Bài giảng Máy xây dựng: Chương 1 - ThS.Nguyễn Văn Dũng

Bài giảng Máy xây dựng: Chương 1 Những vấn đề chung về máy xây dựng cung cấp cho người học những kiến thức như: Công dụng và phân loại máy xây dựng; Các bộ phận cơ bản trên Máy xây dựng; Hệ thống di chuyển của máy xây dựng;...Mời các bạn cùng tham khảo!

BÀI GIẢNG MÁY XÂY DỰNG CONSTRUCTION MACHINE

Giảng Viên: ThS Nguyễn Văn Dũng

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Bài giảng Máy xây dựng – ThS Nguyễn Văn Dũng

2 Tập bản vẽ Máy xây dựng - ThS Nguyễn Văn Dũng

3 Nguyễn Thị Tâm - Máy xây dựng - Nhà xuất bản GTVT.

4 Sổ tay Máy xây dựng

2 Các tài liệu chuyên ngành khác:

- Máy trục vận chuyển

- Máy Làm Đất

- Máy Thi công chuyên dùng – PGS TS Nguyễn Bính

- Máy sản xuất vật liệu xây dựng

- Các trang WEB chuyên ngành

YÊU CẦU MÔN HỌC

- Yêu cầu đối với sinh viên

+ Đọc và tìm hiểu bài học trước khi lên lớp

+ Ôn tập lại bài học ngay sau khi học xong trên lớp

+ Ôn bài đầy đủ ( kiểm tra bài tập trên lớp)

+ Tìm hiểu liên hệ với thiết bị thực tế

CHƯƠNG 1:

NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ MÁY XÂY DỰNG

1.1 Công dụng và phân loại MXD.

1.1.1 Công dụng của MXD.

1.1.2.Phân loại MXD:

Theo công dụng, MXD được phân thành các nhóm chính sau đây:

- Máy phát lực hay còn gọi là động cơ.

- Máy nâng - vận chuyển: Tuỳ theo phương vận chuyển lại chia thành:

+ Máy vận chuyển ngang;

+ Máy và thiết bị nâng(hay máy vận chuyển lên cao);

+ Máy vận chuyển liên tục.

- Máy làm đất

- Máy sx vật liệu xây dựng

+ Máy sản xuất đá; + Máy sản xuất bê tông.

1.2 Các bộ phận cơ bản trên Máy Xây Dựng

và giữ cho các cụm máy ổn định trong quá trình làm việc

- Thiết bị an toàn, chiếu sáng dùng để ngăn ngừa các sự cố có thể xảy ra, đồng thờitạo điều kiện cho người điều khiển làm việc thuận lợi và an toàn

- Cơ cấu di chuyển dùng để di chuyển máy trong quá trình làm việc đồng thời truyền

áp suất và tải trọng ngoài lên nền

- Bộ công tác là nơi thực hiện chức năng làm việc của máy

1.2.2.Thiết bị động lực trên MXD

1.2.2.1 Công dụng: Thiết bị động lực là động cơ ban đầu trong máy, cung cấp năng

lượng cho máy hoạt động Gồm có: động cơ đốt trong (<500kw), động cơ điện vàđộng cơ phối hợp Điều kiện làm việc của các máy động lực trang bị cho MXD -XD rấtđặc biệt, máy động lực phải chịu tải trọng tối đa, thông thường gấp 2 – 3 lần tải trọngbình thường, bản thân toàn bộ máy luôn bị giật mạnh, ngoại lực tác dụng lên máyluôn luôn thay đổi

1.2.2.2 Các loại động cơ ưu nhược điểm của chúng.

1 Động cơ đốt trong: (Động cơ xăng và Diesel).

Do nhà bác học Rudolf Diesel người Đức thiết kế, chế tạo và từ năm 1894 đếnnay 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

- Mô phỏng động cơ

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 3540%.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 khó khởi động

2 Động cơ điện (Động cơ điện một chiều và xoay chiều)

Động cơ điện một chiều thường dùng ở những máy di động theo mộtquỹ 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 vượt quá tải tốt

- Hiệu suất cao nhất trong các loại động cơ (80 85%)

- 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 trường, điều kiện làm việc tốt, sạch sẽ.Dễ dàng tự động hoá

Vì có những ưu điểm trên nên động cơ điện đang được sử dụng rộng rãi trên

MXD cũng như trong đời sống của chúng ta

b Nhược điểm: - Không thay đổi được tốc độ quay

-Tính cơ động kém vì phụ thuộc váo nguồn điện

4 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

1.2.2.3 Cách bố trí Động cơ trên MXD.

+Bố trí một động cơ.

Các cơ cấu của máy được dẫn động chung từ một động cơ nên cần có hệ thốngtruyền lực để truyền chuyển động từ động cơ đến các cơ cấu Loại này thường ápdụng với các loại động cơ đốt trong Nó có nhược điểm: khi động cơ hỏng thì cả máyngừng làm việc

+Bố trí nhiều động cơ để dẫn động riêng cho từng cơ cấu: thường áp dụng vơí các

động cơ điện Nó khắc phục được nhược điểm của loại trên song lại phụ thuộc vàolưới điện

+Bố trí hỗn hợp , theo sơ đồ hình dưới đây:

H.1.1 Sơ đồ bố trí bộ truyềnTrong đó: 1- Động cơ chính; 2 và 3 có các phương án sau:

Nếu 2 là máy phát điện một chiều thì 3 sẽ là các động cơ điện một chiều;

Nếu 2 là bơm thuỷ lực thì 3 sẽ là các động cơ thuỷ lựcdẫn động từng cơ cấu;

Nếu 2 là máy nén khí thì 3 sẽ là các động cơ khí nén dẫn động cho các cơ cấu

1.2.3 Hệ thống truyền động

1.2.3.1 Công dụng:

- Truyền động là khâu trung gian dùng để chuyền công suất và mô men từ động

cơ tới các bộ phận công tác của máy

- Tốc độ của bộ phận công tác thường nhỏ nhưng cần mô men lớn, vì tốc độ của động cơ thì lớn và mô men bé nên càn có hệ truyề động để chuyển đổi

- Cần truyền động từ động cơ đến nhiều cơ cấu làm việc khác nhau

- Động cơ chuyển động quay, nhưng bộ công tác lại chuyển động tịnh tiến hoặc chuyển động theo quy luật khác

- vì điều kiện an toàn lao động và yêu cầu kích thước của máy

1.2.3.2 Phân loại:

1 Truyền động cơ khí (TĐCK) dùng trên MXD.

TĐCK nói chung có hai dạng chính:

+ Truyền động bằng ma sát: có truyền động gián tiếp mà điển hình là TĐ đai và truyền động trực tiếp giữa các đĩa ma sát trong li hợp.

+Truyền động bằng ăn khớp: cũng có TĐ gián tiếp như TĐxích và TĐ trực tiếp như: TĐ bánh răng, TĐ trục vit- bánh vit.

So sánh ưu nhược điểm của các TĐ bằng ma sát và TĐ bằng ăn khớp:

- Truyền động bằng ma sát có hiện tượng trượt khi làm việc nên có hiệu suất

thấp hơn truyền động bằng ăn khớp Song nhờ có trựơt mà truyền động bằng

ma sát có khả năng đảm bảo an toàn cho máy khi quá tải

- Khi làm việc, truyền động bằng ma sát êm hơn truyền động bằng ăn khớp.

- Truyền động bằng ma sát có tuổi thọ thấp hơn truyền động ăn khớp.

- Việc chế tạo:TĐ bằng ma sát đơn giản hơn nên nó rẻ hơn truyền động ăn

khớp

a Truyền Động Đai (TĐĐ), Bánh ma sát

- Công dụng phân loại truyền động đai

Truyền động đai để truyền chuyển động quay giữa hai trục cách xa nhau vàđảm bảo an toàn cho máy khi quá tải

O

O2

1 O

1 d

Dc

d D

b.Truyền động bánh răng (TĐBR).

Công dụng và phân loại:

Hình 1.3 Các loại truyền động bánh răng

TĐBR là loại điển hình của truyền động ăn khớp được dùng để truyền chuyển động giữa hai trục gần nhau, yêu cầu không trượt khi làm việc

b Phân loại: Dựa vào vị trí tương đối giữa hai trục, có: TĐBR để truyền chuyển động giữa hai trục song song quay ngược chiều

TĐBR để truyền chuyển động giữa hai trục song song quay cùng chiều

số truyền khi cần thiết.

Sơ đồ cấu tạo của hộp giảm tốc

Cách xác định tỉ số truyền của hộp giảm tốc

2 Truyền động thuỷ lực (TĐTL).

Các dạng TĐTL và đặc điểm cơ bản của chúng

* Truyền động thủy tĩnh hay còn gọi làTDTL Thể tích với đăc điểm là: áp suất của dòng chất lỏng không thay đổi trong quá trình làm việc

* Truyền động thuỷ lực động

Trong đó TĐTL tĩnh thường sử dụng rộng rãi trên máy xây dựng

- Sơ đồ hệ thống TĐTL thể tích thường dùng trên MXD

So với các dạng truyền động khác truyền động thuỷ lực có những ưu nhược điểmsau:

a Ưu điểm

- Dễ dàng thực hiện việc điều chỉnh vô cấp và tự động điều chỉnh vận tốc,chuyển động của bộ công tác ngay cả khi máy đang làm việc

- Truyền được công suất lớn và đi xa

- Cho phép đảo chiều chuyển động các bộ phận làm việc của máy một cách

bộ truyền động Do vậy cần phải thường xuyên kiểm tra bộ truyền động này

- Áp lực công tác của dầu khá cao, đòi hỏi phải chế tạo bộ truyền động từcác loại vật liệu đặc biệt và chất lượng công nghệ phải rất cao Do vậy, giá thành bộtruyền động thuỷ lực đắt

4 Truyền động điện

Trong các Máy xây dựng - xếp dỡ, truyền động điện là một trong nhữngkiểu truyền động được sử dụng khá phổ biến Hệ thống truyền động điện thựcchất là một hệ thống gồm các thiết bị dùng biến đổi điện năng thành cơ năng vàcác thiết bị để điều khiển các bộ phận công tác đó (các thiết bị này gồm thiết bịđiện, thiết bị điện từ, thiết bị điện tử ) So với các loại truyền động khác, truyềnđộng điện có những ưu khuyết điểm sau đây:

a Ưu điểm: Truyền động được xa và rất xa nhưng kích thước nhỏ gọn, trọng

lượng nhẹ

+ Khả năng tự động hoá cao, truyền động nhanh, chính xác

+ Đảm bảo vệ sinh môi trường

+ Làm việc êm, không gây tiếng ồn lớn

+ Chăm sóc kỹ thuật dễ dàng

b Nhược điểm

- Đòi hỏi chặt chẽ về an toàn cho người và thiết bị

- Trong hầu hết các máy xây dựng - xếp dỡ, truyền động điện cần phải phối hợpvới các hệ thống truyền động khác, công suất truyền thường không quá 100KW,với các công suất lớn hơn, các động cơ khó kiếm và giá thành cao

Truyền động điện trên máy gồm có mạch động lực và mạch điều khiển:

- Mạch động lực là sơ đồ điện trên đó biểu thị sự ghép nối các thiết bị động lực vớinguồn điện thông qua hệ dây dẫn và các linh kiện phụ trợ

- Mạch điều khiển là sơ đồ điện biểu thị sự ghép nối giữa mạch điện động lực vớicác thiết bị và linh kiện Nó có chức năng điều hành sự hoạt động hoặc điều chỉnhchế độ làm việc của các thiết bị động lực trong quá trình máy làm việc

- Kiểu điều khiển này thông dụng cho các máy cỡ nhỏ.

- Chế tạo dễ dàng, rẻ, bảo dưỡng đơn giản

b Nhược điểm

- Điều khiển nặng, ít nhạy do nhiều bản lề

- Hiệu suất làm việc thấp, thường xuyên phải điều chỉnh

- Năng suất máy bị hạn chế do trình độ tay nghề và sức khoẻ người lái chiphối

- Hành trình điều khiển và tỷ số truyền lớn

2 Điều khiển thuỷ lực

So với hệ thống điều khiển cơ học, hệ thống điều khiển thuỷ lực có độ nhạyrất cao Quá trình điều khiển nhẹ nhàng, linh hoạt, kết cấu nhỏ gọn, có khả năngtruyền lực lớn, đi xa

a Điều khiển thuỷ lực không bơm

Kiểu điều khiển này được dùng riêng biệt cho một vài cơ cấu trong máy nhưdùng để phanh hãm bánh xe di chuyển, hãm tời, Đây là một kiểu điều khiển trựctiếp, về nguyên tắc giống như điều khiển cơ học, nghĩa là dùng sức người

b Điều khiển thuỷ lực có bơm

Điều khiển thuỷ lực có bơm là một kiểu điều khiển khuyếch đại, nghĩa là lực

và hành trình điều khiển có thể rất nhỏ nhưng lực và hành trình thực hiện có thể rấtlớn, điều đó nhờ năng lượng của môi chất công tác (dầu cao áp)

Hình thức điều khiển này thích ứng với các máy cỡ lớn và vừa, cần có lực điềukhiển lớn và nhanh chóng Nhưng nó có nhược điểm là thiết bị đắt tiền, cần độchính xác cao và sử dụng hay bị bẩn do gỉ dầu

3 Điều khiển tự động

Trong quá trình làm việc MXD - XD phải thực hiện những thao tác phứctạp và đa dạng, lực cản đào thay đổi trong phạm vi lớn Mặt khác, thường phảithi công với khối lượng lớn, địa hình và địa chất tầng đào không ổn định, chấtlượng công trình ngày càng đòi hỏi cao hơn, điều kiện lao động của thợ vậnhành ngày càng đòi hỏi phải cải thiện tốt hơn Việc sử dụng MXD - XD có điềukhiển tự động theo quỹ đạo cho trước sẽ tạo điều kiện nâng cao năng suất laođộng

Sơ đồ điều khiển tự động trạm trộn BTXM

6 Điều khiển khí nén

Điều khiển khí nén thích hợp với máy cỡ nhỏ và vừa, có ưu điểm là nhẹnhàng, êm, nhạy, sạch sẽ Song nó có nhược điểm là khó phát hiện ra chỗ rò rỉ và cơcấu thực hiện thường có kích thước to

7 Điều khiển điện: Là tập hợp các nút bấm , các bộ khống chế điều khiển, các nút ngắt hữu hạn, các bộ ngắt hành trình,…Các thiết bị này thực hiện các chuyển đổi cần thiết trong mạch, các cuộn dây , nam trâm,…

1.7.Hệ thống di chuyển của máy xây dựng :

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