Bài giảng Máy xây dựng: Chương 1 - Nguyễn Hữu Chí

Bài giảng Máy xây dựng: Chương 1 Cấu tạo tổng thể máy xây dựng cung cấp cho người học những kiến thức như: Các bộ phận cấu thành máy xây dựng, bộ phận động lực, hệ thống truyền động, hệ thống điều khiển, công dụng và phân loại tổng thể máy xây dựng,..Mời các bạn cùng tham khảo!

BÀI GIẢNG

Nguyễn Đăng Điệm (chủ biên), Nguyễn Văn Vịnh, Nguyễn Bính, Thái Hà Phi, Nguyễn Lâm Khánh,

Nguyễn Đình Tứ Nhà xuất bản GTVT 2015.

Các tài liệu chuyên ngành khác:

- Máy trục vận chuyển

- Máy thi công chuyên dùng

- Máy sản xuất vật liệu xây dựng

- Các trang Web chuyên ngành

Giảng viên: Nguyễn Hữu Chí; 0966779923

(tháng 8-2018)

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT MÔN HỌC MÁY XÂY DỰNG

2

1 Công dụng, phân loại các bộ phận cấu thành máy xây dựng: Bộ phận động lực; hệ thống truyền động; bộ phận công tác; hệ thống điều khiển.

2.Các thông số cơ bản của máy trục Năng suất máy trục.

3.Công dụng, cấu tạo và hoạt động của các cơ cấu của máy trục: Cơ cấu nâng-hạ hàng; cơ cấu thay đổi tầm với; cơ cấu quay; cơ cấu di chuyển máy 4.Công dụng, phân loại cần trục tháp: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của cần trục tháp Năng suất cần trục.

5.Công dụng và đặc điểm của cần trục bánh xích: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của cần trục bánh xích Năng suất cần trục.

6.Công dụng và đặc điểm của cần trục ô tô: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của cần trục ô tô Năng suất cần trục.

7.Công dụng, phân loại băng tải đai cao su Cấu tạo, nguyên lý hoạt động

và năng suất của băng tải đai cao su.

8.Công dụng, phân loại băng gầu Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và năng suất của băng gầu.

9 Công dụng, phân loại băng xoắn trục vít (vít tải) Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và năng suất của băng xoắn trục vít.

10.Công dụng, phân loại máy ủi Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và năng suất của máy ủi.

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT MÔN HỌC MÁY XÂY DỰNG

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT MÔN HỌC MÁY XÂY DỰNG

24.Công dụng, phân loại búa đóng cọc Phạm vi sử dụng của từng loại Cấu tạo

và nguyên lý hoạt động của búa diezel kiểu ống dẫn.

25.Công dụng, phân loại búa đóng cọc diezel Phạm vi sử dụng của búa diezel Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của búa diezel kiểu cột dẫn.

26.Công dụng, phân loại búa rung Phạm vi sử dụng của búa rung Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của búa rung nối cứng, nối mềm và va rung.

27.Công dụng, phân loại máy rải bê tông xi măng Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy rải bê tông xi măng Năng suất máy rải chu kỳ và máy rải liên tục 28.Công dụng, phân loại máy rải bê tông nhựa nóng Cấu tạo và nguyên lý hoạt động và năng suất của máy rải bê tông nhựa nóng.

29.Công dụng, phân loại máy bóc nguội mặt đường nhựa Cấu tạo và nguyên lý hoạt động và năng suất của máy bóc mặt đường.

CHƯƠNG 1 – CẤU TẠO TỔNG THỂ MÁY XÂY DỰNG

1.1 CÁC BỘ PHẬN CẤU THÀNH MÁY XÂY DỰNG

Mỗi một máy xây dựng có thể được coi là một hệ thống bao gồm những

 - Hệ thống động lực (động cơ): là các loại động cơ đốt trong, điện, …nguồn cung cấp năng lượng cho máy và các thiết bị công tác.

gian dùng để truyền công suất hoặc thay đổi tốc độ từ thiết bị động lực đến các bộ phận công tác.

quá trình làm việc của máy.

việc của máy.

6

CÁC BỘ PHẬN KHÁC CỦA MXD

vững tốt, hình dáng thích hợp để gá lắp và giữ cho các cụm máy ổn định trong quá trình làm việc.

ngừa các sự cố có thể xảy ra, đồng thời tạo điều kiện cho người điều khiển làm việc thuận lợi và an toàn.

trong quá trình làm việc đồng thời truyền áp suất và tải trọng lên nền.

1.1 CÁC BỘ PHẬN CẤU THÀNH MÁY XÂY DỰNG

Động cơ dầu (hay còn gọi là động cơ Diezel, chạy bằng nhiên liệu là dầu

Diezel)

1.2.2.2 Động cơ điện

Động cơ điện là loại động cơ thứ cấp chạy bằng năng lượng điện Năng

lượng điện có thể được lấy từ mạng điện công nghiệp hoặc từ các máy phát

điện lắp trực tiếp trên các máy xây dựng

Động cơ điện có các loại sau đây (bảng 1.2):

Động cơ điện xoay chiều hai pha

Động cơ điện xoay chiều ba pha

Động cơ điện xoay chiều ba pha đồng bộ

Động cơ điện xoay chiều ba pha

không đồng bộ

Rôto lồng sóc dây quấn Rôto

1.2.2.3 Thiết bị động lực bằng thủy lực

Thiết bị động lực bằng thủy lực lắp trên các máy xây dựng bao gồmbơm - động cơ thủy lực và xy lanh thủy lực Các thiết bị này hoạt độngnhờ áp suất cao của dầu thủy lực Thiết bị động lực bằng thủy lực có cácloại sau đây (bảng 1.3):

Các thiết bị động lực bằng thủy lực Chuyển động

Thiết bị động lực bằng khí nén được lắp trên một số máy xây dựng chính

là xy lanh khí nén Các xy lanh này hoạt động nhờ áp suất của khí nén.

1.3 HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG

1.3.1 Công dụng của hệ thống truyền động

Hệ thống truyền động có công dụng truyền công suất từ bộ phận động lực đến các bộ phận 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.

1.3.2 Phân loại hệ thống truyền động

Hệ thống truyền động trên các máy xây dựng bao gồm nhiều dạng Phụ thuộc vào vai trò, chức năng và đặc điểm của việc truyền công suất giữa các cụm máy với nhau, trên các máy xây dựng có những dạng truyền động như: Truyền động cơ khí, truyền động điện, truyền động thủy lực và truyền động khí nén.

Sau đây chúng ta xem xét các dạng truyền động trên máy xây dựng.

PHÂN LOẠI TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

Truyền động ăn khớp Truyền động

ma sát

Truyền động xích

Truyền động trục vít- đai ốc

Truyền động bánh răng

T.động bánh răng- thanh răng

T.động trục vít- bánh vít

T.động bánh

ma sát, đĩa ma sát

Truyền động đai

Truyền động tay quay thanh truyền Truyền động cáp

Truyền động xích

Truyền động vít đai ốc

Truyền động bánh răng Truyền động bánh rang- thanh răng Truyền động ma sát

Truyền động trục vít- bánh vít

Truyền động đai

a- Truyền động điện dòng xoay chiều

b- Truyền động điện dòng một chiều

c- Truyền động điện phối hợp (dòng xoay chiều và dòng một chiều)

a- Truyền động điện dòng một chiều:

 Với động cơ điện một chiều kích từ song song

 Với động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp

 Với động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp

b- Truyền động điện dòng xoay chiều:

 Dòng xoay chiều một pha, hai pha

 Dòng xoay chiều ba pha:

- Với động cơ điện đồng bộ

- Với động cơ điện không đồng bộ: Động cơ rôto lồng sóc; Động cơ rôto dây quấn

Phân loại truyền động thủy lực

Truyền động thủy lực

Theo phương chuyển động

của các cơ cấu Theo nguyên lý tác dụng của dầu thủy lực

Truyền động thủy tĩnh (cơ cấu làm việc nhờ áp suất cao của dầu thủy

lực)

Truyền động thủy động (cơ cấu làm việc nhờ vận tốc cao của dầu thủy

lực)

1.3.2.4 Truyền động khí nén

Hệ thống truyền động khí nén trên các máy xây dựng là các xy lanh khí nén Các xy lanh này làm việc nhờ áp suất của khí nén Vai trò của xy lanh khí nén chủ yếu là để điều khiển hoạt động cho các bộ phận (hoặc cơ cấu) công tác của máy.

1.4 BỘ PHẬN CÔNG TÁC

1.4.1 Công dụng của bộ phận công tác

Bộ phận công tác (hay cơ cấu công tác) của các máy xây dựng có công dụng thực hiện chức năng công nghệ của máy Tùy thuộc vào cấu tạo và hoạt động, mỗi máy xây dựng có thể có một hoặc nhiều chức năng Sau đây là những ví dụ:

- Máy nghiền đá chỉ có một chức năng là nghiền đá

- Ô tô tải vận chuyển vật liệu xây dựng có hai chức năng là: Chức năng dichuyển để vận chuyển vật liệu và chức năng lật nghiêng thùng xe để đổ vậtliệu

- Máy đào một gầu có ba chức năng là: Chức năng đào xúc và đổ đất, chứcnăng quay máy trong mặt phẳng ngang và chức năng di chuyển máy

- Một cần trục có bốn chức năng tương đương với bốn cơ cấu, đó là: Chức năngnâng - hạ hàng, chức năng nâng - hạ cần, chức năng quay cần trục trong mặtphẳng ngang và chức năng di chuyển cần trục

Như vậy, có nghĩa là tất cả những cơ cấu thực hiện các chức năng công nghệ của máy trong quá trình máy làm việc được gọi là các bộ phận công tác Như vậy, bộ phận di chuyển máy cũng được coi là một cơ cấu công tác Tuy nhiên, bộ phận này có đặc thù riêng nên ta gọi là cơ cấu di chuyển và có cách phân loại riêng cho cơ cấu này.

1.4.2 Phân loại bộ phận công tác và cơ cấu di chuyển

Như đã nêu ở trên, bộ phận công tác của máy xây dựng bao gồm tất

cả các cơ cấu máy thực hiện các chức năng công nghệ của máy trongquá trình máy làm việc Cấu tạo của bộ phận công tác rất đa dạng Mỗimột bộ phận công tác có công dụng và cấu tạo khác nhau mà không thểphân loại được

Riêng đối với cơ cấu di chuyển, ta có thể phân loại như sau (bảng

Cơ cấu di chuyển bánh xích (chỉ dùng cho di

chuyển toàn

máy)

Cơ cấu di chuyển bánh lốp (chỉ dùng cho di chuyển toàn

máy)

Cơ cấu di chuyển bánh sắt (dùng cho máy

và cho cụm máy)

Một số máy hiện nay có Cơ cấu di chuyển Bước

Hệ thống di chuyển

 Công dụng: Hệ thống di chuyển dùng để di chuyển toàn bộ máy trong quá trình làm việc, đồng thời truyền áp suất và tải trọng ngoài lên nền Các máy MXD - XD hiện nay thường được trang bị bộ di chuyển như sau:

8 Hệ thống di chuyển của máy xây dựng :

Máy xây dựng thường dùng các loại hệ thống di chuyển sau:

3 Bánh sắt trên ray

Hệ thống di chuyển bằng bánh xích 20

Di chuyển bánh lốp

Di chuyển bước

22

Di chuyển phao

Di chuyển bánh sắt đường ray

24

1.5 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

1.5.1 Công dụng của hệ thống điều khiển:

Hệ thống điều khiển của máy xây dựng có công dụng điều khiển toàn

bộ các cơ cấu máy hoạt động trong quá trình máy làm việc.

1.5.2 Phân loại hệ thống điều khiển

Hệ thống điều khiển của máy xây dựng được phân loại theo bảng 1.8.

Hệ thống điều khiển Theo phương pháp

Theo phương pháp truyền động trong điều khiển:

 Điều khiển bằng cơ khí

 Điều khiển bằng điện

 Điều khiển bằng thủy lực

 Điều khiển bằng khí nén

 Điều khiển tổng hợp

1.6 CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI TỔNG THỂ MÁY XÂY DỰNG

1.6.1 Giới thiệu chung:

Máy xây dựng là các thiết bị dùng trong xây dựng công trình có công dụng phục vụ cho công tác xây dựng, ví dụ như: Xây dựng giao thông, xây dựng dân dụng, xây dựng công nghiệp, xây dựng thủy lợi, thủy điện v.v.

Máy xây dựng có vai trò chủ đạo và không thể thiếu được trong quá trình thi công các hạng mục của công trình xây dựng Để có cơ

sở cho việc chọn máy cũng như sử dụng máy, người ta phân loại máy xây dựng theo chức năng công nghệ của chúng Sau đây là phân loại tổng thể (hay còn gọi là cách đặt tên) cho các loại máy xây dựng hiện nay Đây cũng là phần giới thiệu sơ bộ về các loại máy xây dựng cơ bản mà chúng ta sẽ nghiên cứu và tìm hiểu trong môn học này.

1.6.2 Máy nâng - vận chuyển

Máy nâng - vận chuyển là thuật ngữ dùng để chỉ hai nhóm máy: Nhóm máy nâng và nhóm máy (hay thiết bị) vận chuyển liên tục Các thiết bị này được sử dụng nhiều trong công tác lắp ráp, xây dựng và xếp dỡ hàng hóa.

a- Máy nâng: Là những thiết bị được dùng để nâng - hạ các vật nặng trong quá trình xây dựng, lắp ráp hoặc xếp dỡ Trong cuốn giáo trình Máy xây dựng [9] đã trình bày chi tiết về các loại thiết bị và máy nâng, trong đó có các loại kích, palăng, tời nâng và các loại máy trục Tuy nhiên, do hạn chế về thời lượng của môn học, mặt khác theo nội dung của đề cương đã được phê duyệt, cho nên trong cuốn giáo trình này chỉ giới thiệu các loại máy trục có cần (hay còn gọi là cần trục), cụ thể như: Cần trục ôtô, cần trục bánh lốp, cần trục bánh xích và cần trục tháp.

Máy nâng

28 Cần trục

Máy nâng

Thang máy

Cần trục tháp

b- Thiết bị vận chuyển liên tục: Thiết bị vận chuyển liên tục được đề cập ở đây là các loại băng chuyền Các loại băng chuyền được sử dụng để vận chuyển các loại vật liệu rời hoặc các gói hàng (kiện hàng) ở cự ly ngắn trong nội bộ công trường xây dựng hoặc trong khu vực xếp dỡ Trong thực tế có rất nhiều loại băng chuyền và trong cuốn giáo trình Máy xây dựng [9] cũng đã giới thiệu các loại băng chuyền đó Do vậy trong cuốn giáo trình này cũng chỉ giới thiệu ba loại băng chuyền được đề cập tới trong môn học, đó là băng chuyền đai cao su (hay còn gọi là băng tải cao su), băng xoắn trục vít (vít tải) và băng gầu.

Nội dung cụ thể về công dụng, phân loại, cấu tạo, nguyên

lý hoạt động và cách xác định năng suất của các loại cần trục

và các loại băng chuyền nêu trên sẽ được giới thiệu trong chương 2 của cuốn giáo trình này.

Thang cuốn

Vít tải

1.6.3 Máy làm đất

Máy làm đất là một loại máy chủ đạo trong các máy xây dựng Trong các công trình xây dựng, dù là xây dựng giao thông, xây dựng dân dụng, xây dựng công nghiệp hay xây dựng thủy lợi, thủy điện đều gặp phải công tác thi công đất Máy làm đất là những thiết bị được dùng để thi công đất cho các công trình xây dựng đó.

Trong phạm vi của môn học, ở đây chúng ta cũng chỉ tìm hiểu và nghiên cứu bốn loại máy làm đất chủ đạo, đó là máy ủi, máy đào một gầu, máy san và máy đầm lèn đất.

Công dụng, phân loại, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phương pháp xác định năng suất của các loại máy này được giới thiệu chi tiết trong chương 3 của cuốn giáo trình này.

Máy làm đất

34

Máy san Máy san

Máy đào

Máy cạp

Máy đào

Máy đào

Máy đầm (máy lu bánh cứng)

Máy đầm bánh lốp

Máy đầm

chân cừu

Máy đầm cóc

Máy đầm bàn

Máy đầm chân cừu

b- Máy sàng đá: Máy sàng đá có công dụng phân loại đá thành các nhóm

có kích cỡ khác nhau Thông thường, trong xây dựng người ta sử dụng đá

40

1.6.5 Máy làm bê tông

Trong nhóm máy làm bê tông có các loại thiết bị sau: Máy trộn và trạm trộn bê tông, thiết bị vận chuyển bê tông và thiết bị đầm lèn bê tông.

hỗn hợp các loại vật liệu để tạo thành bê tông Tùy thuộc thành phần của vật liệu, bê tông được tạo thành có thể là bê tông xi măng hoặc

bê tông nhựa nóng.

được ghép nối với nhau có công dụng sản xuất ra bê tông (bê tông xi măng hoặc bê tông nhựa nóng).

bê tông xi măng hoặc bê tông nhựa nóng từ nơi sản xuất bê tông đến các công trình xây dựng Riêng đối với bê tông xi măng thì các thiết bị vận chuyển còn có nhiệm vụ vận chuyển bê tông ở cự ly ngắn trong phạm vi công trường thi công (bơm bê tông).

1.6.5 Máy làm bê tông

d- Thiết bị đầm lèn bê tông: Thiết bị đầm lèn bê tông có công dụng lèn chặt bê tông đạt độ chặt yêu cầu trong quá trình xây dựng.

Do có sự khác nhau về yêu cầu kỹ thuật trong sử dụng, cho nên thiết bị đầm lèn bê tông và đầm lèn đất có sự khác nhau về cấu tạo và đặc tính kỹ thuật.

Nội dung của chương 5 sẽ đề cập cụ thể về công dụng, phân loại, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và cách xác định năng suất của các loại thiết bị làm bê tông.

Máy trộn bê tông xi măng

44

Trạm trộn bê tông xi măng

Xe chở bê tông

xi măng

Máy bơm bê tông xi măng

Máy bơm bê

tông xi măng

Thi công bê tông xi măng

Máy đầm bê tông xi măng

1.6.6 Máy thi công nền móng

Máy thi công nền móng có công dụng gia cố nền và móng các công trình xây dựng như cầu, đường, các công trình xây dựng công nghiệp, nhà cao tầng, đập thủy lợi, thủy điện v.v.

Trong nhóm máy thi công nền móng có nhiều loại máy, nhưng trong khuôn khổ của môn học, chúng ta chỉ tìm hiểu các máy sau: Búa đóng cọc (búa diezel, búa rung, máy ép cọc thủy lực), máy khoan cọc nhồi và máy ép bấc thấm.

Tùy thuộc vào chức năng và công dụng của các công trình xây dựng, người ta sẽ sử dụng các loại máy thi công nền móng khác nhau, cụ thể như:

a- Búa đóng cọc thường được sử dụng khi thi công các công trình

có chiều cao và trọng lượng lớn nhưng cũng chỉ giới hạn ở mức theo quy phạm xây dựng.

1.6.6 Máy thi công nền móng (tiếp)

b- Máy khoan cọc nhồi được sử dụng để thi công cọc khoan nhồi cho những công trình có chiều cao và trọng lượng rất lớn, mà tại

đó công tác thi công cọc theo công nghệ thông thường không đáp ứng được mức độ chịu tải của móng công trình.

c- Máy ép bấc thấm được sử dụng để gia cố nền đường khi đường

đi qua những vùng thấp trũng, nền đường dễ bị thấm nước nên chóng bị hỏng, lúc này bấc thấm có vai trò như là những vật mao dẫn để dẫn nước từ trong nền đường thoát ra ngoài.

Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phạm vi sử dụng của các loại máy thi công nền móng như búa đóng cọc, máy khoan cọc nhồi và máy ép bấc thấm được trình bày cụ thể trong chương 6 của giáo trình.