Phân tích, đánh giá hiệu quả và xác định các thông số của máy làm đất đa mục đích, loại nhỏ trong điều kiện sử dụng cho trước

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HUỲNH HOÀNG LINH PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VÀ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA MÁY LÀM ĐẤT ĐA MỤC ĐÍCH, LOẠI NHỎ TRONG ĐIỀU KIỆN SỬ DỤNG CHO TRƯỚC CHUYÊN NGÀNH :

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HUỲNH HOÀNG LINH

PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VÀ XÁC ĐỊNH

CÁC THÔNG SỐ CỦA MÁY LÀM ĐẤT ĐA MỤC ĐÍCH, LOẠI NHỎ TRONG ĐIỀU KIỆN SỬ DỤNG CHO TRƯỚC

CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT MÁY VÀ THIẾT BỊ XÂY DỰNG, NÂNG CHUYỂN

LUẬN VĂN THẠC SĨ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 12 NĂM 2011

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: Tiến sĩ Nguyễn Danh Sơn Chữ ký: ………

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) ………

………

Cán bộ cán bộ chấm phản biện 1: ……….Chữ ký: ………

………

Cán bộ cán bộ chấm phản biện 2: ……… Chữ ký: …………

………

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày … tháng … năm …

Trang 3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: Giảng viên chính, Tiến sĩ Nguyễn Danh Sơn Chữ ký: ……

………

Cán bộ chấm nhận xét 1: (ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Họ tên Cán bộ chấm nhận xét 1: ……… ……….Chữ ký: ……

Học hàm: ………Học vị: ………

………

Cán bộ chấm nhận xét 2: (ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Họ tên Cán bộ chấm nhận xét 2: ……….Chữ ký: ……

Học hàm: ………Học vị: ………

………

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày … tháng … năm ……

Trang 4

KHOA CƠ KHÍ Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Tp HCM, ngày 05 tháng 09 năm 2011

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: Huỳnh Hoàng Linh

Ngày, tháng, năm sinh: 26 – 12 – 1985

Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và Thiết bị Xây dựng, Nâng chuyển

Khóa (Năm trúng tuyển): 2010

Mã số học viên: 10300436

1- TÊN ĐỀ TÀI: Phân tích, đánh giá hiệu quả và xác định các thông số của máy làm đất đa mục

đích, loại nhỏ trong điều kiện sử dụng cho trước

2- NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN

+ Phân tích thống kê các máy hiện có Xác định các chuẩn và hệ số đồng dạng của chúng + Phân tích các kiểu, điều kiện làm việc, khối lượng, kích thước hình học của công tác làm đất khối lượng nhỏ, rút ra phương án tiêu biểu của tập hợp các điều kiện sử dụng

+ Nghiên cứu và đưa ra phạm vi sử dụng chỉ tiêu đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của các máy đa mục đích làm việc trong các hệ thống kinh tế khác nhau và trong điều kiện sử dụng cho trước

+ Lập công thức xác định năng suất kỹ thuật của các máy đa mục đích trên cơ sở các thông số

kỹ thuật cơ bản và điều kiện sử dụng cho trước

+Chọn thông số chính và xác định các thông số hợp lý của các máy đa mục đích theo thông

số chính trong điều kiện sử dụng cho trước

+ Lập mô hình chương trình xác định các thông số máy làm đất đa mục đích

3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: ………

4- NGÀY HOÀN THÀNH: ………

5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi đầy đủ học hàm, học vị): Giảng viên chính, Tiến sĩ Nguyễn Danh Sơn

Nôi dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua

QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

Trang 5

1 Đặt vấn đề và nhiệm vụ nghiên cứu

Sự phân tích tính đa dạng của các máy hiện tại với thiết bị treo thay thế và các bộ phận công tác thay thế với khoảng kích thước rộng để cơ giới hóa các công tác làm đất

và các công tác xây dựng khác có khối lượng nhỏ cho thấy rằng trong số các máy đa mục đích được áp dụng rộng rãi hơn cả thì có các máy xúc – bốc xếp trên cơ sở máy kéo bánh hơi công nghiệp và các máy bốc xúc một gầu bánh hơi xúc trước, đổ trước Các khuynh hướng chung để hoàn thiện các máy điều hướng đến sự tăng độ tin cậy của chúng, thay thế nhanh thiết bị, tăng độ chính xác làm việc và giảm nhẹ sức lao động của người điều khiển

Các phương pháp đánh giá hiệu quả kinh tế kỹ thuật và xác định các thông số kỹ thuật của máy đa mục đích trong giai đoạn đặt nhiệm vụ thiết kế trong giai đoạn hiện nay còn chưa được hoàn thiện

Trên cơ sở nghiên cứu của các giáo sư Đômbrôpxki, Delenhin, Balôvnhev, Cuđaibergenov, Volxtrec, Novoxelop trong lĩnh vực lý thuyết cắt đất và lý thuyết đồng dạng của giáo sư Cantorer, Balôvnhev, Xorokin, Cudriavxep, Hitđdếccơ, Snaide về cơ

sở đánh hiệu quả các phương án cơ giới hóa, của giáo sư Đombrôvki, Berkman, Bulanop, Ranhep, Davaynov, Caraxop, Plôtnhicôp, Kinlơ, Palmơ, Thâynơ trong lĩnh vực thiết kế máy xúc thủy lực, của giáo sư Cadarinôv, Phôtxtơ trong lĩnh vực máy bốc xúc xây dựng một gầu, của giáo sư Đônxki trong lĩnh vực máy làm đất khối lượng nhỏ tác giả đặt ra phải giải quyết những nhiệm vụ nghiên cứu chính sau đây:

1 Phân tích thống kê các thông số của các máy hiện có Xác định các chuẩn đồng dạng và các hệ số đồng dạng của chúng

2 Phân tích các loại điều kiện thi công, khối lượng và hiện trạng các công tác làm đất khối lượng nhỏ, đưa ra phương án sơ bộ tập hợp các điều kiện sử dụng

Trang 6

2 Mục đích của luận văn

Mục đích của luận văn là xác định các thông số cơ bản của máy cơ sở và thiết

bị cơ bản của máy đa mục đích để thực hiện các công tác làm đất khối lượng nhỏ và đưa ra phương pháp đánh giá hiệu quả của máy đa mục đích ở giai đoạn thiết kế

3 Tính mới về khoa học

- Đưa ra công thức toán học của chỉ tiêu tổng quát và hiệu quả kỹ thuật cho phép đánh giá trình độ kỹ thuật của máy trong nhóm kích thước của các máy đồng dạng về kết cấu, kích thước và hệ số chuyển đổi từ chỉ tiêu đặt ra sang các chi phí riêng quy đổi

- Xác định các công thức đánh giá hiệu quả làm việc của tập hợp máy đa mục đích và một máy đa mục đích trong điều kiện sử dụng cho trước

- Đưa ra công thức xác định năng suất của máy xúc – bốc xếp trên cơ sở các thông số kỹ thuật có tính đến các điều kiện sử dụng đặt ra

- Đưa ra hệ các công thức để xác định các thông số cơ bản của máy đa mục đích đồng dạng về kết cấu, kích thước

- Đưa ra thuật toán của chương trình xác định các thông số của máy làm đất

đa mục đích (các máy xúc – bốc xếp bánh hơi)

4 Giá trị thực tiễn của luận văn

Đưa ra hệ thống các công thức, phương pháp và thuật toán của chương trình xác định các thông số kỹ thuật cơ bản của các máy xúc – bốc xếp bánh hơi, cho

Trang 7

hàng

Trang 8

Cho tôi gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến:

Tiến sĩ Nguyễn Danh Sơn, người Thầy đã tận tâm hướng dẫn, chỉ bảo và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này

Quý Thầy, Cô giáo Bộ môn Cơ Giới Hóa Xí Nghiệp & Xây Dựng, Trường Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh

Gia đình, bạn bè, đồng nghiệp của tôi, những người đã động viên, an ủi và chia sẽ khi tôi gặp khó khăn, trở ngại

Một lần nữa xin gửi đến tất cả lời cảm ơn chân thành

và những lời chúc tốt đẹp nhất!

Trang 9

Lời nói đầu.……… 1

Chương 1 Tổng quan về máy làm đất đa mục đích.……… 3

Chương 2 Đặc điểm máy làm đất đa mục đích (máy xúc – bốc xếp bánh hơi) 2.1 Phân tích số liệu thống kê các máy hiện có của các hãng uy tín ……….27

2.2 Đặc điểm kết cấu của máy làm đất đa mục đích (máy xúc – bốc xếp).……… 44

2.3 Đặc điểm thi công của máy làm đất đa mục đích (máy xúc – bốc xếp bánh hơi)… 55

Chương 3 Xác định các thông số của máy làm đất đa mục đích (máy xúc – bốc xếp bánh hơi) 3.1 Những vấn đề cơ bản của lý thuyết đồng dạng và mô hình hóa……….58

3.1.1 Các định lý đồng dạng cơ bản của các đối tượng đồng dạng………60

3.1.2 Các hệ quả của định lý đồng dạng cơ bản……….65

3.2 Các chuẩn đồng dạng của máy thiết kế……….68

3.3 Xác định các thông số của máy làm đất đa mục đích………72

3.3.1 Chọn các thông số chính của máy xúc – bốc xếp……… 72

3.3.2 Xác định các thông số của bộ công tác bốc xếp………72

3.3.3 Xác định các thông số bộ công tác xúc gầu ngược………77

Chương 4 Phương pháp đánh giá hiệu quả của máy làm đất đa mục đích 4.1 Hệ thống các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của máy xúc – bốc xếp bánh hơi……… 85

4.2 Đánh giá hiệu quả của máy đa mục đích và tổ hợp máy một mục đích………… 100

4.3 Xác định năng suất của máy xúc – bốc xếp bánh hơi……… 101

Chương 5 Mô hình xác định các thông số hợp lý của máy làm đất đa mục đích trong điều kiện sử dụng cho trước 5.1 Thiết lập thuật toán mô hình hóa để hình thành mẫu máy xúc – bốc xếp……… 110

5.2 Đặc tính của các giai đoạn cơ bản của thuật toán mô hình hóa……… 117

Trang 10

– bốc xếp đồng dạng về kết cấu và kích thước ở giai đoạn hình thành nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật………123

Kết luận và kiến nghị……… 127

Tài liệu tham khảo

Trang 11

HVTH: Huỳnh Hoàng Linh

GVHD: Ts Nguyễn Danh Sơn

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm qua đất nước ta đã đạt được nhiều thành tựu to lớn trong các lĩnh vực kinh tế, chính trị, xã hội Tốc độ tăng trưởng kinh tế nhanh, GDP tăng cao và

ổn định Việt Nam trở thành thành viên của tổ chức thương mại thế giới WTO, đã mở

ra nhiều cơ hội và thách thức cho nền kinh tế Để đáp ứng yêu cầu phát triển đất nước theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong thời đại mới cần phải kể đến vai trò không thể thiếu được của ngành cơ khí chế tạo nói chung mà trong đó ngành Máy Xây Dựng nói riêng cũng chiếm vị trí quan trọng

Đất nước phát triển, nhu cầu chế tạo và xây dựng ngày càng tăng, nhu cầu xây dựng và phát triển cơ sở hạ tầng đến sản xuất chế tạo đòi hỏi phải ở mức độ tiên tiến hơn Trong những năm qua ngành Máy Xây Dựng đã đạt được những bước tiến đáng

kể Việc cơ giới hóa trong lĩnh vực xây dựng ngày càng tăng, đáng chú ý là cơ giới hóa trong quá trình bốc dỡ hàng và công tác hỗ trợ làm đất trong xây dựng

Do nhu cầu cơ giới hóa trong lĩnh vực xây dựng ngày càng cao, các loại máy bốc xếp, làm đất đòi hỏi ngày càng nhiều và hiện đại hóa để đáp ứng kịp thời năng suất, giảm chi phí nhân công, cũng như đáp ứng tiến độ công trình Máy Xây Dựng ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các ngành kinh tế quốc dân, đặc biệt là ngành giao thông vận tải, xây dựng, công nghiệp và quốc phòng Song song với sự phát triển của ngành xây dựng cơ bản và các ngành công nghiệp thì nhu cầu sử dụng Máy Xây Dựng

để phục vụ các công trình xây dựng dân dụng, các nhà máy xí nghiệp và các công trình công nghiệp ngày càng tăng Đặc biệt, hiện nay do dân số tăng nhanh, tốc độ đô thị hóa ngày càng cao, kéo theo nhu cầu xây dựng nhà ở, việc mở rộng, cải tạo và xây mới đường giao thông gia tăng kể cả ở nông thôn lẫn thành thị Các công trình xây dựng này phân bố rải rác, tản mạn, nằm xen lẫn trong các khu dân cư, vùng nông thôn hay trên các tuyến đường sữa chữa tái thiết,…điều kiện không gian chật hẹp không thể sử dụng các loại máy to, chuyên dùng để thi công được Để đáp ứng nhau cầu tăng khối lượng xây dựng, giảm chi phí và giảm thời gian thi công cho công trình đòi hỏi phải sử

Trang 12

dụng nhiều máy móc, thiết bị khác nhau, trong đó có các loại máy xây dựng phục vụ công tác làm đất khối lượng nhỏ

Ở Việt nam ta, ngành Máy Xây Dựng, Bốc Dỡ đã có từ lâu, các loại máy móc thiết bị cũng rất đa dạng về chủng loại cũng như công dụng Tuy nhiên, việc sử dụng

có hiệu quả ứng với từng loại thiết bị máy móc và kết hợp nhiều chức năng làm việc trên cùng một máy chưa được chú trọng để nâng cao hơn nữa lợi ích về kinh tế, đặc biệt là các máy làm đất khối lượng nhỏ kết hợp nhiều chức năng trên cùng một máy gần như không được chú trọng Do đó, vấn đề phân tích đánh giá hiệu quả sử dụng và xác định các thông số của máy làm đất đa mục đích khối lượng nhỏ là việc rất cần thiết Kết quả nghiên cứu giúp cho việc sử dụng nâng cao hiệu quả các loại máy làm đất đa mục đích khối lượng nhỏ, giảm chi phí thi công, đồng thời mở ra hướng mới cho việc thiết kế chế tạo Máy Xây Dựng mang tính tiên tiến, đáp ứng nhu cầu thực tế đặt

ra

Trang 13

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MÁY LÀM ĐẤT ĐA MỤC ĐÍCH

Trong thực tiễn chúng ta đều thấy được vai trò và tầm quan trọng của các loại máy làm đất trong các công trình xây dựng dân dụng, công trình công nghiệp, xây dựng cầu đường, sân bay, bến cảng, đến các công trình thủy điện, thủy lợi, các đê, đập, kênh, mương, cống rãnh,…

Nhiều loại công trình khác nhau, với khối lượng công việc khác nhau nhưng đều có chung công tác chuẩn bị đó là công tác làm đất Công tác làm đất

là công tác được xem là khâu đầu tiên và nặng nề nhất, chiếm thời gian và chi phí không nhỏ của toàn bộ công trình Việc ứng dụng cơ giới hóa vào công tác làm đất là không thể thiếu được, trong đó việc sử dụng đúng, sử dụng hiệu quả các máy cơ giới đóng vai trò quan trọng, quyết định năng suất, rút ngắn thời gian thi công, dẫn đến giảm chi phí công nhân, giảm chi phí công trình, cải thiện điều kiện lao động của người công nhân

Trong lĩnh vực máy làm đất, có ba hướng để nâng cao hiệu quả sử dụng máy, đó là nâng cao chất lượng thiết kế chế tạo mới hoặc cải thiện máy cũ để tạo ra những loại máy sử dụng được với nhiều mục đích công tác khác nhau theo hướng vạn năng hóa máy, thứ hai là nâng cao chất lượng khai thác máy, thứ ba là nâng cao chất lượng bảo trì, bảo dưỡng kỹ thuật và sữa chữa máy Phương hướng được vạch ra trong xây dựng, những công trình xây dựng

có khối lượng nhỏ, phân bố tản mạn, dọc theo tuyến đã làm thức tỉnh mối quan tâm cho các nhà chế tạo máy tạo ra những máy làm đất đa mục đích, có khả năng thay thế hai, hoặc ba máy chuyên dùng Điều này làm tăng hiệu quả sử dụng máy cơ sở vì rút ngắn thời gian chết và tiết kiệm chi phí đầu tư và sử dụng các loại máy làm đất – bốc xếp vạn năng Các máy xúc – bốc xếp thuộc chủng loại này, theo ISO 6165-87, chúng được gọi là “máy bốc xếp - gầu ngược”, tên gọi “gầu ngược” có nghĩa là máy xúc gầu ngược

Trang 14

Một máy xúc – bốc xếp thực hiện chức năng của hai máy Nhờ có thiết bị bốc xếp người ta tiến hành các công tác bốc xếp vật liệu rời, vật liệu nhỏ, đất được xới tơi và được khai thác bằng thiết bị máy xúc Người ta sử dụng thiết bị máy xúc để đào rảnh lắp đặt đường dây thông tin, thi công các hố móng nhỏ của các tòa nhà, đào đất tại chỗ và bốc các vật liệu xây dựng lên các phương tiện vận tải

Sự khai thác vật liệu được tiến hành thấp hơn mặt bằng máy đứng, điều này giải thích đặc điểm sử dụng của “gầu ngược” Bằng thiết bị bốc xếp người

ta tiến hành những công việc cao hơn mặt nền máy đứng Người ta bốc xúc những vật liệu rời, san lấp mặt bằng,…

Hiệu quả của việc sử dụng máy bốc – xúc đã được chứng minh ở các công trình trải dài theo tuyến khi xây dựng, sữa chữa và tái thiết các đường ống dẫn nước, dẫn khí, cáp điện, xây dựng công trình giao thông và trong việc tái thiết các công trình dẫn nước, phục hồi áo đường,…Trong xây dựng nhà nhỏ ngoại thành và trong ngành kinh tế trang trại các máy bốc – xúc có thể thay thế cho ba máy: máy xúc, máy bốc xếp và xe vận chuyển vì có thể dùng gầu di chuyển các vật liệu rời (như cát, đá dăm, sỏi,…) và vật liệu dạng kiện đi xa một vài ki lô mét cùng với sự rải theo từng lớp ở chỗ đặt Khi chuyên chở thì thiết bị máy xúc đóng vai trò là đối trọng, ngăn ngừa sự lật theo phương dọc của máy xúc – bốc xếp về phía gầu bốc xếp

Trang 15

Hình 1.1 Một loại máy làm đất đa mục đích (máy xúc – bốc xếp)

Máy làm đất đa mục đích được phát minh đầu tiên tại Anh vào năm 1953 bởi Joseph Cyril Bamford, người sáng lập công ty JC Bamford (JCB), bằng cách trang bị trên máy kéo nông nghiệp một gầu bốc xếp gắn phía trước và một gầu xúc phía sau Sau đó, vào năm 1959 công ty Mỹ Hy-Dynamic, một bộ phận của Bucyrus-Erie cũng đưa ra mẫu máy đầu tiên Và sau đó đã có nhiều nghiên cứu, phát minh về loại máy làm đất đa mục đích này Sau đây là một số phát minh điển hình về loại máy này:

- Phát minh số:5265955

- Ngày: 30/11/1993

- Người phát minh: John W Beck, Rte 1, Box 308, Pawnee, I11 62558

- Tên phát minh: Tractor-Loader Backhoe

Trang 16

Đặc điểm: Máy được trang bị bộ công tác bốc xếp ở phía trước, bộ công tác xúc gầu ngược ở phía sau, hai bộ công tác được điều khiển bằng các xy lanh thủy lực Các chân chống phụ được bố trí ở phía trước và phía sau của bộ công tác bốc xếp và bộ công tác xúc gầu ngược làm tăng độ ổn định của máy khi thi công

Bộ công tác xúc gầu ngược và cabin có thể quay quanh tâm của bàn quay Loại máy này không có sự dịch chuyển đường trục đào của bộ công tác xúc gầu ngược, vì vậy khả năng thi công bị hạn chế trong điều kiện chật hẹp, gần các hàng rào, bờ tường, móng nhà

Hình 1.2 Mô hình phát minh của John

- Phát minh số: Des 43575

- Ngày: 03/10/2000

- Người phát minh: Ken Park, Walled Lake, Mich

- Tên phát minh: Backhoe Loader

Trang 17

Đặc điểm: Loại máy này cũng được trang bị bộ công tác bốc xếp ở phía trước, bộ

công tác xúc gầu ngược ở phía sau, hai bộ công tác được điều khiển bằng các xy

lanh thủy lực Các chân chống phụ được bố trí ở phía bộ công tác xúc gầu ngược

Ở phát minh này, máy có cabin cố định, bộ công tác xúc gầu ngược có thể quay

một góc 180 độ quanh trục quay của bộ công tác xúc gầu ngược và nó cũng có

thể dịch chuyển được đường trục đào, làm tăng khả năng sử dụng máy trong điều

kiện chật hẹp, gần các hàng rào, bờ tường, móng nhà

Hình 1 3 Mô hình phát minh của Ken Park

- Phát minh số: US D523874S

- Ngày: 27/06/2006

- Người phát minh: Carl J Hagele, Newark, IL (US)

- Tên phát minh: Tractor Loader Backhoe with rotatable Cab

Đặc điểm: Máy được trang bị bộ công tác bốc xếp ở phía trước, bộ công tác xúc

gầu ngược ở phía sau, hai bộ công tác được điều khiển bằng các xy lanh thủy

Trang 18

lực Bộ công tác xúc gầu ngược và cabin có thể quay quanh tâm của bàn quay Loại máy này không có sự dịch chuyển đường trục đào của bộ công tác xúc gầu ngược Vì vậy khả năng thi công ở điều kiện chật hẹp, gần các hàng rào, bờ tường bị hạn chế Ngoài ra máy này được trang bị thêm bộ công tác ủi ở phía bộ công tác xúc gầu ngược làm tăng khả năng làm việc của máy trong điều kiện địa hình nhấp nhô, không bằng phẳng

Hình 1 4 Mô hình phát minh của Carl J Hagele

Hiện nay có rất nhiều hãng sản xuất máy làm đất đa mục đích Các hãng nổi tiếng phương Tây như CASE (Mỹ), CATTERPILLAR (Mỹ), FIAT (Ý), JCB (Anh) và KOMATSU (Nhật) có nhiều kinh nghiệm chế tạo các máy vạn năng Khách hàng có thể chọn các máy và tổng thành trong một dãy rộng chỉ khác nhau theo cỡ kích thước, công suất động cơ, trong hệ thống thủy lực và trang bị chỗ làm việc cho công nhân Bên cạnh thiết bị công tác cơ sở, người ta

có thể lựa chọn các gầu, lưỡi gạt, máy xúc đào rãnh kiểu xích và đĩa, thiết bị

Trang 19

ngoạm, bộ kẹp, cắt, búa thủy lực,…bố trí của máy hoặc là theo kiểu “máy kéo” tức là bố trí động cơ ở phía trước hoặc là theo kiểu “máy bốc xếp” tức là bố trí động cơ ở phía sau và có khung liên kết bản lề

Máy xúc – bốc xếp của Nga được sản xuất chủ yếu trên cơ sở các máy kéo bánh hơi MT3 và các máy kéo tương tự có nghĩa là ở chúng có sự bố trí máy theo kiểu “máy kéo” Khi thay thế thiết bị treo, đòi hỏi có sự trợ giúp của người thợ có trình độ chuyên môn cao, cũng cần có thiết bị nâng, trong một số trường hợp cần trang bị thêm các thiết bị phụ trợ

Nhu cầu hiện đại hóa và công nghiệp hóa đòi hỏi tăng khối lượng công tác xây dựng, tăng năng suất lao động, giảm chi phí thi công Các công tác đất và máy làm đất cũng nằm trong xu thế chung đó

Trên thế giới, thiết kế máy làm đất đa mục đích hoặc máy làm đất một mục đích với khối lượng lớn đang phát triển mạnh đối với các nước có nền công nghiệp tiên tiến, hiện đại

Đối với nước ta thì nhu cầu về các máy làm đất đa mục đích với khối lượng thi công nhỏ thì rất lớn

Tuy nhiên, việc cơ giới hóa các công tác làm đất có khối lượng nhỏ phát triển chưa đầy đủ Sự lựa chọn máy hiện có và cải tiến máy cũng như chế tạo ra những máy và thiết bị thường được thực hiện một cách chủ quan bởi các xí nghiệp dưới ảnh hưởng của các yếu tố hoàn cảnh Các đơn vị xây dựng thực hiện một công việc không đầy đủ khi đặt ra các yêu cầu đích thực cho ngành cơ khí Máy Xây Dựng để chế tạo ra các máy cần thiết phù hợp với công nghệ tiên tiến

Ở nước ta chưa có công trình nào nghiên cứu về việc phân tích đánh giá hiệu quả và xác định các thông số của máy làm đất đa mục đích khối lượng nhỏ trong điều kiện cho trước

Nhu cầu thực tế đòi hỏi sự nghiên cứu lý thuyết các chỉ tiêu đánh giá tổng quát mức độ kỹ thuật của các máy này Sự cần thiết của đề tài cũng được xác

Trang 20

nhận bởi yêu cầu của các đơn vị xây dựng đòi hỏi tăng cường các máy làm đất đất đa mục đích khối lượng nhỏ bánh hơi có một số bộ công tác thay thế

Một số máy làm đất đa mục đích của các hãng trên thế giới

 Công ty cổ phần mở САРЭКС (Nga)

Các máy xúc – bốc xếp ở Nga đã được sản xuất từ lâu Những máy đầu tiên như ЭО-2626 & ЭО-2627 được chế tạo năm 1991-1992 tại công ty САРЭКС (cho đến đầu năm 1990 là chế tạo máy xúc SARAN)

Thiết bị máy xúc thủy lực được lắp trên máy kéo MT3-82 có 2 cơ cấu dẫn động

cần thiết có thể chuyển thành gầu thuận Máy bốc xếp xúc trước đổ trước có dung tích gầu được lắp trước máy kéo, được điều khiển bởi cặp xi lanh thủy lực Một trong hai cặp xi lanh thủy lực đó nâng và hạ cần, cặp còn lại điều khiển cơ cấu hình bình hành để lật gầu Cơ cấu hình bình hành khác với cơ cấu chữ Z là tăng được góc lật Sau hơn 10 năm đã chế tạo được các mẫu máy xúc ЭО-2626 & ЭО-2626А có sự dịch chuyển đường trục đào cùng với thiết bị treo ngược tháo lắp nhanh

Trang 21

Hình 1 5 Máy ЭО-2627А

Ở mẫu máy ЭО-2627А (hình 1.5) có khả năng nhanh chóng tách thiết bị xúc và thiết bị bốc xếp (tháo rời) để sử dụng máy kéo cho công việc khác Cột quay của bộ công tác xúc gầu ngược của máy ЭО-2627А có thể dịch chuyển theo phương ngang so với giá dẫn hướng, điều này làm tăng hiệu quả sử dụng máy trong các điều kiện chật hẹp, gần các bờ tường và móng nhà, phải giảm kích thước bao ở trạng thái vận chuyển và giảm các dao động dọc của máy khi vận chuyển hàng Các chân chống phụ của máy xúc – bốc xếp ЭО-2627А có dạng ống lồng và được bố trí hai bên của giá dẫn hướng, còn máy ЭО-2626 (hình 1.6) thì các chân chống lật được và cột quay được lắp cứng trên khung máy kéo

Trang 22

Hình 1 6 Máy ЭО-2626А

Lĩnh vực sử dụng máy xúc – bốc xếp công ty cổ phần mở САРЭКС được

mở rộng đáng kể nhờ có sự lựa chọn các thiết bị thay thế (hình 1.7), trong số đó:

 Hình 1.7.1: gầu hẹp dùng để đào các rãnh đặt đường ống

 Hình 1.7.2: thiết bị nâng để bốc dỡ các vật liệu dạng kiện

 Hình 1.7.3: búa thủy lực để thi công các lớp áo bê tông nhựa nóng, đất đóng băng

 Hình1.7.4: gầu ngoạm để ngoạm và di chuyển các vật liệu, hàng dài và bốc xếp các vật liệu cồng kềnh, tải trọng nhỏ

 Hình 1.7.5: thiết bị cào

Trang 23

Hình1.7.1 Hình1.7.2

Hình 1.7.3 Hình 1.7.4

Hình 1.7.5

Trang 24

Trang 25

MASSEY FERGUSON MF290 (hình 1.8) Máy xúc có sự dịch chuyển đường trục đào được trang bị với cabin đơn giản, tiện nghi và điều khiển điện thủy lực

Hình 1.8 Máy ЭО-2621-В3

Loại máy xúc - bốc xếp khác ЭП-2421 (hình 1.9) với động cơ diesel cường hóa A-245A1 của nhà máy chế tạo động cơ MINXCƠ và máy có công thức bánh xe 4x4x4 (dẫn động hoàn toàn và điều khiển hoàn toàn) cho nên đòi hỏi lắp bánh xe cùng đường kính, đây là máy xúc-bốc xếp đầu tiên của Nga thực hiện theo sơ đồ này Máy có hệ thống chuẩn đoán kỹ thuật, chuẩn đoán trạng thái của mỗi cụm chi tiết và được thể hiện trên bảng điều khiển Khung thống nhất hóa được chế tạo đặc biệt chịu tải phát sinh khi làm việc với thiết bị làm đất Máy xúc có tay cần điều khiển ống lồng

Trang 26

Hình 1.9 Máy ЭП-2421

Máy ЭП-2421

Kích thước bao ở trạng thái di chuyển (mm) 6300x2500x3850

Trang 27

tay gầu chuẩn/tay gầu lồng (mm)

Chế độ làm việc / vận chuyển (km/h) 2,5…10/2,5…45

 Nhà máy Quốc doanh Омсктрансмаш (Nga)

Nhà máy chế tạo máy vận chuyển từ năm 1999, sản xuất máy xúc - bốc xếp, xúc trước đổ trước, bộ công tác bốc xếp gầu hai hàm kiểu ЭП-2421 (hình 1.10), nét đặc trưng là gầu hai hàm bố trí phía trước, hàm trước được điều khiển bằng hệ thống thủy lực phụ, kết cấu như vậy mở rộng khả năng sử dụng máy, ví

dụ như tiến hành công tác san bằng bằng hàm sau như là thiết bị lưỡi ủi Cơ cấu treo gầu hình bình hành cho phép thay đổi góc đào trong phạm vi rộng, điều này tăng hiệu quả làm việc của máy với các loại đất khác nhau

Trang 28

Hình 1.10.Máy ЭОП-2621

 Nghiệp đoàn Амкодор-Удaрник (Nga)

Trang 29

Nghiệp đoàn Амкодор – Удaрник sản xuất loại máy xúc – bốc xếp Амкодор, máy ủi – bốc xếp Д3-133 (hình 1.11) nó dùng để tiến hành các công tác làm đất với các đất loại 1, loại 2, thiết bị công tác xúc làm đất từ cấp 1 đến cấp 4 và công tác bốc xếp khối lượng nhỏ các vật liệu rời hoặc vật liệu dạng kiện đi những khoảng cách không lớn Sự lựa chọn các bộ công tác thay thế mở rộng khả năng hoạt động của máy xúc – bốc xếp Máy có thể được sử dụng trong xây dựng, nông nghiệp, trong phục vụ công ích của thành phố Trong tổ hợp cơ sở của máy gồm có một gầu ngược và lưỡi ủi, để làm các bộ công tác thay thế thì nghiệp đoàn đưa ra các loại sau: các gầu mở rộng có lưới để xúc tuyết, để thu hoạch trái cây; các nĩa để ngoạm hàng và các nĩa dùng trong nông nghiệp; các gầu ngoạm dùng ngoạm các cuộn dài, các cuộn rơm, tảng đá; thiết

bị móc dùng cho công tác lắp đặt mà có sức nâng đến 750kg; các lưỡi ủi, các răng có cạnh sắc

Hình 1.11.Máy Амкодoр-702

Trang 30

Máy Амкодoр-702

Kích thước bao (mm) 7630x2500x3800

 Công ty cổ phần mở Муроммашзавод (Nga)

Công ty cổ phần mở Муроммашзавод cộng tác với công ty cổ phần mở ВНИИстройдормаш thực hiện một bước tiến đáng kể khi nghiên cứu và bắt đầu cho sản xuất máy xúc – bốc xếp ПК-301 (hình 1.12), khi thiết kế máy, người ta đã sử dụng một giải pháp kết cấu là bố trí động cơ và khung bản lề ở phía trước Ở nửa khung phía trước có bố trí khối động cơ truyền động gồm có động cơ Diesel D245 do nhà sản xuất động cơ Минского và có bộ truyền động

cơ thủy lực Tất cả bốn bánh xe đều chủ động Cabin điều khiển cũng nằm ở nửa khung trước Cũng không kém phần quan trọng là khi thiết kế người ta đã tiêu chuẩn các cụm chi tiết tiêu chuẩn (như hệ thống truyền động cơ thủy lực, hệ thống phanh) được chế tạo hàng loạt và đã được khuyến cáo đưa vào sử dụng

Trang 31

Sự tiếp cận vấn đề như vậy cho phép giảm giá thành máy, tăng độ tin cậy và sự tiện lợi trong sữa chữa máy và đơn giản công nghệ chế tạo

Thiết bị bốc xếp được bố trí ở nửa khung trước gồm có cần, gầu và hệ thống tay đòn để di chuyển gầu và bảo toàn vị trí của nó khi hạ hoặc nâng Gầu được lật theo sơ đồ hình chữ Z Bốn bánh xe chủ động đường kính lớn và khả năng bám tốt của máy cho phép tăng lực kéo lên đến 120KN Một gầu bốc xếp

Thiết bị máy xúc được lắp ở nửa khung phía sau, ở trên hai dẫn hướng ngang có lắp một khung di trượt Khung di trượt không có dẫn động riêng và chuyển động được nhờ các lực bên hông tạo ra do các thiết bị máy xúc Khung

di trượt được định vị trên các dẫn hướng bằng bốn xi lanh thủy lực kiểu piston Nhờ vậy người lái không cần rời khỏi cabin để di chuyển khung di trượt và định

hợp dịch chuyển trục đào ngang cho phép tiến hành công tác làm đất trong điều kiện làm việc chật hẹp với hiệu quả kinh tế cao

Truyền động thủy lực bao gồm bốn hệ thống thủy lực thực hiện theo sơ đồ điều khiển hở và có hai đường hồi chất lỏng về thùng

Cabin kín, hiện đại và có cách âm, cabin được bảo vệ khi máy lật và bảo vệ tránh vật thể khác rơi vào Cabin có tầm nhìn tốt và độ an toàn Kết cấu cabin được tính trước như thuận lợi tiếp cận bộ phận điều khiển, ghế ngồi xoay và điều chỉnh hoàn toàn, cột tay lái có góc nghiêng thay đổi Sự lắp đặt các tiện nghi về khí hậu tạo điều kiện thuận lợi để làm việc, điều này cho phép tăng năng suất, giảm xác suất sai lầm của người lái và đảm bảo an toàn lao động Lực tác động lên các tay đòn và các peđan điều khiển thì thấp hơn tiêu chuẩn Các thông

Trang 32

số của máy gắn liền với sự khai thác an toàn phù hợp với các yêu cầu tiêu chuẩn nước Nga và thế giới

Nhà máy đã đưa ra các thiết bị phụ trợ như: gầu ngoạm hai cánh; các nĩa làm công tác bốc xếp; cần lồng làm công tác bốc xếp; thiết bị ngoạm cho vật liệu dài; búa thủy lực; gầu ngược có dung tích khai thác lớn; răng xới

Những năm gần đây các nhà chế tạo đã sử dụng các thép tấm hợp kim thấp

và thép bản dập nhờ đó mà giảm khối lượng máy, giảm dung trọng đơn vị máy, tăng độ tin cậy kết cấu thép Sự hoàn thiện thiết bị thủy lực trong một loạt trường hợp được sử dụng ở các bộ phận nhập ngoại Điều kiện làm việc của người điều khiển tiện lợi do điều chỉnh các ghế tiện nghi, có thông gió, sưởi ấm, điều hòa không khí, cải thiện tầm nhìn và chống tiếng ồn, rung động, cũng đã sử dụng bôi trơn khi thiết bị làm việc và không tải, bôi trơn các bản lề bằng mở (che kín, vĩnh cửu) Trong một số máy có các phần tử dự báo trạng thái kỹ thuật, tất cả các điều này làm giảm khối lượng lao động trong công tác bảo dưỡng kỹ thuật và tăng độ tin cậy

Việc sử dụng nhiều thiết bị thay thế và tháo ráp lắp nhanh đảm bảo tính vạn năng và phạm vi sử dụng máy

Trang 33

Hình 1.12 Máy xúc – bốc xếp ПК-301

So sánh các đặc tính kỹ thuật máy xúc – bốc xếp của các hãng trên thế

giới với máy xúc- bốc xếp ПК-301 của Nga

Quốc gia Nga Mỹ Mỹ Ý Anh

Máy ПК-301 CAT 446B CASE 580LE FIAT 595 JCB 4CXs

Sơ đồ bố trí hỗn hợp máy kéo máy kéo máy bốc xếp máy kéo C.suất d.nghĩa đcơ (kW) 77,2 77 68 70 71,5 Kiểu truyền động cơ thủy lực cơ thủy lực cơ thủy lực thủy lực thủy lực Vận tốc di chuyển 30,3 33 34,5 28 40,7 tối đa (km/h)

Hệ thống quay khung

tất cả bánh tất cả bánh khung tất cả bánh

bản lề xe điều khiển xe điều khiển bản lề xe điều khiển Khoảng cách trục 2300 2200 2150 2320 2200 bánh xe (mm)

Kích thước vỏ xe (mm) 17,5-25 12,5-20 12,5/80 14,5-20 16,9/28

21-24 16,5/85 Bán kính quay (m) 4,7 4,21 4,35 4,48 5,45

Trang 34

Khối lượng sử dụng (kg) 12700 10380 7420 7450 8880 Tải trọng danh nghĩa (kg) 3300 2200 2000 2000 2200 Dung tích gầu danh nghĩa 1,5 1,1 1,0 1,0 1,1 Chiều cao dỡ tải của gầu (mm) 2720 2699 2860 2700 2690 với góc dỡ gầu

Tầm với (mm) ở chiều cao 730 868 620 865 820

dỡ tải max và góc dỡ tải

Góc lật gầu lớn nhất ở 42 40 40 44 45 một bề mặt tựa (độ)

Góc dỡ tải lớn nhất của gầu 51 45 50 50 45

ở chiều cao nâng lớn nhất (độ)

Dung tích danh nghĩa 0,48 0,48 0,31 0,35 0,3 gầu xúc

Chiều sâu đào tối đa 4100 5219 4390 4500 4350 gầu xúc (mm)

Chiều cao dỡ tải max của 3400 4310 4180 3600 4110 gầu máy xúc (mm)

Bán kính đào bằng gầu máy xúc 5600 6604 5380 5450 5400 tính từ trục quay của cột (mm)

Độ dịch chuyển max khung trượt 830 - 580 550 585 tính từ trục đối xứng máy (mm)

Góc quay lớn nhất của cột (độ) 180 180 180 180 180

Máy xúc LGB 3025

Máy xúc gầu ngược LGB 3025 (hình 1.13) được trang bị động cơ nhập

ngoại chất lượng cao, bộ truyền mômen, cầu, bơm thủy lực cũng như van khuếch đại và nhiều chi tiết…Cùng với các chi tiết tự lựa chọn làm cho nó có thể đào, gạt, san đổ đất

Trang 35

Hình 1.13 Máy xúc – bốc xếp LGB 3025 Những đặc điểm nổi bật của máy LGB 3025: công suất cao; tốc độ cao; bán kính quay nhỏ; vận hành đơn giản; cabin được trang bị điều hòa có tầm quan sát rộng và có màn chắn nắng FO

Đặc tính kỹ thuật của máy xúc – bốc xếp LGB3025

Trang 36

có xuất hiện những máy làm đất đa mục đích theo các công trình mà nhà thầu đảm trách với số lượng máy rất ít

Từ sự nghiên cứu tổng quan ở trên ta thấy rằng máy xúc – bốc xếp là một máy làm đất đa mục đích có vai trò quan trọng, đặc biệt là trong công tác làm đất có khối lượng nhỏ ở điều kiện nước ta

Lĩnh vực sử dụng của máy xúc – bốc xếp là rất rộng, làm được nhiều công việc khác nhau, với khối lượng công việc từ nhỏ đến lớn Đối với Việt Nam ta, công tác xây dựng khối lượng nhỏ, điều kiện chật hẹp, khối lượng công việc phân bố tản mạn dọc theo tuyến, các công trình xây dựng dân dụng nhỏ,… có nhu cầu rất lớn Do đó việc sử dụng loại máy này là phù hợp, sử dụng hợp lý sẽ mang lại lợi ích kinh tế cao

Do vậy đề tài sẽ hướng đến việc phục vụ cho công việc đặt nhiệm vụ thiết kế mới loại máy này và cũng có thể phục vụ công việc lựa chọn máy trong đội máy hiện có của các đơn vị xí nghiệp sử dụng máy làm đất loại nhỏ với mục đích tăng hiệu quả sử dụng máy trong điều kiện sử dụng cho trước

Trang 37

CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM MÁY LÀM ĐẤT ĐA MỤC ĐÍCH MÁY XÚC –BỐC XẾP BÁNH HƠI

2.1 Phân tích số liệu thống kê các máy hiện có của các hãng uy tín

Để có một cách nhìn nhận, xem xét, đánh giá máy cũng như lựa chọn máy tiêu chuẩn làm cơ sở cho việc xác định các thông số kỹ thuật của máy thiết kế, sau đây là bảng thống kê số liệu kỹ thuật về các loại máy của các hãng có uy tín trên thế giới Do đặc điểm của máy xúc – bốc xếp được trang bị bộ công tác xúc gầu ngược ở phía sau và gầu bốc xếp đặt ở phía trước, nó kết hợp hai bộ công tác của hai máy: máy xúc gầu ngược, máy bốc xếp Vì vậy, các bảng số liệu thống

kê dưới đây trình bày thông số kỹ thuật của 3 loại máy: máy xúc thủy lực, máy bốc xếp, máy xúc – bốc xếp để có được sự có được cách nhìn tổng quan hơn

Trang 38

Bảng thống kê thông số kỹ thuật của các loại máy làm đất khối lượng nhỏ

Bảng 2.1 Bảng thông số kỹ thuật của máy xúc gầu ngược [1], [2], [3]

Hãng và nước

sản xuất Mã hiệu

Trọng lượng,

T

Kích thước giới hạn

Áp lực lên đất, KG/m2

Vận tốc

di chuyển km/h

Cơ cấu

di chuyển

Động cơ Gầu sấp (ngược)

Công suất thiết kế,Kw

Dung tích, m3

Bán kính đào lớn nhất,m

Trọng lượng làm việc,

T

AICHISHARO CB-4S(W) 1.05 1.975 Hơi TE-140 11 0.04 3.08 1.2 AICHISHARO CB-4S(W) 1.2 1.975 Hơi TE-140 11 0.04 3.08 1.2 HAYASAKI DH150B 1.5 2.1 M11 11 0.045 3.3 1.5

YANMA WBO4-2(W) 1.205 Hơi GF51 10 0.05 3.215 1.205 YANMA YB600C 1.64 2.25 Xích NS130CE 13.5 0.06 3.4 1.64

HAYASAKI DH170R 1.75 2.1 M14 14 0.06 3.5 1.75

HAYASAKI DH190R 2.1 2.1 KE95 18 0.07 4.27 2.1

TOYOSHA BL(W) 2.955 1.975 Hơi S-135 25 0.07 3.545 2.955 HITACHI UH-M8 1.74 2.37 Z851-BH 15 0.08 4.1 1.99

YANMA YTB800 1.98 2 Xích 3T72L-TB 15.5 0.08 3.86 1.98

NISSAN KIZA1 NK-202 1.7 Xích M11 11 0.1 3.55 1.9

NISSAN KIZA1 N-11 2.3 Xích KE95 15 0.1 3.8 2

KUBOTA KH-1 2.3 2.34 Xích D1100-BH 18 0.1 4.53 2.6

Trang 39

KUBOTA KH-10 2.4 2.32 Xích D1100-BH 18 0.1 4.53 2.68 KUBOTA KH-1D 2.3 2.34 Xích D1100-BH 18 0.1 4.53 2.8 HITACHI UH-M10 2.28 2.315 D1100-BH 18 0.1 4.53 2.68 YANMA YB1280S 2.98 2.32 Xích 27TR20LD 20 0.1 4.31 2.98 KOMATSU PC-02 2.07 Xích 2D94 20 0.1 9.87 2.55 TAIKYOKU TB-28S 2.65 2.28 2AB1 21 0.1 4.4 2.65 ISHIKA IS-010A 2.36 2.1 Xích LE892-IK 22 0.1 4.5 2.86

FURU KAWA FH 10A 2.36 2.1 Xích 2BA1 22 0.1 4.49 2.86

IWATE FUJI CT-250S 2.5 2.46 Xích 2AB1 23 0.1 4.75 2.5

NISSAN KIZA1 N-X 2.15 Xích 2AA1 18.5 0.11 4.35 2.45

NISSAN KIZA1 N-2 2.22 Xích 2AA1 18.5 0.11 4.3 2.475

YANMA YTB1300 2.91 Xích 3T80L-TB 22 0.11 4.66 2.91

NISSAN KIZA1 N-3 2.22 Xích 2AA1 18.5 0.12 4.3 2.5

IWATE FUJI CT-350 2,9 2.125 Xích 2AB1 23 0.12 5.05 2.9

Trang 40

HITACHI UH-M14 2.6 2.33 D1301-BH 26 0.14 4.67 3.2 ISHIKA IS-014 2.62 2.11 Xích 3AB1 28 0.14 4.76 3.2

NISSAN KIZA1 N-4 2.27 Xích 3AB1 37 0.14 4.6 3.5

TOYOSHA CR-15 2.96 2.24 Xích S-148 28 0.15 4.59 2.96 YUTANI 10A(W) 3.75 2.4 221 35.5 0.15 4.81 4.5

NISSAN KIZA1 N-45 2.38 Xích C240 38 0.15 4.9 4.3

HAYASAKI DH250R 2.75 2.35 KE250 42 0.15 5.3 3.75 JAPAN B164(W) 4.44 3 Xích 4D30 90 0.16 5.97 5.265 KOMATSU PC-04 3.3 Xích 2D94 30 0.18 4.44 4.2

Định dạng
Số trang	141
Dung lượng	7,45 MB