lựa chọn công suất hiệu quả của máy ủi trong thi công làm đất ts.. lê quang hưng Bộ môn Đường sắt – Khoa Công trình Trường Đại học Giao thông Vận tải Tóm tắt: Bμi báo giới thiệu phương
Trang 1lựa chọn công suất hiệu quả của máy ủi
trong thi công làm đất
ts lê công thành
ks lê quang hưng
Bộ môn Đường sắt – Khoa Công trình Trường Đại học Giao thông Vận tải
Tóm tắt: Bμi báo giới thiệu phương pháp lựa chọn chủng loại, công suất cho máy ủi bánh
xích hoạt động theo chu kỳ, trong tính toán khảo sát tương quan "tĩnh" của các tác nhân tới năng suất của máy lμm đất nhằm loại trừ các tác nhân có ảnh hưởng không đáng kể
Summary: A method of choice of efficient bulldozer dimension type for earth excavation
works is proposed Its fuldamental particularity is demonstrated consists in the use of statistic ratio
of the bulldozer's main performance characteristics and in the eliminationof insignificant factors
1 ĐặT VấN Đề
Trong thực tế xây dựng các công trình, ở giai đoạn thiết kế thi công xuất hiện khó khăn do phải lựa chọn các phương tiện thi công cơ giới trong sự thiếu gắn kết giữa công suất máy, loại máy và điều kiện thi công Nhiều yếu tố ảnh hưởng không được tính đến trong các quy trình hiện
có nên đòi hỏi kỹ sư phải mất nhiều thời gian trong quá trình thiết kế Trong phạm vi bài báo, tác giả đưa ra phương pháp lựa chọn chủng loại, công suất hợp lý trong thi công nền đất cho các loại máy ủi bánh xích hoạt động theo chu kỳ
CT 2
Điểm khác biệt của phương pháp là sử dụng tương quan “tĩnh” của các thông số kỹ thuật để loại trừ các thông số có ảnh hưởng không đáng kể
2 NộI DUNG
Độ tin cậy trong tính toán hiệu quả làm việc của máy ủi phụ thuộc vào cách đánh giá các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình làm việc Trong trường hợp tổng quát, năng suất máy ủi (N) được tính theo công thức:
rc rx ck
tn K K T
V 3600
trong đó:
tn
V - thể tích đất tự nhiên được lấy ra trong một chu kỳ làm việc của máy ủi (m3);
- hệ số rơi vãi khi ủi, = 0,8 0,9;
rx
- hệ số rơi vãi trong khi chuyển đất:
rc
K
L 1
Krc = ưλ
Trang 2với λ- hệ số rơi vãi đất trên mỗi mét vận chuyển, λ = 0,0025 0,007;
- quãng đường dịch chuyển khối đất L
ck
T - thời gian một chu kỳ (giây) bao gồm: thời gian ủi , thời gian di chuyển khối đất
và thời gian quay lại Thời gian các công tác đó được tính theo công thức:
x
q
T
i m
i i
m N
R t η
trong đó:
- công do máy ủi thực hiện trong phần i của chu kỳ (kJ);
i
R
- Công suất động cơ của máy ủi (kW);
m
N
- hệ số hoạt động hữu ích của máy,
- hệ số sử dụng công suất máy bao gồm: hệ số sử dụng công suất khi ủi m
i
khi chuyển mc , khi quay mq, trong tính toán gần đúng mx =mc =1, mq =0,5
Công thực hiện ủi đất, tính cả công dịch chuyển trọng lượng bản thân máy trên đường
ủi (kJ):
cm b
b x tn u
f f
f K V R
ư
CT 2 trong đó: Kx- hệ số cản khi ủi (kN/m2);
- hệ số bám của xích vào đất,
b
- hệ số cản trở di chuyển máy,
cm
Đại lượng Vtn có thể viết dưới dạng biểu thức phụ thuộc vào thể tích khối đất trước lưỡi ủi
(m
v
3) và là một trong các chỉ số kỹ thuật của máy ủi:
toi rd
d tn
K K
vK
trong đó:
- hệ số đầy gầu (hệ số sử dụng thể tích khối đất trước lưỡi ủi)
d
- hệ số tơi của đất theo bảng 1 [1], trung bình
toi
Công của việc dịch chuyển đất (kJ):
cm m 1 rc rx tn
2
) K 1 ( K V
trong đó: Pm- trọng lượng máy ủi (kN);
Trang 3- trọng lượng riêng của đất khi chưa xới, (kN/m
- hệ số cản trở dịch chuyển của đất, f1 f1=0,75 1,25 Công do máy thực hiện khi quay về (kJ):
cm m
q P Lf
Thay tất cả các công thức trên vào (1) biểu công thức tính năng suất có dạng:
d
toi rc cm m 1 rx
cm b
b x
rx m
vK
K K Lf P 3 2
Lf ) L 2 ( K f f
f K
) L 1 ( K N 3600 N
+ Δ λ
ư +
ư
λ
ư η
1
-100 -50 0 50 100 150 200
f K
K K K
P f
L
(KW)
rc
tg x
m
Các tác nhân
CT 2
Hình 1 Mức độ ảnh hưởng (quy đổi) của các tác nhân lên năng suất của máy ủi
Trên cơ sở phân tích “tĩnh” các thông số kinh tế kỹ thuật của máy ủi nhận được sự tương quan giữa các đại lượng qua giá trị trung bình của chúng (hình 1)
m
m 1,6N
S ) 66000 N
790 (
S ) 79000 N
1200 (
trong đó:
mnh mvn,G
quốc) xét cho các máy có công suất lớn hơn 125 kW;
S - tỉ giá hối đoái (VND/USD)
Trang 4Biểu thức toán học thể hiện năng suất khai thác thực tế của máy ủi Ntt có dạng:
Ntt = NKtgN =tt NKtg (m3/h)
trong đó: Ktg - hệ số sử dụng thời gian không kể thời gian nghỉ do nguyên nhân tổ chức:
Ktg = Kkt
Kkt - hệ số tính thời gian sử dụng kỹ thuật của máy phụ thuộc vào tuổi thọ làm việc
của máy Tlv (năm).
lv
Trong điều kiện có nhiều tác nhân ảnh hưởng tới quá trình làm việc của máy ủi, để tìm công
suất hiệu quả của máy trong nghiên cứu áp dụng phương pháp biểu đồ mô phỏng tương quan
giữa các đại lượng ảnh hưởng, tức là biểu diễn các tác nhân qua hệ số của hàm đệ suy [3] Từ
đó chia ra làm ba nhóm tác nhân: các tác nhân có ảnh hưởng không đáng kể 3( ); 7( );
15( ), ảnh hưởng ít 2(η); 5( ); 8( ); 9(
rx
d
đáng kể nhất là 1( ); 4( ); 6( ); 10(L); 12( ); 14( v ) Sau khi loại trừ các tác nhân có
ảnh hưởng không đáng kể phương trình tính công suất máy có dạng:
1
m
v
K Lf P 3 2
Lf ) L 2 ( f 1
1 K
) L 1 ( K N 3600 N
toi cm m 1 cm
x
rx m
+ Δ λ + +
ư
λ
ư η
Khi tính toán hiệu quả kinh tế của các máy ủi có kích cỡ khác nhau có thể sử dụng tiêu chí
τ
+ τ
tt
m h
m qd
N
EG G
trong đó:
E - hệ số hiệu quả đầu tư vốn, E = 0,1;
τ - thời gian làm việc của máy trong năm;
Gm-h - giá thành 1 máy.giờ được tính theo công thức:
với - chi phí chung cho máy bao gồm khấu hao, chi phí nhiên liệu và dầu bôi trơn,
chi phí sửa chữa và bảo dưỡng máy (đ);
C
l
G - tiền lương của thợ lái máy ủi (đ)
Theo [3] chi phí C, có thể xác định bằng % so với giá thành của máy ủi Gm:
m
G 04 , 0
03 , 0
C = Sơ đồ tính toán quy đổi theo các bước nêu trên được đưa ra trong hình 2 Tương ứng với
các nguyên tắc nêu ra trong phương pháp các thông số ban đầu được đưa vào bao gồm hai
Trang 5nhóm, nhóm một các thông số liên quan tới máy Nm,η thể hiện chủng loại máy, tuổi thọ và nhóm liên quan tới điều kiện làm việc ,
0
T
cx
K Δ, fcm, f1, Ktoi, , L τ
Để xác định số lượng máy ủi cần phải xuất phát từ khối lượng công việc và thời hạn thi công
CT 2
MáY LμM ĐấT
điều kiện lμm việc
T0
Nm Chủng loại máy
Loại
λ
Kx, Δfcm, f1, Ktoi
η v
P
Ktg
Gm
Gm-h
N
Ntg
Gqd
Hình 2 Sơ đồ khối lựa chọn công suất hiệu quả của máy ủi
3 Kết Luận
• Có thể lựa chọn máy làm đất theo công thức tổng quát liên hệ ràng buộc giữa năng suất, sức kéo và điều kiện thi công Đơn giản hoá công thức có thể đạt được bằng cách xây dựng biểu
đồ mô phỏng tương quan “tĩnh” giữa các tác nhân ảnh hưởng
• Phương pháp có thể áp dụng để tính toán cho các phương tiện thi công cơ giới khác
Tài liệu tham khảo
[1] Nguyễn Tiến Thụ Sổ tay chọn máy xây dựng Trường Đại học kiến trúc Hà nội, 2000
[2] Nguyễn Trọng Luật Thi công đường sắt Trường Đại học GTVT, 2000
[3] Nhedorerov I A Statistiteskii sootnosenhia parametrov bundozerov (bản tiếng Nga)/
Mekha-nhizasia stroitenstva, Maxcova, 2004, N-8Ă
