào móng

Nhìn chung, công tác đào móng được xếp vào loại công tác thi công đất kiểu Đào -

Chất đống và Đào - Vận chuyển Việc chất đống xung quanh hố móng có thể là một vấn

đề Điều cần nhấn mạnh ở đây là một khối đắp ướt có thê làm hỏng móng và thậm chí làm dịch chuyến các chân móng, và điều này đặc biệt nguy hiểm nếu khối xây không có thời gian ninh kết.

Có thế dùng máy ủi, máy xúc lật, máy đào gầu sấp, máy đào gầu ngoạm để đào móng Khi cần di chuyển đất đá từ móng đi nơi khác thường dùng các xe tải tự đổ để vận chuyển.

17

4.3 Đào rảnh và tiêu nước

Dào rãnh: Các tiên hộ hiện đại phai nói den là việc sứ dụng máy móc cho việc dào

rănh, sir dụng một số loại đường ống dần và sử dụng các bom hút nước đè tiêu nước cường hire cho những khu vực không the de dàng tự tiêu Hàu het việc dào rãnh khô dược thực hiện bảng việc sử dụng máy đào gầu sấp máy đào nhiều gầu hoặc các máy đào rãnh dần động hàng dây cáp Trong điêu kiện đát đám lây, các loại máy đào gàu dây là phù họp nhất Máy đão gầu ngoạm được sứ dụng cho các cóng việc đào rãnh sâu vã phức tạp Các rãnh nông trong nên dât khô có thê được đào hãng máy dào gâu sãp, các máy dào rãnh chuyên dụng, máy đào gâu ngứa, máy đào gâu dãy máy san và máy ui lười thảng nghiêng, và nhiêu loại máy khác nữa

Có thê sử dụng máy đão gâu sắp, máy đào xúc tỏng hợp máy đào gâu dây máy đào gẩu ngoạm hay máy úi dê đào rãnh tùy từng trường hợp cụ thê

Tiêu nước: Cá nước mặt và nước ngâm có thê dược tiêu do sự sụt giám theo mùa cua mức nước ngầm, bằng các rành đào thoát nước, bằng các đường ống, bằng các trạm bom hút băng cách xây tưởng chặn hoặc chuyên hướng nguỏn ngước, vã thông thưởng sir dụng kẽt hợp nhiều phưong pháp trên trong một hệ thông thoát nước Công dụng của công tác ticu nước có thê là kích thích sự phát triền cua cây trỏng, làm khô vùng dám lây hoặc các khu vực âm ướt khác mà không phái là đằm lầy đe làm ổn đinh các mặt dốc nền móng, và mặt dường dât, hoặc ho trợ công tác dào dãp cho bât kỳ mục dích nào Toàn bộ những mục tiêu này ngoại trừ mục tiêu cuối đều có the được thực hiện dễ dâng bủng công tác tiéu nước, o phương pháp này, nước không sứ dụng được cháy qua các hệ thông kênh rạch hoặc đường ống nhân tạo Có thể sứ dụng các máy bom de hút nước lũ các vị trí thắp trùng cùa hệ thông ticu nước

4.4 Xây dựng hồ chứa và đập đất

Hồ chứa có thê được tạo nén bàng cách xây dựng các dập ngán sông, đào các hồ đè nước sông chay tới, đào xuống dưới mực nước ngầm, hoặc kết hợp các phương pháp trên Dồi khi, các vùng đất trùng khô có thê dược chuyến đổi thành các hồ chứa nước hang cách năn dòng chay cùa các con sõng, dan nước từ các con suối, hoặc nâng cao mục nước ngầm bàng các phương tiện chạy băng sức gió hoặc các loại bơm hút khác

Xây dựng dập dắt: Công tác đào có the được thực hiện bảng mọt hoặc nhiều dai đào ngang qua đáy cũa hô đào và được đàp thành đập Hoặc công tác đào có thê được thục hiện song song với công tác đủp đập và toán bộ đắt đào được sứ dụng cho việc đăp đập

Tu bõ hồ chím: Một máy nạo vét thúy lục nạo vét khối bùn đất bồi tích mà không cằn

phai xa nước trong hô chứa, nhimg việc sư dụng chúng thường không có hiệu quá thực té Phái có đũ các công đoạn đẽ đám báo vận chuyên và tiếp cận được với lớp bồi tích, đù lưu lượng nước hoặc dòng chày tái sinh cân thict, và khu vực chứa bùn nạo vét phũ hựp Việc nạo vét bồi lích bâng máy móc thường yỗu cầu công tác tiéu và bơm nước ra khói hồ chữa

dè tránh phân bô bùn trên khãp hô chứa Có the sir dụng máy đào gàu dây, máy ui xích ban rộng, máy xúc lật di chuyên xích hoặc máy hút bũn đẽ thực hiện công việc tu bõ ho chửa tùy diêu kiện cụ thê

4.5 Xây dựng đường

Các loại dường:

• Dường lạm là đường dẫn phụ được xây dọc theo đường cao cốc, đường ống hoặc

dự án xây dựng lớn de cho phép các thiẻt bi di chuyên vào giữa các phân khác nhau cùa công trường

• Bương phát triền xây dựng cho mục đích cua ngành bât dộng sán khác nhau VC

chất lượng, tử loại đưởng tạm thỏ cho đến loại dưỡng dùng trong thành phố

• Dường thành thị dược xây dựng với các thông sô kỹ thuật chính xác, thưởng ờ

dưới điểu kiện không cho phép vận hãnh công suất tỏi da cua máy hoặc còng nhân

• Dường cao tốc được xây dụng theo liêu chuân hiện đại vé chiêu rộng, độ dốc và độ thang yêu cầu

• Đường sân bay cản thiết phái rộng, ngăn vã thẳng Đường sân bay thưởng được

làm trên những khu vực đất bằng phảng nhất, nhưng cùng cần nền đâp cao

• Đường sỏi dá dám lãm băng sỏi đã dăm và các vật liệu ré tiền khác thường được dùng cho vận chuyến, tiếp cận và các loại đường khác và sè dược bàn đến ừ nhùng phần sau

Các công tác đất trong xây dụng đường thường bao gổm: đào sưửn dốc bóc lóp đầt mặt đầm nén dào rảnh tiêu nưúc và có thề thực hiện bằng máy úi máy đào ô tô vạn chuyền, máy san máy đầm máy đào xúc tỏng hơp

4.6 Khai thác lộ thiên

Thuật ngữ "Mò lộ thiên” bao gôm công tác dào hô lộ thiên dê thu dược những vật liệu

có giá trị, có thệ là than đá, quặng, đá, sõi cuội, hoặc đát Hàu hèt các hoạt động khai thạc

lộ thiên được bải đầu bằng công tác bóc tách đắt đá năm bên trên lớp vật liệu trầm tích cằn khai thác

Công tác khai thức lộ thiên bao gồm các công việc: bóc tách vật liệu thái, san trá mặt

băng, đô vật liệu thai ben hô đào, san gạt đât thai, dào vả vận chuycn dât thai, và khai thác vật liệu Các công việc này có thê thực hiện bảng các loại MLĐ như: máy ủi, máy đào gàu ngứa, máy đào gầu dây, hãng lái di dộng (máy chắt đồng), máy đào lưỡi phay (Hình 1.6) máy xúc lật kẽl hợp vói các phương tiện vận chuyên như ô tô tự dò bâng chuyền,

Hình 1.6 Máy dào lưõi phay

19

CÂU IIÕI

1 Phân biệt sự khác nhau giũa đắt và đá Việc phân loại đất đá dựa trcn cư sớ nào?

2 Trình bày các tinh chắt cơ lý cua đất đá

3 Các loại bộ công lác cùa MLD và các thông sô cơ bàn của chúng

4 Trình bày cách xác định lực cân tác dụng lên bộ cóng tác MLĐ

5 Bùn và các giai pháp thi công trong dicti kiện bùn lây

6 Trình bày các loại công tác đắt và các thiết bị thích hợp đê thực hiộn mỗi loại công tác dẵt

7 Hệ số kéo bám (<p) là gì? ọ phụ thuộc vào những yếu lố nào? Hãy xác định lục kéo bám (Pkb) cùa một xe tai một câu chu động có tỏng khói lượng là 68.(XK)kg, VỚI 60*£ tông khôi lượng tác dụng lên câu chủ động Xc di chuyên trên đường đât pha sét ướt và cho biêt khi xe di chuyến lén dốc lực kéo bám Pj.1, tăng hay giám? Giái thích?

Chương 2 - CÁC VẤN ĐẾ cơ BẢN VẾ MÁY LÀM ĐẤT

Mặc dù các máy làm đắt có cấu tạo và hoạt động khác nhau nhung đều có hai phân chính là máy cơ sờ và bộ công tác Phân lớn sự khác nhau tập trung ờ bộ công tác, là bộ phận trục tiếp tác động vào đắt đá đẻ thực hiện các công việc Chính vì vậy các bộ công tác sê dược nghiên cứu chi tiềt đỏi với mồi loại máy trong các chương riêng rẽ (lử Chương

- Cơ cấu di chuyển

- Cabin và Hệ thông diêu khiên

Chương này sẻ tập trung nghiên cửu các thiết bị, cơ cầu hệ thống trên

1 THIẾT BỊ ĐỘNG Lực

Thiết bị động lực ương máy làm đất rất da dạng, có the là: động cơ đổi trong, động co điện, dộng co (mỏ to) thủy lực máy dùng khí nén hoặc ket hợp các thict bị động lực trên.1.1 Động CƯ diện

Các loại dộng cơ điện một chiêu, xoay chiều cũng dược trang bị trên một sò máy làm đắt nhất là máy đào vởi công suất tử 200 kW đến hàng nghìn kW và điện thế lừ 500 V đến 35.000 V So vói động cơ dót trong, hiệu suất cua dộng cơ diện rat cao (rj = 0,75 - 0.90) dồi chiều de dàng, khá nàng chịu quá tãi lớn, dường đặc tính ngoài mềm, giá thành rè.Một vi dụ đơn gian cùa truyền động điện là một máy phát điện trên động cơ ỏ tỏ cung câp điện tới một mô to máy sưởi hoặc một cân gạt nước Một ví dụ khác là máy khới động điện, cóng suất cùa máy phát điện phai được trừ trong một binh ác quy và được cung cấp cho máy khới dộng khi cân

Nhược diêm cùa động co điện là phụ thuộc nguồn diện, thay đỏi tỏc độ khỏ khăn nên tính da nâng thâp Chính vì vậy, động co diện không dược dùng nhiêu trong các MLĐ.1.2 Dộng CƯ đốt trong

Trong các MLĐ, động cơ đốt trong là thiết bị động lục chu yeti, trong đó hầu het là các loại động co đốt trong sữ dụng nhiên liệu dộng cơ đi-ề-zcn Đây là loại động cơ có hiệu suất lương đổi cao (r|c = 0.27 4- 0.45) cấu tạo và nguyên lý hoạt dộng cùa loại động

cơ này đã dược trinh bày trong mồn học Động cơ đõt trong 0 dầy chi nêu các đặc diêm chinh của các loại dộng cơ di-ê-zen hiện đại đang dược sứ dụng phó biến hiện nay

21

Động cơ đi-é-zen thường kinh tẽ hơn động cơ xàng vì: Lực nén cao hơn Lìm động cơ di-ẽ-zen hoạt dộng hiệu quá hon; Nhiên liệu có giá trị nhiệt cao hon có nghĩa là cân ít nhiên liệu hon Nguy co cháy nõ được giảm xuông khá nhiêu Hâu hết các MLD hiện nay đêu dùng dông cơ di-c-zen, bốn kỳ làm mát băng nước vã phun nhiên liệu trực tiêp (Hình 2.1) Các dộng cơ sir dụng trong MLĐ ngày nay thưởng có công suất lừ 50 đến hàng nghìn mã lực (hp) được ché tạo bàng công nghệ hiện đợi với các đặc điếm nổi bật sau

Hiýu suât: Dộng cơ đi-ê-zcn VÓI công nghệ giảm khí thái tiên ticn (ACERT -

Advanced Combursion Emmission Reduction Technology) cho công suất cao hơn Điềm mâu chõt cua công nghệ ACERT là việc cái ticn các hộ thông phàn phôi nhicn liệu, phôi khí và diều khiến điện tử - giúp tiết kiệm nhiên liệu và giám thiểu ăn mòn vật liệu Công nghệ ACERT là công nghệ khác biệt giúp giam khí thai ờ kỷ nô Công nghệ này di dâu với các cài tiền ờ ba hệ thống chính cùa động cơ: nhiên liệu, phối khí và diện tử

Hệ thống nhiên liệu: Đê đáp ứng các

nhu cầu về giám khí thái, tiết kiệm nhiên liệu,

đa sổ các dộng co láp trên các MLĐ hiện nay

đêu diêu khiên bâng điện tử, tác động hãng cơ

khí (MEUI - Mechanical Electronic Unit

Injection) hoặc thủy lực (HEUI - Hydraulic

Electronic Unit Injection) Các hệ thống

nhiên liệu này dem lại hiệu suât cao, giúp

giâm khí thái dạng hạt do nhiên liệu dược

phun vào mịn hơn và cháy hoàn toàn, kềt cấu

động co nhó gọn hơn Hệ (hồng điểu khiển

phun nhiên liệu điện tư cho áp suãt cao Thiết

kè hệ thông diêu khiên điện từ dạng mô-đun

cho phép cập nhật, nâng cáp dễ dàng, linh

hoạt, kha nàng sứa chữa cao hon với chi phi

Tuốc bin tàng áp (Tuốc bin ): Ngày nay, hâu hêt các dộng co đi-c-zcn trong MLĐ sứ

dụng Tuốc bin tăng áp có van điều tiết cho hiệu suất cao hơn Van điều tiết để điều chinh

áp suất tàng áp thừa bàng cách cho khí xà đi tất qua bên xã cùa Tu-bô Van này đồng (hôi giám môn Tuốc bin khi vận hãnh ờ tốc độ vòng quay cao tái thắp và tối ưu hóa việc cấp

gió cho hiệu suất động co cao nhất Tuốc bin tàng áp giúp tâng mặt độ gió đem lại công suat động cơ cao hơn.

Đệm động cư: Đệm động cơ bâng cao su giam tối đa tiếng ồn vã rung động Những

thay đôi trong thiêt kê như nãp động cơ có đệm cách, khoang chửa dâu, các-tc cùng tâng khá năng giám tiếng ổn

Hầu ỉọc gió: Bầu lọc gió làm kín hướng kính là loại lõi kép cho hiệu suất lọc cao Cánh báo sỗ xuât hiện trên màn hiên thị khi bụi bân lích tu trong bâu lọc quá mức cho phép

Hệ thống làm mát: có dạng mô-đun, dam bào tính kinh te trong sửa chữa, có hiệu suất làm mát cao và được bố trí lách biệt với khoang động cơ Quạt làm mát được dần động thủy lực với nhiều lốc dỏ khác nhau cho khá nâng làm mát tỏi ưu Tóc dộ lỏi ưu cua quạt được lính dựa trên tốc độ động co nhiệt độ nước làm mát và nhiệt độ dầu thủy lực Đặc tính đặc biệt này giúp kicm soát công suất động cơ và giám licng ôn nhưng van dam bào khá năng làm mát tỏi ưu

Dường dặc tính ngoài tương dôi mân Đường đặc lính cua động cơ đi-c-zcn mèm

hon cúa động cơ xăng, thích họp với MLD cờ nho Dường đặc tính cùa động co di-ê-/.en có biến lốc thủy lực được cái thiện khá nhiều nên mcm hơn, thích hợp với chế độ lãm việc nặng, ổn định, nhung bị tổn hao công suất do trượt trong biến lốc thúy lục Do đó giới hạn sứ dụng mồ-mcn tương đòi rộng, tức là ững với giới hạn đó, tôc độ biên đôi từ lũ Nhỡ vậy, động cơ đi-c-zen có khá năng tụ điêu chinh cao Khi tảng mô-men, tốc độ giám dan đều đận đâm bão khùng bị chết máy, máy không bị hư hỏng

Nhiên liệu: Chât lượng đánh lira nhiên hộu di-c-zen dược đo bảng lượng xê-tan, lừ khoáng 35 đền 60 Lượng xê-tan càng cao có nghía là động co khới động lot hơn Doi vói tât cà các nhiên liệu thi yêu câu quan trọng nhải van là tính sạch sê Rât nhiều nhiên liệu chứa lượng lưu huỳnh và các chát ân mòn khác đú kin đẽ phá hủy các bom và vòi phun Thông thường phai có cà lọc thô, lọc tinh vã có cà lọc lân cuổi ơ mồi vòi phun

Phân loại còng suất: Có nhiều loại công suất khác nhau Biết được khái niệm từng loại sc giúp dề hiên hơn các dặc tính kỹ thuật cùa chúng

Công suất hiệu dụng là công suãt động cơ trữ di công suat dần động các bộ phận cúa dộng co (như quạt gió, bom dâu, )

Công sudi móc kéo là công suất động co trừ đi các tồn thất do ma sát trên hệ truyền động

13 Thiêt bị động lục thúy lực

Hiện nay thiết bị động lực thúy lực rất phát triền và được trang bị trẽn hầu hết các

MI Đ Các thiết bị như bơm, động cơ (mô-to) thủy lục có áp suất chai lòng từ 35 - 40 MPa, vói công suất cao được sử dụng Nhiêu co câu di chuyên, co câu quay toa quạt gió, trên MLĐ được dan động bâng các mô-tơ thúy lực Thièt bi động lực thủy lực có câu tạo don gián, gọn nhẹ làin việc ben và chác chan Loại này có đường đặc lính ngoài luong đoi mềm nhưng đòi hoi chẽ tạo phai chinh xác, có thê bị rò ri vi dùng dầu lãm chát lỏng công tác

23

1.4 Thiết bị động lực khí nén

Thiêt bị dộng lực khí nén là các máy chạy bâng không khí nen có áp suất làm việc từ 0,8*1,5 MPa, công suất tỏi 150 kW Máy làm việc an toàn, khời động nhanh, nhưng cấu tạo cổng kềnh, hiệu suất thâp do tôn thát khi nén trên dường dan nên hiện nay ít được dùng

Trong hệ truyền dộng nhiêu động cơ, moi dộng cơ dan dộng một cơ cáu riêng biệt hoặc một động cư dần động một số cơ cấu (dàn động theo nhóm) Loại này hạn chế dược tái trọng trong tửng cơ câu dam báo kết câu khối nên tính thích ứng bao dường, sứa chừa cao, dè tiêu chuản hóa các chi tiết và bộ phận, loại bó được các cơ cấu truyền dần đắt lien, cồng kềnh và dễ đáo chiều bàng cách đáo chiều động co nhưng khối lượng, kich thước lớn

và giá thành cao

Truyền động là khâu trung gian đé truyền công suất từ động cơ đen bộ công tác Truyền dộng trong MLĐ có thê là truycn dộng cơ khí, truyên dộng thúy lực, truyén dộng diện, truyền động khí nén và truyền động hỗn hợp Truyền động đã được nghiên cứu kỳ ờ các môn như chi tiêt máy iruyên dộng thúy lực, truyền dộng điện vã máy điện, nén ơ dây chi đề cập một số vấn đe cơ bán nhất

2.1 Truyền động cư khí

Truyền động cơ khí bao gồm các bộ truyền cơ khí, hụp số, cơ cấu đào chiều, ly hợp, phanh, truyền động cáp Truyền động co khí có cấu tạo đơn gián nhưng hay bị đo dão thiêu chính xác, thường xuycn phái diêu chinh, hay gây tiêng ôn, lụi công kcnh Vì vậy, hiện nay nhiều cơ cấu hệ truyền động co khí trong MLĐ trước đày được thay thế bàng truyền dộng thủy lực Hộp sò 3 trục sư dụng trong các MLĐ thê hệ cù là một ví dụ vé truyền động cơ khí Các hộp sô này có nhiều nhược diẽin như gày tiếng ồn các bánh râng

de bị sứt vờ nên hiện rãt ít được sử dụng Ngày nay các xc tái thông thưởng sử dụng hộp

sò gài so bãng ly hợp còn các xe tai mo lọi sư dụng hộp sô hành tinh

Hộp số gài số hảng ly hụp: Dưới đây sè trình bày so đồ nguyên lý hoạt dộng của hộp

số gãi số băng ly hợp (Hình 2.2) có hai số. Hộp số này bao gồm các bô phận chinh sau:

1 Cần số

2 Bánh răng dần động láp cổ định vói trục so cấp dẫn động từ động co

3 Bánh răng trung gian thứ nhất àn khóp với bánh răng dần động, lap cố định với trục trung gian

4 Các bánh răng trung gian thứ hai vã thứ ba (có dường kinh khác nhau) dược lãp cô định vói trục trung gian và ủn khớp với các bánh rủng láp lỏng không với trục thú cãp dẫn tới bộ tniycn vi sai

5 Ly hụp được lap then hoa đè có thê dịch chuyên dọc theo trục thứ cấp

Hình 2.2 So đổ nguyên lý hộp số cài số bảng ly họpKhi đầy cần số về bén trái cho ly họp di chuyển dọc trục thứ cấp đế ăn khóp VÓI bánh râng trung gian bén phái, ta có lòc độ sô I (Hình bên phài) Khi ly họp ãn khớp vói bánh ràng trung gian bên trái, ta có tốc độ sổ 2 Theo nguyên lý trên, nếu lủng số các bánh răng trung gian, bánh răng lông không và ly hợp ta SC dược các tốc dộ khác nhau Hình 2.3 trình bày so đồ nguyên lý hoạt động cùa hộp số có 5 số tiến 1 số lùi

25

Trực trung gianHình 2.3 Hộp số cài số bảng ly hợp cở 5 sô tiến và một số lùi

2.2 Truyền dộng thúy lục

Truyền động thúy lực phát trièn ràt nhanh và được sử dụng một cách phô biên trẽn các MLĐ Có hai loại: truyền dộng thủy lục thê tích và truyèn dộng thùy lực thúy dộng

2.2.1 Truyền động thúy lực thê lích

Trong truyền dộng thúy lục thô tích, môi trường truỵèn nâng lượng lã dâu có áp suât cao, chuyên dộng với vận lốc nhó

ưu điểm:

• Truyền được công suất lớn, dẻ dão chiều hộ công tác và có thế hiến chuyến động quay thành chuyên động tịnh tiên

• Dề tiêu chuẩn hóa các bộ phận cấu thành, nên có thê sàn xuất hàng loạt

• Làm việc ôn định, không phụ thuộc vào sự thay đòi cua tái trọng ngoài

• Kết câu gọn nhẹ lực quán tính nhỏ nên dễ lự dộng hóa truyền động êm không gây tiêng ồn và tư bôi trơn, dộ nhạy, dộ chính xác cao khi diêu chinh, bộ chấp hãnh chuyên động ôn định, điều khiên nhẹ nhàng và làin việc an toàn

Nhược diêm:

• Yêu cầu gia công chi tiết với độ chính xác và độ kín khít cao, nên giá thành cao

• Nhiệt dộ cùa môi trưởng ngoài anh hương den các thông sổ truyền dộng

• Yêu cầu chất lượng của chất lỏng công tác rất cao tốn thất còng suất để khác phục

ma sát chât lóng trong òng dan, tòn thãt dâu do bị rò n, kha nãng lãm việc cùa truyền dộng thúy lục bị phá hũy nếu không khí lọt vào trong hệ thống

Những nhược diêm trên có thê dược khắc phục một phân bãng cách sir dụng chãi lỏng đặc biệt, nâng cao chất lượng chế tạo chi liet, bão dường kịp thời và đúng kỹ thuật

Dựa vào dạng chuyên động của động cơ thúy lực (bộ chắp hành), truyền động thúy lực thê tích dược phân lãm hai loại: dộng cơ thúy lực chuyên động lịnh tiên (xi-lanh thúy lực)

và động cư thúy lục (mó lơ thủy lực) chuyên động quay

Truyền dộng thùy lực có chuyển dộng tịnh tiến được sư dụng rộng rãi trong các

MLĐ đế diều khiến các bộ công tác Hình 2.4 trình bày sơ đồ truyền động thủy lực có dộng

cơ chuyên dộng tịnh liên (xi-lanh thúy lực) Xi-lanh thủy lực trong các MLĐ thường lã loại tác dộng hai chiêu

Khi hệ thống làm việc, bơm 1 sỗ cung cấp chất lõng cho xi-lanh thủy lực 4 qua van phân phôi 3 Tùy theo vị tri con trượt (ruột van) trong van phân phôi 3 mà chát lóng SC di vào ngân bên trái hoặc bên phái của xi-lanh Chất lõng trong buông không làm việc sẽ theo dưỡng hói, qua bộ phàn phôi 3, về thùng dầu Nêu áp suât trong hệ thông lởn hơn áp suất cho phép thì van an toàn 2 sè mờ cho chài lóng trờ về thùng dâu Các thông sô cơ bán cùa hệ thòng là lưu lượng bơm Qb, vận toe động cơ Va, công suât bơm N|, và công suât dộng cơ Na­uru lượng bơm:

(2.1)Trong đó:

qb - Lưu lượng riêng cùa bơm (l/v)

r>b - So vông quay cứa hơm (v/ph)

Nếu không kề đến tổn thắt lưu lượng thì:

Qb = Qa (lưu lượng dộng cơ/xi-lanh)

• Vận tốc động cơ (xi-lanh):

(2.2)

Fa - Diện tích mặt cãt ngang cua xi-lanh

• Công suất bom (N|.) và dộng co (xi-

(xi-lanh)

I Bom: 2 Van an toán:

ỉ Van phản phoi; 4 Xi-lanh Truyền dộng thủy lục có dộng cư chuyên động quay được sử dụng (rong MLĐ dê

dan dộng cơ cảu di chuyên (mò tơ di chuyên), cơ cầu quay toa (mô tơ quay toa), mô to quạt gió

27

Câu tạo (Hình 2.5) và nguyên lý làm việt' của truyền động (húy lựt' có động cơ chuyên dỏng quay cũng tương tư loại chuyên động tịnh lien, nhung thưởng là loại bơm pít-tông hướng trục có áp suất cao tới 32 MPa và mô lơ thúy lực pít-lông hướng trục có inô men cao, M > 1 00(1 N.m Lưu lượng tiêu (hụ cùa động cơ (húy lực kiêu rô (O được xác đinh theo công (hức:

Qj = qj lld

(rong dó: q,f - Lưu lượng riêng cùa động cơ thủy lục

nj- Vận tồc vòng cùa động cơ thủy lực.

12.5)

“đ =T

(rong đó Ọh - Lưu lượng của bơm

-Mô men do động co thủy lục tạo ra:

Bơm pit-tông Bom pít-tông dan

dộng các mô-tơ gán giông nhau Bom

pít-tóng dọc trục, gồm nhiều pít-tông

trong lốc dộng cơ

Hình 2.5 Sơ đỗ truyền động (húy lực có động cơ

thủy lực chuyên động quay

/ Bơm; 2 Vun an loàn: ì Van phàn phổi;

4 Dộng cơ thúy lực chuyên động quay.

Dối VÔI bãt kỳ góc nào cùa đìa lấc dung tích và áp suất thế nàng đều giống nhau cho

dù dộng cơ có dang ớ chê độ không (ai hoặc quay ớ (ôc dộ cao nhất

Tính chọn các thông 5ố truyền động thày lục thế tích cho MĨ.D:

Có thê tiền hãnh chọn các (hông sô và tính toán truyền dộng thúy lực thê lích khi

• Các thùng số cùa truyền động thúy lực như: lực trén cán pit-tông s của xi-lanh thúy lực, tốc độ chuyên động V cùa cơ cẩu chầp hành có chuycn động lịnh tiến, mõ men xoắn

M và số vòng quay n ớ trên trục ra cùa cơ cấu chấp hành có chuyển động quay,

• Sơ đô nguycn lý cùa tniycn động thúy lực

Các thông số cơ bán cùa hệ thống bao gồm: công suất N áp suất p lưu lượng Q lưu lượng riêng cùa bơm qb, cùa động cơ thúy lục qj và sô vòng quay cùa chúng nbl na, hiệu suất co học I)„ hiệu suất thúy lực r)H- hiệu suất thế tích Hq và hiệu suất toàn phần I) the tích

hộ thõng thúy lực V|„ the tích thũng chúa V| Sự tác động nhanh cùa hộ chõng, tính ôn dinh động lực, độ đàn hồi cùa hệ thống hay các phần tir riêng biệt là các thông số phụ đặc trưng cho hệ thõng theo dõi và các hê thõng diêu khiên tụ dộng khác

Việc chọn các thông so cho truyền động thủy lực có phân chia công suất cho các cơ cắu chấp hãnh riêng biệt được tiến hãnh theo cơ cẩu chịu tai lớn nhất Khi hai hay nhiều cơ cấu làm việc đồng thời cần tính tống công suất (iéu thụ, đàm bào khà nâng thực hiện đổng thời các chuyền động cho trước Đe chọn sơ bộ công suất truyền động thúy lực N cùa máy tác dộng theo chu kỷ hay hen tục có the áp dụng phương pháp tính toán dựa trên cơ sớ lý thuyết của 'Truyền dộng thúy lực và máy (húy lực" hoặc sư dụng số liệu thống kê và các chi tiêu riêng đã có cùa các kiêu máy tương tự (giá trị tương dõi cùa công suất thủy lực so vởi công suất động cơ) vởi sụ tàng giá trị lén 20*35%

Các thông số cơ ban cần chọn lã áp suất chất lóng công tác và lưu lượng bơm thủy lực Các thông số này có quan hệ với công suất theo hàm hypecpol Vì vậy, biết một trong hai thông sổ này (p hay Q) VỚI giá tạ công suất động cơ đã biết, ta có the xãc định thông sổ còn lại Thông thường chọn áp suảt chât lóng trong hệ thòng, cân phai xác định lưu lượng bơm Áp suất được xác định theo biêu thức:

Pt Ọi=Pĩ- ộ ĩ =p> ■ Ọf = const

Tir biêu thức trên ta thây: khi táng áp suất dần đen giâm tiết diện ngang cùa xi-lanh, ông dan, liet diện cua lo thông qua Nhưng nêu lãng quá mức có ihê Lãm lãng giá thành cùa kếl cấu và không dám bão độ kín khít Áp suất chất lóng công lác trong truyền dộng thúy lục the tích của MLĐ dao dộng trong khoang từ 10 * 40 MPa Khi quyết đinh chọn trị sồ

áp suấl cẩn xem xét hệ sô sử dụng áp suấl định mức kp!

4, = -^- = 0.5 *1.0

p

Trong đó: Pnro - Áp suất lởn nhất irong hộ thống; p - Áp suất dinh mức

I lệ số kp ánh hường dền độ tin cây của hệ thống thủy lực Trị số kp càng lớn thì kếl cấu câng nhô gọn nhưng neu kp quá cao sẽ lâm giám độ tin cậy cứa hộ thống, nếu trinh độ công nghệ chế tạo còn hạn che

7’m/í toán truyền động thúy lực thế tích dược tiến hành theo hai bước:

29

Bước thứ nhắt: tính kicm tía các thông số điì chọn sơ bộ so với các chi tiêu kỳ thuật ycu cầu VC lực, tôc độ cùa cán pít-tông, mỏ men, sỏ vòng quay trên trục dan Tôn thât áp suất và lưu lượng được ước tính bang hệ sỏ an loàn vê lực mó men và toe độ.

Hệ số an toàn về lực và mô men k, kc den tồn thất dọc đường và cực bộ cua áp suắt de khác phục lực ma sát giừa các chi liet và chất lỏng (trong xi-lanh, mô tư thủy lực) và đê khác phục lực quán linh Có the chọn k,= 1,15 -ỉ-1,25

Hệ sỗ an toàn về tốc độ kv kê đến sự rò ri trong các chỏ nối động và sự giám lưu lượng cua bơm thúy lực do sự quá tai cua động cơ Có thê chọn k, = 1.2 - 1.4 Lấy giá trị lớn nhắt với máy mà đụng co có thê chịu quá tái lớn trong quá trình đào

Theo thông số cho tnrởe ở khâu ra của truyền động thúy lực (S V ở cán pít-tông: M n

ớ trục ra), ta xác định dược công suất:

V/ =c ?.s v; Na = Cj M II (2.8)Trong tinh toán sơ bộ xác định các thõng sò ra đàu ra cùa co câu chấp hãnh:

Lực: = k, So

Tốc dỏ: vnl = k Vo

Công suất: Nj, = Cĩ s, V, = Cĩ kt k, So ■ 1’0 (xi-lanh thúy lục) (2.9)

N& = C ị k, M n (mô to thuy lực)

Trong đó: Sm, vu - lán lượt là lục, lốc độ nâng tính toán cua xi-lanh thúy lục

So, Vo - lãn lượt là lực tốc độ của xi-lanh thúy lực chưa kẽ đến hệ số an toàn

Khi biết dược áp suât dịnh mức Pdm trong hộ thòng, diện tích hữu ích cùa xi-lanh thuy lực được xác định so bộ theo công thức:

Khi (I = 0.7D ta có the kiểm tra theo cổng thức:

Sau khi biết các trị sô D tl p Na lưu lượng cùa bơm và tốc độ chuyên động cùa pít-tông dược kiêm tra theo công thức:

c,./>

Trong đó: C| - Hộ số quy đỏi thứ nguyên.

6 + 7 (O,3+O,4)D

7+120.5 D

12+15(0,6+0,7)D

15 + 200.7Dv„= - - (2.13)

2.2.2 Truyền dộng thúy lực thúy dộng

Trong truyền động thúy động, nâng lượng truyền động lã động núng cua dâu côn áp suât không lớn làm Truyền động thúy dộng dược sứ dụng rộng rãi trong MLD vì nó có

nhừng ưu diêm sau

- Có phạm vi diều chinh tốc dộ rộng, chơ phcp khơi dộng động cơ ngay cà khi có tái nén việc khới động được cãi thiện

- Nâng cao dộ tin cậy các cơ cầu máy vi truyền dỏng thúy dỏng giữ cho dỏng co không bị quá tài nên chế độ làm việc cùa động cư ít bị phụ thuộc vào lãi trọng trên trục bị động, làm tăng tuồi thọ cua động cơ bao vệ các bộ phận không b| quá (ai; giam tái trọng dộng, dao dộng xoắn vì truyền động thủy động nối mềm động cơ với các bộ phận khác

- Nâng cao tính linh hoạt cùa máy khi di chuyển do có thể tăng mô men đều đặn đon gián hóa các cơ câu cơ khí, làm giâm trọng lượng máy, dề điêu khiên lự động, giam nhẹ sức lao động chơ người lái

Tuy nhicn, truyền dộng thúy dộng cùng có một sô nhược diéni sau:

-1 liệu suất (hắp hon truyền động eo khí và thay đổi theo chế độ làm việc

- Chè tụo khó khăn và dãt hơn truyền động cơ khí phai có hệ thông lãm mát vã cáp dâu.Theo tính chất biến đôi mô men truyền động thúy động được chia làm hai loại: khớp nôi thúy lực và biền tóc thủy lực

31

Khớp nối thủy lực (Hình 2.6) còn gọi là ly hợp thúy lực dùng đề nồi mềm và truyền công suất từ trục chu dộng sang trục bị động mà không có sự biên dôi mô men

Ilình 2.6 Sư đổ cấu tạo khớp nối thúy lực I lình 2.7 Sư đổ các mômcn

Các thông số cơ bàn cùa khớp nối thúy lực bao gồm: công suất, tỷ số truyền, hệ số trượt, hệ sô biên đòi mỏ men và hiệu suãt chung

Biên toe thúy lực (Hình 2.8) hay côn gọi là bicn mô, dũng dê nôi mèm và truyền công suat từ bánh đà sang hộp so nhờ chát lóng, có biên đôi mô men và thay dõi tốc độ quay cùa trục chu dộng so VỚI trục bị dộng Biên mô khác với khớp nôi thuy lục ờ cho ngoài bánh bom 4 và bánh tuoc bin 3, nó còn có bánh hường dòng (bánh phàn ứng) 5 lap cố định với

vó 6 đẽ thay đỏi hướng dõng dầu đi từ bánh bơm đên bánh tuốc bin Tat cá ba bánh này đều có các cánh dần và được đặt trong vò có chứa chất lòng tạo thành buồng làm việc cùa biển mó

Hình 2.8 Biennii)

I Bánh dà; 2 Pít-lông diều khiến ì Tuồc bin; 4 Bơm;

5 Bánh hướng dòng; 6 Dường dầu vào; 7 Trục ra;

8 Đường dứu khóa biên mô; 9 Cụm bánh xe quay lự do.

Bánh hướng dòng 5 còn được gọi là bánh phan ứng vi khi chất lóng đi qua bánh này sè truyền cho nó mô men quay, nhưng do nó dược cô định vói võ nên có tác dụng như một diem tựa và uuyền lại cho chất long mô men động lượng, gọi là mò men phán ứng Nhở vậy nó làm bién dõi mô men cùa trục dần hoặc thay dôi hướng và vận tôc cứa dòng chất lõng

Biên mô thúy lục xe tái mò thường là loại có ly hợp khóa (Hình 2.9)

Hỉnh 2.9 Biến mô xe tái ntóĐâu vào chinh là bánh dà dộng CO’ Khi tác dộng ly hợp khóa, bánh dà dộng cơ sc quay cùng với võ biên mô và bánh bơm đây dâu qua bánh hướng dùng sang bánh (UOC bin làm

33

quay bánh tuốc bin và trục ra cùa biển mô do bánh tuốc bin được lủp chặt với trục ra cùa biên mõ Lofli ly hợp này có các dặc tính kỹ thuật sau:

• Dần động biến mô chi khi băt đầu vào số một và trong quá trình sang số Đóng mớ nhanh dê duy tri hệ tniyên dộng hên tục và giam chân khi sang số Mô men xoãn tâng cao

ờ lực kéo vành bánh xe cao nhất

• Dần dỏng trực tièp từ giữa sô một qua lât cá các số Hiệu suãt hệ truyền dộng lởn Phan linh kiêu bánh xe lỏng không trong dẫn động trực tiẽp làm tâng hiệu suat truyền động cua biên mô

Ưu diêm cùa biến mô là phạm vi điều chinh lốc độ rộng, cài thiện được diều kiện khới động, vi truyền động thúy lực lã thúy động, cho phép khới động ngay cá khi có tái giảm tài trọng động và dao động xoắn do nối mềm với bộ phận công tác hay lua bin, cổ khá nàng quá tai cao vã dê điêu khiên tự động, tuỏi thọ cùa máy tăng

2.3 Truyền động hon họp cơ khí - thùy lục

Trong hệ truyền động cùa hầu het các MLĐ sau biến tốc thúy lực là hộp số hành tinh (trừ máy đào bánh xích), là sự kef hợp cùa các ly hợp thúy lực và các bộ truyền hành tinh (I lình 2.10) Đây chính là loại truyền động hỗn họp cơ khí - thúy lục điển hình

Hỏp sỏ bao gồm 5 ly hợp thủy lực Kct hợp giừa các ly hợp trong hộp số nhở 5 bộ bánh răng hành tinh, I ly họp xác dịnh chiều tiến 1 ly hợp xác định chiều lùi, kết hợp với 3

ly họp còn lại đẽ tạo 3 sô tiến và 3 sỏ lùi Tốc độ vã hướng di chuyên được đicu khiên băng điện tứ Mỏi dìa ly hợp cũa hộp số được dật trong một võ riêng Mồi ly hợp có các đìa ma sát 5 và đĩa ly hợp 3 Các răng trong cùa các đĩa 5 ỏn khớp với các răng ngoài của vãnh rãng 4 Các rãnh vành ngoài cùa các đĩa ly hợp 3 ãn khõp với các then trong cua vó ly hợp ngân không cho các đìa ly hợp xoay Lò xo 2 dật giừa vó ly hợp 6 và pit-tông 1 bị nén

/ Pít-Iỗng; 2 lỉ> Xí>; 3 Đìa Ạ hợp;

4 Vành rủng; 5 Đĩa ma sál; 6 vỏ ly hợp

Hình 2.10 Hộp sổ sang số lự động

Khi áp suất dầu sau pít-tông tàng lẽn thủng lực lò xo 2 đấy pít-tông 1 sang phái, úp các dĩa ma sát và các dĩa ly hợp VỚI nhau dè dóng ly họp Các dĩa ma sát giữ không cho vành tàng 4 quay Khi áp suât dâu sau pít-tông I giám, lò xo 2 đây pít-lông sang trái, các đỉa ma sát vã đĩa ly hợp tách rời nhau, mơ ly hựp 'rốc độ và hướng chuyên động cùa ly hợp dược xác dịnh đê truyền công suất Mặt cắt hộp số hành tinh được the hiện trên Hình 2.11 gồm các bộ phộn chính sau.

22 Irinh 2.11 Mật cắt hộp số hành tinh/ Võ/i/1 rãng (Ly hợp A>

2 Ly hợp đào chiêu lùi (Ly hợp A Ị

Hộp sỗ được gân chặt với vò chinh ở sau máy Công suãt được truyền từ biến mô đèn trục sơ cáp 14 nhờ một trục dàn dộng qua hộp sỏ sang trục thứ câp 15 ròi đến bánh rãng truyền động Các ly hạp A & B quyết định hưởng chuyên động Ly hợp A đê lùi ly hợp B

đề tiến Các ly hợp c D E lã các ly hợp quyct định tốc độ tương ứng VỚI các tốc độ sồ 3

số 2 và số I Ly hợp E là ly hợp duy nhất có thê quay

Báng, 2.2 Sự kết hợp giũa các ly hợp để tạo ra các sổ tiến và lùi khác nhau

SỔ Htròng chuyên

động

Các ly họp kct họp Số

liuớng chuyền động

Các ly hợp kct họp

(Mo) Số trung gian c

2.4 ('ác bộ phận truyền động khác trong máy làm đất

2.4.1 Các bộ truyền bánh ràng vi sai

Công dụng: Loại bộ truyền bánh rủng nón phúc tạp hơn là bộ vi sai trong các cầu cùa

ô tô, máy kéo và các loại máy khác Bộ vi sai làm cho hai bánh xe chu động quay cùng tóc

độ khi ô lô chuyển động thăng và quay khác lốc độ khi ô tô chuyên động quay vòng, đăm bao lái dẻ dâng, giám tiêu hao công suắt dộng co vã lãm đờ mòn lốp

Hĩnh 2.12 Bộ truyèn bánh răng vi sai/, 9 Bán trục: 2 vỏ; 3 5 Hãnh rúng bán trục; 4 ! / Trục cức bánh ráng hãnh linh 10;

6 7 Cặp bánh ráng hộ truyền lực chính 8 Trục bánh rủng 7; 10 Bánh râng hành linh Câu tạo: Trên ô tô thường sư dụng bộ truyền vi sai hình côn (Hình 2.12) gôm có: Các bánh rủng bán trục 3 và 5 (còn được gọi là các bánh răng mặt trời) lỏp then hoa cố định với bán trục các trục I và 9 Các bánh hãnh tinh 10 ân khớp với các bánh răng bán trục 3 5 và

có thê tự quay quanh các (rục 4 và 11 của chúng Bánh rủng côn 6 được gân với vỏ vi sai 2

và ãn khớp vói bánh ràng 7 cua bỏ truyền lực chính

Nguyin lý làm việc: Bộ vi sai hoạt động nhu sau:

• Khi ô tô chuyên động (hăng trên đường băng phăng, quãng đường lăn vã lực cán lăn trẽn hai bánh chũ động trái và phái như nhau, nên tốc độ quay cùa bán trục trái 1 0i|), bán trục phai (n9> và cua vó VI sai 2 (nlx) là như nhau

H| = «9 = 71,J hay H| + = 2.71,7Khi dó các trục 4 và 11 quay cùng với vó vi sai 2 và hai bánh răng hãnh tinh 10 không

có chuyên động tương đỗi với các bánh răng bán trục 3 và 5

• Khi ô tô chuyên động trẽn đường vòng, giá sư sang phái, quãng dưỡng lăn hoặc lực cán lán ở hai bánh xe chú dộng phái và trái sè khác nhau Khi đó, các bánh ráng hành tinh

10 vừa quay quanh các trực 4 vã 11 cua chúng, vừa lăn trên các bánh răng bán trục 3 và 5

Dơ lực cân cùa bánh xe bên phái (phía (rong đường vòng) táng lên, qua bán trục 9 làm tốc

độ quay của bánh rủng 5 giâm đi một lượng là: II

Trong dó: /Iio-Tốc dộ quay cùa bánh răng hành linh 10

Z||>- -SỐ ràng của bánh ráng hành linh 10

Z5 Số rủng cùa bánh rủng bán trục 5

Dồng thời tốc dợ quay cũa bánh ràng bán (rục 3 sẽ dược làng lên một lượng là

«I,, íịl" Khi dó tốc độ quay cùa bán trục trái I và bán trục phải 9 là

”i=«M+«io-yL

z

Cộng hai vế của biêu thức trên la dược: H| + «9 = 2/1,7

Như vậy trong cà hai trường hợp ô lô chuyền động trên dưỡng thăng và chuyên dộng irén đường vòng hoặc quay vòng, tồng tốc độ cùa hai bán trục bằng hai lần tốc độ cùa vò vi sai.Nếu một trục quay chậm đi trục kia sè quay nhanh lẽn theo một ty lệ tương ứng Một

bộ vi sai là rât cân thièt đê truyên lục tới cập bánh xe mà chúng có thê phái quay với tôc độ khác nhau, như trong ô lô hoặc xe tái chạy quanh một đường cong, khi đó các bánh xe phía ngoài SC chạy nhanh hơn các bánh trong Có nhicu bộ vi sai không trượt quay mã khó khãn này dược khắc phục bàng các bánh rủng trục chừ thập khoá tự động, hoặc các trục vít hoặc bánh ráng vít thay cho bánh răng nón trục chừ (hập trong dó dược phép hoạt dộng vi sai trên các góc lượn nhưng khoá lự động đê chồng lại sự trượt quay

37

Các bánh rủng hãnh tinh: Một bộ bánh ràng hành tinh hoặc bánh răng mặt trời Truyền dộng CUÔI cùa một xc tái tự dô (Hình 2.13) là một ví dụ VC bộ truycn bánh ràng hành tinh, bao gôm một bánh ràng mật trời tiling câm lap then hoa hoặc chốt hảin với một bán tr\ic hai hoặc nhiêu bánh ràng hãnh linh và một vành răng cô dịnh với các ràng phía trong Các bánh ràng hành tinh SỄ quay quanh trục liên kết với giá dử hoặc mặt bích dẫn động Để giám (ốc độ và tăng mô men xoăn, cõng suất sê dược cung cấp đến trục vã công được thực hiện bởi các bộ phận gắn với mặt bích hoặc do các inặt bích dản động.

Khi bánh rúng mặt trời quay, buộc các bánh răng hành tinh quay theo Sự quay này buộc chúng chuycn dộng quanh chuồi răng cua vành ràng, kéo giá đỡ hoặc chạc chữ thập quanh chúng (heo cùng hướng quay của trục Hệ sổ tâng mỏmen xoán được xác đinh bủng cách chia sò rãng cứa vành răng cho só răng cùa bánh răng mặt trời và cộng VỚI 1 Ví dụ, một vành ràng có 30 rang và một bánh rang mật ưõi có 10 rang sê tạo ra hệ số tâng inômen xoắn là 4

Một bộ bánh ràng hành tinh vói một vành ràng cố định tạo thành một khối gắn kết và vững chắc làm tăng mômen xoăn cứa trục Nêu vãnh răng và trục chừ thập có the được giữ hoặc được phép quay, phanh và ly hợp có thế hoạt động được Các hộp số biến mô tụ động luôn bao gồm các bộ bánh răng hành tinh, được điều khiến bữi các ly họp đĩa vã phanh

Hĩnh 2.13 Truyền động cuối hành linh

Mỏi cập truyền động cuối có các bộ phận như nhau Bộ truyền động cuổi là cắp giám tốc và làng mô men xoắn cuối cùng trong hệ truyền động Moay-o 4 dược láp chặt với vỏ bán trục Vãnh rang 5 được lap cô đinh với moay-o 4 Bán Illic I được lap vói truyền động cuối bâng các bán trục trong bánh răng mặt tròi 2 Bánh ráng mặt trời 2 lại ãn khớp với các bánh ràng hành (inh 6 được giữ trong giá láp 3 Các giá 3 này được láp cố định với bánh

xe Công suất dược truycn từ VI sai lãm quay bán irục 1 bánh răng mật tròi 2, lãm xoay các bánh ràng hành tinh 6 Vì vành ràng 5 được inoay-ơ4 giừ cô định, các bánh lâng hành tinh

6 di chuyên quanh bên trong vành răng 5 lãm quay giá bánh răng hãnh tinh 3 theo cũng

chiều bánh răng mặt trởi 2, nhưng với một (ốc độ tháp hơn Giá bánh rủng hành (inh dẫn dộng bánh xc.

2.4.2 Khớp nôi các-đàng

Các trục truyền công suất từ bộ phỏn này tới bộ phỏn khác ít khi có the nằm trên cũng một trục quay vói các ồ bi nằm trong cá hai bộ phận Ngay cà khi sự lâp dặt ban đầu là chuẩn xác trên một dưỡng tháng, sự mòn cùa ố bi, uốn cong cùa khung máy đều có thể gây

ra sự lệch trục Chi một sai lệch nhó cùa trục sẽ làm trục bị cảng quá mức và mòn các ô trục, như được phóng dại trong Hình 2.14 (A) và cũng có the lam nõ bị đáo hoặc gãy Vì vậy, việc dặt một hay nhicu (thường là hai) khớp nòi mem hoặc các khớp nôi các-dăng ớ các trục nôi các bộ phận riêng biệt với nhau đà trớ thành tiêu chuân trong thực tiền, cho phép trục điều chinh lại sự sai lệch dưỡng tâm Khớp nối các-dăng thường dược dùng nhiêu trong các xe lái

Sự sai lệch trục có thẽ lã góc như trong hình (A) vã (B) hoặc song song như hình (C) Nếu song song, thường xứ lý như 2 góc ở các đầu cùa một moay-ơ hoặc trục trung gian, như hình (D) Một loại khớp nổi mềm đon gian truyền tai trọng nhẹ qua các góc Khớp nỏi này cùng hấp thụ chần dộng và va dập Neu các sai khác này nhô, có thê dùng các khóp nối xích con lân hoặc xích ém Một khớp nối các-đăng chạc chừ thập (Hình 2.15) bao gồm một chạc chữ thập ngông trục, hai chạc liên kêt và bon ô bi đũa Chạc liên ket dan dộng giừ cặp tay đòn đối diện cùa chạc chù thập và chạc liên kết bị dẫn thì giù cập khác

Mỏi cặp tay đòn quay trẽn cùng một trục khi

chạc liên kết giừ nó và hai trục giao nhau ở tâm

cùa chạc chữ thập Hiộn tượng xoăn gây ra do sự

xoay cùa hai tiết diện dược hầp thụ bơi dao động

cua các tay đòn trong các ỏ cùa chạc hên két

MỘI rãnh then hoặc trục cho phcp thay đôi độ

dãi cùa trục (khớp noi trượt) ở một trong các

chạc hên kềt

Các khớp noi các-dăng luôn dược che tạo

VỚI góc thông thưởng giữa hai trục từ 8° den 10"

Các góc lởn hon yêu câu cấu tạo đặc biệt Các

khớp nỏi các-dảng thưởng dược dùng theo cặp

Diều này cho phép dịch chuyền bên cùng như

thay đỏi về góc một cách dề dàng vã nó khư mọi

rung động gây ra trên trục bị dẫn do tác động

cùa khớp nôi

B

Hình 2 14 Sự không dồng lâm cùa trục

39

Got dã ta.rn oán CÁII nil

Hình 2.15 Đản động các-đâng

/ Trục chủ dộng; 2 Trục trung gian; ỉ Trục bị dộng; 4,5 Khớp các-dủng

Láp </(í/ các-dàng then kiêu: a) ChữZ: b) Chữ V; <•) Thán dài.

3 Cơ CẤU DI CHUYÊN

3.1 Những vấn đề chung về cư cấu di chuyên

Co cầu di chuyền cua MLĐ đè di chuyên máy trong quá trình lãm việc hoặc tiĩ nơi này đến nơi khác, đồng thời truyền úp suất và lài trọng lèn đắt đá Ỡ một số máy ví dụ nhu máy đầm lăn ẽp co cấu di chuyển đồng thời lã bộ cóng (ác

Co cấu di chuyến phái đám báo các điều kiện kỳ thuật sau

• Đủ độ bẽn độ ôn định trong các môi (rường làm việc cùa máy:

• Đam báo cho máy di chuyên an (oàn và chịu tái trọng binh thường khi gặp chưởng ngại và sự biến dạng của nền di chuyền;

• Có kha nâng thông qua vã kéo (ốt (kha nủng này phụ thuộc vào tính chải cơ lý cùa nền di chuyên, áp suất do máy truyền lên đẩt lực căn chuyên động, lực bám của bộ di chuyên với nền, chiều sâu vệt bánh xe độ trũng nhau của vệt bánh sau và bánh trước);

• Có khá nàng co động và linh hoạt đe đáp ứng nhu cầu săn xuắt

MLĐ có hai loại bộ di chuyến chính là bộ di chuyên xích vù bộ di chuyển bánh lốp.3.2 Bộ di chuyên xích

Bộ di chuyên xích dược sứ dụng khá phô biền trong các MLĐ như máy đão và máy úi

Ưu điểm của bộ di chuycn xích là áp suất riêng lên nền di chuyến nhô phàn hố đểu trên mặt tựa có lực bám lớn khá năng thõng qua vã khá năng vượt dốc tót

Nhược diêm cùa bộ di chuyên xích là trọng lưọng lớn, cảu lạo phức tạp chê lạo tôn kém lủp ráp sứa chừa khó khăn, chóng mòn lực cán chuyên động lòn và tóc độ di chuyên chậm Khi di chuyên xa trên đường giao thông thường phái dùng xe rơ-mooc