Bài giảng Máy xây dựng

3 22 PM 1 Bộ môn Kỹ thuật hệ thống công nghiệp MÁY XÂY DỰNG Bộ môn Kỹ thuật hệ thống công nghiệp Khoa Cơ Khí – Đại Học Thủy Lợi • Mục đích môn học Giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về các loại máy[.]

Trang 1

Bộ môn Kỹ thuật hệ thống công nghiệpMÁY XÂY DỰNG

Bộ môn: Kỹ thuật hệ thống công nghiệp- Khoa Cơ Khí – Đại Học Thủy Lợi

• Mục đích môn học:Giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về các

loại máy xây dựng và công tác quản lý nhằm nâng cao năng suất

máy xây dựng.

• Đánh giá: Điểm quá trình: 30%, điểm thi tự luận 70%.

• Tài Liệu:

 Máy Xây Dựng NXB Xây Dựng, TS V.M.Khương*

 Máy Xây Dựng cấu tạo và sử dụng Nxb Xây dựng,

PGS.TS Nguyễn Đăng Cường**

1. Giới thiệu chung về máy xây dựng

2. Nguyên lý cấu tạo máy xây dựng

3. Thiết bị động lực

4. Truyền động trong máy xây dựng

5. Hệ thống di chuyển trong máy xây dựng

6. Hệ thống điều khiển trong máy xây dựng

7. Ô tô tải và máy kéo

Trang 2

• Máy xây dựng: Là các máy và thiết bị phục vụ cho công tác

xây dựng các công trình

• 90% - 95% được cơ giới hóa

• Máy xây dựng xuất hiện từ đầu thế kỷ 19

Đức, Thụy Điển, Hàn quốc,

• Các hãng nổi tiếng: Caterpillar, Komatsu, Kobelco, Volvo,

Hitachi, Liebherr, Huyndai,…

ở nước ta ngày càng tăng.

Chương 1 - GIỚI THIỆU CHUNG/ Lịch sử phát triển

Bộ môn: KT Hệ thống công nghiệp - Khoa Cơ Khí – Đại Học Thủy Lợi

• Máy nâng – vận chuyển

• Khối lượng, Kích thước máy

• Công suất riêng của máy

• Độ phức tạp của máy

• Tính thích ứng bảo dưỡng sửa chữa

• Độ tin cậy, Tuổi thọ

• Năng suất

GIỚI THIỆU CHUNG/ Chế độ làm việc và các chỉ tiêu

Trang 3

GIỚI THIỆU CHUNG/ Công tác xây dựng

• Xây dựng là sự kết hợp giữa nghệ thuật và khoa học kỹ

thuật

• Mu ốn thành công trong nghề này cần phải có kiến thức

cơ bản về kĩ thuật, máy xây dựng và hiểu biết về thực tế

kinh doanh và quản lí

• S ự cạnh tranh quốc tế ngày càng tăng và sự phát triển

nhanh chóng c ủa công nghệ làm thúc đẩy sự phát triển

của thiết bị xây dựng, vật liệu, phương pháp và các kĩ

thu ật quản lí xây dựng mới

• Các ch ương tiếp theo bàn về việc sử dụng các thiết bị

xây dựng, tập trung vào công tác đất, đá, bê tông, vận

chuy ển và xây dựng công trình lớn

• Ng ười quản lí thiết bị xây dựng ở mọi cấp đều liên quan

đến công tác lựa chọn, vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa

và thay thế tổ máy để tạo ra hiệu quả kinh tế cao nhất

và chi phí th ấp nhất có thể

Các quy định và luật xây dựng:

• Năm 2003 Quốc hội đã thông qua Luật Xây dựng quy định

khung về hoạt động xây dựng

• Loại công trình xây dựng được xác định theo công năng sử

dụng Mỗi loại công trình được chia thành năm cấp bao gồm

cấp đặc biệt, cấp I, cấp II, cấp III và cấp IV

• Cấp công trình được xác định theo loại công trình căn cứ vào

quy mô, yêu cầu kỹ thuật, vật liệu và tuổi thọ công

• Chính phủ quy định việc phân loại, cấp công trình xây dựng.

• Từ luật xây dựng, Chính phủ và Bộ ngành đã ra các nghị định,

các thông tư hướng dẫn thực hiện luật xây dựng

1. Công trình xây dựng được phân thành các loại: dân dụng,

công nghiệp, giao thông, thủy lợi, hạ tầng kỹ thuật.

2. Cấp công trình xây dựng được xác định theo từng loại công

trình, căn cứ vào tầm quan trọng và quy mô của công trình.

Công tác xây dựng

Qu ản lý xây dựng và thiết bị xây dựng:

Quản lý xây dựng:

• Phạm vi quản lý xây dựng: là công việc kiểm soát các nguồn

xây dựng cơ bản gồm: nhân lực, vật liệu, thiết bị, tiền vốn và

thời gian

• An toàn và sức khoẻ

• Chất lượng xây dựng

• Năng suất: việc sử dụng các thiết bị xây dựng lớn hơn và

năng suất cao hơn có thể làm tăng năng suất và hạ giá thành

sản phẩm

Quản lý thiết bị:

Mục tiêu của việc quản lí thiết bị:

• Mục tiêu chính của nhà quản lý thiết bị là sử dụng thiết bị

thực hiện công việc xây dựng để hoàn thành dự án đúng thời

hạn trong phạm vi ngân sách và đáp ứng các tiêu chuẩn chất

lượng.

Trang 4

Quản lý xây dựng và thiết bị xây dựng/ Quản lý thiết bị:

Đối với người quản lí dự án xây dựng:

• Lựa chọn tổ máy tối ưu cho dự án, lập kế hoạch sử dung TB

• Đảm bảo có đủ thời gian để bảo dưỡng thiết bị

• Làm việc với trưởng phòng quản lý thiết bị về hệ số sẵn sàng,

việc sử dụng và bảo dưỡng thiết bị.

Đối với người quản lý thiết bị:

• Tư vấn việc lựa chọn thiết bị, đảm bảo bảo dưỡng máy, lựa

chọn và đào tạo công nhân vận hành, bảo dưỡng thiết bị

• Quản lí các cơ sở bảo quản và bảo dưỡng thiết bị.

• Thiết lập quy trình mua sắm phụ tùng sửa chữa hiệu quả

• Làm việc với quản lý dự án về sử dụng, bảo dưỡng, hệ số sẵn

sàng của các thiết bị, theo dõi chi phí và sử dụng thiết bị

• Lập kế hoạch thanh lí và đề xuất việc mua sắm thiết bị.

Công tác đất đá, bê tông:

Lựa chọn thiết bị cho công tác đất:

• Lựa chọn thiết bị liên quan đến nhiều yếu tố, nhưng yếu tố

quan trọng nhất là khả năng đáp ứng yêu cầu công việc

• Lợi nhuận lớn nhất của dự án nên được xem là yếu tố chính

để lựa chọn thiết bị

• Khi giá trên một đơn vị năng suất là nhỏ nhất thì lợi nhuận

thường lớn nhất

• Hệ số sẵn sàng thực hiện công việc của thiết bị, khả năng cung

ứng phụ tùng, khả năng sử dụng lại và ảnh hưởng của bảo

dưỡng thiết bị đối với các hoạt động xây dựng khác

• Lập kế hoạch sử dụng thiết bị cẩn thận nhằm phát huy tối đa

hiệu quả của thiết bị

Công tác đất đá, bê tông:

Các loại vật liệu trong công tác đất, đá, bê tông:

• Đá và đất là đối tượng của máy làm đất

• Có nhiều tính chất của đất và đá ảnh hưởng đến công tác đất,

ảnh hưởng đến các mục đích xây dựng khác nhau

• Các tính chất của đất như: khả năng khai thác, khả năng vận

chuyển, khả năng chất tải, độ ẩm, trọng lượng, và sự thay đổi

thể tích, khả năng tiêu nước

• Hiểu biết về tính chất của chúng sẽ giúp ích rất lớn trong quản

lý thiết bị, lựa chọn chính xác thiết bị cũng như lựa chọn

phương pháp vận hành phù hợp với công việc cụ thể

• Vì vậy cần nghiên cứu những ảnh hưởng của đất đá liên quan

đến thiết bị:

Khả năng vận chuyển: Mức độ tác động tải trọng của đất

đối với phương tiện vận chuyển

Trang 5

 Kh ả năng chất tải: Kh ả năng chất tải là mức độ thuận

lợi khi đào và chất tải

 Đ ộ ẩm và khả năng tiêu nước:Ảnh hưởng của độ ẩm đối

với quá trình đầm Độ ẩm cũng ảnh hưởng đến trọng

lượng của đất và các tính chất vận chuyển

 Tr ọng lượng riêng của đất  (t/m 3 ): phụ thuộc từng loại

đất có ảnh hưởng đến quá trình làm việc, liên quan đến

l ực cản ma sát, khả năng nâng, dung tích gầu

 S ự thay đổi thể tích đất: V ật liệu trong công tác đất tồn

tại dưới 3 trạng thái:

-Góc xoải tự nhiên  (góc nội ma sát): Khi đổ đất đá, đống đất

sẽ tạo thành hình nón, đến một mức náo đó, góc chân nón sẽ

ổn định và không đổi, tùy thuộc vào loại đất đá.

Công tác đất đá bê tông:

Bê tông và sản xuất bê tông:

• Bê tông được tao ra bởi việc nhào trộn và đầm chặt các thành

phần: Cốt liệu, chất kết dính theo một tỷ lệ nhất định và liên

kết, đóng rắn thành một khối cứng như đá.

• Bê tông chịu được ứng suất: chịu nén, uốn, kéo, trượt, trong

đó chịu nén là ưu thế lớn nhất của bê tông

• Cường độ chịu nén là chỉ tiêu đặc trưng để đánh giá chất

lượng bê tông, gọi là mác bê tông

• Mác bê tông được phân loại từ 100, 150, 200, 250, 300, 400,

500 và 600…

• Ngày nay người ta có thể sản xuất bê tông có cường độ rất

cao lên đến 1000 daN/cm².

• Bê tông mà vật liệu này được sử dụng rất rộng rãi trong các

công trình xây dựng như nền móng, cột trụ, cọc chống, mặt

sàn, tường chắn, thân đập, đường giao thông…

Trang 6

1 Liệt kê trách nhiệm chính của người quản lí thiết bị xây dựng

2 Một khối đất có trọng lượng riêng ở dạng đất rời 1.570

kg/m 3 và ở dạng đất tự nhiên 1.950 kg/m 3 Xác định hệ số

chất tải của đất.

3 Một xe tải có khả năng chất tải 45 tấn và thể tích chứa là 26,8

m 3 Xác định thể tích đất tự nhiên có trọng lượng riêng 1.570

kg/m 3 (Khi ở dạng rời có trọng lượng riêng 1.200 kg/m 3 ) mà

xe tải có thể vận chuyển.

4 Một máy đào, đào một hố móng có kích thước

1,5mx9mx12m Đất đào lên được đổ thành đống có thể tích

196 m 3 Người ta lại lấy khốiđất đó và đắp được con đường

có kích thước mặt cắt hình thang cân 2mx3mx1,5m (Chiều

cao H=1,5m) Xác định hệ số tơi xốp và chiều dài con đường

L biết hệ số co ngót của đất K cn = 0,9

5 Tính chất cơ lý của đá có ảnh hưởng thế nào tới thiết bị ?

Cho ví dụ.

Câu hỏi và Bài tập

Trang 7

Chương 2 - NGUYÊN LÝ CẤU TẠO MÁY XÂY DỰNG

1

• Các khái niệm chung

• Lực trong cơ cấu

• Ma sát và hiệu suất

2

• Máy do nhiều chi tiết máy hợp thành và hoạt động theo

một quy luật nhất định để biến đổi năng lượng, hay chuyển

động hoặc thực hiện chức năng định trước

• Theo chức năng, có 2 loại: máy biến đổi năng lượng và máy

công tác.

• Máy biến đổi năng lượngdùng để biến đổi năng lượng từ

dạng này sang dạng khác: động cơ điện, động cơ đốt trong,

tua bin thuỷ lực, máy nén khí, máy phát điện.

• Máy công tácnhận năng lượng và truyền đến bộ công tác

làm thay đổi hình dáng, kích thước, tính chất, trạng thái, vị

trí của đối tượng thi công hoặc vật được gia công Máy xây

dựng nói chung thuộc loại máy công tác.

• Theo phương pháp điều khiển, máy có các loại: điều khiển

bằng tay, điều khiển bán tự động, điều khiển tự động và

điều khiển thông minh.

KHÁI NIỆM CHUNG – Cơ cấu

3

• Cơ cấu máy do nhiều chi tiết máy hợp thành, nhưng khác

với máy, cơ cấu chỉ dùng để thực hiện một công việc nhất

định, một động tác nhất định.

• Ví dụ: Cơ cấu tay quay – con trượt:

Trang 8

KHÁI NIỆM CHUNG - Chi tiết máy

4

• Chi tiết máy là đơn vị hợp thành của máy (hoặc cơ cấu

máy), mỗi chi tiết máy là một đơn vị liền khối hoàn chỉnh và

không thể tháo rời thêm nữa bằng các dụng cụ tháo lắp

thông dụng

• Có hai loại:

 Công dụng chung là loại

chi tiết mà đa số các máy

đều có: bu lông, đai ốc,

• Máy muốn chuyển động được thì phải cấu tạo từ khâu và

khớp

• Khâu là một đoạn kết cấu cứng mà hai đầu có khớp liên kết

với khâu khác

• Có hai loại khâu là khâu động và khâu cố định:

 Khâu động:những bộ phận chuyển động tương đối với

nhau gọi là khâu động Khâu động là đơn vị chuyển

động Ví dụ: thanh truyền

 Khâu cố định:các chi tiết máy cố định hợp thành một hệ

thống cứng và cố định, làm điểm tựa để các khâu động

có thể chuyển động được Ví dụ: Bệ máy

KHÁI NIỆM CHUNG– Khớp

6

• Khớp là chỗ liên kết giữa hai khâu với

nhau Nhờ sự tiếp xúc, liên kết đó mà các

khâu có thể chuyển động tương đối với

nhau

• Theo cách tiếp xúc, có các loại:

 Khớp loại thấp: là hai phần khớp tiếp

xúc với nhau theo mặt, như các khớp

quay, khớp tịnh tiến, khớp cầu

 Khớp loại cao:là loại hai phần khớp

tiếp xúc theo đường hoặc điểm, như

khớp động loại cầu hoặc hình trụ đặt

trên mặt phẳng, thực hiện được

những chuyển động phức tạp hơn,

nhưng chóng mòn, áp suất tập trung

lớn.

Trang 9

KHÁI NIỆM CHUNG – Ví dụ

7

Sơ đồ cơ cấu của bộ công tác máy đào gầu sấp:

• 1 - Khâu cố định (là máy cơ sở);

• Lực cản kỹ thuật là lực cản tác dụng lên bộ công tác khi thực

hiện công việc Ví dụ: lực tác dụng lên lưỡi ủi khi ủi đất, trọng

lượng hàng chuyên chở trên ôtô,

• Trong quá trình hoạt động, vận tốc các khâu thay đổi, xuất hiện

gia tốc hay luôn xuất hiện lực quán tính khi vận tốc thay đổi

Lực quán tính của khâu chuyển động có gia tốc là:

P qt = m.a;

Nội lực:

• Nội lực là những phản lực trong các khớp động

• Ở vị trí tiếp xúc khớp động xuất hiện hai thành phần lực: vuông

góc với phương chuyển động của bề mặt tiếp xúc gọi áp lực ;

song song với phương vận tốc và ngược chiều là lực ma sát

MA SÁT & HIỆU SUẤT – Ma sát

9

• Lực ma sát xuất hiện như lực cản chống lại chuyển động tương

đối giữa hai bề mặt tiếp xúc với nhau theo phương tiếp tuyến

có kèm theo toả nhiệt, được chia ra bốn loại:

 Ma sát khô: chỉ xảy ra trên bề mặt hoàn toàn sạch và khô,

phụ thuộc vào lực liên kết phân tử và sự ăn khớp của những

chỗ nhấp nhô hay lồi lõm trên bề mặt làm việc

 Ma sát nửa khô:là ma sát giữa các bề mặt tiếp xúc có màng

hấp thụ, có thể là một lớp khí hay hơi ẩm hoặc dầu mỡ, bề

dầy khoảng vài ăngstơrom (1A 0 = 10 -8 cm)

 Ma sát nửa ướt:là ma sát giữa các bề mặt tiếp xúc có một

lớp dầu hoặc mỡ bôi trơn, có độ dầy khoảng 0,1 ÷0,5m

 Ma sát ướt:là ma sát có chiều dày của lớp màng dầu bôi

trơn lớn hơn 0,5m

• Theo tính chất chuyển động, có hai loại ma sát: Ma sát trượt &

ma sát lăn.

Trang 10

MA SÁT & HIỆU SUẤT – Hiệu suất

10

• Trong cơ cấu hoặc máy, công của lực phát động do động cơ

truyền đến (A t ) bằng công cản (A c ):

A t = A c

• Công cản A c gồm hai phần: công cản có ích (A ci ) là công của các

lực cản kỹ thuật để hoàn thành công việc theo yêu cầu và công

cản có hại là công dùng để thắng lực có hại (A ms ):

A t = A ci + A ms

• Để đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng vào một việc có ích,

người ta dùng chỉ tiêu gọi là hiệu suất:

• Như vậy, máy có thể ở ba trạng thái:

 Trạng thái làm việc (0 <  < 1),

 Trạng thái chạy không tải ( = 0, hay A t = A ms ), và

 Trạng thái không làm việc được ( < 0 hay A t < A ms )

11

Xác định hiệu suất:

• của hệ thống khớp động, cơ cấu hoặc máy lắp nối tiếp :

 Giả thiết, một hệ thống bao gồm n khớp động, cơ cấu hoặc

máy, được lắp nối tiếp,  được xác định như sau:

 Hiệu suất của khớp động hoặc cơ cấu 1, 2,…, n là:

………

 Từ đó ta có:

Trong đó:

 A n - năng lượng sau khi ra khỏi hệ thống

 Vì vậy, A n = A ci hay hiệu suất :

Trang 11

13

• của hệ thống khớp động, cơ cấu hoặc máy lắp song song:

 Nếu có n cơ cấu lắp song song thì năng lượng từ động cơ

được phân phối hay chia thành A t1 , A t2 , , A tn để cung cấp

hay truyền cho các cơ cấu 1, 2, n, với điều kiện là: A t = A t1

+ A t2 + + A tn

 Theo trên ta có:

 Suy ra hiệu suất của hệ thống cơ cấu lắp song song bằng:

14

• của hệ thống khớp động, cơ cấu hoặc máy lắp song song :

• Trong trường hợp đặc biệt, nếu hiệu suất của các cơ cấu đều

bằng nhau, nghĩa là:  1 =  2 =….=  n =  c , thì  của hệ thống cơ

cấu lắp song song sẽ bằng  của mỗi cơ cấu:

15

• của hệ thống khớp động, cơ cấu hoặc máy lắp hỗn hợp :

 Trong các máy và tổ hợp máy dùng các hệ thống khớp động

hoặc cơ cấu vừa lắp nối tiếp vừa lắp song song, không thể

tìm được công thức duy nhất để xác định hiệu suất

 Cần phải phân tích chúng thành những hệ thống cơ cấu lắp

nồi tiếp và lắp song song riêng, rồi dùng các công thức để

tính hiệu suất của hệ thống khớp động, cơ cấu hoặc máy

Trang 12

NGUYÊN LÝ CẤU TẠO MXD – Câu hỏi ôn tập

16

1 Phân biệt máy, cơ cấu và chức năng của máy.

2 Khi bắt đầu thiết kế máy người ta sử dụng khâu khớp nhằm

mục đích gì?

3 Hãy vẽ lược đồ cơ cấu bộ công tác máy đào gầu ngửa (cần, tay

gầu, gầu) dưới dạng khâu và khớp và phân tích chúng thuộc

dạng khớp gì, loại mấy?

4 Tính nội lực trong các khớp nhằm mục đích gì?

5 Phân biệt các loại ma sát.

6 Vì sao phải tính hiệu suất của máy, muốn nâng cao hiệu suất

thì phải làm gì?

7 Nêu cách xác định hiệu suất của hệ thống khớp động, cơ cấu

hoặc máy lắp nối tiếp, song song, hỗn hợp?

Trang 13

• Động cơ đốt trong là loại động cơ nhiệt hoạt động theo

nguyên lý biến nhiệt năng thành cơ năng, được dùng để

dẫn động trong nhiều loại MXD

Phân loại:

• Theo sử dụng nhiên liệu: động cơ xăng và động cơ điêzen

• Theo số kỳ hay hành trình:

 Động cơ bốn kỳ: chu trình làm việc được hoàn thành

sau bốn hành trình của píttông hoặc hai vòng quay của

trục khuỷu.

 Động cơ hai kỳ: chu trình làm việc được hoàn thành sau

hai hành trình của píttông hoặc một vòng quay của trục

khuỷu.

• Có thể phân loại động cơ theo công dụng, tỷ số nén,

phương pháp tạo hoà khí, đốt cháy, phương pháp làm mát,

dung tích làm việc, số, cách đặt xi lanh.

ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG - Cấu tạo & các thông số

9 10

3

Cấu tạo chung:

Các thông số cơ bản :

• Điểm chết trên (ĐCT) và điểm chết

dưới ( ĐCD)

• Hành trình của píttông , S : là

khoảng dịch chuyển của pít tông

từ điểm chết trên đến điểm chết

dưới

• Dung tích buồng đốt , V c

• Dung tích công tác xi lanh , V s : là

phần thể tích bên trong xi lanh

ứng với hành trình làm việc S của

píttông:

D - đường kính trong của xi lanh

Trang 14

ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG - Cấu tạo & các thông số

4

Các thông số cơ bản :

• Dung tích toàn phần của xi lanh , V tp: là thể tích phần không

gian bên trong giữa nắp xi lanh và đỉnh píttông khi píttông

ở ĐCD, do đó:

V tp = V c + V s

• Tỷ số nén của động cơ ,  : là tỷ số giữa dung tích toàn phần

và dung tích buồng cháy:

 Tỷ số nén biểu thị hoà khí (không khí) bị nén nhỏ đi bao

nhiêu lần khi píttông đi từ ĐCDĐCT

  có ảnh hưởng đến công suất và hiệu suất (xăng = 3,5

1 Trục khuỷu; 2 Xi lanh; 3 Píttông; 4 ống nạp; 5 Bộ chế hoà

khí; 6 Xupáp nạp; 7 Buzi; 8 Xupáp xả; 9 Thanh truyền

ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG - Cấu tạo & NLLV

6

Động cơ bốn kỳ:

a) Động cơ xăng bốn kỳ:

Nguyên lý làm việc :

• Trục khuỷu 1 quay (theo chiều mũi tên), thanh truyền 9

được nối bản lề với trục khuỷu và píttông 3 Píttông chuyển

động tịnh tiến trong xi lanh 2

• Mỗi chu trình làm việc của động cơ xăng bốn kỳ bao gồm

bốn hành trình: nạp, nén, nổ và xả, trong đó có một hành

trình sinh công (nổ)

• Píttông phải dịch chuyển lên xuống bốn lần và trục khuỷu

phải quay hai vòng, từ 0 0 720

• Mỗi lần píttông di chuyển lên hoặc xuống gọi là một hành

trình hay một kỳ hoặc một thời Chu trình làm việc của một

xi lanh ở động cơ xăng bốn kỳ như sau:

Trang 15

7

Nguyên lý làm việc :

• Hành trình nạp: trục khuỷu 1 quay, píttông sẽ dịch chuyển từ ĐCT

xuống ĐCD, xupáp nạp 6 mở, xupáp xả 8 đóng làm cho áp suất

trong xi lanh 2 giảm và hoà khí, gồm hơi xăng hỗn hợp với không

khí, từ bộ chế hoà khí 5, qua ống nạp 4 được hút vào xi lanh.

• Hành trình nén : xupáp nạp và xả đều đóng Píttông dịch chuyển

từ ĐCD lên ĐCT, hoà khí trong xi lanh bị nén, áp suất và nhiệt độ

tăng lên Cuối hành trình nén, buzi 7 của hệ thống đánh lửa

phóng tia lửa điện để đốt cháy hoà khí.

• Hành trình nổ: xupáp nạp và xả vẫn đóng Khi píttông vừa đến

ĐCT thì tốc độ cháy hoà khí càng nhanh, làm cho áp suất của khí

cháy tăng lên, píttông bị đẩy từ ĐCT xuống ĐCD, qua thanh

truyền làm quay trục khuỷu sinh công

• Hành trình xả: xupáp nạp vẫn đóng, xupáp xả mở Píttông dịch

chuyển từ ĐCD lên ĐCT và đẩy khí cháy qua xupáp 8 và theo ống

1 Trục khuỷu; 2 Xi lanh; 3.Pít tong; 4 Ống dẫn cao áp; 5 Bơm cao áp;

6 Xupáp nạp; 7 Vòi phun; 8 Xupáp xả; 9 Thanh truyền

9

Nguyên lí làm việc của động cơ điêzen bốn kỳ:

• Tương tự như động cơ xăng bốn kỳ, nghĩa là píttông cũng phải

thực hiện bốn hành trình nạp, nén, nổ và xả

• Nhưng trong động cơ điêzen bốn kỳ thì quá trình nạp và nén chỉ

là không khí sạch (không phải là hoà khí)

• Nhiên liệu được phun vào xi lanh ở cuối hành trình nén và do

không khí nén có nhiệt độ cao nên tự bốc cháy (không dùng tia

lửa điện)

• Chu trình làm việc của động cơ điêzen bốn kỳ một xi lanh như

sau:

• Hành trình nạp: khi trục khuỷu 1 quay, píttông 3 dịch chuyển từ

ĐCT xuống ĐCD, xupáp nạp 6 mở, xupáp xả 8 đóng, áp suất trong

xi lanh 2 giảm, không khí ở bên ngoài qua bầu lọc được hút vào

xi lanh

Trang 16

10

Nguyên lí làm việc của động cơ điêzen bốn kỳ:

• Hành trình nén: xupáp nạp và xả đều đóng, píttông dịch chuyển

từ ĐCD lên ĐCT, không khí trong xi lanh bị nén, áp suất và nhiệt

độ tăng lên Đồng thời ở cuối kỳ nén, vòi phun 7, nhờ bơm cao

áp 5 sẽ phun nhiên liệu vào xi lanh, dưới dạng sương mù, với

không khí nén có nhiệt độ và áp suất cao, rồi tự bốc cháy.

• Hành trình nổ: xupáp nạp và xả vẫn đóng Do nhiên liệu phun

vào xi lanh ở cuối kỳ nén, đã được đốt cháy, nên khi píttông vừa

đến ĐCT thì nhiên liệu càng cháy nhanh hơn, làm cho áp suất khí

cháy tăng lên đẩy píttông từ ĐCT xuống ĐCD, qua thanh truyền 9,

làm quay trục khuỷu 1 và sinh công

• Hành trình xả:xupáp nạp vẫn đóng còn xupáp xả mở, píttông

dịch chuyển từ ĐCD lên ĐCT và đẩy khí cháy đã làm việc ra khỏi

xi lanh Sau hành trình xả, nếu động cơ vẫn tiếp tục làm việc, thì

quá trình lặp lại từ đầu hay một chu trình mới lại được thực hiện

• Nhưng để hoàn thành một chu trình làm việc, trục khuỷu của

động cơ hai kỳ chỉ cần quay một vòng, tức là 360 0 và píttông dịch

chuyển hai hành trình

• Do đó, trong mỗi hành trình của píttông sẽ có nhiều quá trình

cùng xảy ra.

• Động cơ hai kỳ, thường dùng, có hai loại:

 Động cơ xăng hai kỳ không có xupáp

 Động cơ điêzen hai kỳ chỉ có xupáp xả.

12

Động cơ xăng hai kỳ: loại không có

xupáp, một xi lanh

Hành trình nén, nạp (a):

• Khi trục khuỷu 2 quay, píttông 5

đi từ ĐCD lên ĐCT, cửa xả 4

được píttông đậy kín

• Hoà khí có sẵn trong xi lanh 6 bị

nén, áp suất và nhiệt độ tăng

dần, đến khi píttông đi gần tới

ĐCT thì bị bốc cháy nhờ buzi

phóng tia lửa điện

• Khi píttông đi lên để nén hoà khí, thì ở phía dưới píttông, trong

cácte 1, áp suất giảm và hoà khí từ bộ chế hoà khí qua ống nạp

được hút vào cácte qua cửa nạp 3 để chuẩn bị cho việc thổi hoà

khí vào xi lanh ở hành trình sau.

Trang 17

13

Hành trình nổ và thay khí (b):

• Hoà khí đã được đốt cháy ở

cuối kỳ nén, nên khi píttông

đến ĐCT, hoà khí cháy mạnh

hơn, áp suất tăng lên, đẩy

píttông từ ĐCT xuống ĐCD,

qua thanh truyền 10 làm quay

trục khuỷu 2 sinh công.

• Khi píttông gần tới ĐCD, cửa xả 4 mở, sau đó cửa thổi 8 có chiều

cao thấp hơn cửa xả cũng được mở tiếp và cửa nạp 3 đóng lại

• Khí cháy được xả ra ngoài và hoà khí ở cácte bị nén, có áp suất

lớn hơn áp suất khí cháy còn lại, sẽ theo rãnh dẫn 9, qua cửa

thổi 8 vào xi lanh có hướng về phía trên đỉnh của píttông, góp

phần làm sạch khí cháy và chuẩn bị cho hành trình sau

14

Hành trình nén (a):

• Trục khuỷu 1 quay,

píttông 7 đi từ ĐCD lên

ĐCT, các cửa thổi 9 được

đậy kín và sau đó xupáp

xả 6 cũng đóng lại, không

khí trong xi lanh 4 bị nén,

áp suất và nhiệt độ tăng

lên, khi píttông gần tới

ĐCT, vòi phun 5 sẽ phun

nhiên liệu ở dạng sương

mù với áp suất cao

• Nhiên liệu hoà trộn với khí nén có nhiệt độ cao, tự bốc cháy

Đ/cơ đi-ê-zen hai kỳ: có xupáp xả:

ĐCT thì cháy nhanh hơn, áp suất

khí cháy tăng lên và đẩy píttông từ

ĐCT xuống ĐCD, qua thanh truyền

2 làm quay trục khuỷu 1 và sinh

công

• Khi píttông gần tới ĐCD, xupáp xả 6

mở, sau đó các lỗ ở cửa thổi 9 cũng

được mở ra.

• Khí cháy có áp suất lớn hơn khí trời nên được xả ra ngoài

• Đồng thời khí mới ở bên ngoài, qua bình lọc, nhờ máy nén khí 3,

buồng khí 8 và các cửa thổi 9 được cung cấp vào xi lanh với áp

suất lớn hơn áp suất của khí xả còn lại, góp phần làm sạch khí

cháy trong đó và chuẩn bị cho hành trình sau

Trang 18

ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG - Một số cải tiến HTNL

16

Một số cải tiến trong hệ thống nhiên liệu (Trang 48 ÷ 54):

• Những vấn đề chung về hệ thống nhiên liệu

• Hệ thống nhiên liệu truyền thống

• Hệ thống nhiên liệu kiểu mới:

 EUI (Electronic unit injector), vòi phun được tác động

bằng cơ khí và thời điểm phun điều khiển bằng điện tử.

 Loại HEUI (Hydraulic electronic unit injector), vòi phun tác

động bằng thuỷ lực và thời điểm phun điều khiển bằng

điện tử.

 Loại PEEC làm việc như một bơm thông thường nhưng

được điều khiển bằng một biến tốc điện tử và vòi phun

được tác động bằng cơ học.

17

Hệ thống nhiên liệu HEUI:

ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

18

• Mạch thứ nhất dùng bơm 7 cung cấp dầu áp lực cao để tác động

vào vòi phun thay cho vấu cam ở trong hệ thống nhiên liệu cũ

(Các bộ phận từ 1 ÷ 12);

• Mạch thứ hai dùng bơm bánh răng 21 để luân chuyển nhiên liệu

từ áp suất thấp của lọc thô 18 lên áp suất cao

• Sau khi bơm, nhiên liệu phải qua lọc thứ cấp 20 rồi đến đường

dầu 19 và nối trực tiếp tới cửa cấp nhiên liệu của từng vòi phun

• Khi ECM tác động vào mỗi vòi phun qua đường 14, thì nhiên liệu

được phun vào xi lanh với áp suất cao nhờ tác động của dòng

thuỷ lực cao áp do bơm 7 cung cấp

• Các vòi phun điều khiển điện tử có thể thay đổi thời điểm bắt

đầu và kết thúc phun tuỳ thuộc vào điều kiện làm việc của động

cơ: đầy đủ tải, non tải

• Phun mồi để tạo thành ngọn lửa cháy rồi mới phun tiếp

Trang 19

ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG - Một số cải tiến HTNL

19

• Các thiết bị điện tử xác định một cách chính xác điều kiện làm

việc thực tế của động cơ và thời điểm bắt đầu và kết thúc phun

• ECM sử dụng số liệu của động cơ do cảm biến cấp để điều chỉnh

việc cung cấp nhiên liệu căn cứ vào biểu đồ hoạt động đã được

lập trình trước trong phần mềm điều khiển động cơ

• Như vậy áp suất phun độc lập với tốc độ động cơ

• Áp suất phun cao tạo ra thời gian thích ứng với tải nhanh, tạo

được sương mù tốt hơn, tạo ra hành trình nổ hiệu quả hơn nên

giảm khói và khí thải, bảo đảm khả năng khởi động trong thời

tiết lạnh tốt hơn

• HEUI: Chuẩn đoán trước những trục trặc kỹ thuật Tối ưu việc

điều khiển các vòi phun Tỷ lệ nhiên liệu - không khí được điều

khiển thông qua từng mức tải khác nhau Kiểm soát thời gian

phun làm tăng hiệu suất và làm giảm mức tiêu hao nhiên liệu

20

Vòi phun HEUI:

• ECM xử lí số liệu, xác định lượng nhiên liệu và

áp suất cần phun, thời gian phun rồi truyền

dòng điện đến công tắc điện từ 6 để hút van

trụ 1 chuyển động về bên phải, đóng đường

dầu hồi 5, dầu cao áp đi qua cửa 2, 3 tác động

lên đỉnh píttông 8 và đẩy píttông lông giơ 10

làm tăng áp suất nhiên liệu trong khoang chứa

17 để mở van kim 14.

• Khi công tắc 6 bị ngắt, lò xo 4 đẩy van trụ trở

về vị trí ban đầu, đường hồi 5 mở ra, píttông

lông giơ cũng trở về vị trí cũ nhờ lò xo 9 và

nhiên liệu lại được điền vào khoang 17 để có

thể sẵn sàng thực hiện chu trình tiếp theo.

21

Ưu điểm:

• Tính cơ động cao và làm việc độc lập, không phụ thuộc nguồn

năng lượng cung cấp bên ngoài

• Tuổi thọ có thể đạt tới 8.000 ÷ 10.000 h

• Phạm vi điều chỉnh tốc độ lớn (2 ÷ 2,5).

Nhược điểm:

• Cấu tạo phức tạp, không đảo chiều quay trực tiếp được mà

phải có thêm bộ phận đảo chiều (hộp số)

• Khó có khả năng chịu quá tải, nhiên liệu đắt tiền

• Đòi hỏi chất lượng nhiên liệu cao và chi phí, chăm sóc kỹ thuật

tốn kém trong quá trình vận hành.

Trang 20

ĐỘNG CƠ ĐIỆN - Công dụng và phân loại

22

Công dụng:

• Được sử dụng rộng rãi trên các máy cố định hoặc di chuyển

ngắn, các máy hoạt động trong không gian hẹp như trong một

nhà xưởng, bến bãi, trong phạm vi nhà máy, đó là các máy

trục, máy sàng, máy trộn bê tông, máy vận chuyển liên tục

Phân loại :

• Động cơ điện xoay chiều:

 Không đồng bộ: rôto lồng sóc và rôto dây cuốn

• Cấu tạo đơn giản, có khả năng tự đảo chiều quay, giá thành hạ

• Khả năng quá tải lớn (2,5 ÷ 4)

• Khởi động nhanh, dễ tự động hoá

• Điều khiển và sử dụng động cơ điện dễ dàng, không phải chăm

sóc nhiều, không gây ô nhiễm môi trường

• Trọng lượng không lớn, kết cấu nhỏ gọn

• Công dụng: Bơm thuỷ lực được dùng rất nhiều trong các máy

xây dựng hiện đại như máy xúc, máy ủi, cần trục và nhiều loại

Trang 21

BƠM THỦY LỰC – Cấu tạo và nguyên lí làm việc

• Khi bơm làm việc, bánh răng chủ động 6 quay đẩy bánh răng bị

động 3 quay theo chiều mũi tên

• Khi các bánh răng ra khỏi vùng ăn khớp tạo ra các khoảng hổng

khe răng

• Chất lỏng ở khoang hút A được điền vào các khe hở đó và được

đẩy lên trên theo chuyển động của bánh răng

• Do lượng chất lỏng được lấy đi nên áp suất ở A giảm xuống và

nhỏ hơn áp suất mặt thoáng nên chất lỏng được hút vào bơm

26

Bơm bánh răng:

• Chất lỏng chứa trong các rãnh răng bị dồn ép để vòng theo vỏ

bơm tới ống xả Đồng thời từ buồng B các bánh răng vào ăn

khớp với nhau, đẩy chất lỏng ra khỏi các rãnh răng và không cho

chất lỏng trở về A

• Như vậy áp suất vùng B tăng lên và cao hơn áp suất bên ngoài,

do đó chất lỏng được đẩy ra ngoài theo ống xả.

• Để hạn chế áp suất làm việc tối đa của bơm, người ta bố trí van

an toàn 5 trên ống đẩy

• Lưu lượng Q: Q = 2zm 2 bn; (l/ph)

z - số răng của bánh răng chủ động;

m - môđun ăn khớp của răng, dm;

b - chiều dầy của bánh răng, dm;

• Nhờ dẫn động từ động cơ, qua cơ cấu tay quay - thanh truyền,

píttông 4 chuyển động tịnh tiến đi lại trong xi lanh 3, với hành

trình S = 2R (R là bán kính tay quay 1)

• Hai điểm B 1 và B 2 là giới hạn chuyển động của píttông tương ứng

với hai vị trí C 1 và C 2 của tay quay 1

• Khi buồng 7 chứa đầy chất lỏng, nếu tay quay từ vị trí C 2 quay

theo chiều mũi tên, thì píttông dịch chuyển từ điểm B 2 về trái

Trang 22

28

Bơm pít tông:

• Thể tích buồng 7 tăng dần, áp suất P trong đó giảm đi và nhỏ hơn

áp suất P 0 trên mặt thoáng của thùng chứa chất lỏng 10 (P < P 0 ).

• Chất lỏng từ thùng 10 được hút qua van 8 vào buồng 7 và van 6

vẫn đóng.

• Pít tông dịch chuyển từ điểm B 2 đến điểm B 1 , bơm thực hiện quá

trình hút

• Khi tay quay 1 đến vị trí C1 , tương ứng với píttông ở vị trí B 1 , thì

quá trình hút của bơm kết thúc

• Sau đó, tay quay tiếp tục quay, từ C 1 đến C 2 , píttông đổi chiều

chuyển động, từ B 1 đến B 2, thể tích buồng 7 giảm dần, áp suất

chất lỏng tăng lên, van 8 đóng, van 6 mở, chất lỏng chảy vào ống

đẩy 5

• Quá trình píttông di chuyển từ B 1 đến B 2 gọi là quá trình đẩy.

29

Bơm pít tông:

• Cứ mỗi vòng quay của tay quay thì bơm thực hiện được hai quá

trình hút và đẩy liền nhau

• Nếu tay quay tiếp tục quay thì bơm lặp lại quá trình hút và đẩy

như trên

• Do đó, quá trình hút và đẩy của bơm píttông gián đoạn và xen kẽ

nhau Một quá trình hút và đẩy kế tiếp nhau gọi là một chu kì

làm việc của bơm.

• Rôto quay theo chiều mũi tên với tốc độ quay n, thể tích chứa

chất lỏng từ A đến mặt cắt C - C tăng hay áp suất giảm, chất lỏng

qua ống 6 được hút vào bơm

• Khi cánh gạt di chuyển từ mặt cắt C đến B làm giảm thể tích chứa

chất lỏng hay áp suất tăng và đẩy chất lỏng vào ống đẩy 5

• Muốn bơm có lưu lượng đều, ít dao động, thì số cánh gạt

thường có từ 4  12 cánh

Trang 23

r s , r r - bán kính của stato & rôto, dm

D - đường kính trong của vỏ bơm,

• Cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ, làm việc chắc chắn;

• Khả năng chịu quá tải lớn;

• Tự động hoá trong điều khiển và tuổi thọ cao.

• Máy nén khí có tác dụng cung cấp khí nén, cho động cơ chạy

bằng khí nén của các thiết bị dùng khí nén (búa hơi đóng cọc)

hoặc cơ cấu điều khiển (phanh ôtô)

• Máy nén khí có cấu tạo tương tự bơm thuỷ lực loại píttông

hoặc cánh gạt, làm việc với công suất cao,

• Máy nén khí, làm việc an toàn, khởi động nhanh, không gây ô

nhiễm môi trường nhưng cấu tạo cồng kềnh, hiệu suất thấp do

tổn thất trên đường ống dẫn, nên hiện nay ít dùng.

Trang 24

CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP

34

1 Vẽ sơ đồ, trình bày cấu tạo nguyên lí hoạt động của động cơ

xăng và động cơ đi-ê-zen 4 kì?

2 So sánh động cơ xăng và điezen 2 kỳ (cấu tạo, nguyên lý làm

việc và ưu nhược điểm).

3 So sánh động cơ xăng và điezen 4 kỳ (cấu tạo, nguyên lý làm

việc và ưu nhược điểm).

4 So sánh động điezen 2 kỳ và 4 kỳ (cấu tạo, nguyên lý làm việc

và ưu nhược điểm).

5 Vì sao nói động cơ điện tử lại tiến bộ hơn động cơ truyền

thống?

6 So sánh ưu nhược điểm của động cơ điện và động cơ đốt

trong

7 Vẽ sơ đồ cấu tạo và trình bày nguyên lí hoạt động của các loại

bơm bánh răng, bơm pitông, bơm cánh gạt?

Trang 25

Chương 4 – TRUYỀN ĐỘNG TRONG MXD

1

• Công dụng & phân loại

• Truyền động là khâu trung gian dùng để truyền chuyển

động hoặc công suất từ động cơ đến bộ công tác hay các bộ

phận làm việc của máy.

Phân loại:

• Căn cứ vào phương pháp truyền năng lượng, truyền động

trong máy xây dựng có thể chia ra:

• Là một dạng của truyền động cơ học có tác dụng truyền

chuyển động hay công suất từ động cơ đến các bộ phận làm

việc của máy hoặc từ trục này đến trục khác nhờ cơ năng

• Theo nguyên lý làm việc: truyền động ma sát & ăn khớp

• Truyền động ma sát có thể là truyền động ma sát trực tiếp

và truyền động ma sát gián tiếp

• Truyền động ăn khớp được chia ra : Trực tiếp và gián tiếp

• Truyền động ăn khớp trực tiếp là truyền chuyển động cho

nhau giữa các trục nhờ các bánh răng ăn khớp với nhau

• Truyền động ăn khớp gián tiếp là truyền động giữa hai trục

xa nhau nhờ các đĩa xích lắp trên hai trục và xích trung gian.

Trang 26

TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ -Truyền động ma sát

4

Truyền động đai/ Cấu tạo và NLLV:

• Dây đai 2 tiếp xúc có độ căng nhất định với bánh 1 và 3

bằng góc ôm

• Vật liệu đai làm bằng da, vải cao su hoặc chất dẻo

• Nhờ ma sát giữa dây đai và các bánh đai, bánh chủ động 1

quay truyền chuyển động qua dây đai 2 và dây 2 truyền

chuyển động sang bánh bị động 3 quay theo

5

Truyền động đai/ Ưu nhược điểm:

• Ưu điểm:

 Có khả năng truyền công suất giữa hai trục có khoảng

cách xa nhau,

 Làm việc êm do vật liệu đai có tính đàn hồi

 An toàn khi quá tải do dây đai có thể trượt trên bánh

đai, bảo đảm cho chi tiết hoặc bộ phận máy không bị hư

hỏng,

 Giá thành hạ, kết cấu đơn giản, dễ sử dụng, bảo quản.

• Nhược điểm :

• Kích thước lớn

• Tỷ số truyền của truyền động đai không ổn định, do có

sự trượt đàn hồi của dây đai trên bánh đai

• Lực tác dụng lên trục và ổ lớn, do phải căng đai, tuổi thọ

thấp khi làm việc với tốc độ cao

Trang 27

TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ - Truyền động ma sát

7

Truyền động đai – Điều chỉnh sức căng của đai:

1 Bánh đai chủ động; 2 Con lăn căng đai; 3 Dây đai;

4 Bánh đai bị động; 5 Đối trọng; 6 Tay đòn lắp đối trọng;

7 Bulông điều chỉnh; 8 Giá máy; 9 Bulông điều chỉnh

8

Truyền động bánh ma sát/ Cấu tạo và NLLV:

• Hai bánh ma sát hình trụ/nón ép vào nhau bằng một lực Q

• Khi bánh dẫn 1 quay, ở chỗ tiếp xúc xuất hiện lực ma sát, nhờ

đó mà bánh bị dẫn 2 quay

9

Truyền động bánh ma sát/ Cấu tạo và NLLV:

• Nếu hai bánh ma sát có dạng hình nón, thì có thể truyền chuyển

động giữa hai trục vuông góc với nhau

• Nếu một trong hai bánh ma sát có điểm tiếp xúc hoặc bán kính

lăn thay đổi dần dần, thì có thể thay đổi được tỷ số truyền và

bộ truyền bánh ma sát này trở thành biến tốc ma sát

Trang 28

10

Truyền động bánh ma sát/ Ưu, nhược điểm:

Ưu điểm:

• Cấu tạo đơn giản, chỉ có hai bánh ma sát tiếp xúc với nhau

• Làm việc êm, do đó có khả năng tăng tốc độ quay;

• Có thể điều chỉnh vô cấp số vòng quay

• Khi làm việc, hai bánh ma sát phải tiếp xúc với nhau nên áp lực

lên trục và ổ lớn do có lực ép giữa hai bánh ma sát

• Tỷ số truyền của loại truyền động này không ổn định vì có sự

trượt

• Hiệu suất thấp, = 0,7 0,95, cần phải có thiết bị ép hai bánh ma

sát với nhau (hệ lò xo) để duy trì sự tiếp xúc, mà ở những

truyền động ăn khớp (ví dụ bánh răng) không cần.

11

Truyền động bánh ma sát – Các thông số cơ bản:

• Lực ép Q tính cho trường hợp tỷ số truyền i không đổi:

Truyền động bánh ma sát – Các thông số cơ bản:

• Lực ép Q trường hợp tỷ số truyền i thay đổi: tính tương tự

như trường hợp bánh ma sát hình nón hay côn, nhưng  1 =

Trang 29

TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ - Truyền động ăn khớp

13

Truyền động bánh răng/ Cấu

kim hoặc gang

• Các loại thép này phải nhiệt luyện hay xử lý bề mặt răng đạt độ

cứng nhất định để chống mòn

• Khi làm việc, nhờ sự ăn khớp của các răng, bánh răng dẫn 1

quay sẽ đẩy bánh răng bị dẫn 2 quay theo.

TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ -Truyền động bánh răng

15

Truyền động bánh răng/ Ưu, nhược điểm:

Ưu điểm:

• Kích thước nhỏ, hiệu suất cao, = 0,97÷ 0,99

• Bánh răng chịu được tải lớn, làm việc chắc chắn, tỷ số

truyền ổn định và dễ sử dụng

• Khi chế tạo cẩn thận, bôi trơn tốt thì bộ truyền bánh răng

có tuổi thọ cao, làm việc êm

• Chế tạo phải có độ chính xác cao, chịu va đập kém

• Có tiếng ồn khi làm việc với tốc độ lớn ở trường hợp sử

dụng bánh răng thẳng khi chế tạo không chính xác

• Ngày nay, do sự phát triển cao của công nghệ chế tạo máy,

dụng cụ đo, nên việc chế tạo chính xác bánh răng không còn

là rào cản nữa

Trang 30

16

Truyền động bánh răng/ Các thông số cơ bản:

Các thông số hình bánh răng trụ răng thẳng ăn khớp ngoài:

• Số răng z: số răng của bánh răng nhỏ z 1 không được quá ít

(thường >11) và số răng bánh lớn z 2 không quá nhiều (nhất

là các cặp bánh răng lắp trong hộp số).

• Tỷ số truyền, i:

• Mô-đun ăn khớp m:

t - bước răng

• Để một cặp bánh răng ăn khớp được với nhau phải có mô

đun ăn khớp m như nhau Thông số m được tiêu chuẩn và

m = 0,05 ÷ 100

• Ngoài ra còn có nhiều loại bánh răng khác: răng nón răng

thẳng, răng chéo, răng trụ chéo, răng xoắn,

• Các bánh răng chéo hay răng nghiêng ăn khớp êm, liên tục,

không gây ồn và chế tạo cũng phức tạp hơn.

17

Truyền động bánh răng/ Công dụng:

• Các cặp bánh răng được lắp trên các trục liên tiếp nhau tạo

thành một hộp số truyền chuyển động và công suất

• Ngoài chức năng truyền động, bánh răng còn được sử dụng vào

mục đích khác như khớp nối (khớp răng), bơm thuỷ lực (bơm

bánh răng), v v

• Ngày nay nhiều máy xây dựng hiện đại thường dùng hộp số

truyền động hành tinh kết hợp phanh thuỷ lực.

• Việc kết hợp này đã là một tiến bộ kỹ thuật lớn làm thay đổi

hẳn phương pháp sang số cơ học thông thường nặng nề sang

phương pháp chuyển tốc độ bằng phanh kết hợp các cặp hành

1 Vành răng; 2 Bánh răng hành tinh; 3 Bánh răng trung tâm; U- Cần

• Kết cấu nhỏ gọn, tỷ số truyền lớn do cách kết hợp chuyển động

giữa các bánh răng hành tinh và bánh răng mặt trời

• Tuy nhiên chế tạo hộp số kiểu này đòi hỏi độ chính xác cao

Trang 31

TRUYỀN ĐỘNG – Truyền động cơ khí

19

Truyền động ăn khớp / Truyền

nối với nhau bằng bản lề

• Xích truyền chuyển động hay

công suất từ trục dẫn sang trục

bị dẫn, nhờ sự ăn khớp của các

mắt xích với răng đĩa xích.

• Xích thường được chế tạo

bằng thép hợp kim và phải

nhiệt luyện để bảo đảm độ bền

20

Truyền động xích/ Ưu, nhược điểm:

Ưu điểm:

• Truyền động xích có thể truyền chuyển động giữa hai trục cách

nhau tương đối xa (A max = 8m)

• So với truyền động đai thì truyền động xích có kích thước nhỏ

gọn hơn, có tỉ số truyền không đổi, có hiệu suất cao η=0,98,

lực tác dụng lên trục nhỏ

• Có thể đồng thời truyền chuyển động và công suất cho nhiều

trục.

• Kết cấu của truyền động xích phức tạp hơn truyền động đai

nên cần chăm sóc thường xuyên, chóng mòn

• Làm việc ồn và có thể gây tải trọng động, lúc căng lúc chùng

sinh ra va đập

• Chế tạo, lắp ráp đòi hỏi chính xác cao, nên giá thành cao.

21

Truyền động xích / Các thông số cơ bản:

 [p] = 14  35 MPa - áp suất cho phép trong bản lề ;

 b 0 - chiều dài của ống 6, mm; d - đường kính của chốt 4, mm;

 k c = 1,2  3,0 - hệ số kể đến điều kiện bôi trơn, điều chỉnh ,

• Công suất truyền, N: N = P.v;

• Khoảng cách trục: A = (30  50).t

Trang 32

TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC – Công dụng & Phân loại

22

Công dụng:

• Truyền động thuỷ lực để truyền

chuyển động hay công suất từ

• Bơm 1 cung cấp dầu từ thùng 6

qua van phân phối 3 và vào xi

lanh 5 làm cho píttông 4 chuyển

động tịnh tiến qua lại

• Chất lỏng đi vào khoang bên trái

của xi lanh 5 và píttông 4 bị đẩy

sang phải

• Muốn đảo chiều chuyển động của

píttông, chỉ cần xoay vị trí van

1 Bơm; 2 Van an toàn; 3 Van phân phối;

4 Động cơ thuỷ lực rô to; 5 Thùng dầu.

• Bơm 1 cung cấp dầu hay chất

lỏng từ thùng 5, qua van phân

phối 3 vào đ/cơ thuỷ lực rôto,

làm rôto quay

• Chất lỏng đi vào động cơ thuỷ lực

4 ở phía trên, làm rôto quay, sau

đó chất lỏng ra khỏi động cơ qua

van phân phối 3 và trở về thùng

• Muốn đảo chiều chuyển động của

rôto, xoay van 3 một góc 90 0

Trang 33

TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC – TĐTL thể tích

25

Ưu, nhược điểm:

Ưu điểm:

• Điều chỉnh được vận tốc bộ công tác

• Truyền được công suất lớn, dễ đảo chiều chuyển động

• Làm việc ổn định, êm và không phụ thuộc vào tải trọng

• Cấu tạo gọn nhẹ, lực quán tính nhỏ, độ chính xác cao, nhạy và

an toàn

• Biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến dễ dàng,

dễ tiêu chuẩn hoá và tự động hoá.

• Yêu cầu rất cao về chất lượng chất lỏng.

26

Khớp nối thuỷ lực/ Cấu tạo & NLLV

dọc theo các cánh dẫn, từ tâm ra ngoài

bánh bơm với vận tốc tăng dần

• Sau đó, chất lỏng chuyển sang bánh

tua-bin 2, qua các cánh dẫn, làm cho bánh

tua-bin quay cùng chiều với bánh bơm

Do đó, mômen quay được truyền từ

Biến tốc thuỷ lực/ Cấu tạo & Nguyên lý làm việc:

3- Tua bin

4- Bơm

5-Bánh phản ứng

• Khi chất lỏng qua bánh phản ứng 5 sẽ

truyền cho nó mômen quay, nhưng do nó

cố định với vỏ nên có tác dụng như một

điểm tựa và truyền lại cho chất lỏng

mômen động lượng, gọi là mômen phản

ứng

• Biến tốc thuỷ lực làm việc tương tự khớp

nối thuỷ lực, chỉ khác có thêm bánh phản

ứng, làm biến đổi mômen của trục dẫn

hoặc thay đổi hướng và vận tốc của dòng

chất lỏng

Trang 34

TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC – TĐTL thủy động

28

Ưu, nhược điểm:

Ưu điểm:

• Phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng;

• Cải thiện được điều kiện khởi động, vì truyền động thuỷ lực

thuỷ động, cho phép khởi động máy ngay cả khi có tải;

• Giảm tải trọng động và dao động xoắn do nối “mềm” với bộ

phận công tác hay tua-bin

• Nâng cao độ tin cậy của các chi tiết của cơ cấu hoặc máy, vì có

khả năng quá tải cao, nên tuổi thọ của máy tăng, dễ điều

khiển tự động.

• Hiệu suất thấp, do có sự trượt

• Chế tạo khó và đắt hơn bộ truyền cơ khí

• Phải có hệ thống làm mát và cung cấp chất lỏng

TRUYỀN ĐỘNG – Câu hỏi ôn tập

29

1 Truyền động dùng để làm gì? Có những loại truyền động

nào?

2 Đặc điểm của truyền động cơ khí, truyền động thuỷ lực,

truyền động điện, khí nén

3 Các bộ phận chính trong truyền động đai? truyền động bánh

ma sát? Truyền động bánh răng? Truyền động xích?

4 So sánh ưu nhược điểm của các loại truyền động

5 Đặc điểm của truyền động bánh răng, điều kiện để một cặp

bánh răng ăn khớp được với nhau

6 Trình bày sơ đồ cấu tạo và nguyên lí hoạt động của truyền

động thủy lực thể tích chuyển động tịnh tiến và chuyển động

quay?

7 Trình bày sơ đồ cấu tạo và nguyên lí hoạt động của khớp nối

thủy lực và biến tốc thủy lực?

Trang 35

Chương 5 – HT DI CHUYỂN & ĐIỀU KHIỂN

• Hệ thống di chuyển bánh thép trên ray

• Hệ thống di chuyển bằng phao nổi

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

• Công dụng & phân loại

• Hệ thống điều khiển phanh

• Hệ thống điều khiển lái

2

Công dụng:

• Để di chuyển máy trong quá trình làm việc, từ nơi

này sang nơi khác, đồng thời truyền áp suất và tải

trọng lên mặt đất hoặc mặt đường

• Ngoài ra, hệ thống di chuyển còn có tác dụng như

bộ công tác (như máy đầm lăn ép).

Phân loại:

• Hệ thống di chuyển xích

• Hệ thống di chuyển bánh lốp

• Hệ thống di chuyển trên ray

• Hệ thống di chuyển phao nổi.

Trang 36

HT DI CHUYỂN – HT di chuyển xích

4

Ưu điểm:

• Áp suất lên đất nhỏ (p = 0,04 ÷ 0,10MPa) và phân bố tương

đối đều trên mặt tựa của xích, nên có thể di chuyển trên

đường đất không bằng phẳng

• Lực bám lớn, khả năng vượt dốc cao: máy cỡ lớn có thể lên

dốc 20 0 Máy cỡ trung bình có thể lên dốc 30 0 Máy cỡ nhỏ

có thể lên dốc 40 0

• Trọng lượng của bộ di chuyển xích lớn, có khi bằng 40%

trọng lượng của máy, chế tạo và lắp ráp phức tạp, chóng

mòn và thời gian phục vụ thấp (2000 ÷ 2500h).

• Lực cản di chuyển lớn, tốc độ thấp (8÷ 10 km/h), nên chỉ

làm việc ở khoảng cách ngắn

• Những máy lớn và vừa khi chuyển chỗ làm việc phải tháo

rời, dùng rơ-mooc Bảo dưỡng và sửa chữa phức tạp

5

Cấu tạo:

Cấu tạo chung:

• Lốp có cấu tạo hình ống sử dụng các lớp bố (ni-lông, sợi

thép) để chứa khí áp lực

• Cao su được dùng như một lớp áo bảo vệ và bao phủ các

chất liệu bên trong, tạo thành các hoa lốp có khả năng chịu

mài mòn trên mặt đất.

Lốp có hai loại phổ biến là bố ni-lông và bố thép hay còn gọi là

bố hướng kính (Radial ply)

1 Tanh

2 Các lớp đệm (Khung lốp)

• Các lớp đệm 2 làm bằng vải ni-lông cao su, chịu nhiệt và lực

va đập tạo nên khung lốp

• Các lớp bố hoa lốp 3 để tăng cường độ chịu lực của khung

lốp và bảo vệ thêm các lớp bố thân lốp

• Thành lốp 4 là các lớp cao su bảo vệ bao phủ các lớp bố

thân lốp trong thành lốp

• Hoa lốp 5 (ta-lông) là phần chịu mài mòn và tiếp xúc với

mặt đất của lốp để tạo ra lực kéo bám

• Lót trong 6 là lớp bịt kín để giữ khí kết hợp với gioăng tròn

và thành bánh xe (tăm-bua), để không cần phải dùng xăm

• Lốp có loại dùng xăm và không dùng xăm

Trang 37

• Tanh lốp 1 là một bó các sợi thép tiếp xúc với mặt vành b.xe

• Khung lốp 2 là một lớp bố sợi thép, cao su hình vòng cung từ

mép lốp này đến mép lốp kia.

• Các lớp bố hoa lốp 3 là những lớp bố thép nằm dưới khu vực

hoa lốp, quanh chu vi lốp

• Cáp trong lớp bố hoa lốp 3 đặt chéo góc với đường tâm hoa

lốp, góc của đai sau đặt ngược so với đai trước

 E - dùng cho máy vận chuyển đất đá;

 G - dùng cho máy san;

 L - dùng cho máy chất tải và máy ủi;

 LS - dùng cho máy kéo gỗ;

Ưu nhược điểm:

• Độ bền và thời gian phục vụ lâu hơn, thường máy chạy

khoảng 30.000 ÷ 40.000km hay 4.000 ÷ 5.000h

• Tốc độ di chuyển lớn, có thể đạt 50 ÷ 60km/h, gấp 5 ÷ 6

lần tốc độ di chuyển bằng xích.

• Chế tạo và bảo dưỡng đơn giản, chuyển động êm, hiệu

suất cao, trọng lượng nhỏ, bằng 20% G m và chỉ bằng

1/2 trọng lượng của hệ thống di chuyển xích

• Áp suất lên đường lớn và phân bố không đều

• Lực bám nhỏ nên khi máy di chuyển để làm việc có hiện

tượng trượt giữa lốp và đường, do đó mất mát công

suất, làm giảm tốc độ di chuyển.

• Khả năng vượt dốc kém, thường chỉ vượt được dốc lớn

nhất khoảng 20 0 -25 0

Trang 38

HT DI CHUYỂN – Bánh thép trên ray

• Lực cản d/c nhỏ, khả năng mang tải lớn

• Độ ổn định cao, cấu tạo đơn giản, giá

thành hạ, độ tin cậy và tuổi thọ tương

đối cao

• Tính cơ động thấp, chỉ di chuyển trên

một tuyến đường

• Việc xây dựng đường ray tốn kém Khi

chuyển chỗ làm việc, phải tháo dỡ máy

và đường ray

11

Công dụng:

• Dùng cho các máy xây dựng làm việc trên mặt nước

• Có thể tự di chuyển hay phải có ca nô đẩy, làm nhiệm vụ: nạo vét

kênh mương, bốc xếp hàng hoá ở bến cảng, trên các công trình

thuỷ lợi, công trình ven sông, công trình biển và khai thác dầu

khí ngoài trời

Ưu điểm:

• Tốn ít năng lượng cho việc di chuyển, tự hành được trên mặt

nước, đơn giản và rẻ tiền

• Dùng để vận hành quá trình làm việc của máy bao gồm: khởi

động, dừng máy, thay đổi tốc độ làm việc, di chuyển, thay đổi

hướng chuyển động

• Có ảnh hưởng đến năng suất, an toàn của thiết bị và sức khoẻ

của người điều khiển

Phân loại:

• Theo chức năng điều khiển: điều khiển phanh, ly hợp, động cơ,

vị trí bộ công tác và điểu khiển hướng di chuyển.

• Theo phương pháp truyền năng lượng: điều khiển bằng cơ học,

bằng thuỷ lực, bằng điện, điều khiển bằng khí nén và điều khiển

hỗn hợp

• Theo phương pháp điều khiển: điều khiển thông thường, điều

khiển tự động và bán tự động

Trang 39

HT ĐIỀU KHIỂN – Điều khiển phanh

13

Cấu tạo:

Nguyên lý làm việc:

• Trống phanh 7 chuyển động quay và

đai phanh 6 bao quanh có khe hở

nhất định

• Khi phanh, tác động vào bàn đạp 1,

xoay quanh gối đỡ và kéo thanh

dẫn động 3, kéo theo một đầu đòn

quay 4 quay và thanh dẫn động 5,

làm cho đai phanh 6 ép sát vào

trống phanh 7

• Khi nhả phanh, dưới tác dụng của

lò xo 2, bàn đạp 1 lại trở về vị trí

ban đầu

HT phanh điều khiển cơ khí/ Cấu tạo & NLLV :

14

HT phanh điều khiển bằng cơ khí/ Công dụng, ưu, nhược điểm :

Công dụng:

• Hệ thống điều khiển cơ khí thường dùng ở các máy có công

suất nhỏ và điều khiển các cơ cấu phụ, không thật quan trọng,

không đòi hỏi độ chính xác cao

Ưu điểm:

• Cấu tạo đơn giản, giá thành hạ

• Làm việc êm, dễ điều chỉnh

• Do cấu tạo của loại này có nhiều khâu, nhiều khớp nên độ nhạy

thấp, biến dạng lớn, dễ bị rơ rão

• Lực điều khiển lớn

15

HT phanh có điều khiển bằng thủy

lực/ Cấu tạo & NLLV :

Cấu tạo:

• Khi phanh, tác dụng vào cần điều

khiển 1, nhờ có píttông ở xi lanh 2,

chất lỏng theo ống dẫn 3 tới xi

lanh 4, đẩy píttông của xi lanh này

sang phải, ép lò xo 8, qua tay đòn

7, làm cho đai phanh 9 ép sát vào

tang hay trống phanh 10.

• Khi nhả phanh, dưới tác dụng của

lò xo 8, tay hay cần điều khiển 1 lại

trở về vị trí ban đầu.

Trang 40

16

HT phanh điều khiển bằng thủy lực/ Công dụng, ưu, nhược điểm:

Công dụng:

Được dùng rất nhiều trong máy xây dựng như máy làm đất, máy

nâng, ôtô và máy kéo.

• Phải dùng dầu đặc biệt và khó khắc phục khi bị rò rỉ.

17

Hệ thống phanh điều khiển bằng khí nén/ Cấu tạo & NLLV :

Cấu tạo:

• Khi phanh, tác dụng vào bàn đạp để điều khiển bộ phân phối 7,

khí nén từ bình chứa 3, theo ống 5, qua van 6, ống dẫn 9 vào

bầu phanh 10, làm cho màng cao su bị đẩy sang trái, qua đòn

quay 12, đai phanh 14 sẽ ép chặt vào trống phanh 13

• Khi nhả phanh, dưới tác dụng của lò xo, qua đòn quay 12, thanh

11 và màng cao su ở bầu phanh bị đẩy sang phải, khí nén sau khi

đã làm việc, theo ống 9 qua van phân phối 7 xả ra ngoài trời

18

HT phanh điều khiển bằng khí nén/ Công dụng, ưu, nhược điểm :

Công dụng:

• Thường được dùng trong máy xây dựng, loại có công suất nhỏ

và trung bình để đóng mở ly hợp, khớp nối và phanh.

Ưu điểm:

• Không khí là môi chất dễ nén ép, nên điều khiển êm, nhẹ

nhàng, nhạy và sạch hơn điều khiển bằng thuỷ lực.

• Môi chất công tác không mất tiền.

Tiêu đề	Máy xây dựng
Tác giả	TS. V.M.Khương, PGS.TS. Nguyễn Đăng Cường
Trường học	Đại Học Thủy Lợi
Chuyên ngành	Kỹ thuật hệ thống công nghiệp
Thể loại	Bài giảng
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	158
Dung lượng	7,09 MB