Công dụng của MXD Máy xây dựng là danh từ chung để chỉ các máy và thiết bị phục vụ công tác xây dựng như xây dựng giao thông, xây dựng dân dụng, xây dựng công nghiệp, xây dựng thuỷ lợi,
Trang 1MÁY XÂY DỰNG CHƯƠNG 1: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ MÁY XÂY DỰNG
I CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI TỔNG THỂ MÁY XÂY DỰNG VÀ XẾP DỠ
1.1 Công dụng của MXD
Máy xây dựng là danh từ chung để chỉ các máy và thiết bị phục vụ công tác xây dựng như xây dựng giao thông, xây dựng dân dụng, xây dựng công nghiệp, xây dựng thuỷ lợi, thuỷ điện v.v Chủng loại về máy xây dựng có rất nhiều và cũng rất đa dạng
1.2 Phân loại MXD
Theo tính chất công việc hay theo công dụng người ta chia thành:
- Máy phát lực hay còn gọi là động cơ
- Máy nâng - vận chuyển:
+ Máy vận chuyển ngang
+ Máy và thiết bị nâng (hay máy vận chuyển lên cao)
+ Máy vận chuyển liên tục
- Máy làm đất
- Máy sản xuất vật liệu xây dựng:
+ Máy sản xuất bê tông (bê tông xi măng và bê tông nhựa nóng,…)
- Máy chuyên dùng:
+ Máy gia công nền móng
+ Máy thi công Đường sắt
+ Máy thi công Cầu
+ Máy thi công Hầm
+ Máy thi công Đường bộ
Theo dạng nguồn động lực
- Máy chạy bằng động cơ điện
- Máy chạy bằng khí nén
- Máy chạy bằng thủy lực
Theo hình thức bộ di chuyển
- Máy di chuyển bằng bánh xích
- Máy di chuyển bằng bánh hơi (bánh lốp)
- Máy di chuyển bằng bánh sắt đặt trên ray
- Máy di chuyển trên phao nổi
- Máy di chuyển kiểu bước
Theo hình thức điều kiển bộ công tác
- Máy điều khiển cơ khí
- Máy điều khiển bằng thủy lực
- Máy điều khiển bằng khí nén
Trang 2II CÁC HỆ THỐNG CƠ BẢN CỦA MXD
Mỗi một máy xây dựng được coi là một hệ thống gồm các bộ phận chính sau đây:
2.1 Bộ phận động lực
2.2 Hệ thống truyền động
2.3 Bộ phận công tác
2.4 Hệ thống điều khiển
Tùy theo yêu cầu và chức năng công tác mà máy có thể có đầy đủ các bộ phận trên hoặc chỉ cần một vài bộ phận
III BỘ PHẬN ĐỘNG LỰC
3.1 Khái niệm:
Bộ phận động lực là một cơ cấu của máy có nhiệm vụ tạo ra công suất cho máy hoạt động Nó tạo ra mô men hoặc lực tác dụng lên các bộ phận công tác của máy để các bộ phận này thực hiện chức năng công nghệ của mình
3.2 Động cơ đốt trong: (Động cơ xăng và Diezen)
Do nhà bác học Điezen người Đức thiết kế, chế tạo và từ năm 1894 đến nay nó vẫn được sử dụng rộng rãi trên MXD đặc biệt là ở những máy thường xuyên di động như ô tô, máy kéo, tàu hoả,
a Ưu điểm:
- Khởi động nhanh
- Dễ dàng thay đổi tốc độ quay bằng cách thay đổi lượng xăng hoặc dầu diezen phun vào trong xi lanh
- Hiệu suất tương đối cao so với động cơ hơi nước 3540%
- Tính cơ động tốt
b Nhược điểm:
- Không đảo được chiều quay
- Chịu quá tải kém
- Gây ô nhiễm môi trường
- Phụ thuộc vào thời tiết, mùa đông lạnh thường khó khởi động
3.3 Động cơ điện: (Động cơ điện một chiều và xoay chiều)
Động cơ điện một chiều thường dùng ở những máy di động theo một quỹ đạo nhất định Động cơ điện xoay chiều thường dùng ở những máy cố định (cần trục tháp)
a Ưu điểm
- Kết cấu nhỏ gọn song có khả năng vợt quá tải tốt
- Hiệu suất cao nhất trong các loại động cơ (8085%)
- Khởi động nhanh, dễ dàng thay đổi chiều quay của trục động cơ (đối với động cơ điện xoay chiều, dùng dòng điện ba pha)
- Không gây ô nhiễm môi trờng, điều kiện làm việc tốt, sạch sẽ
- Dễ dàng tự động hoá
Trang 3- Vì có những ưu điểm trên nên động cơ điện đang được sử dụng rộng rãi trên MXD cũng nhu trong đời sống của chúng ta
b Nhược điểm
- Tính cơ động kém vì phụ thuộc váo nguồn điện
3.4 Động cơ thuỷ lực
Động cơ này hoạt động được là nhờ động năng của dòng thuỷ lực với trị số áp suất cho phép
do bơm thuỷ lực tạo ra
a Ưu điểm:
- Làm việc an toàn, êm, khởi động nhanh
- Có thể thay đổi chiều quay của trục động cơ
b Nhược điểm:
Cồng kềnh, phức tạp vì phải có hệ thống dẫn thuỷ lực và bơm thuỷ lực, dẫn đến hiệu suất không cao do ma sát giữa dòng thuỷ lực và ống dẫn, do hiện tượng rò rỉ chất lỏng
3.5 Động cơ khí nén
Động cơ này hoạt động được là nhờ động năng của dòng khí nén với trị số áp suất cho phép
do máy nén khí tạo ra
Ưu, nhược điểm của động cơ khí nén cũng giống như động cơ thuỷ lực
IV HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG
Truyền động là khâu trung gian dùng để truyền công suất từ bộ phận động lực đến bộ công tác của máy Hệ thống truyền động có thể làm thay đổi lực, mô men, tốc độ chuyển động, đồng thời có khả
năng thay đổi dạng và quy luật chuyển động của các cụm máy
4.1 Truyền động cơ khí (TĐCK) dùng trên MXD
Hiện nay truyền động cơ khí được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và chế tạo máy, đặc biệt chiếm ưu thế trong lĩnh vực chế tạo ôtô, máy kéo, và các MXD-XD
Những bộ phận chính của truyền động cơ khí:
- Truyền động xích: là truyền động khớp gián tiếp, được dùng để truyền lực giữa hai trục cách
xa nhau Trong truyền động xích có thể dùng một đĩa xích chủ động và một đĩa xích bị động hoặc một đĩa xích chủ động và nhiều đĩa xích bị động để thay đổi tỷ số truyền khi cần thiết
Trang 4- Truyền động cáp
- Truyền động bánh răng, bánh răng - thanh răng, trục vít - bánh vít: là truyền động điển hình của truyền động cơ khí được dùng để truyền chuyển động giữa hai trục gần nhau, yêu cầu không được trượt khi làm việc
- Truyền động đai: để truyền chuyển động quay giữa hai trục cách xa nhau và đảm bảo an toàn cho máy khi quá tải
Các loại phanh
Trang 5Hình 1-15 Các loại phanh (a)- Phanh má điện - từ; (b)- Phanh má điện - thủy lực; (c) - Phanh đai
Hộp giảm tốc
Sơ đồ cấu tạo của hộp giảm tốc
Cách xác định tỉ số truyền của hộp giảm tốc
i= (z2 / z1).(z4 / z3).(z6 / z5)
Z1 ,Z3,.Z5 – Số răng của các bánh răng chủ động
Trang 6Z 2,Z 4,Z 6 –Số răng của các bánh răng bị động
a Ưu điểm của TĐCK:
- Có khả năng truyền lực lớn
- Hiệu suất truyền động tương đối cao
- Có độ bền và độ tin cậy cao
- Cho phép thay đổi đặc tính linh hoạt
- Chế tạo đơn giản, giá thành hạ
- Dễ bảo dưỡng sửa chữa
b Nhược điểm TĐCK:
- Cơ cấu làm việc ồn
- Điều khiển nặng và kém nhậy
c Các thông số cơ bản của TĐCK:
- Tỉ số truyền động: i =n1/ n2
- Hiệu suất truyền động của cơ cấu : η = N1/ N2
Trong đó:
N1: Công suất đầu vào [kW]
N2: Công suất đầu ra [kW]
Nm: Công suất tiêu hao trong bộ truyền [kW]
n1: Số vòng quay trục vào [vòng/phút]
n2: Số vòng quay trục ra [vòng/phút]
4.2 Truyền động thuỷ lực (TĐTL)
Ngày nay truyền động thủy lực ngày càng được sử dụng rộng rãi vì chúng có rất nhiều những
ưu điểm nổi bật
a Ưu điểm:
- Năng suất cao, độ tin cật cao, điều khiển nhẹ nhàng, dễ dàng, linh hoạt và có khả năng tự động hóa
- Cấu tạo gọn nhẹ, bố trí theo ý muốn
- Truyền lực lớn và đi xa
- Điều chỉnh vô cấp tốc độ cơ cấu
- Tự bôi trơn, tự bảo vệ khi máy quá tải
b Nhược điểm:
- Áp suất làm việc cao, đòi hỏi bộ truyền phải được chế tạo từ các vật liệu đặc biệt, giá thành cao
- Khó làm kín khít các bộ phận công tác, chất công tác dễ bị rò rỉ ra ngoài
- Cần tiến hành kiểm tra thường xuyên
TĐTL có hai dạng cơ bản là: TĐTL thủy tĩnh và TĐTL thủy động
* Truyền động thủy tĩnh là loại truyền động trong đó sử dụng dầu công tác có áp suất cao chuyển động với vận tốc nhỏ để dẫn động các cơ cấu
Đầu vào
N2, n2
N1, n1
Đầu ra
Nm
Trang 7* Truyền động thuỷ động là loại truyền động mà năng lượng được truyền chủ yếu là nhờ động năng của dầu, áp suất không cần lớn
Trong đó truyền động thủy tĩnh thường được sử dụng rộng rãi trên máy xây dựng
4.3 Hệ thống truyền động điện
Hệ thống truyền động điện bao gồm các động cơ điện, bộ phận truyền động, dây dẫn và các thiết bị điều khiển
a Ưu điểm
- Truyền động được xa và rất xa nhưng kích thước vẫn nhỏ gọn
- Có khả năng tự động hóa cao, truyền động nhanh, chính xác
- Hoạt động êm, không gây ồn
- Chăm sóc kỹ thuật dễ dàng
- Đảm bảo vệ sinh môi trường
b Nhược điểm
- Đòi hỏi chặt chẽ các biện pháp và thiết bị đảm bảo an toàn cho người và thiết bị
- Yêu cầu trình độ sử dụng cao
4.4 Hệ thống truyền động khí nén
Trong các máy xây dựng truyền động khí nén được sử dụng rất rộng rãi như hệ thống phanh hơi, cơ cấu đóng mở ly hợp, dùng trong các máy công cụ cầm tay,…
a Ưu điểm
- Truyền lực với khoảng cách tương đối xa
- Bộ truyền sạch sẽ
- Tốc độ truyền nhanh, sơ đồ cấu trúc của mạch đơn giản
- Chăm sóc, bảo dưỡng kỹ thuật dễ dàng
b Nhược điểm
- Áp lực truyền nhỏ
- Khó pháp hiện rò rỉ hơi
- Công nghệ chế tạo chính xác, giá thành cao
V Bộ phận công tác
5.1 Khái niệm: Bộ phận công tác hay (cơ cấu công tác) của MXD có công dụng thực hiện chức
năng công nghệ của máy Tuỳ thuộc vào cấu tạo và hoạt động, mỗi MXD có thể có một hoặc nhiều chức năng
− Máy nghiền đá chỉ có một chức năng là nghiền đá
− Ô tô tải vận chuyển vật liệu xây dựng có hai chức năng: chức năng di chuyển để vận chuyển vật liệu và chức năng nghiêng thùng xe để đổ vật liệu
− Máy đào 1 gầu có ba chức năng: chức năng đào xúc và đổ đất, chức năng quay máy trong mặt phẳng ngang và chức năng di chuyển máy
− Cần trục có bốn chức năng: chức năng nâng hạ hàng, nâng hạ cần, chức năng quay trong mặt phẳng nghang, chức năng di chuyển
Trang 8Như vậy, tất cả những cơ cấu thực hiện các chức năng công nghệ của máy trong quá trình máy làm việc được gọi là bộ phận công tác Vậy bộ phận di chuyển của máy cũng là bộ phận công tác Tuy nhiên bộ phận này có đặc thù riêng nên gọi là cơ cấu di chuyển
VI HỆ THỐNG DI CHUYỂN
Hệ thống di chuyển dùng để di chuyển toàn bộ máy trong quá trình làm việc đồng thời truyền áp suất, tải trọng ngoài lên nền Ở một số máy như lu lèn bộ di chuyển của nó đồng thời là bộ công tác Các yêu cầu đối với bộ di chuyển:
- Đảm bảo khả năng di chuyển được máy trên những điều kiện nền phức tạp (xói lở, lầy lội,
gồ ghề) mà không có hiện tượng trượt
- Khả năng thông qua của máy phụ thuộc vào tính chất cơ lý của đất, vào áp suất do máy truyền lên đất, vào lực cản chuyển động, vào lực bám của bộ di chuyển với đất, vào chiều sâu của vệt bánh xe
- Bộ di chuyển phải có khả năng cơ động, linh hoạt để đáp ứng mọi yêu cầu về sản xuất và khai thác
Máy xây dựng thường dùng các loại hệ thống di chuyển sau:
− Hệ thống di chuyển bánh xích
− Hệ thống di chuyển bánh hơi
− Hệ thống di chuyển bánh sắt trên ray
− Di chuyển trên Phao
− Di chuyển Bước
VII CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MXD-XD
7.1 Chỉ tiêu về năng suất của MXD
Năng suất máy là khả năng sản xuất của máy trong một đơn vị thời gian làm việc (m3/h; T/h; T/ca, ) Năng suất máy phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: đối tượng mà máy phải thi công, chế độ làm việc, cấu tạo, trình độ kỹ thuật của người lái, cách tổ chức khai thác máy
Có 3 loại năng suất chủ yếu: NS lý thuyết, NS kỹ thuật, NS thực tế
a Năng suất lý thuyết: là khả năng tính theo cấu tạo của máy, dùng đề đánh giá giải pháp
cấu tạo của máy ở gia đoạn thiết kế
Ký hiệu: Qlt
b Năng suất kỹ thuật: là NS lớn nhất mà máy có thể đạt được sau một giờ làm việc thuần
túy và liên tục trong những điều kiện cụ thể phù hợp với khả năng kỹ thuật của máy Dùng để đánh giá máy ở giai đoạn thử nghiệm xuất xưởng
Ký hiệu: QK
c Năng suất thực tế: là năng suất được xác định dựa trên năng suất kỹ thuật có tính đến các
điều kiện sử dụng của máy
Ký hiệu: Qt;
Qt = QK.Kt
Trang 9Với Kt là hệ số sử dụng máy theo thời gian
7.2 Chỉ tiêu về chi phí nhiên liệu
- Chí phí nhiên liệu tính cho một giờ máy
7.3 Chỉ tiêu về hiệu quả kinh tế
- Giá thành một ca máy
- Giá thành một đơn vị sản phẩm
- Hiệu quả của việc khai thác máy mới
- Hệ số sử dụng thời gian
- Hệ số sử dụng máy
7.4 Chỉ tiêu về độ tin cậy
- Tính không hỏng
- Tính sửa chữa
- Độ bền lâu
- Hệ số sẵn sàng
- Tuổi thọ phần trăm, tuổi thọ trung bình