3

Mục lục LỜI NÓI ĐẦU 4 MỞ ĐẦU 5

Chương 1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG 61.1 ý nghĩa vấn đề cơ giới hoá và tình hình trang bị MXD ở Việt

Nam 6

1.2 Công dụng, phân loại tổng thể máy xây dựng 61.3 Các hệ thống cơ bản của máy xây dựng 71.4 Các thông số cơ bản của máy xây dựng 21

Chương 2 MÁY NÂNG – VẬN CHUYỂN 232.1 Công dụng - Phân loại 232.2 Các thiết bị nâng đơn giản 242.3 Các loại máy trục 282.4 Qui phạm về an toàn trong sử dụng máy nâng 32

Chương 3 MÁY LÀM ĐẤT 343.1 Ý nghĩa của công tác làm đất và phân loại máy làm đất 343.2 Tính chất cơ lý của đất - khái niệm về lực cản khi đào và cắt 343.3 Máy xúc một gầu 363.4 Máy đào chuyển đất 393.5 Máy đầm đất 46

Chương 4 MÁY VÀ THIẾT BỊ GIA CỐ NỀN MÓNG 514.1 Khái niệm chung về máy đóng cọc 514.2 Búa đóng cọc Diezel 524.3 Máy khoan cọc nhồi 554.4 Máy cắm bấc thấm 58

Chương 5 MÁY VÀ THIẾT BỊ SẢN SUẤT VẬT LIỆU 615.1 Máy và thiết bị gia công đá 615.2 Máy và thiết bị sản xuất bêtông ximăng 62

Chương 6 MÁY VÀ THIẾT BỊ LÀM ĐƯỜNG 676.1 Khái niệm và phân loại 676.2 Máy rải bêtông nhựa 676.3 Trạm trộn bêtông nhựa nóng 69

Chương 7 KHÁI QUÁT VỀ SỬ DỤNG VÀ AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG KHI SỬ DỤNG MÁY XÂY DỰNG

73

7.1 Phương pháp xác định nhu cầu xe máy 737.2 An toàn lao động trong sử dụng máy xây dựng 747.3 Hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của việc sử dụng máy xây dựng 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO 78

4

LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay trong cơ chế mở cửa, ngành xây dựng ở nước ta đã và đang được các nước trên thế giới Liên doanh xây dựng các công trình, với qui mô, chất lượng ngày càng cao. Hiện nay ở nước ta đã và đang áp dụng nhiều công nghệ mới và sử dụng thiết bị thi công tiên tiến của nhiều nước trên thế giới với nhiều chủng loại hết sức đa dạng và phong phú. Để đáp ứng nhu cầu học tập cho học viên đạt hiệu quả cao hơn. Chúng tôi có dịp nâng cấp cuốn giáo trình này trên cơ sở có sửa chữa và bổ sung nhiều vấn đề mới . Giáo trình "Máy xây dựng" được biên soạn theo nội dung, chương trình đã được duyệt. Nhằm giới thiệu các khái niệm cơ bản về chi tiết máy, về cấu tạo, nguyên lý làm việc của các loại máy xây dựng thường được sử dụng trong thi công cầu đường. Sách còn giới thiệu về phạm vi sử dụng, ưu, khuyết điểm chính của các chi tiết và một số cơ cấu chính của các máy thông thường, các phép tính cơ bản trong việc tính toán năng suất máy...đồng thời cũng trình bày một số vấn đề chung về bảo dưỡng, sửa chữa máy và qui tắc an toàn trong sử dụng máy. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn hội đồng thẩm định, các đồng nghiệp cùng các bạn đọc có liên quan đến ngành máy xây dựng đã đọc và góp ý kiến cho bản thảo nhằm nâng cao chất lượng biên soạn. Vì trình độ hiểu biết có hạn, kinh nghiệm viết và trình bày một giáo trình còn chưa nhiều, nên trong quá trình biên soạn và in ấn tài liệu chắc chắn sẽ còn có thiếu sót. Chúng tôi mong được sự góp ý, xây dựng của các đồng nghiệp và bạn đọc gần xa để cuốn giáo trình được hoàn thiện hơn. TÁC GIẢ

MỞ ĐẦU

5

Máy xây dựng là danh từ chung chỉ các máy và thiết bị phục vụ cho công tác xây dựng cơ bản: dân dụng, công nghiệp, giao thông vận tải, thuỷ lợi... 1 - Lịch sử phát triển Từ đầu thế kỷ XIX khi động cơ hơi nước ra đời đồng thời cũng xuất hiện máy móc xây dựng . - Năm 1812 đã xuất hiện máy nạo vét lòng sông - Năm 1836 máy xúc có dung tích gầu q = 1.14m3 và năng suất (30 40) m3/h ra đời . Tiếp theo là máy trộn bêtông, thang máy...chạy bằng động cơ hơi nước được sản xuất. Khi động cơ đốt trong, động cơ điện, khí nén...được chế tạo thì máy móc xây dựng cũng được hoàn thiện theo và đạt tới trình độ hoàn hảo. Ở nước ta, từ chỗ chỉ có vài chục máy lu hơi nước và máy trộn bêtông do Pháp để lại từ 1954, đến nay lực lượng máy xây dựng trong toàn quốc đã có khoảng 100 nghìn máy và thiết bị các loại. Các máy xây dựng này chủ yếu được trang bị cho các nghành thuộc Bộ xây dựng, Bộ giao thông vận tải và Bộ thuỷ lợi, số còn lại nằm rải rác trong các nghành kinh tế khác. 2 - Nội dung chương trình Đối với học viên ngành xây dựng Cầu - Đường nói riêng và học viên các ngành không chuyên nói chung. Môn học máy xây dựng cung cấp những kiến thức cơ bản về nguyên lý, cấu tạo, các đặc tính kỹ thuật chủ yếu, các tính năng tác dụng, phạm vi ứng dụng của các loại máy xây dựng. Đồng thời biết tính toán một số thông số cơ bản như năng suất, công suất, biết quản lý, chăm sóc sơ bộ một số loại máy xây dựng. Vì vậy trong giáo trình này trình bày 7 chương cơ bản. Chương 1: Trong chương này ta chỉ nghiên cứu các khái niệm chung về máy xây dựng, đồng thời nêu lên các cách phân loại máy xây dựng. Chương 2, 3, 4, 5, 6, 7: ở các chương này ta tìm hiểu các loại máy xây dựng mà chúng ta thường gặp khi thi công Cầu - Đường. Tìm hiểu về nguyên lý, cấu tạo, khả năng sử dụng, phạm vi ứng dụng của chúng vào các công việc khác nhau trong xây dựng Cầu - Đường. Hiểu biết sơ bộ về kỹ thuật bảo dưỡng, an toàn trong sử dụng máy xây dựng.

Chương 1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG

6

1.1. Ý nghĩa vấn đề cơ giới hoá và tình hình trang bị máy xây dựng ở Việt Nam Trong thi công xây dựng các công trình công nghiệp, đường sá, cầu cống,

sân bay, hải cảng hoặc đê đập…việc nâng cao năng lực và hiệu quả sử dụng các trang thiết bị và phương tiện cơ giới đóng vai trò rất quan trọng trong việc nâng cao chất lượng công trình, đẩy nhanh tiến độ thi công, nâng cao năng suất, đem lại hiệu quả kinh tế và cải thiện điều kiện làm việc cho người lao động.

Trong những năm vừa qua, nước ta đã nhập và chế tạo thêm nhiều thiết bị máy móc với chủng loại khác nhau, tỷ lệ trang bị phương tiện cơ giới và khối lượng khai thác tương đương với nhiều nước trong khu vực. Tính cho đến nay cả nước có khoảng 50.000 máy móc xây dựng, tập trung chủ yếu ở 3 Bộ lớn: Bộ xây dựng, Bộ giao thông, Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn ngoài ra còn có ở Bộ Quốc phòng và các đơn vị thi công chuyên ngành đường sắt và các cảng.

Các máy xây dựng chủ yếu là nhập ngoại từ các nước XHCN cũ, TBCN thông qua các nguồn viện trợ cho nhiều hạng mục công trình nên rất đa dạng về chủng loại.

Từ năm 1997 đến nay do nhu cầu xây dựng ngày càng lớn mà có nhiều công nghệ thi công mới đã được thâm nhập vào nước ta; vì vậy ngoài các máy truyền thống như máy ủi, máy đào, máy san, máy gia công đá…chúng ta còn có nhiều các loại máy thi công chuyên dùng thế hệ mới như các trạm trộn bê tông nhựa nóng (BTNN), máy rải thảm mặt đường, máy khoan cọc nhồi, các thiết bị lao lắp và đúc dầm phục vụ công tác thi công cầu….

Trong lực lượng các máy xây dựng và xếp dỡ hiện đang khai thác ở nước ta có những máy hiện đại, có công suất lớn được sử dụng để khai thác các công trình tập trung cỡ lớn như công trình xây dựng các nhà máy thuỷ điện, thuỷ lợi, các khu công nghiệp, các cầu, cảng….ví dụ, chúng ta đã có máy ủi vạn năng công suất 410, 620 mã lực như máy D355A và D455A của hãng KIMATSU Nhật Bản, máy đào 1 gầu dung tích lớn hơn 1m3 của hãng CATERPILLER, Đức, Hàn Quốc…Trong lĩnh vực xây dựng cầu ngày nay chúng ta cũng đã được trang bị các thiết bị để thi công theo công nghệ mới hiện đại: dàn xe đúc hẫng Mỹ, Italia, xe lao dầm 33m, các loại cần trục nổi, cần trục bánh xích có tải nâng từ 50 – 80 tấn… trạm trộn bêtông xi măng năng suất 30 – 200m3/h, máy bơm bêtông năng suất 50 – 60m3/h…. 1.2. Công dụng, phân loại tổng thể máy xây dựng Máy xây dựng là danh từ chung chỉ các máy và thiết bị phục vụ cho công tác xây dựng cơ bản: dân dụng, công nghiệp, giao thông vận tải, cảng, thuỷ lợi.... Do vậy Máy xây dựng có rất nhiều chủng loại và cũng rất đa dạng. Để thuận tiện cho việc nghiên cưú, lựa chọn và ứng dụng trong thi công các công trình, người ta phân loại Máy xây dựng theo tính chất công việc hay công dụng mà phân chia thành các nhóm sau : a, Tổ máy phát lực: Để cung cấp động lực cho các máy khác làm việc, thường là những tổ máy Diezel, Điện, Nén khív..v.. Các tổ máy này lại do động cơ đốt trong hoặc động cơ điện cung cấp năng lượng . b, Máy vận chuyển: Để vận chuyển vật liệu và hàng hoá người ta phân ra :

7

- Máy vận chuyển ngang: hướng vận chuyển song song với mặt đất, di chuyển trên đường bộ, đường sắt, đường thuỷ, đường không . - Máy vận chuyển theo phương đứng hay lên cao còn gọi là máy nâng chuyển: kích, tời, palăng, thang tải, cần trục, cổng trục.... - Máy vận chuyển liên tục: hướng vận chuyển có thể ngang, nghiêng, thẳng đứng nhưng đặc điểm là được vận chuyển thành một dòng liên tục: băng tải, gầu tải, vít tải.... c, Máy làm đất: gồm các loại máy phục vụ cho công việc thi công khai thác đất, đá, than, quặng như: máy đào đất, máy đào - chuyển, máy đầm đất ... d, Máy gia công đá: phục vụ cho việc nghiền, sàng phân loại và rửa đá, sỏi, quặng, cát . e, Máy phục vụ cho công tác bêtông và bêtông cốt thép: phục vụ việc trộn, vận chuyển bêtông và đầm bêtông g, Máy gia công sắt thép: phcụ vụ cho việc cắt, uốn, kéo, hàn cốt thép. h, Máy gia cố nền móng: gồm các loại máy đóng cọc, ép cọc, khoan cọc nhồi, cắm bấc thấm ... i, Các máy và thiết bị chuyên dùng cho công tác thi công đường bộ, đường sắt và công trình cầu: như máy đặt ray, máy rải thảm, máy thi công lao lắp cầu…. j, Máy và thiết bị chuyên dùng cho từng ngành: như máy hoàn thiện, máy cắt mối bêtông, máy sản suất gạch, ngói, xi măng.... Ngoài các cách phân loại như trên, người ta còn phân loại Máy xây dựng theo nguồn động lực (máy dẫn động bằng động cơ đốt trong, điện, thuỷ lực...); theo hình thức bộ di chuyển (bánh lốp, bánh xích, bánh sắt...); theo phương pháp điều khiển bộ công tác (cơ khí, thuỷ lực, khí nén, điện từ …) …. Du dưới hình thức nào, yêu cầu chung đối với MXD cũng cần phải đáp ứng được một số yêu cầu chính sau: + Về năng lượng: động cơ cần có công suất hợp lý, tuổi thọ cao. + Về kết cấu và công nghệ: máy phải có kích thước nhỏ, gọn, dễ di chuyển và thi công trong mọi địa hình, có công nghệ chế tạo tiên tiến. + Về khai thác: đảm bảo được năng suất và chất lượng trong các điều kiện nhất định, có khả năng làm việc cùng máy khác; việc bảo dưỡng, sửa chữa không quá phức tạp. + Phải có tính cơ động cao, năng lực thông qua lớn, dễ điều khiển, tháo lắp và vận chuyển; sử dụng an toàn, dễ tự động hoá quá trình điều khiển. + Không gây ô nhiễm môi trường và vùng dân cư lân cận. + Về kinh tế: có giá thành đơn vị sản phẩm thấp, năng suất cao, chất lượng tốt. 1.3. Các hệ thống cơ bản của máy xây dựng.

Mỗi máy xây dựng được coi là một hệ thống mà nó bao gồm các bộ phận chính sau: 1- Thiết bị động lực 2- Hệ thống truyền động 3- Cơ cấu công tác 4- Hệ thống di chuyển

8

5- Cơ cấu quay 6- Hệ thống điều khiển 7- Khung và vỏ máy 8- Các thiết bị phụ: như thiết bị an toàn, chiếu sáng, tín hiệu …Ngày nay trên các máy xây dựng hiện đại còn lắp cả thiết bị vi tính để xử lý số liệu và điều khiển tự động quá trình làm việc của máy. Tuỳ theo chức năng và yêu cầu công tác mà một máy có thể có đầy đủ các bộ các bộ phận nói trên hoặc chỉ có một vài bộ phận, trong đó các bộ phận của máy thường được thể hiện trên ''Sơ đồ cấu tạo'' nhằm giới thiệu về kết cấu của máy và trên các “ Sơ đồ động học” thẻ hiện mối liên hệ giữa các phần tử của hệ dẫn động máy mà chúng ta sẽ đề cập ở các phần cụ thể. 1.3.1. Thiết bị động lực - Thiết bị động lực ta hiểu là động cơ ban đầu trong máy, từ đó rút ra nguồn năng lượng cho máy hoạt động. Động lực dùng cho máy xây dựng có thể ở dạng: + Máy nổ (động cơ đốt trong). + Máy điện (động cơ điện). + Động lực phối hợp, thường là điezel-máy điện hoặc điezel-máy thuỷ lực…. 1 - Động cơ đốt trong a, Khái niệm chung: Là một loại động cơ nhiệt, trong đó quá trình cháy của nhiên liệu, quá trình toả nhiệt và quá trình biến đổi một phần nhiệt năng này thành cơ năng được tiến hành ngay trong xi lanh động cơ. b, Phân loại: Động cơ đốt trong có nhiều loại song căn cứ vào một số đặc điểm người ta phân loại để dễ nhận biết trong quá trình sử dụng: - Căn cứ vào nhiên liệu sử dụng: xăng, điêzel - Căn cứ vào chu trình công tác: 2 kỳ, 4 kỳ. c , Cấu tạo chung của động cơ đốt trong: Gồm: Cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền, cơ cấu phối khí, hệ thống nhiên liệu, hệ thống đánh lửa (chỉ có ở động cơ xăng ), hệ thống làm mát, hệ thống bôi trơn, hệ thống khởi động. d, Nguyên lý làm việc của động cơ 4 kỳ: - Kỳ ( thì ): Một phần chu trình công tác sảy ra khi Piston chuyển động từ điểm chết này tới điểm chết khác gọi là một kỳ. - Động cơ 4 kỳ: Là loại động cơ mà chu trình công tác của nó được hoàn thành sau 4 hành trình của Piston ứng với 2 vòng quay của trục khuỷu. e , Nguyên lý làm việc của động cơ xăng 4 kỳ : - Kỳ nạp: Piston đi từ điểm chết trên đến điểm chết dưới xupáp nạp mở ra xupáp thải đóng lại; do Piston đi xuống nên áp suất trong xi lanh giảm (có độ chân không nhất định) do đó hỗn hợp cháy (không khí và nhiên liệu) từ bộ chế hoà khí đi vào xi lanh động cơ. Kết thúc quá trình nạp áp suất trong xi lanh vẫn nhỏ hơn áp suất khí trời. Do sự cản trở của bầu lọc không khí và đường ống nạp. Cụ thể Pc=(0.85-0.95)P0 (điêzel ); (Pc - áp suất trong xilanh động cơ) Pc=(0.7-0.9)P0 (xăng ); (P0 - áp suất khí trời)

9

3

4

5

6

78

9

10

1

2

Đ CD

ĐCT

Hình 1.1: Sơ đồ cấu tạo của động cơ xăng 4 kỳ 1- Buzi; 2- Xupáp xả; 3- Nắp máy; 4- Piston; 5- Xilanh

6- Thanh truyền; 7- Trục khuỷu; 8- Các te dầu; 9- Xéc măng; 10- Xupáp nạp - Kỳ nén và bắt đầu cháy: Piston chuyển động từ điểm chết dưới lên điểm chết trên ở kỳ này cả 2 xupáp đều đóng nên áp suất và nhiệt độ của hỗn hợp tăng rất nhanh đến cuối kỳ nén khi Piston lên gần đến điểm chết trên thì Buzi (nến điện) bật tia lửa điện, thực chất là: chỉ tạo ra các tâm cháy cho giai đoạn sau cháy mãnh liệt hơn. - Kỳ cháy giãn nở sinh công: Piston chuyển động từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới lúc này trong xi lanh do hỗn hợp công tác bị cháy sinh ra áp suất và nhiệt độ rất cao, áp suất này tác dụng lên đỉnh Piston sinh ra lực lớn đẩy Piston xuống điểm chết dưới nghĩa là sinh công có ích . - Kỳ thải: Xupáp thải mở ra do có sự chênh lệch áp suất giữa xi lanh và đường ống thải nên khí thải thoát ra ngoài xi lanh với tốc độ lớn (600m/s) phần lớn khí thải được thải ra ở thời điểm này (60-70%). Khi Piston chuyển từ điểm chết dưới lên điểm chết trên nó đẩy nốt sản phẩm cháy ra ngoài để thải sạch hơn . Nhận xét: Có thời điểm cả 2 xupáp đều mở góc đó gọi là góc trùng điệp. Kết thúc quá trình thải coi như một chu trình công tác đã hoàn thành và chu trình mới lại bắt đầu. f , Nguyên lý làm việc của động cơ Diezel 4 kỳ : Về nguyên lý cơ bản cũng giống động cơ xăng 4 kỳ. Sự khác nhau cơ bản của nó là hình thành hỗn hợp cháy và cách đốt cháy hỗn hợp. - Ở kỳ nạp: khí nạp là không khí được lọc sạch Piston nén không khí với tỷ số nén lớn ( = 12-22) làm cho áp suất và nhiệt độ không khí tăng cao.

10

- Ở cuối kỳ nén nhiên liệu được phun vào xi lanh dưới áp suất cao (>100KG/cm2) lúc này sự hình thành hỗn hợp cháy xảy ra ngay trong xi lanh động cơ, cuối kỳ nén do nhiệt độ của hỗn hợp cháy lớn hơn nhiệt độ tự bốc cháy của nhiên liệu nên hỗn hợp tự bốc cháy. Cuối kỳ nạp P = (0.8-0.95)KG/cm2 t0=(40-70)0c Cuối kỳ nén P = (35-55) KG/cm2 t0=(450-650) 0c Cháy mãnh liệt P = (50-90)KG/cm2 t0=(1600-2000)0c Khi xupáp xả mở P = (2-4)KG/cm2

t0=(800-1000)0c Kỳ xả P = (1.1-1.2)KG/cm2 t0=(300-400)0c Một số nhận xét về động cơ 4 kỳ : Một chu trình công tác được hoàn thành sau 4 hành trình của piston ứng với 2 vòng quay trục khuỷu, trong 4 hành trình của piston chỉ có một hành trình sinh công còn 3 hành trình kia tiêu hao công. Thời điểm đóng mở của các xupáp cũng như thời điểm đánh lửa hoặc phun nhiên liệu đều không trùng với điểm chết của piston gọi là thời điểm phối khí. Hiện nay trong các máy xây dựng thường dùng nhất là động cơ điêzel vì nó có hiệu suất nhiệt cao 30-40% (động cơ xăng 18-20%), mặt khác giá nhiên liệu điêzel lại rẻ hơn xăng, làm việc chắc chắn hơn, do không có hệ thống đánh lửa nên ít xảy ra những hư hỏng nhỏ, khả năng gia tốc tốt. 2 - Động cơ điện - Được sử dụng rộng rãi nhất ở trên các máy cố định hoặc di chuyển ở cự ly ngắn, nó thường hoạt động theo một quĩ đạo nhất định. Động cơ điện có hiệu suất làm việc khá cao (70-90%), trong khi hiệu suất của máy nổ chỉ khoảng (20-40%). Mặt khác nó thường có kết cấu gọn nhẹ, khả năng chịu tải tương đối tốt, dễ tự động hoá quá trình điều khiển, rẻ, vệ sinh công nghiệp tốt, ít gây ô nhiễm. Nhưng nó lại có nhược điểm: khó điều chỉnh và thay đổi tốc độ quay, mô men khởi động nhỏ, phải có nguồn điện cung cấp . Động cơ điện có thể chia thành 2 loại cơ bản sau: Động cơ điện xoay chiều Động cơ điện một chiều *, Động cơ điện xoay chiều, thường co ba loại là một pha, hai pha và ba pha. Loại động cơ xoay chiều ba pha chia thành: động cơ không đồng bộ và động cơ đồng bộ . - Loại động cơ không đồng bộ ro to lồng sóc có cấu tạo đơn giản, rẻ tiền, khó thay đổi tốc độ. Do vậy loại này được dùng trong phạm vi những máy có công suất vừa và 8Kw. - Loại động cơ không đồng bộ ro to dây quấn có cấu tạo phức tạp, đắt tiền nhưng có tính khởi động và điều tốc khá tốt .

11

- Loại động cơ đồng bộ có tốc độ quay ổn định, thường được dùng cho các máy có yêu cầu tốc độ quay không đổi . *, Động cơ điện một chiêù có phạm vi thay đổi tốc độ lớn, mô men khởi động cao nên thường được trang bị trên các máy di động nhiều, cần mô men khởi động lớn như máy xúc, cần trục, xe điện... 3 - Động cơ khí nén - Chạy bằng sức ép của không khí nén, thường được dùng trong những máy cố định hay máy công cụ như ở một số búa đóng cọc, máy khoan, máy phun vôi vữa ....áp suất khí nén thường từ 6-10 at, công suất có thể tới 100ml. Ưu điểm là làm việc an toàn, khởi động nhanh, nhưng có nhược điểm là phải có trạm cung cấp khí nén, đường ống dẫn khí hay bị rò rỉ, hiệu suất truyền lực thấp do có ma sát cao. Hiện nay ít được sử dụng. 4 - Động cơ thuỷ lực - Hiện nay thiết bị thuỷ lực đang phát triển mạnh và được trang bị nhiều trên các máy xây dựng có kết cấu hiện đại. Các máy thuỷ lực có cấu tạo tinh xảo, gọn nhẹ, làm việc chắc chắn, bền lâu, đường đặc tính ngoài tương đối mềm nhưng đòi hỏi phải chế tạo chính xác. 1.3.2 – Hệ thống truyền động

*, Vai trò và ý nghĩa của hệ thống truyền động - Truyền động là khâu trung gian để truyền công suất và mômen từ động cơ đến các cơ cấu và bộ công tác của máy. Nó cho phép biến đổi về lực, tốc độ và mô men, đôi khi biến đổi cả dạng và qui luật chuyển động. Vì vậy, hệ thống truyền động có một ý nghĩa vô cùng quan trọng trên các cơ cấu và máy vì: + Tốc độ cần thiết của các bộ phận công tác nói chung là khác với tốc độ hợp lý của các động cơ tiêu chuẩn (thường thấp hơn tốc độ động cơ, nếu chế tạo động cơ có tốc độ thấp, mômen xoắn lớn thì kích thước lớn và giá thành đắt). + Cần chuyển động từ một động cơ đến nhiều cơ cấu làm việc với các tốc độ khác nhau. + Động cơ thực hiện chuyển động quay đều nhưng bộ phận công tác cần chuyển động tịnh tiến hoặc chuyển động với tốc độ thay đổi theo một qui luật nào đó. + Vì điều kiện sử dụng, an toàn lao động hoặc vì khuôn khổ kích thước của máy. - Hệ thống truyền động được sử dụng trong các máy xây dựng có thể là truyền động cơ học (cơ khí), truyền động thuỷ lực, truyền động khí nén, truyền động điện và truyền động phối hợp, trong đó phổ biến là truyền động cơ học, thuỷ lực và truyền động phối hợp… 1- Truyền động cơ học (cơ khí ) *, Công dụng, phân loại và ưu nhược điểm của truyền động cơ khí

12

Truyền động cơ khí

Thanh trục Dây cáp Truyền động ăn khớp Truyền động ma sát

Truyền động xích

Vít đai ốc

Bánh răng

Bánh răng Thanh răng

Bánh vít Trục vít

Truyền động bánh ma sát đĩa ma sát

Truyền động đai

Đầu ra

N2, n2

Đầu vào

N1, n1

Hiện nay truyền động cơ khí vẫn 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 máy xây dựng. +, Ưu điểm cơ bản của truyền động cơ khí là:

- Có khả năng truyền lực lớn và truyền xa. - Hiệu suất truyền động tương đối cao. - Có độ bền và độ tin cậy cao. - Cho phép thay đổi đặc tính làm việc linh hoạt (có nhiều chế độ lực và chế

độ vận tốc) - Chế tạo đơn giản, giá thành hạ, dễ bảo dưỡng và sửa chữa. Riêng cơ cấu

truyền động ma sát còn có khả năng chống quá tải (hiện tượng trượt trơn) +, Nhược điểm: - Cơ cấu làm việc ồn - Điều khiển nặng và kém nhạy - Kích thước một số cơ cấu còn cồng kềnh (như truyền động đai, truyền

động xích, dây cáp..) Truyền động cơ khí được phân loại như sau:

- Theo hình thức cấu tạo, chia ra làm 2 loại: Truyền động ma sát và truyền động ăn khớp

- Theo tỷ số truyền động: i = n

n1

2

Khi i>1, tức n1>n2 có truyền động giảm tốc. Khi i<1, tức n1<n2 có truyền động tăng tốc. Khi i=1, tức n1=n2 có truyền động trực tiếp(đồng tốc). ở đây n1, n2 là số vòng quay ở trục dẫn và trục bị dẫn

Phân loại truyền động cơ khí *, Thông số cơ bản của truyền động cơ khí Thông thường trong mỗi cơ cấu truyền động đều có hai trục chính gọi là trục đầu vào (trục dẫn) và trục đầu ra (trục dẫn) còn trong cơ cấu truyền động nhiềucấp tốc độ,

13

giữa hai trục chính nói trên còn có thêm trục trung gian. Ta qui ước như sau: - Gọi công suất ở trục đầu vào là N1 và ở trục đầu ra là N2, kW - Gọi số vòng quay ở trục đầu vào là n1 và ở trục đầu ra là n2, v/ph. - Hiệu suất truyền động của cơ cấu

1

2

N

N hoặc

1

1N

Nm

trong đó: Nm – công suất tiêu hao trong bộ truyền

Tỷ số truyền động: 2

1

n

ni

*, Phạm vi sử dụng của truyền động cơ khí +, Truyền động ăn khớp: được ứng dụng trên các cơ cấu chính của cần trục ôtô; trong cơ cấu di chuyển hoặc cơ cấu trích công suất cho các bộ phận công tác của máy. +, Truyền động cáp (điển hình là bộ tới máy) được ứng dụng rất rộng rãi trên các máy làm đất và máy nâng thông dụng. +, Truyền động xích được ứng dụng nhiều trong kết cấu của các loại máy xây dựng và xếp dỡ, trong đó có loại xích chỉ được dùng để truyền chuyển động giữa các trục với nhau trong hệ thống truyền động chung của máy. Nhiều trường hợp truyền động xích được dùng với vai trò là bộ công tác của máy… 2 - Truyền động thuỷ lực a- ưu nhược điểm của hệ thống truyền động thuỷ lực Trong những năm gần đây, truyền động thuỷ lực đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của ngành máy xây dựng và trở thành một trong những khuynh hướng phát triển chủ yếu để thay dần cho kiểu truyền động cơ học trên các máy xây dựng. Sở dĩ truyền động thuỷ lực ngày càng được ứng dụng rộng rãi vì nó có những ưu điểm sau: - Dễ điều chỉnh vô cấp và tự động điều chỉnh vận tốc chuyển động của bộ công tác ngay cả khi máy đang làm việc . - Cho phép đảo chiều chuyển động của các bộ phận của máy một cách dễ dàng. - Đảm bảo cho máy làm việc một cách ổn định, không phụ thuộc vào sự thay đổi của tải trọng ngoài. - Kết cấu gọn nhẹ, lực quán tính nhỏ - Có khả năng tự bôi trơn. - Truyền động êm, không có tiếng ồn - Có thể đề phòng sự cố khi máy bị quá tải - Độ tin cậy và độ bền cao - Điều khiển nhẹ nhàng, dễ tạo dáng đẹp về kết cấu cho máy và dễ tiêu chuẩn hoá và định hình các nhóm chi tiết; do đó có thể sản suất hàng loạt. Tuy nhiên nó cũng có một số nhược điểm sau: - Các chi tiết đòi hỏi gia công có độ chính xác và độ kín khít cao nên giá thành đắt.

14

- Nhiệt độ môi trường bên ngoài có ảnh hưởng đến các thông số của truyền dẫn thuỷ lực. - Yêu cầu về chất lượng của chất lỏng công tác rất cao . - Khó làm kín khít các bộ phận làm việc, chất lỏng công tác dễ bị rò rỉ hoặc do không khí bên ngoài lọt vào làm giảm hiệu suất và tính chất làm việc ổn định của bộ truyền động; do đó cần phải kiểm tra thường xuyên vì vậy phải thường xuyên chăm sóc. Truyền động thuỷ lực có 2 dạng cơ bản: Truyền động thuỷ lực thuỷ tĩnh, truyền động thuỷ lực thuỷ động. b- Truyền động thuỷ tĩnh (thể tích) Là sự thay đổi lưu lượng của dòng khi áp lực của chất lỏng gần như không đổi (ngược với thuỷ động). Dựa vào dạng chuyển động của động cơ thuỷ lực ta có thể phân truyền động thuỷ tĩnh ra làm hai loaị: Động cơ thuỷ lực có chuyển động quay và Động cơ thuỷ lực có chuyển động tịnh tiến . Các thông số cơ bản của bộ truyền động thuỷ tĩnh là: lưu lượng bơm, công suất, vận tốc, áp lực dầu, mô men xoắn và lực đẩy của piston..... Trên các máy xây dựng hiện đại đang có khuynh hướng sử dụng ngày càng nhiều các bộ truyền động thuỷ tĩnh cơ bản và động cơ thuỷ lực có khả năng tự điều chỉnh được. Khi đó lưu lượng riêng của bơm thực tế có thể thay đổi, tỷ lệ với hành trình của cơ cấu điều chỉnh.

c- Truyền động thuỷ động Là sự biến đổi áp lực trong lòng chất lỏng khi chất lỏng chuyển động với vận tốc cao. + Truyền động thuỷ động phân theo tính chất biến đổi mô men ta có thể chia làm hai loại: khớp nối thuỷ lực và biến tốc thuỷ lực. + Trong máy xây dựng truyền động thuỷ động được sử dụng rộng rãi vì nó có những ưu điểm sau: - Phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng - Cải thiện được điều kiện khởi động vì truyền động thuỷ động cho phép khởi động động cơ ngay cả khi có tải - Nâng cao độ tin cậy của các cơ cấu máy vì: Truyền động thuỷ động giữ cho động cơ không bị quá tải nên chế độ làm việc của động cơ ít phụ thuộc vào tải trọng trên trục; do đó trong một số trường hợp tuổi thọ của động cơ tăng 50-100%; Mặt khác nó còn bảo vệ cho các bộ phận khác không bị quá tải, làm giảm tải trọng, giảm giao động xoắn vì động cơ được nối mềm với các bộ phận khác . - Nâng cao tính linh hoạt của máy; khi di chuyển có thể tăng mô men một cách đều đặn. - Đơn giản các cơ cấu cơ khí, làm giảm trọng lượng máy. - Giảm nhẹ điều kiện lao động của người lái. - Dễ điều khiển tự động.

Tuy vậy nó còn một số nhược điểm sau:

15

- Hiệu suất thấp hơn so với truyền động cơ khí ở chế độ tính toán và thay đổi chế độ làm việc và do có sự trượt. - Chế tạo đắt và khó hơn bộ truyền động cơ khí, phải có hệ thống làm mát và cung cấp dầu. 3- Hệ thống truyền động khí nén Hệ thống truyền động khí nén có ưu điểm: có khả năng truyền lực với khoảng cách tương đối xa, bộ truyền sạch sẽ, tốc độ truyền nhanh, chăm sóc, bảo dưỡng kỹ thuật đơn giản. Nhược điểm: áp lực truyền nhỏ, khó phát hiện rò rỉ hơi, phải có biện pháp bảo đảm an toàn đặc biệt đề phòng nổ, công nghệ chế tạo phải chính xác và đắt tiền. Phạm vi sử dụng: sử dụng trong các máy xây dựng, truyền động khí nén được sử dụng là hệ thống phanh hơi, cơ cấu đóng mở ly hợp, …. Cấu tạo chung của hệ thống truyền động khí nén thường bao gồm: - Bộ sản xuất ra khí nén gọi là máy ép khí - Bộ phận sử dụng khí nén gồm động cơ khí nén hoặc xi lanh khí nén - Các loại van khí: van an toàn, van phân phối, van 1 chiều. - Bình nén khí - Các bộ phận khác như: lọc khí, ống dầu, đồng hồ đo áp lực, van chờ, bộ tách nước... 4- Hệ thống truyền động điện Truyền động điện có ưu điểm: Truyền động được xa và rất xa nhưng kích thước vẫn nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ, có khả năng tự động hoá cao, truyền động nhanh, chính xác, đảm bảo vệ sinh môi trường; hoạt động tương đối êm, không gây tiếng ồn lớn; chăm sóc kỹ thuật dễ dàng.

Nhưng có nhược điểm: đòi hỏi chặt chẽ các biện pháp và thiết bị bảo vệ an toàn cho người và thiết bị, yêu cầu trình độ sử dụng cao, trong hầu hết các máy xây dựng, truyền động điện phải phối hợp với các hệ thống truyền động khác, ít khi làm việc độc lập. Mặt khác công suất truyền thường không quá 100KW, với công suất lớn hơn, các động cơ điện thường rất hiếm và giá thành rất cao.

Phạm vi sử dụng: truyền động điện được ứng dụng rộng rãi không chỉ trong mọi lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân mà cong trong cả đời sống hàng ngày. Trong các máy xây dựng, do đặc thù của quá trình làm việc nên chúng thường trang bị hệ thống truyền động điện dạng phối hợp. Như trong các máy làm đất thường sử dụng dạng truyền động kết hợp Diezel - điện, mà chủ yếu là dùng động cơ điện xoay chiều để điều khiển quá trình nâng hạ bộ công tác gầu xúc hoặc điều khiển cơ cấu quay; trong các máy nâng chuyển, truyền động điện được dùng để dẫn động các cơ cấu nâng hạ hàng, di chuyển hàng với các bộ khống chế tải nâng, chiều cao nâng...; trong các máy vận chuyển liên tục như băng chuyền, băng xoắn ốc...thường sử dụng các loại động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc hoặc rôto dây cuốn, các động cơ này làm việc theo chế độ dài hạn và không điều chỉnh tốc độ quay, có mômen mở máy lớn.

16

1.3.3 - Hệ thống điều khiển của máy xây dựng 1 - Công dụng - Phân loại - Hệ thống điều khiển dùng để điều khiển quá trình làm việc của máy - Hệ thống điều khiển của các máy xây dựng rất khác nhau, sơ đồ của chúng phụ thuộc vào độ phức tạp của máy và công dụng của hệ thống. - Theo cấu tạo và phương pháp truyền năng lượng, hệ thống điều khiển phân làm hai loại: + Hệ thống điều khiển trực tiếp + Hệ thống điều khiển có cơ cấu khuyếch đại (cơ cấu trợ lực). Trong hệ thống điều khiển này, người ta có thể dùng cơ cấu trợ lực kiểu cơ học, thuỷ lực, điện, khí nén. - Theo phương pháp điều khiển chia làm 2 loại: + Hệ thống điều khiển thông thường. + Hệ thống điều khiển tự động - Theo loại truyền động chia làm 5 loại: + Hệ thống điều khiển cơ học + Hệ thống điều khiển thuỷ lực + Hệ thống điều khiển điện + Hệ thống điều khiển khí nén + Hệ thống điều khiển kết hợp . - Yêu cầu đối với hệ thống điều khiển Hệ thống điều khiển hết sức quan trọng có ảnh hưởng nhiều tới năng suất của máy. Do đó khi thiết kế cần thoả mãn yêu cầu sau: - Nhẹ nhàng, hợp với sức khoẻ của người trung bình. Lực điều khiển của tay không quá 30-40N, hành trình không lớn hơn 0.25m, góc quay không quá 350. Lực điều khiển của chân không quá 80N, hành trình không quá 0.2m và góc quay không vượt quá 600. - Cường độ điều khiển phải bình thường. Số lần điều khiển ở các máy cỡ nhỏ sau một chu kỳ ở điều kiện làm việc bình thường là 12 lần, mỗi giờ không quá 2500 lần. - Điều khiển cần êm, bảo đảm độ nhạy cần thiết, thời gian điều khiển vào khoảng (0.25 - 0.3)s đối với máy cỡ nhỏ, từ (0.3-0.4)s với máy cỡ vừa, từ (1-2)s với máy cỡ lớn. - Các chỉ tiêu kinh tế phải bảo đảm, có đủ độ bền, dễ điều chỉnh, sửa chữa. - Làm việc an toàn, đảm bảo cho máy làm việc trong môi trường nhiệt độ từ 0 - 500, hoặc ở môi trường khí hậu ẩm, dưới trời mưa, có bụi bẩn. - Đơn giản, thuận tiện. Số cần, bàn đạp sao cho ít nhất và được bố trí gần nhất về phía tay phải của người lái. Ghế ngồi phải êm để có thể điều chỉnh được phù hợp với khổ người lái và dễ quan sát được hiện trường thi công. 2 - Các hệ thống điều khiển Do khuôn khổ sách có hạn nên ở dây chúng tôi chỉ đề cập đến 2 loại hệ thống điều khiển . a - Hệ thống điều khiển cơ khí

17

Hệ thống điều khiển cơ khí được sử dụng chủ yếu trên các máy làm đất như : máy ủi, máy san, máy xúc, máy cạp, máy xới và trên cần trục và một số loại máy xây dựng khác, trong đó người ta sử dụng rộng rãi nhất là hệ thống điều khiển kiểu palăng - cáp, hoặc hệ thống điều khiển cơ khí kiểu thanh. Hệ thống điều khiển cơ học kiểu thanh có sơ đồ cấu tạo như hình 1.13 . Đặc trưng của hệ thống điều khiển cơ học - thanh là tỷ số truyền cần thiết để đóng mở cơ cấu:

i = S

e;

Trong đó: S Hành trình điều khiển hoặc bàn đạp e Hành trình của chi tiết cuối cùng Với máy cỡ nhỏ, chọn e = 1-3mm , do đó i = 25-40 Hệ thống điều khiển cơ học kiểu thanh chỉ sử dụng ở các máy có công suất nhỏ và dùng điều khiển các cơ cấu phụ vì nó đơn giản về kết cấu, làm việc êm, rẻ tiền. Hình 1.2: Hệ thống điều khiển cơ học

1- Bàn đạp; 2- Các hệ thanh 2- Bánh phanh; 4- Đai phanh 5- Bulông điều chỉnh

Nhược điểm: Do có quá nhiều thanh, bản lề nên độ nhạy kém. Lực điều khiển lớn do ma sát trong bản lề, thường xuyên phải điều chỉnh để đảm bảo hành trình tính toán của tay điều khiển, hiệu suất thấp. b - Hệ thống điều khiển thuỷ lực Trong những năm gần đây, hệ thống điều khiển thuỷ lực ngày càng phát triển và được sử dụng hết sức rộng rãi trên các máy xây dựng và các máy khác. - Ưu điểm chính của hệ thống điều khiển thuỷ lực là có kết cấu nhỏ gọn, có khả năng truyền lực đi xa. Lực tác động lên tay điều khiển, bàn đạp và hành trình của chúng nhỏ hơn nhiều so với hệ thống điều khiển cơ học do đó người điều khiển máy đỡ mệt mỏi và nâng cao năng suất. - Nhược điểm: Khi đóng mở cơ cấu vẫn có hiện tượng giật nên gây ra tải trọng động trong cơ cấu, cần phải dùng dầu, chất lỏng công tác đặc biệt và có tổn thất rò rỉ đường ống. - Phân loại:

18

Phần tử nhạy

Phần tử điều hành

Phần tử chấp hành

Đối tượng điều khiển

m

+ Theo tính chất tuần hoàn của chất lỏng trong hệ thống người ta phân ra thành 2 loại: Hệ thống điều khiển theo mạch kín và hệ thống điều khiển theo mạch hở. + Theo nguyên lý tác động chia thành 2 loại: Hệ thống điều khiển không bơm và hệ thống điều khiển có bơm . + Theo phương pháp tác động có hệ thống điều khiển bán tự động và điều khiển tự động . Ở đây ta chỉ nghiên cứu hệ thống điều khiển thuỷ lực kiểu hở . Hệ thống điều khiển thuỷ lực kiểu hở được sử dụng rộng rãi trong các máy xây dựng để phanh bộ di chuyển hoặc phanh cơ cấu nâng.... trên hình thể hiện sơ đồ hệ điều khiển kiểu hở. X1 X2 Tín hiệu vào X r Z Y Xn Tín hiệu vào Tín hiệu vào X tác động lên đối tượng điều khiển được đo bằng các phần tử nhạy của hệ, nó xử lý tín hiệu nhận được và truyền lệnh m cho các phần tử điều hành. Các phần tử điều hành khuyếch đại lệnh m và nhờ tác động của lệnh r buộc các phần tử chấp hành phải chuyển động, sau đó tín hiệu Z tác động lên đối tượng điều khiển.

Hình 1.3: Sơ đồ cấu tạo của hệ thống thuỷ lực không bơm 1- Bàn đạp; 2- Xilanh điều khiển; 3- ống dẫn; 4- Xilanh công tác;5- Tay

phanh; 6- Đai phanh; 7- Bánh phanh; 8- Thùng dầu bổ sung; 9- Van một chiều

Theo sơ đồ, nếu người lái tác động lên bàn đạp 1 chất lỏng công tác từ xi lanh điều khiển 2 theo ống dẫn 3 vào xi lanh công tác 4 và tác động lên tay phanh 5

19

làm đai phanh 6 ép vào bánh phanh 7 thực hiện quá trình phanh. Khi người lái thôi tác động lên bàn đạp 1 thì lò xo ở xi lanh công tác 4 sẽ đẩy piston công tác sang trái và chất lỏng theo ống dẫn 3 trở về xi lanh 2. Hệ thống bao gồm 3 tỷ số truyền của 3 khâu truyền động là: - Tỷ số truyền cơ học ở bàn đạp - Tỷ số truyền ở hai xi lanh thuỷ lực - Tỷ số truyền cơ học ở tay phanh Hệ thống điều khiển thuỷ lực kiểu hở có cấu tạo đơn giản làm việc tin cậy, nhạy nhưng độ chính xác không cao vì phụ thuộc vào người điều khiển. Nó được dùng trong các trường hợp chủ yếu cần đủ sao chép lại các tín hiệu cho trước, không cần chính xác lắm. Trong trường hợp yêu cầu cao hơn với độ xử lý chính xác tín hiệu thì người ta dùng hệ thống điều khiển kiểu kín còn gọi là hệ thống có mối liên hệ ngược. 1.3.4 - Hệ thống di chuyển của máy xây dựng 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 ví dụ như máy đầm lăn ép bộ di chuyển của nó đồng thời là bộ công tác. Nói chung đối với các máy xây dựng và làm đường đều trang bị bộ di chuyển là bánh lốp hoặc bánh xích . Dù trang bị dưới hình thức nào, bộ di chuyển của các máy phải đảm bảo được khả năng việt dã cao; Đó là khả năng di chuyển máy trong những điều kiện nền đường phức tạp (đường xấu, bị sói lở, ghồ ghề....) mà không có hiện tượng trượt. Khả năng thông qua và kéo của máy phụ thuộc vào tính chất cơ lý của đất, phụ thuộc vào áp suất do máy truyền lên đất, phụ thuộc vào chiều sâu của vết bánh xe và phụ thuộc vào độ trùng nhau của quĩ đạo bánh trước vơí bánh sau....Ngoài ra bộ di chuyển còn phải có khả năng cơ động và linh hoạt để đáp ứng mọi yêu cầu về sản suất và khai thác. 1 - Hệ thống di chuyển bánh xích Hệ thống di chuyển bánh xích được sử dụng rất rộng rãi ở các máy xây dựng và làm đường đặc biệt là các máy chuyên dùng khi thi công trên nền đất yếu . Hệ thống di chuyển bánh xích cho phép giảm áp suất của máy xuống nền đường thường trong khoảng (0.4-1)KG/cm2 và phân bố đều trên mặt tựa nên thích hợp với nền đất yếu và bùn lầy , không bằng phẳng .

20

Hình 1.4: Cấu tạo bộ di chuyển bánh xích 1- Dải xích; 2- Con lăn tỳ; 3- Khung;

4- Bánh sao chủ động; 5- Bánh dẫn hướng; Bộ di chuyển bánh xích có lực bám lớn, tính năng thông qua tốt, có khả năng vượt dốc lớn máy cỡ lớn có thể lên dốc 10-200, cỡ vừa lên dốc 30-350, cỡ nhỏ có thể vượt dốc 35-400. Mặt khác hệ số bám có thể bằng 1 hoặc lớn hơn 1 cho phép ta tận dụng được sức kéo của động cơ. Nhược điểm của bộ di chuyển bánh xích là: có trọng lượng lớn (có khi bằng 40% trọng lượng máy), có cấu tạo phức tạp, chế tạo, lắp ghép và sửa chữa khó khăn, các chi tiết chóng mòn, thời gian phục vụ nhỏ (khoảng 2000-2500h); lực cản chuyển động lớn (trong điều kiện đường xá tốt, lực cản chuyển động không nhỏ hơn 10-12% trọng lượng máy, trong điều kiện đường xấu 40%); tốc độ di chuyển chậm 6-8Km/h; việc cơ động máy khó khăn, dễ làm hỏng mặt đường bộ. Bộ di chuyển xích có thể phân loại theo nhiều cách khác nhau: theo số dải xích, theo khung xích, theo bánh tỳ, và theo cách đặt bánh chủ động.

- Theo số dải xích có 2 loại: loại 2 dải xích và loại nhiều dải xích (nhiều là 4; 6; 8; 12; 16 dải xích). - Theo khung xích có 2 loại: loại có khung và loại không có khung - Theo cách đặt bánh chủ động có 3 loại: bánh chủ động đặt trước, đặt sau và bánh chủ động đặt giữa. - Theo đặc điểm truyền áp suất lên nền có 2 loại: loại nhiều bánh tỳ và loại ít bánh tỳ. 2 - Hệ thống di chuyển bằng bánh lốp So với bộ di chuyển bánh xích, bộ di chuyển bánh hơi có những ưu điểm sau: - Thời gian phục vụ lâu dài, bền hơn, quãng đường sử dụng của bánh hơi tới 30.000-40.000Km hay từ 2500-3000h mới phải thay. - Tốc độ di chuyển lớn, đạt 50-60Km/h, gấp 4 lần tốc độ di chuyển của bánh xích. - Việc chế tạo, bảo dưỡng đơn giản hơn bánh xích. - Trọng lượng nhỏ, bằng 20% trọng lượng máy và bằng 1/2 trọng lượng bộ di chuyển bánh xích của máy tương đương. - Chuyển động êm, nhẹ nhàng, hiệu suất cao. Nhược điểm của bộ di chuyển bánh hơi là: - Sức bám yếu do áp suất hơi đi trên đất lớn, có thể tới (0.15-0.5)Mpa và phân bố không đều nên khi máy làm việc thường có hiện tượng làm mất mát công suất. - Khả năng vượt dốc kém, chỉ tới 20% tương ứng với góc dốc lớn nhất là (20-25)0 - Tính cơ động trên địa hình công tác kém (đặc biệt trên đường xấu, ghồ ghề, bùn lầy).

21

Hình 1.5: Cấu tạo và kích thước cơ bản của lốp

B- Chiều rộng; d- Đường kính trong D- Đường kính ngoài H- Chiều cao

Ngày nay người ta đã cải thiện một cách khá tốt bánh hơi để có thể khắc phục được những nhược điểm kể trên . Hướng cải tạo chủ yếu là chế tạo bánh hơi cỡ lớn, có khả năng chịu tải cao, có gai lốp thích hợp với mọi địa hình công tác phức tạp , đảm bảo sức bám tốt và có thể tăng giảm được áp suất hơi trong bánh theo địa hình . Dưạ vào áp suất hơi trong bánh , ta phân lốp thành 3 loại: - Lốp có áp suất cao : 0.5 - 0.7 Mpa - Lốp có áp suất thấp : 0.125 - 0.350 Mpa - Lốp có áp suất rất thấp : 0.05 - 0.08 Mpa Áp suất trong lốp càng thấp thì khả năng vượt chướng ngại càng cao. Ngoài ra còn có loại lốp không dùng xăm, hơi được bơm trực tiếp vào lốp còn lốp được ép chặt vào vành. Các thông số cơ bản của bộ di chuyển bánh lốp là sơ đồ bánh xe, số trục chủ động, sự phân bố tải trọng lên các trục , dạng và kích thước của lốp. Chú ý : - Lốp có áp suất thấp ký hiệu : B-d - Lốp có áp suất cao ký hiệu : B xD - Lốp tiêu chuẩn có ký hiệu : H=B - Lốp có chiều ngang rộng : H/B = 0.6 - 0.75 - Lốp hình cánh cung có : H/B = 0.3 - 0.4 - Đường kính trong của lốp cũng là đường kính vành bánh xe. - Ở ô tô, các bánh xe đều có đường kính bằng nhau: Nếu tải trọng ở cầu sau lớn thì đặt bánh kép . - Ở máy kéo thường 70-80% tải trọng của máy kéo được phân bố cho cầu sau nên các bánh chủ động ở cầu sau phải lớn. 3 - Hệ thống di chuyển bằng bánh sắt Hệ thống di chuyển bằng bánh sắt chạy trên đường ray có lực cản di chuyển nhỏ, tiếp nhận được tải trọng lớn, có kết cấu đơn giản, giá thành hạ, độ tin cậy và tuổi thọ tương đối cao. Nhờ có bắnh sắt và nền đường cứng tạo cho máy làm việc chính xác. Nhược điểm chủ yếu của loại này là tính cơ động thấp, phải làm nền cho đường ray khá tốn kém. Hệ thống di chuyển bằng bánh sắt sử dụng cho một số cần trục tháp, cần trục làm trong nghành đường sắt, máy đào có cần mang, các gầu xúc hệ rô to .....

22

1.4 - Các thông số cơ bản của Máy xây dựng a, Chế độ làm việc: Máy xây dựng có rất nhiều chế độ làm việc khác nhau song ở bất kỳ chế độ nào thì nó cũng được thành lập trên 3 chỉ tiêu cơ bản: - Chu kỳ làm việc - Tỷ số tải trọng - Hệ số tải trọng động Dựa vào 3 chỉ tiêu trên người ta chia chế độ làm việc của máy thành 5 cấp - Cấp nhẹ - Cấp trung bình - Chế độ làm việc nặng vừa - Chế độ làm việc nặng - Chế độ làm việc rất nặng b, Khối lượng máy: Trừ một vài loại máy cần đến trọng lượng còn lại đối với tất cả các loại máy trọng lượng là yếu tố có hại. Chính vì lý do trên nên các nhà chế tạo luôn tìm mọi cách để giảm nhẹ trọng lượng máy nhưng vẫn phải giữ được các chỉ tiêu khác. c, Kích thước máy: - Kích thước thân máy: yêu cầu càng nhỏ càng tốt nhưng phải đảm bảo sự ổn định của máy, lắp ráp được đầy đủ những chi tiết cần thiết, có không gian để bảo dưỡng; sửa chữa và phải cân đối với bộ công tác của máy. - Kích thước bộ công tác: yêu cầu bảo đảm được độ bền vững và các điều kiện sử dụng. d, Tuổi thọ của máy: Là thời gian làm việc của máy ở điều kiện làm việc bình thường đến khi phải sửa chữa cơ bản. Do đó khi chế tạo các nhà thiết kế, chế tạo thường tính trước tuổi thọ của máy để đến khi sử dụng, người sử dụng biết tính khấu hao của máy. e, Công suất riêng của máy: Là công suất được tính trên một đơn vị khối lượng hay kích thước của bộ công tác. g, Năng suất: Là khối lượng sản phẩm máy làm ra trong một đơn vị thời gian nhất định (m3/h ; T/h) Có 3 loại năng suất: - Năng suất lý thuyết: xác định trong điều kiện làm việc liên tục với tốc độ và tải trọng tính toán khi thiết kế chế tạo. + Đối với máy làm việc theo chu kỳ (máy đào, cần trục ...)

N0=Q

tck

Trong đó: Q là số lượng sản phẩm làm ra sau một chu kỳ làm việc tck là thời gian một chu kỳ làm việc + Đối với máy làm việc liên tục (băng tải, vít tải...) N0= v. F Trong đó v: tốc độ di chuyển củabộ phận công tác (hay máy) F: lượng vật liệu được di chuyển bởi một đơn vị chiều dài dòng vật liệu .

23

- Năng suất thực tế: Là lượng sản phẩm thực tế do máy làm ra trong một giờ, ca, năm. Ngoài ra nó còn phụ thuộc vào trình độ người lái, cách tổ chức quản lý thi công.... - Năng suất kỹ thuật: xét đến điều kiện thực tế của đối tượng thi công như trạng thái đất đá, điều kiện địa hình .... Tuỳ theo chức năng của từng loại máy mà người ta cho trước những thông số cơ bản như trên và có thể có thêm một số thông số riêng khác nữa; tất cả những thông số riêng đó thường gọi là " Đặc tính kỹ thuật của máy ". Đó là những thông số cơ bản của máy còn muốn đánh giá khảo sát về kinh tế kỹ thuật của một công trình, phục vụ cho việc bảo đảm chất lượng kỹ thuật và những chỉ tiêu kinh tế cần thiết: giá thành, thời gian quay vòng vốn... còn có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật: chỉ tiêu về trình độ sử dụng máy, trình độ cơ giới hoá, tính sửa chữa, tính bảo quản...

Câu hỏi ôn tập chương 1 1 - Nêu cách phân loại và các thông số cơ bản của máy xây dựng. 2 - Nêu cấu tạo, nguyên lý làm việc của động cơ xăng và Diezel bốn kỳ. 3 - Nêu hệ truyền động thuỷ lực . 4 - Nêu các hệ di chuyển của máy xây dựng . 5 - Nêu hệ thống điều khiển cơ khí .

Chương 2

MÁY NÂNG – VẬN CHUYỂN 2.1. Công dụng – Phân loại Máy nâng vận chuyển là thiết bị chủ yếu dùng để cơ giới hoá công tác nâng (hạ) và vận chuyển các loại vật nặng và hàng hoá trong không gian. Nó thực hiện các công việc như:

- Bốc xếp hàng tại các cảng sông, cảng biển, nhà ga, bến bãi và nhà kho… - Lắp ráp các thiết bị công nghiệp, lắp đặt đường ống…. - Bốc dỡ hoặc vận chuyển các loại vật liệu xây dựng tại các kho bãi - Thực hiện các nguyên công khác để phục vụ sản suất trong các phân

xưởng cơ khí, sửa chữa và các nhà máy, hầm mỏ… + Máy nâng gồm có các loại: Kích, tời, palăng, cần trục, cầu trục (cầu lăn), cổng trục, thang nâng….

24

+ Máy vận chuyển gồm có các loại: băng tải, băng gầu, băng tấm, băng xoắn ốc, băng gạt và thiết bị vận chuyển bằng khí nén….

Phân loại tổng quát của máy nâng – vận chuyển

Hình 2.1: Phân loại máy nâng

2.2 Các thiết bị nâng đơn giản 2.2.1 - Kích Kích là những cơ cấu nâng đơn giản, dùng để nâng vật có trọng lượng lớn và chiều cao nâng thường không quá 0.8 1m; Kết cấu của kích đơn giản, có cíhc thước nhỏ gọn, trọng lượng bản thân không lớn, dễ dàng mang vác từ nơi này đến nơi khác. Nhờ vậy mà kích được dùng rộng rãi trong xây dựng, lắp ráp và sửa chữa. Ngoài ra kích có thể là một bộ phận hoặc một dụng cụ kèm theo của máy nâng khác. Phổ biến nhất là Kích thanh răng , kích vít và kích thuỷ lực. Do thời gian hạn chế nên trong giáo trình chúng tôi chỉ đề cập đến kích thuỷ lực là loại kích được dùng phổ biến trong xây dựng. Kích thuỷ lực

Máy nâng – Vận chuyển

Máy nâng Máy Vận chuyển

Máy nâng đơn giản

Thang máy

Các loại máy trục

Máy vân chuyển bằng thiết bị cơ

Máy vân chuyển bằng thiết bị khí

Kích Tời Palăng

Cần trục nhỏ

Cần trục cố

Cần trục di

Cần trục dây

Băng chuyền đai

Máy vận chuyển theo phương pháp

Kích vít Tời quay

Palăng kéo tay

Cần trục cột

Cần trục ôtô

Cần trục nổi

Kích thanh răng

Tời máy

Palăng điện

Cần trục cột

ồ

Cần trục

Cần trục hải

Kích thuỷ lực

Cần trục

ố

Cần trục

Cần trục

Cầu trục

Cổng trục

Băng xoắn ốc

Băng gầu

Băng tấm

Băng rung động

Máy vận chuyển theo phương pháp

ẩ

25

10

D

d

P

l2

l1

1

2

4 9 7

3 6 5

8

Q

Kích thuỷ lực có cấu tạo như hình vẽ, gồm xi lanh chính 2 đồng thời là vỏ kích, piston nâng hạ vật 1 gắn liền với đầu kích, bơm piston 6 với tay bơm 8 và thùng dầu 10, các van một chiều 3, 9 và van thải 7. Chất lỏng trong kích là dầu khoáng hoặc nước pha glyxerin .

Hình 2.2: Kích thuỷ lực 1- Piston công tác; 2- Xi lanh công tác; 3- Van hút 1 chiều; 4- Van xả; 5- Cam 6- Piston bơm; 7- Xi lanh bơm; 8- Trục cam và tay bơm; 9- Van áp lực 1 chiều;

10- Thùng chứa chất lỏng Chuyển động lắc của tay quay 8 tạo nên chuyển động tịnh tiến của piston dẫn động 6, khi piston 6 chuyển động sang phải, chất lỏng từ bình 10 qua van 3 vào xilanh dẫn động và khi piston 1 chuyển động sang trái, chất lỏng có áp qua van 9 vào xilanh chính 2, làm đẩy piston 1 và đầu kích đi lên. Để hạ tải, chỉ cần mở van xả số 4, dưới tác dụng của vật nâng, đầu kích sẽ hạ xuống. Vân tốc hạ phụ thuộc vào độ mở của van 4. áp lực dầu trong kích thuỷ lực phụ thuộc vào sức nâng của kích, có thể đạt tới 500at, chiều cao nâng mỗi lần lắc tau bơm trong khoảng 0.15 0.7 mm. Lực tác động lên tay quay để nâng vật

P = Q . d

D

l

l

2

21

2

1. .

, N

Trong đó: Q - trọng lượng vật nâng d, D, l1, l2 - đường kính các xi lanh và các cánh tay đòn của tay quay,m - hiệu suất chung của truyền động Vì có thể tạo được tỷ số d2/D2 nhỏ nên kích thuỷ lực có tải trọng nâng lớn và trọng lượng bản thân nhỏ . Kích thuỷ lực dẫn động bằng tay có tải trọng nâng đến 200t và chiều cao nâng 0.15 0.20m. Kích thuỷ lực dẫn động bằng máy có tải trọng nâng đến 500t. Bơm đặt trực tiếp trên kích hoặc nối với kích qua hệ thống ống dẫn. Một bơm có thể dẫn động một hoặc nhiều kích. Khi nâng những công trình lớn như nhịp cầu, lò cao, tầng lắp ghép sẵn của nhà... với trọng lượng lớn tới hàng nghìn tấn, người ta dùng đồng thời một số kích

26

có chất lỏng được nạp từ một trạm bơm. Các van phân phối và các khoá cho phép các kích có thể làm việc đồng thời hay độc lập . 2.2.2 – Tời xây dựng Tời xây dựng được dùng trong lắp ráp thiết bị và kết cấu xây dựng, dùng để vận chuyển các hàng nặng trên công trường xây dựng hoặc là một bộ phận của cần trục, thang nâng và các máy xây dựng khác. Theo công dụng có các loại tời nâng (dùng để nâng vật) và tời kéo (dùng để vận chuyển theo phương ngang). Theo nguồn dẫn động có tời dẫn động bằng tay và tời dẫn động bằng máy. Theo số tang có tời một tang, tời nhiều tang và tời với puly dẫn cáp bằng ma sát. 1 - Tời dẫn động bằng tay Tời dẫn động bằng tay thường được chế tạo với lực kéo của cáp 5 80kN và dung lượng cáp trên tang 50 200m. Sơ đồ động của loại tời quay tay dùng trong lắp ráp như hình vẽ. Tời gồm tang cuốn cáp 1, các cặp bánh răng truyền động 3 và khung tời 2 được hàn từ thép tấm và tấm hình. Nâng, hạ vật bằng cách quay tay quay 6. Trên trục dẫn động có hai bánh răng có thể dịch chuyển dọc trục 5 để thay đổi tỷ số truyền. Khi nâng vật nặng thì dùng bánh răng nhỏ còn khi nâng vật nhẹ dùng bánh răng lớn để tăng tốc độ. Để đảm bảo an toàn, tời được trang bị phanh tự động có mặt ma sát tách rời 4 (nguyên lý hoạt động giống như phanh trong kích thanh răng). Phanh được đặt trên trục thứ hai của bộ truyền để có thể sang số khi nâng vật. Vật nâng chỉ có thể hạ được khi quay tay quay 6 theo chiều hạ. Tay quay được đặt ở cả hai đầu của trục dẫn động để đảm bảo cho một, hai hoặc bốn người có thể làm việc đồng thời. Mô men trên trục tang để cuốn cáp là: M1 = Md . i . , N Trong đó : i, - tỷ số truyền và hiệu suất của bộ truyền. Md = k.n.P.l - mômen dẫn động do quay tay. P, l - lực quay của một người và cánh tay đòn của tay quay, khi làm việc ngắn hạn (< 5 ph) với tay đòn l = 400mm; thì lực tính toán P = 200N; n - số người làm việc đồng thời. k - hệ số làm việc không đều, một người k = 1; hai người k = 0,8; bốn người k = 0,7.

l

Md

Mt

P

1

2

3

6

4 5 6

27

Hình 2.3: Tời dẫn động bằng tay 1- Tang cuốn cáp; 2- Khung tời; 3- Cặp bánh răng truyền động

4- Ly hợp; 5- Cặp bánh răng di chuyển dọc trục; 6- Tay quay 2.2.2.2 - Tời dẫn động bằng máy Theo liên kết động học giữa động cơ và tang cuốn cáp, tời dẫn động máy được chia thành hai loại: Tời điện đảo chiều và Tời với khớp ma sá . Tời điện đảo chiều được dẫn động bằng động cơ điện và có liên kết cứng với tang cuốn cáp. Tời với khớp ma sát được dẫn động bằng động cơ điện hoặc động cơ đốt trong và liên kết với tang cuốn cáp bằng khớp ma sát. Tời điện đảo chiều Tời điện dảo chiều gồm động cơ điện 1, khớp nối đàn hồi 2, phanh 3, hộp giảm tốc 4 và tang cuốn cáp 5. Các bộ phận của tời đặt trên bệ bằng thép hàn và cố định bằng Bulông.

Hình 2.3: Tời dẫn động bằng máy 1- Động cơ điện; 2- Khớp đàn hồi; 3- Phanh; 4- Hộp giảm tốc; 5- Tang cuốn cáp

Tời điện đảo chiều thường được chế tạo với lực kéo của cáp 3.2 125kN, tốc độ cáp 0.1 0.5m/s và dung lựơng cáp trên tang 80 800m. Khi kết hợp với pa lăng cáp, chúng có thể nâng hàng nặng và dùng trong công việc lắp ráp. Tời điện đảo chiều cũng thường được sử dụng làm cơ cấu dẫn động của cần trục, thang nâng và các máy xây dựng khác. Động cơ điện thường dùng loại động cơ điện xoay chiều với rô to dây cuốn hoặc lồng sóc; việc đảo chiều quay của tang được thực hiện bằng cách đảo chiều quay của động cơ điện. Tời điện đảo chiều được trang bị phanh hai má loại thường đóng. Bánh phanh là nửa khớp nối đàn hồi và đặt trên

M

l

Sc vc

a

v nQ

1234

5

Dt

28

trục vào của hộp giảm tốc. Lực đóng phanh là lực nén lò xo còn mở phanh do nam châm điện từ hoặc cần đẩy thuỷ lực (phanh mở đồng thời với động cơ và đóng khi tắt động cơ hoặc mất điện). Để tăng tốc độ khi hạ vật nhẹ, một số tời sử dụng phanh hai má có thêm bộ phận ở phanh bằng bàn đạp. Khi đạp chân lên bàn đạp, phanh mở và hạ vật xuống do trọng lượng của nó.

Lực kéo của tời chính là lực căng của nhánh cáp cuốn lên tang Sc. Khi trọng lượng vật nâng là Q, N tời kết hợp với palăng cáp có bội suất là a thì:

Sc = Q q

a pr

. .

, N

Trong đó: q - trọng lượng thiết bị mang vật, N p - hiệu suất của palăng cáp , r - hiệu suất của pu ly đổi hướng cáp và số puly đổi hướng cáp ngoài palăng. Cáp thép được chọn theo lực kéo đứt cáp Sđ = Sc . n với hệ số an toàn n = 5; 5.5; 6 cho chế độ làm việc nhẹ, trung bình, nặng. Đường kính nhỏ nhất cho phép của tang cuốn cáp được tính từ đường kính cáp dc theo công thức Dt = e . dc với hệ số e=16; 18 và 20 cho chế độ làm việc nhẹ ; trung bình và nặng. Chiều dài làm việc của cáp cuốn lên tang Lc = H.a + (1,5 2)..(Dt + dc), m Trong đó : H - chiều cao nâng vật a - bội suất palăng cáp Chiều dài làm việc của tang cuốn một lớp cáp, mặt tang có xẻ rãnh xác định theo công thức:

l = L t

D dt c

.

( ),

m

Trong đó: t = dc + (23) mm - bước cáp, đối với tang trơn t = dc. Chiều dài làm việc của tang trơn cuốn m lớp cáp (m<6) xác định theo công thức:

l = L d

m D m dc

t c

.

. .( . ),

m

Tốc độ của cáp cuốn lên tang vc được tính từ tốc độ nâng vật theo công thức vc = a.vn , vn - tốc độ nâng vật cho trước. Công suất động cơ xác định theo lực căng cáp cuốn lên tang Sc, N và tốc độ cáp vc (m/s) với hiệu suất chung của cơ cấu c.

Nđc = S vc c

c

.

1000 , kW

Động cơ được chọn theo công suất tính được và chế độ làm việc đã cho của tời . Tốc độ quay của tang được xác định theo công thức:

nt = 60v

Dc

tb . , vg/ph

Trong đó Dtb = Dt +m.dc - đường kính trung bình của cáp cuốn trên tang với m là số lớp cáp trên tang, m; tốc độ cáp tính theo m/s .

29

Tỷ số truyền của hộp giảm tốc :

i = n

ndc

t

,

Trong đó: nđc - tốc độ quay của động cơ điện đã chọn, vg/ph Phanh được chọn theo mômen phanh tính toán:

Mph = kt.Mt igt

, Nm

Trong đó: kt - hệ số an toàn phanh, kt =1.5; 1.75 và 2 ứng với các chế độ làm việc nhẹ, trung bình và nặng. Mt = Sc.Dtb - mômen tải trên tang, Nm gt - hiệu suất của hộp giảm tốc Phanh sẽ có độ bền lâu cần thiết nếu áp lực riêng của má phanh lên bánh phanh nhỏ hơn giá trị cho phép đối với vật liệu làm má và bánh phanh . 2.3 – Các loại máy trục Cần trục là loại máy nâng hoạt động có chu kỳ, dùng để nâng hạ hàng theo phương đứng, di chuyển hàng theo quĩ đạo nhất định và hạ hàng theo các phương khác nhau. Trong các công trình thi công, cần trục được sử dụng rất phổ biến để lắp ráp các cấu kiện xây dựng. Trong công tác sửa chữa và gia cố nền, cần trục được dùng để tháo, lắp các chi tiết hoặc gá cấu kiện có tải nâng khác nhau... - Theo công dụng có thể chia cần trục thành các nhóm sau : + Cần trục nhỏ, cố định có tải nâng từ 0.3 3.2T tiêu biểu là các cần trục cố định, dựa tường, cần trục thiếu nhi... + Cần trục di động vạn năng với tải nâng vừa và lớn thường từ 5T, 6T, 7T, 10T, 12T, 15T, 16T, 25T, 40T, 63T, 100T và 160T có bộ di chuyển bánh lốp, bánh xích hoặc bánh sắt lăn trên ray . Điển hình của nhóm cần trục này là các loại: - Cần trục đặt trên ôtô có tính cơ động cao, phạm vi sử dụng rất rộng rãi, tốc độ di chuyển lớn. Có thể di chuyển từ nơi này đến nơi khác nhanh chóng. Loại cần trục ôtô được sử dụng rất phù hợp trong điều kiện cần xếp, dỡ hoặc lắp ráp cấu kiện không liên tục. - Cần trục di chuyển bánh xích, tuy có tốc độ di chuyển thấp nhưng có thể phục vụ ở những nơi có nền đất yếu. - Cần trục tháp hoạt động trên các đường ray được đặt sẵn tại các công trường thi công, nó có ưu điểm là chiều cao nâng và tầm với lớn, loại này được sử dụng rộng rãi trong công tác xây dựng nhà ở dân dụng và xây dựng công nghiệp. - Cần trục hải cảng được sử dụng trong các bến cảng sông và cảng biển tiêu biểu cho loại này là cần trục chân đế. - Cần trục nổi được đặt trên các bệ nổi như xà lan, phao nổi. Nó hoạt động chủ yếu trên sông biển, và làm nhiệm vụ cẩu hàng từ xà lan, hầm tầu lên bờ. - Cổng trục và cầu trục được sử dụng rộng rãi để xếp dỡ trong các nhà kho và bến bãi, hoặc trong các phân xưởng của nhà máy sửa chữa lớn...Đặc trưng của chúng là cũng có bộ di chuyển bánh sắt lăn trên ray tạm và cần là dạng kết cấu kiểu chữ U hoặc kiểu cầu di động.

30

Tải trọng nâng của các loại cần trục di động vạn năng là một giá trị thay đổi, nó phụ thuộc vào tầm với của móc câu. Trong xây dựng, người ta thường sử dụng các loại cần trục có tải trọng nâng đến 160T. ở các loại cần trục lớn, thường chỉ sử dụng móc câu, còn ở loại có tải trọng nâng vừa, đến 25T, người ta có thể vưà sử dụng móc câu, vừa sử dụng cả gầu ngoạm. Theo hệ thống truyền động chia thành: - Truyền động cơ học - Truyền động thuỷ lực - Truyền động điện - Truyền động kết hợp: Cơ - thuỷ lực - điện và điện thuỷ lực; ngày nay thường sử dụng truyền động kết hợp. Vì điều kiện, khuôn khổ cuốn giáo trình có hạn nên chúng tôi chỉ đề cập đến hai loại Cần trục đó là Cần trục kiểu cầu mà cụ thể trong cần trục kiểu cầu chúng tôi chỉ đề cập đến loại “ Cổng trục " và cần trục tự hành cụ thể là: "cần trục ôtô ". 2.3.1- Cổng trục Cổng trục di động, người ta thường gọi là cần trục chữ U hoặc cần trục " Long môn " . Cổng trục được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng: Nhà ở, trạm thuỷ điện, thuỷ lợi, cầu cống và xếp dỡ hàng hoá ở các sân bãi, bến cảng nhà ga.... Cũng như mọi cần trục khác, các cơ cấu trong cổng trục được trang bị các động cơ điện riêng biệt, kể cả cơ cấu di chuyển toàn bộ cổng trục. Tải trọng nâng của cổng trục nằm trong khoảng từ 1-500tấn . Đối với các cổng trục có tải trọng nâng từ 5-50T, và khi khẩu độ của cầu dài trên 30m thì một chân cổng được nối khớp cầu gọi là "chân mềm" để bù trừ độ dãn dài do nhiệt độ môi trường của cầu sinh ra, còn chân kia gọi là "chân cứng". Ngoài ra cổng trục cũng có thể có 1 hoặc 2 côngxon thò ra ở hai phía đầu, dùng loại này để bốc dỡ hàng bằng gầu ngoạm, người ta thường gọi là cầu chuyển tải. Tải trọng nâng cuả các cầu chuyển tải thường từ 15-30T, chiều dài của cầu kể cả phần côngxon là 130m, với tốc độ nâng của gầu ngoạm đến 1m/s; còn tốc độ di chuyển xe con đế 3m/s. Cổng trục có hai loại: cổng trục có công dụng chung và cổng trục dùng để lắp ráp. Cổng trục có công dụng chung được chế tạo với tải trọng nâng nhỏ và chủ yếu dùng trong công tác xếp dỡ. Cổng trục dùng để lắp ráp có tải trọng nâng đến 500T. Như vậy ngoài tải trọng nâng, các thông số cơ bản khác của cổng trục là: chiều cao nâng, khẩu độ nâng, khẩu độ dầm và các tốc độ nâng vật, di chuyển xe con, di chuyển cổng trục.

31

Hình 2.4: Cổng trục tải trọng nâng 100t a- Sơ đồ kết cấu; b- Sơ đồ mắc cáp cơ cấu di chuyển xe con;

c- Sơ đồ mắc cáp cơ cấu nâng 1- Tời điện đảo chiều; 2- Dầm cầu; 3- Xe con nâng vật;

4- Palăng nâng vật; 5- Dầm đỡ móc treo; 6- Ca bin điều khiển; 7- Chân cổng; 8- Xe con di chuyển cổng trục; 9- Palăng điện (phụ);

10, 13- Tời nâng vật; 11, 12- Tời hạ vật Kết cấu thép của cổng trục gồm dầm cầu 2 và các chân cổng 7 (hình 2.4), xe con nâng vật 3 chạy dọc theo dầm cầu nhờ cáp kéo. Các chân cổng tựa trên các xe con di chuyển cổng trục 8 chạy trên ray. Dầm cầu của cổng trục có tải trọng nâng đến 5T thường là dầm hộp hoặc giàn không gian có tiết diện hình tam giác với ray treo hình chữ I để palăng điện chạy dọc theo dầm cầu. Dầm cầu của cổng trục có tải trọng nâng vừa và lớn thường có dạng dàn không gian với tiết diện hình chữ nhật hoặc hình thang. Xe con nâng vật 3 với móc treo chính chạy theo ray phía trên dầm cầu còn móc treo phụ với tải trọng nâng nhỏ của palăng điện 9 có thể chạy theo ray phía dưới dầm cầu. Tuỳ theo yêu cầu công nghệ mà dầm cầu có thể không có côngxôn hoặc có côngxon ở một hay cả hai đầu. Chiều dài côngxon có thể đạt tới 25-30% chiều dài của khẩu độ dầm (khoảng cách theo phương ngang giữa các đường ray di chuyển cổng trục). Nếu khẩu độ dầm không lớn, các chân cổng có thể liên kết cứng với dầm cầu. Trường hợp cổng trục có khẩu độ dầm lớn, một chân cổng liên kết cứng với dầm còn chấn cổng kia được nối khớp với dầm để bù trừ độ xô lệch của cổng trục khi di chuyển, tránh khả năng kẹt các bánh xe di chuyển cổng trục trên ray. Xe con nâng vật di chuyển dọc theo dầm cầu nhờ cáp kéo và tời điện đảo chiều 1 (hình 2.4b). Cơ cấu nâng chính của cần trục có hai palăng nâng vật 4 đặt đối xứng tại hai phía của dầm cầu và đồng thời nâng dầm đỡ 5 của móc treo. Các cổng trục có tải trọng nâng lớn dùng trong lắp ráp các cấu kiện sử dụng bốn cơ cấu nâng với cách mắc cáp như ở hình 2.4c. Tốc độ nâng hạ vật có thể được điều

32

khiển bằng các cách sau: cả bốn tời cùng làm việc theo chiều nâng hoặc hạ; các tời 10 và 13 làm việc theo chiều nâng còn tời 11 và 12 làm việc theo chiều hạ hoặc ngược lại; các tời 10 và 13 làm việc còn tời 11 và 12 dừng hoặc ngược lại. Để giảm tải trọng tác dụng lên dầm cầu, cơ cấu nâng và di chuyển xe con được đặt trên các chân cổng hoặc trên các thanh giằng cứng của chân cổng. Điều khiển cổng trục từ ca bin 6. Trên các xe con di chuyển cổng trục phải có thiết bị kẹp ray dẫn động máy. Khi tốc độ gió vượt quá giới hạn cho phép, động cơ của thiết bị kẹp ray tự động làm việc do tác động cuả thiết bị đo gió trên cần trục. Sơ đồ kết cấu của cổng trục cho ở hình 2.4 được sử dụng để lắp ráp các thiết bị và cấu kiện có trọng lượng lớn trên các công trường xây dựng công nghiệp. Cần trục có tải trọng nâng của móc treo chính 100t, tải trọng của móc treo phụ 10t, khẩu độ dầm 31m, chiều cao nâng 37,5m và trọng lượng bản thân cổng trục 225t. Mỗi xe con di chuyển cổng trục chạy trên hai ray đặt song song. 2.3.2- Cần trục ôtô Cần trục ôtô là loại cần trục tự hành nó thường được chế tạo với tải trọng nâng 4-16 tấn. Phần quay của cần trục được lắp trên khung gầm của ôtô hai hoặc ba cầu. Tất cả các cơ cấu của cần trục được dẫn động từ động cơ của ôtô. Tuỳ theo tải trọng của vật nâng và tầm với mà cần trục có thể làm việc với các chân tực hoặc không có các chân tựa (theo đặc tính kỹ thuật trong lý lịch máy). Cần trục có thể di chuyển với tải trọng nhỏ, tốc độ di chuyển đến 5km/h trong phạm vi công trường và cần của cần trục nằm dọc theo hướng di chuyển (cần quay về phía sau), vật nâng cách mặt đất không quá 0,5m. Cần trục ôtô với dẫn động riêng bằng truyền động thuỷ lực hoặc điện có sơ đồ truyền động đơn giản hơn, có độ tin cậy cao hơn, điều khiển dễ dàng, đảm bảo khả năng điều chỉnh tốc độ các chuyển động của cần trục ở phạm vi rộng. Trên hình 2.5 Là hình chung của loại cần trục ôtô dẫn động thuỷ lực. Cần 1 kiểu ăngten, gồm các đoạn cần hộp cố định và di động lồng vào nhau; đoạn cần di động dịch chuyển được để tăng hoặc giảm chiều dài cần nhờ xilanh thuỷ lực tác dụng hai chiều 2. Để tăng khoảng không phục vụ của cần trục, trên đầu của đoạn cần di động có cần "mỏ vịt " với các chiều dài khác nhau và góc nghiêng khác nhau. Thay đổi tầm với của cần trục bằng nâng hạ cần nhờ hai xilanh lắp song song 3 có khoá thuỷ lực để định vị trí của cần có tầm với cho trước. Cơ cấu nâng hạ vật gồm động cơ thuỷ lực 10, hộp giảm tốc 8, tang 9 và phanh (loại thường đóng) đặt trên trục động cơ. Cơ cấu quay 7 gồm động cơ thuỷ lực 6, hộp giảm tốc 4, phanh 5; trên trục ra của hộp giảm tốc có lắp bánh răng con ăn khớp với vành răng lớn cố định của vòng tưạ quay . Động cơ của máy cơ sở 14 truyền mômen xoắn để quay bơm 11 qua hộp số 13 và hộp chia công suất 12. Chất lỏng có áp, qua hệ thống đường ống và các van điều khiển, được đưa đến các cơ cấu (động cơ hoặc xilanh thuỷ lực) để thực hiện các chuyển động cần thiết. Hệ thống dẫn động và điều khiển cho phép kết hợp đồng thời các chuyển động: nâng hạ vật và nâng hạ cần; nâng hạ vật và quay; nâng hạ vật và thay đổi chiều dài cần (Kéo dài hoặc rút ngắn); nâng hạ cần và quay, thay đổi chiều dài cần.

33

Hình 2.5: Cần trục ôtô dẫn động thuỷ lực 1- Cần; 2- Xilanh thuỷ lực để tăng giảm chiều dài cần; 3- Xi lanh nâng hạ cần;

4, 8- Hộp giảm tốc; 5- Phanh; 6, 10- Động cơ thuỷ lực; 7- Cơ cấu quay; 9- Tời nâng hàng; 11- Bơm thuỷ lực 12- Hộp chia công suất; 13- Hộp số;14- Cabin 2.4 - Qui phạm về an toàn trong sử dụng máy nâng Tiêu chuẩn Việt Nam về Qui phạm kỹ thuật an toàn thiết bị nâng TCVN-4244-86 đã qui định rõ ràng: Máy nâng được đưa vào sử dụng, khai thác phải có đầy đủ các tài liệu kỹ thuật và các biên bản kiểm tra, thử tải (trong biên bản phải ghi rõ ngày, tháng kiểm tra,thử tải). Tài liệu kỹ thuật của máy nâng gồm: lý lịch máy; tài liệu hướng dẫn lắp dựng và sử dụng loại máy nâng. Trong lý lịch máy phải ghi rõ toàn bộ đặc tính kỹ thuật của máy, của các cơ cấu, các thiết bị an toàn, sơ đồ dẫn động các cơ cấu, sơ đồ điện và các bản vẽ chính.

34

Hàng năm phải tiến hành kiểm tra, thử tải từng phần đối với cần trục, và 3 năm một lần, phải tiến hành kiểm tra,thử tải toàn phần. Thử tải toàn phần bao gồm: Xem xét, kiểm tra, thử tải tĩnh và thử tải động. Ngoài ra còn phải kiểm tra trạng thái kết cấu thép, kiểm tra các mối hàn, móc treo, cáp và puly.... Việc thử tải tĩnh nhằm mục đích kiểm tra bền và tính ổn định của cần trục. Khi thử tải tĩnh lần đầu hoặc sau khi lắp dựng, đại tu hoặc thay đổi kết cấu, cần trục được thử với tải trọng vượt quá 25% so với tải trọng danh nghĩa. Tải trọng đem thử sẽ được nhấc lên cao 100-200mm và giữ nguyên trong 10ph. Mọi chi tiết của cần trục sau khi thử tải tĩnh không được biến dạng. Thử tải động nhằm mục đích kiểm tra sự làm việc của cơ cấu, của các phanh với tải trọng làm việc lớn nhất, hoặc vượt quá 10% so với tải trọng danh nghĩa. Khi tiến hành thử tải động, cần trục được thử với tất cả các chuyển động như: Nâng, hạ quay, thay đổi tầm với, phanh... và mỗi chuyển động thực hiện ít nhất là 3 lần. Kết quả thử tải phải được ghi vào lý lịch máy, trong đó có ghi rõ ngày, tháng, năm của đợt thử tải. Thử tải ngoài định kỳ còn được tiến hành khi cần trục mới lắp dựng xong, mới đi đại tu, hoặc mới thay đổi về kết cấu, về chằng buộc và móc treo... Khi sử dụng cần trục, phải tuân theo những qui phạm về an toàn chủ yếu sau: - Phải đảm bảo chế độ kiểm tra, chăm sóc và bảo dưỡng theo đúng chỉ dẫn của nhà máy chế tạo. Cán bộ kỹ thuật, quản lý thi công là người chịu trách nhiệm về tình trạng kỹ thuật của máy. - Người lái phải nắm vững đặc tính kỹ thuật, chức năng của cần trục và thao tác thuần thục đúng theo hướng dẫn trong lý lịch máy. - Cần trục chỉ được phép nâng những vật có trọng lượng không lớn hơn tải trọng danh nghĩa của cần trục, đối với cần trục kiểu cần thì mômen tải trọng không được vượt quá giá trị cho phép. Trong tài liệu kỹ thuật của cần trục phải ghi rõ ràng, chính xác tải trọng nâng cùng các thông số khác và ngày tháng phải tiến hành kiểm tra, thử tải tiếp theo. - Các cáp chằng vật nâng phải được tính toán chính xác, buộc đúng kỹ thuật và phải được thử tải có ghi rõ thời hạn sử dụng chúng. Không nối cáp để tăng chiều dài. - Phải thống nhất chính xác các tín hiệu liên lạc giữa người lái và người lắp ráp trực tiếp. - Cần trục tự hành khi làm việc phải được đứng vững trên các chân tựa trên nền cứng. - Không được phép đặt cần trục làm việc ở những nơi mà nền đường không đủ độ cứng, độ dốc lớn hơn mức cho phép và nơi đất lở. - Khi nâng vật, đầu tiên phải nâng lên 200-300mm để kiểm tra cách buộc hàng và độ tin cậy của phanh. Không được chuyển hàng qua nơi có người đi lại, trong phạm vi làm việc của cần trục cần có biển báo và cấm người qua lại. Không được cẩu hàng lên ôtô, toa tàu khi trong đó có người.

35

M¸y lµm ®Êt

Theo phu¬ng ph¸p c¬ häc Theo phu¬ng ph¸p thuû lôc

M¸y lµm c«ng t¸c chuÈn bÞ M¸y ®µo vËn chuyÓn ®Êt M¸y ®µo M¸y vµ thiÕt bÞ ®Çm lÌn

M¸y

xíi

M¸y

cua

c©y

M¸y

bÈy

®¸

héc

M¸y

ñi

M¸y

san

M¸y

c¹p

M¸y

san

b¨ng

t¶i

M¸y

®µo

mét

gÇu

M¸y

®µo

nhiÒu

gÇu

§Çm

xung

®éng

§Çm

tÜnh

§Çm

rung

M¸y vµ thiÕt bÞ

thi c«ng ®Êt

b»ng phu¬ng

ph¸p thuû lôc

Sóng

phun

nuíc

TÇu

hót

bïn

- Không để vật nâng ở trạng thái treo khi giải lao hoặc hết giờ làm việc. Không kéo lê vật nâng trên mặt đất bằng móc treo. Khi hết giờ làm việc mọi cơ cấu phải được ngắt khỏi nguồn điện. Ngoài những điểm chung nói trên, cần phải tuân theo các qui phạm an toàn khác nằm trong qui phạm an toàn của từng loại máy nâng cụ thể mà TCVN đã qui định .

Câu hỏi ôn tập chương 2 1 - Nêu công dụng và cách phân loại máy nâng. 2 - Nêu cấu tạo và nguyên lý làm việc của kích thuỷ lực. 3 - Nêu cấu tạo và nguyên lý làm việc của cổng trục (cần trục long môn). 4 - Các qui tắc an toàn khi sử dụng máy nâng.

Chương 3 MÁY LÀM ĐẤT

3.1 - ý nghĩa của công tác làm đất và phân loại máy làm đất Công tác làm đất là một trong những thành phần của phần lớn các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp, công trình giao thông, thuỷ lợi...Đó là một công việc nặng nhọc và chiếm khối lượng lớn: 1m3 công trình công nghiệp thường phải có 1.5 2m3 công làm đất, hay 1m3 công trình dân dụng có 0.5m3 công làm đất, hoặc 1Km đường ôtô cần từ 10m3 20000m3 đất.... Trong các công trình đó đất là đối tượng thi công với những mục đích và phương pháp rất khác nhau, nhưng xét cho kỹ ta có thể thu gọn trong các khâu sau: đào, vận chuyển, đắp, san bằng và đầm lèn. Giá thành công làm đất chiếm tới 10 15% tổng giá thành công trình xây dựng. Vì vậy công việc cơ giới hoá công tác làm đất ngày càng được đẩy mạnh ở nước ta, nhằm đảm bảo được: - Chất lượng công trình - Rút ngắn thời gian thi công - Hạ giá thành công trình - Giảm nhẹ sức lao động của con người.... Phần lớn bộ công tác của máy làm đất vừa làm nhiệm vụ đào phá đất vừa làm nhiệm vụ di chuyển đất. Việc san và đầm lèn để giảm thể tích và tăng khối lợng riêng (tỷ trọng) của đất thường sử dụng máy chuyên dùng và một phần có thể nhờ chính trọng lượng bản thân máy đào chuyển đất trong quá trình làm việc.

36

Hình 3.1: Phân loại máy làm đất Có nhiều cách để phân loại máy xây dựng, nhưng chủ yếu người ta thường phân theo công dụng của chúng. Trong xây dựng thường sử dụng những loại máy làm đất sau: + Máy đào đất: có máy đào một gầu hay máy đào nhiều gầu; dùng để đào, xúc đất đổ vào phương tiện vận chuyển hoặc đổ thành đống. + Máy đào chuyển: là những máy đào đất rồi gom lại thành đống hay chuyển đi và san thành từng lớp. + Máy đầm đất: dùng để lèn chặt đất + Thiết bị khai thác đất bằng phương pháp thuỷ lực: dùng dòng nước có áp suất lớn để làm sói lở đất, dùng bơm để hút đất lẫn nước đẩy vào đường ống và chuyển tới nơi đổ. + Máy làm công tác chuẩn bị hay phụ trợ như: máy xới tơi đất, máy dọn mặt bằng, máy nhổ rễ cây... 3.2 - Tính chất cơ lý của đất - khái niệm về lực cản khi đào và cắt đất Tính chất vật lý, cơ học, thành phần cấp phối (độ hạt) của đất có ảnh hưởng lớn tới quá trình làm việc của máy làm đất. 3.2.1 - Tính chất vật lý - Khối lượng riêng của đất : có ảnh hưởng lớn đến quá trình làm việc của máy như: làm tăng lực cản ma sát . Người ta chia thành : + Đất nhẹ: = 1,6 t/m3 + Đất nhẹ: = 1,7 t/m3 + Đất nhẹ: = 1,8 t/m3 - Độ ẩm: là lượng nước chứa trong đất tính theo phần trăn của trọng lượng , được cân trước và sau khi sấy khô mẫu đất. Độ ẩm ảnh hưởng đáng kể đến lực cản cắt đất và quá trình đầm chặt. - Khả năng thấm nước: là khả năng để nước thấm qua nền đất, nó phụ thuộc vào kích thước của các hạt cấu thành nền đất. 3.2.2 - Tính chất cơ học Là những yếu tố gây ra sức cản khi có ngoại lực tác dụng làm ảnh hưởng đáng kể đến quá trình làm việc của máy. Những tính chất cơ học chủ yếu của đất là: - Tính dẻo: là khả năng dữ lại biến dạng do ngoại lực tác dụng và sau khi thôi tác dụng. Nếu độ ẩm trong đất tăng lên thì không những chỉ có biến dạng mà nó còn xuất hiện trạng thái trượt.

37

- Tính liên kết: tức là khả năng chống đỡ sự phân hạt dưới tác dụng của ngoại lực. Đất có độ liên kết cao là đất sét ngược lại là đất cát khô. - Độ tơi xốp: là độ tăng thể tích của đất sau khi bị đào xới. Độ tơi được xác diịnh bằng hệ số ktx, là tỷ số khối đất V1 sau khi bị đào xới với thể tích trước khi bị đào xới V0: ktx = V1/V0 Đất nhẹ ktx = 1.2 Đất vừa ktx = 1.3 Đất nặng (chặt) ktx = 1.75 - Độ lún: xuất hiện khi bề mặt tỳ của máy trên nền đất thấp hơn xung quanh . - Ma sát: được đặc trưng bằng hệ số ma sát, có hai loại: + Ma sát trong: là ma sát giữa các phần tử của đất khi có sự dịch chuyển tương đối với nhau (hệ số ma sát giữa đất và đất). + Ma sát ngoài: là ma sát giữa đất với các vật thể khác như kim loại của bộ công tác. Hệ số ma sát trong của đất nhẹ là 0.9, của đất vừa 0.5, của đất nặng (chặt) là 0.3 - Lực cản khi cắt và đào đất là tính chất cơ học quan trọng nhất, nó ảnh hưởng quyết định đến năng suất làm việc của máy. Người ta phân biệt thành: + Lực cản khi đào đất: bao gồm các lực cản cắt đất và các lực cản khác do khối đất tích lại trước lưỡi cắt gây ra. + Lực cản khi cắt đất: chỉ bao gồm lực cản khi đã cắt đất thành phoi tách ra. 3.3 - Máy xúc một gầu Máy xúc một gầu là một trong những loại máy chủ đạo trong công tác làm đất nói riêng và trong công tác xây dựng nói chung. Máy xúc thường làm nhiệm vụ khai thác đất và đổ vào phương tiện vận chuyển, hoặc chúng có thể tự vừa đáo vừa vận chuyển trong phạm vi cự ly ngắn. Nó đảm nhiệm khoảng 50-70% khối lượng công tác đào xúc đất. Trong các công trình xây dựng đường, đê đập, thuỷ điện...máy xúc một gầu được liệt vào loại máy quan trọng nhất. Máy xúc một gầu là loại máy làm việc theo chu kỳ bao gồm các nguyên công đào tích đất vào gầu, nâng lên và đổ vào phương tiện vận chuyển hoặc đổ thành đống. Ngoài chức năng đào xúc đất, khi thay đổi các bộ công tác trên máy cơ sở có thể thực hiện nhiều chức năng của các máy khác như cần trục, búa đóng cọc... Có nhiều cách phân loại máy xúc một gầu nhưng người ta thường phân theo các loại sau: - Theo hình dáng bộ công tác: có máy đào gầu ngửa, máy đào gầu sấp, máy đào gầu ngoạm, máy đào gầu quăng (gầu dây), máy đào gầu bào. - Theo cơ cấu di chuyển: máy xúc bánh lốp, bánh xích, bánh sắt (di chuyển trên ray) di chuyển bằng cơ cấu tự bước, máy đào đặt trên phao nổi. - Theo hệ dẫn động: máy xúc dẫn động bằng cơ khí, thuỷ lực hoặc kết hợp giữa cơ khí và thuỷ lực hoặc cơ khí và khí nén. Hiện nay hầu hết các máy xúc có dung tích gầu nhỏ hoặc trung bình đều được dẫn động bằng thuỷ lực.

38

9

6

4

5

7

8

Vì điều kiện cuốn giáo trình có hạn nên ở đây chúng tôi chỉ đề cập đến hai loại máy xúc thường được sử dụng trong các công trình giao thông đặc biệt là trong thi công cầu đường. 3.3.1 - Máy đào một gầu với kiểu truyền động cơ học (cáp) Máy xúc gầu ngửa (hay gầu thuận) thường dùng để đào đất, đá ở mức cao hơn mặt bằng máy đứng, phục vụ trong việc khai thác đất, đá tơi, cát, xúc các vật liệu rời...Trong xây dựng thường sử dụng loại máy đào loại này có dung tích gầu từ 0.15 3.2m3. Sơ đồ cấu tạo của máy được thể hiện ở hình 3.1b.

Hình 3.2: Máy đào một gầu với truyền động cơ học a- Máy đào một gầu lắp gầu ngược; b- Máy đào một gầu lắp gầu thuận

1- Bộ di chuyển; 2- Toa quay; 3- Gầu; 4- Tay gầu; 5- Cần; 6- Cáp cần; 7- Cáp gầu

Máy đào gầu ngược (hay gầu sấp): Máy được dùng để đào rãnh, hố, đất…ở mức thấp hơn nền đường của máy, sự hoạt động phức tạp hơn so với máy đào gầu thuận. Sơ đồ cấu tạo của máy thể hiện ở hình 3.1a. 3.3.2. Máy đào một gầu truyền động thuỷ lực 1- Máy đào gầu thuận dẫn động bằng thuỷ lực Các bộ phận của máy xúc thuỷ lực quay toàn vòng (Hình 3.2) liên kết với nhau và với toa quay 2, khớp bản lề, vị trí của cần 6 so với toa quay và của tay gầu 5 so với cần được điều chỉnh bằng các xilanh thuỷ lực 7 và 9. Gầu được dỡ tải theo phương án khi mở đáy gầu 4 bằng xilanh thuỷ lực 8.

39

Hình 3.3: Máy đào một gầu (Gầu thuận) truyền động thuỷ lực 1- Bộ di chuyển; 2- Toa quay và thiết bị động lực; 3- Gầu; 4- Đáy gầu;

5- Tay gầu; 6- Cần; 7- Xilanh co duỗi tay gầu; 8- Xilanh gầu; 9- Xilanh nâng cần Cấu trúc của một chu kỳ làm việc của máy xúc gầu ngửa điều khiển bằng xilanh thuỷ lực cũng tương tự như điều khiển bằng cơ khí nhưng các thao tác đơn giản hơn. Cơ cấu quay của máy xúc thuỷ lực thường dùng động cơ thuỷ lực mômen cao hoặc mômen thấp để dẫn động; động cơ thuỷ lực mômen cao đảm bảo mô men xoắn ở trục ra đủ lớn để trực tiếp dẫn động bánh răng di động ăn khớp với vành răng; dùng loại này cho cơ cấu quay là hợp lý và có góc quay bất kỳ, điều chỉnh được mômen xoắn và tốc độ quay, kết cấu gọn, làm việc tin cậy. 2 -Máy xúc gầu sấp (gầu ngược) Máy xúc gầu sấp thường dùng để đào rãnh, kênh, mương, hố móng .... nơi mà đất đào thấp hơn mặt bằng máy đứng. Máy xúc thuỷ lực gầu sấp được sử dụng rộng rãi hơn so với máy xúc gầu ngửa. Việc bố trí xilanh thuỷ lực với bộ công tác của máy xúc gầu sấp có nhiều loại khác nhau nhưng phổ biến nhất là sơ đồ bốn khâu. Cần thường được chế tạo thành hai đoạn: đọan gốc và đoạn nối dài, chúng liên kết với nhau bằng khớp và thanh, vị trí của thanh này có thể thay đổi do đó có thể thay đổi chiều dài cần. Để điều khiển cần, tay gầu và gầu có các xilanh 5,7 và 9.

40

Hình 3.4: Máy đào một gầu (gầu ngược) truyền động thuỷ lực 1- Bộ di chuyển; 2- Toa quay và thiết bị động lực; 3- Gầu; 4- Đáy gầu;

5- Xilanh gầu; 6- Tay gầu; 7- Xilanh co duỗi tay gầu; 8- Cần; 9- Xilanh nâng cần Nguyên lý làm việc: Rút xilanh gầu 5 và xilanh tay gầu 7, tay gầu 6 quay ngược chiều kim đồng hồ. Cần 8 cùng với tay gầu 6 đưa gầu 3 về phía trước và hạ xuống, không chỉ do tác dụng trọng lượng bộ công tác mà còn do lực của xilanh cần. Cho quay gầu về phía máy nhờ xilanh thuỷ lực cần 8 hoặc quay gầu so với tay gầu bằng xilanh thuỷ lực gầu 5, đồng thời nhờ xilanh thuỷ lực cần 8 mà có thể điều khiển được chiều dày phoi cắt. Sau khi gầu đã đầy đất thì gầu được kéo về phía cần hoặc quay quanh tay gầu sao cho đất không bị đổ ra ngoài, bộ công tác được nâng lên khỏi tầng đào nhờ xilanh thuỷ lực cần 8 và quay gầu cùng với toa quay về chỗ đổ. Để đổ đất, người ta điều khiển xilanh gầu 5 và tay gầu 6 để tay gầu duỗi ra và úp xuống, sau đó máy quay về vị trí đào thực hiện chu kỳ làm việc mới. 3.3.3 - Năng suất máy xúc một gầu Năng suất thực tế của máy xúc một gầu được tính theo công thức :

Q = 3600. q kk

T kdtg

ck tx

. ..

, m3 /h

Trong đó: q - dung tích gầu , m3 kđ - hệ số làm đầy gầu ktg - hệ số sử dụng máy theo thời gian ktx - hệ số tơi của đất Tck - thời gian của một chu kỳ làm việc, s. Việc lựa chọn máy đào phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như khối lượng và thời hạn thi công , địa bàn thi công... Để đảm bảo năng suất cao cần vạch ra sơ đồ công nghệ thi công hợp lý, chọn chế độ làm việc tối ưu cho máy và các yếu tố khai thác kỹ thuật khác , có thể tham khảo cụ thể trong các tài liệu về " Cơ giới hoá thi công " và " Sổ tay máy xây dựng ". 3.4 - Máy đào - chuyển đất Máy đào chuyển đất là những máy trong khi làm việc, vừa di chuyển vừa cắt đất thành từng lớp và mang lượng đất đó tới nơi cần san đổ (hay là những máy được dùng để thực hiện các công việc làm đất). Theo chế độ làm việc có thể chia ra: - Máy đào chuyển làm việc theo chu kỳ (máy ủi, máy cạp, máy san) - Máy đào chuyển đất làm việc liên tục (máy san - chuyển) Theo kết cấu của bộ công tác: loại có gầu, loại có lưỡi cắt.

41

Các loại máy ủi, máy cạp, máy san thường được sử dụng nhiều nhờ tính cơ động cao, kết cấu đơn giản, năng suất cao, đặc biệt khi thi công đất nhẹ và vừa. Các loại máy đào chuyển đất sử dụng ít hiệu quả trên nền đất có độ chặt lớn, độ dính kết cao, nền đất có lẫn đá, khoảng cách chuyển đất xa và độ dốc >10%. Tốc độ di chuyển của máy đào chuyển đất chọn theo lực cản khi đào, tuỳ theo cấp đất và đã tự động hoá trên các máy hiện đại. Khi vận chuyển đất có thể tăng tốc độ so với khi đào đặc biệt khi máy chạy không tải, khi quay trở về tầng đào có thể chạy với tốc độ cao nhất tuỳ theo điều kiện đường sá. 3.4.1 - Máy ủi đất 1 - Công dụng - Phân loại Máy ủi đất thường là một loại máy kéo có lắp thiết bị ủi dùng để đào - vận chuyển đất từ cấp I IV và vận chuyển từ cự ly 60 80m đối với máy ủi di chuyển xích và 100-150m đối với bánh lốp. Máy ủi có thể làm được các công việc như sau: - Làm công việc chuẩn bị cho công trình như nhổ gốc cây, làm sạch hiện trường, bóc bỏ lớp thực vật để khai thác mỏ. - Đào đắp các công trình có độ cao, độ sâu đến 3m - Định hình mặt đường - San bằng bề mặt công trình - Làm phẳng các mái xoải - Vun đống vật liệu xây dựng. Sở dĩ máy ủi có thể làm được các công việc kể trên, vì máy ủi có cấu tạo đơn giản, cho năng suất cao, cơ động và có tính vạn năng trong công tác. + Theo công dụng chia thành: máy ủi có công dụng chung làm được nhiều công việc ở các loại đất khác nhau và máy ủi có công dụng riêng chỉ làm được một số công việc nhất định. + Theo công suất động cơ và lực kéo danh nghĩa, phân máy ủi thành:

LOẠI LỰC KÉO ( kN) CÔNG SUẤT (Kw) Rất nhẹ Đến 25 Đến 15-20 Nhẹ 26-75 15.5-60(21-80) Trung bình 80-145 60-108 (81-147 ) Nặng 150-300 150-220(150-300) Rất nặng >300 >200(>300) Ghi chú: Máy ủi di chuyển bánh xích thường phân loại theo lực kéo danh nghĩa, còn máy ủi di chuyển bánh lốp thường phân loại theo công suất động cơ. + Theo bộ di chuyển phân thành máy ủi di chuyển bánh lốp và bánh xích. Hiện nay trên thế giới, người ta sử dụng rộng rãi máy ủi di chuyển bánh lốp vì nó có áp suất thấp, tốc độ di chuyển cao, năng suất lớn hơn máy ủi di chuyển bánh xích từ 1.2 1.5 lần. + Theo hệ thống điều khiển, phân thành máy ủi điều khiển thuỷ lực và máy ủi điều khiển cáp. Máy ủi điều khiển thuỷ lực cho phép ấn sâu cưỡng bức lưỡi ủi

42

vào đất, điều này rất quan trọng khi máy phải làm việc ở những nơi đất rắn chắc và máy có công suất nhỏ. + Theo khả năng quay lưỡi ủi, có lưỡi đặt cố định, nối cứng và vuông góc với trục dọc của máy và loại lưỡi ủi quay được liên kết với khung ủi nhờ một khớp cầu và do đó có thể đặt chéo tới 650 về cả hai bên phải và trái so với trục dọc của máy. 2 - Cấu tạo - nguyên lý làm việc của máy a , Cấu tạo Máy ủi thực chất là một máy kéo trên đó có lắp bộ công tác ủi. Bộ công tác này được chế tạo từ kết cấu thép với các mối ghép hàn, các cum máy được liên kết với nhau chủ yếu nhờ khớp xoay. Hình 3.5 thể hiện cấu tạo tổng thể của máy ủi thuỷ lực.

Hình 3.5: Máy ủi thuỷ lực 1- Lưỡi ủi; 2, 5- Xilanh thuỷ lực; 3- Khung ủi; 4- Thanh chống xiên

Trên bộ công tác ủi, lưỡi ủi là bộ phận chịu lực phức tạp và lớn nhất vì nó phải tiếp xúc trực tiếp với đối tượng thi công. Lưỡi ủi bao gồm hai phần cơ bản là thân lưỡi và lưỡi cắt. Thân lưỡi co thể chế tạo từ thép thường; còn lưỡi cắt có dạng tấm, được chế tạo từ thép hợp kim mangan, gồm ba mảnh rời nhau và chúng được ghép với thân lưỡi bằng các bu lông đầu chìm. Bộ công tác lưỡi ủi được liên kết với máy cơ sở thông qua kết cấu chốt xoay ở chân khung ủi và hệ thống ròng rọc cáp hoặc xi lanh thuỷ lực. Trong máy ủi thường, khung ủi có kết cấu đơn giản và được tách rời làm hai phần giống nhau; còn lưỡi ủi lắp cố định với khung ủi; trong bộ công tác của máy ủi vạn năng thì khung ủi có kết cấu liền khối đối xứng và được nối với khung ủi bằng khớp cầu.

43

b, Nguyên lý làm việc của máy ủi: Hạ lưỡi ủi xuống cho lưỡi cắt bập xuống nền đào, cho máy tiến về phía trước, đất sẽ bị cắt bóc thành từng lớp và dần dần tích tụ lại phía trước lưỡi ủi. Khi đất đã tích đầy trước lưỡi ủi và cần vận chuyển khối đất đó đi xa, ta tiến hành điều khiển để nâng lưỡi ủi đến một mức nào đó (nhưng lưỡi ủi chưa thoát khỏi nền đào) với mục đích đào thêm chút ít để bù vào lượng đất đã bị hao hụt khi máy vừa đào vừa vận chuyển. Sau khi đến nơi xả, máy ủi xả đất và quay về nơi đào, chu kỳ mới lại bắt đầu. 3 - Năng suất máy ủi 1 - Khi đào và chuyển đất

Q = 3600.Vk.k1.k

Tck

2 , m3/h

Trong đó: Vk - thể tích khối đất trước lưỡi ủi, tức lượng đất đào chuyển được sau một chu kỳ làm việc;

Vk = L H

tg ktx

.

. .

2

02 , m3

L - chiều dài (đôi khi còn gọi là chiều rộng) lưỡi ủi, m H - chiều cao lưỡi ủi, m 0 - góc chảy tự nhiên của đất, độ ktx - hệ số tơi của đất k1 - hệ số sử dụng máy theo thời gian, k1=0.8 0.85 k2 - hệ số phụ thuộc vào địa hình - xuống dốc 0 15%, k2 = 1 2.25 - lên dốc 0 15%; k2 = 1 0.5 Tck - thời gian một chu kỳ làm việc, s

Tck = l

v

l

v

l

vt t ts q

1

1

2

2

3

30

l1, l2, l3 - quãng đường đào, vận chuyển và đi trở về chỗ đào v1, v2, v3 - tốc độ đào, vận chuyển và đi về chỗ đào ts - thời gian sang số (khoảng 5s) t0 - thời gian hạ lưỡi ủi (khoảng 1.5 2.5 s) tq - thời gian quay máy (khoảng 10 s) 2 - Khi máy ủi làm công tác san bằng địa hình

Q = 3600 1. .( sin ).

( )

l L b k

nl

vtq

, m2/h

Trong đó: l - quãng đường san, m L - chiều dài lưỡi ủi, m - góc lệch của lưỡi ủi so với trục dọc của máy v - vận tốc san, m/s tq - thời gian quay máy, s k1 - hệ số sử dụng thời gian

44

n - số lần máy ủi đi lại một chỗ khi san b - chiều rộng phần trùng lặp giữa hai lần san kế tiếp, b = 0.5m . Năng suất máy ủi phụ thuộc vào nhiều yếu tố, người điều khiển, tình trạng kỹ thuật của máy, cách tổ chức thi công.... Để nâng cao năng suất cho máy ủi ta có thể vận dụng các biện pháp sau: + Hai máy làm việc song hành, lưỡi ủi cách nhau 0.30 0.50m + Đào và di chuyển tiếp sức + Khi máy làm việc ở nơi có độ dốc thì ủi xuống dốc năng suất sẽ cao hơn so với ủi lên dốc + Đào và tích đất với chiều dày phoi đất thay đổi (theo kiểu hình thang lệch) + Khi san ủi đất nhẹ có thể dùng lưỡi ủi có hai cánh bên hoặc nối dài lưỡi ủi ở hai bên. 3.4.2 - Máy cạp đất 1 - Công dụng - phân loại a - Công dụng: Máy cạp là loại máy đào chuyển đất dùng để khai thác và vận chuyển đất trong các công trình thuỷ lơị, giao thông, công nghiệp.... Máy cạp có thể làm việc trực tiếp với đất cấp I đến II, đối với đất cứng, trước khi cạp phải xới tơi. Tuỳ theo kích thước thùng cạp, chiều dày phoi cắt lớn nhất có thể đạt được 0.12 0.53 m, còn chiều dày lớp đất rải ở trạng thái tơi thường từ 0.15 0.60 m. Quãng đường vận chuyển hợp lý của máy cạp có thể tới 300 m đối với loại kéo theo. Máy cạp được sử dụng khá rộng rãi, vì nó có tính cơ động cao, bảo dưỡng dễ, vận chuyển đất đi xa không bị hao hụt, năng suất cao, giá thành hạ. Tuy nhiên máy bị hạn chế khi làm việc với đất có lẫn đá, gốc cây, đất cứng, đất dính và ướt; nơi làm việc phải có mặt bằng tương đối phẳng. b - Phân loại : Máy cạp phân loại theo phương pháp làm đầy thùng cạp, phương pháp xả đất, cơ cấu điều khiển và theo mối liên kết với đầu kéo và động cơ dùng cho máy cạp. - Theo phương pháp làm đầy thùng cạp: máy cạp được làm đầy thùng cạp trong khi di chuyển phoi đất tự di chuyển vào thùng và máy cạp được làm đầy thùng cưỡng bức. - Theo phương pháp xả đất: xả tự do, xả nửa cưỡng bức, xả cưỡng bức và xả qua khe hở đáy thùng. - Theo cơ cấu điều khiển có hai loại: loại dùng cáp và loại điều khiển thuỷ lực - Theo cách liên kết giữa bộ công tác và đầu kéo: máy cạp tự hành, máy cạp nửa kéo theo, và máy cạp kéo theo. - Theo dung tích thùng cạp: loại nhỏ có dung tích thùg cạp < 6 m3, loại vừa: 6 18 m3 , loại lớn > 18m3.

45

Để tăng hiệu quả làm việc đôi khi phải dùng máy kéo đẩy sau máy cạp khi cắt đất nhằm rút ngắn thời gian cắt gom đất vào thùng cạp tức là rút ngắn thời gian một chu kỳ làm việc chung của máy . 2 - Cấu tạo - nguyên lý làm việc a - Cấu tạo : Bộ công tác của máy cạp tự hành điều khiển bằng thuỷ lực gồm thùng cạp 2, cửa đẩy phía sau 5, cửa đậy phía trước 3 và lưỡi cắt 9. Phía sau thùng cạp tỳ lên trục sau và bánh xe 8, phía trước đỡ bởi hai càng, càng kéo có dạng cong phía trước liên kết với đầu kéo 1 qua khớp cầu 4. Khớp cầu 4 cho phép phần kéo theo quay quanh đầu kéo hay trục đỡ trong tất cả các mặt phẳng.

Hình 3.6: Máy cạp

1- Máy cơ sở; 2- Thùng cạp; 3- Nắp thùng; 4- Khớp cầu; 5- Tấm chắn phía sau; 6- Cáp đóng mở nắp thùng; 7- Xilanh nâng hạ thùng; 8- Bánh sau; 9- Lưỡi đào

b - Chu kỳ làm việc

- Cắt đất: thùng cạp hạ xuống, cửa đậy phía trước được nâng lên, lưỡi cắt phía trước đáy thùng được ấn sâu xuống nền đất do trọng lượng bản thân và do xilanh thuỷ lực ấn thùng cạp xuống. Khi máy di chuyển, lưỡi cắt sẽ cắt đất thành phoi đất và phoi đất trượt vào thùng cạp. - Vận chuyển đất: khi thùng cạp đầy đất, thùng được nâng lên , cửa đậy phía trước hạ xuống, đóng lại và máy di chuyển tới nơi xả đất.

46

- Xả đất : đất được xả ra trong khi máy di chuyển, tuỳ theo chiều dày lớp đất cần xả mà điều chỉnh khe hở cửa xả và tốc độ di chuyển máy, khi cửa xả nâng lên đất được xả ra. Hiện nay thường dùng loại máy cạp kéo theo với dung tích thùng cạp <10m3, công suất động cơ đến 300kW. Nhưng phổ biến hơn là hay dùng máy cạp tự hành bánh lốp với dung tích thùng cạp đến 30m3. 3 - Năng suất máy cạp Năng suất máy cạp được tính theo công thức:

Q = 3600. . .

.

q k k

k Td tg

tx ck

, m3/h

Trong đó: q - dung tích hình học của thùng cạp, m3 kd - hệ số làm đầy thùng cạp kxt - hệ số tơi xốp của đất ktg - hệ số sử dung máy theo thời gian , ktg = 0.85 0.90 Tck - thời gian làm việc một chu kỳ.

Tck = l

v

l

v

l

v

l

vn t t ts s s q

1

1

2

2

3

3

4

4

2 2 ( ), s

l1, l2, l3, l4 - chiều dài quãng đường làm đầy, vận chuyển, xả đất và quay về, m v1, v2, v3, v4 - tốc độ di chuyển của máy cạp tương ứng với các quãng đường nói trên, m/s ; ts - thời gian sang số, ts = 4 6 s ns - số lần thay đổi số trong một chu kỳ tq - thời gian quay đầu, tq = 15 20 s . 3.4.3 - Máy san 1 - Công dụng - phân loại Máy san là một trong những máy cơ bản trong công tác làm đất , thường dùng để bóc lớp đất ẩm thực vật có chiều dày 10-30 cm kể cả vận chuyển trong phạm vi 10 - 20 m, dọn mặt bằng, đào, san lấp hố, rãnh, bạt taluy, san nền đường, sân bay... Máy san là loại máy tự hành, đều có cơ cấu di chuyển bằng bánh lốp, có chiều rộng lốp lớn, áp suất thấp, điều khiển bằng thuỷ lực. So với máy ủi và máy cạp, máy san làm việc linh hoạt hơn, tính cơ động cao, làm việc với tốc độ lớn. Người ta có thể phân loại máy san theo nhiều cách: + Tuỳ theo khối lượng máy và lực kéo người ta có thể phân chia máy san thành các loại sau: nhẹ (7 9T, công suất động cơ 55 66kW), trunbg bình (13 15T , 88 110kW), và nặng (>19T, 185 225 kW). + Máy san còn phân biệt theo sơ đồ bánh xe của cơ cấu di chuyển bằng các ký hiệu qui ước: A x B x C (trong đó A - số cầu dẫn hướng, B - số cầu chủ động, C - tổng số cầu). Phổ biến hiện nay dùng máy san có sơ đồ 1 x 2 x 3; nhưng cũng

47

dùng sơ đồ 1 x 2 x 2 cho máy san loại nhẹ; 2 x 2 x 2 cho máy san loại nặng và 3 x 3 x3 cho máy san siêu nặng. 2 - Sơ đồ kết cấu Máy san tự hành (còn gọi là ôtô san) có cấu tạo phức tạp, bao gồm động cơ, hệ truyền động, khung chính, bộ công tác, bộ di chuyển và hệ thống điều khiển.

Hình 3.7: Sơ đồ cấu tạo máy san

1- Đầu máy; 2- Khung chính; 3- Lưỡi san; 4- Cơ cấu điều chỉnh; 5- Khung kéo; 6- Mâm quay; 7- Xilanh nâng hạ lưỡi san;

8- Động cơ thuỷ lực; 9- Khung máy;10- Khớp vạn năng; 11- Bánh trước Bộ phận chính của bộ công tác là lưỡi san 3, qua mâm quay 6 được bắt với khung kéo 5. Khung này nằm dưới khung chính 2 và liên kết với nó ở phía trước bằng khớp vạn năng 10, còn ở phía sau treo vào khung chính bởi xilanh thuỷ lực 7. Xilanh 7 làm việc nâng khung kéo lên cao và làm nghiêng trong mặt đứng. Lưỡi san có thể quay trong mặt phẳng ngang cùng với mâm quay 6. Nhờ vậy có thể quay trong mặt phẳng ngang, có thể lệch sang một bên, để san lấp hố và còn có thể nâng lên cao, nằm nghiêng trong mặt phẳng đứng để bạt taluy đường. Góc cắt của lưỡi san có thể điều chỉnh nhờ cơ cấu điều chỉnh 4. Máy san có thể trang bị thêm thiết bị phụ như lưỡi xới hay lưỡi ủi phía trước. Để điều khiển bộ công tác, dùng hệ thống điều khiển thuỷ lực. Bơm thuỷ lực sẽ cung cấp chất lỏng qua bộ phân phối đến các xilanh điều khiển lưỡi san, răng xới (hay lưỡi ủi) và bánh xe. Tốc độ làm việc khi san của máy 3 8 km/h, còn tốc độ di chuyển của máy có thể đạt tới 45km/h. 3 - Năng suất của máy san Năng suất máy san phụ thuộc vào các thông số cơ bản của nó như: kích thước lưỡi san, công suất động cơ, lực kéo cũng như điều kiện làm việc.... Năng suất của máy san khi định hình mặt đường có thể xác định:

Q = L

T, Km/h

Trong đó : L - chiều dài quãng đường định hình, km

48

T - tổng thời gian để định hình quãng đường đó, h

T = 22

36001

1

2

2

1 2Ln

v

n

v

n n tq( )..( ).

, h

v1, v2 - tốc độ khi cắt đất san phẳng, km/h n1, n2 - số hành trình cắt đất san phẳng ; tq - thời gian lùi máy (40 50s), hay quay lưỡi san 1800 (20 25 s). 3.5 - Máy đầm đất Đầm đất là nguyên công cuối cùng trong công nghệ thi công đất. Đất sau khi được đào đắp để làm nền móng cho các công trình xây dựng, cầu, đường, thuỷ lợi...thường không đảm bảo độ lèn chặt cần thiết. Đầm đất làm cho đất được nén chắc lại, khối lượng riêng và độ bền chặt của đất tăng lên để đủ sức chịu tác dụng của tải trọng, chóng lún, nứt nẻ, chống thấm... Muốn cho nền đất chịu được tải lớn khi có ngoại lực tác dụng thì đất phải được đầm lèn tự nhiên hoặc nhân tạo. Đầm tự nhiên là do người, máy móc đi lại và mưa tác dụng. Kiểu đầm này thường phải có thời gian dài và cường độ chịu tải của nền đất không theo ý muốn. Chất lượng của nền đất sau khi đầm chủ yếu phụ thuộc vào ba yếu tố: lực, thời gian đầm và độ ẩm . Trong quá trình dầm cần phải chú ý rằng ứng suất lớn nhất sinh ra trong nền đất (do ngoại lực) không được vượt quá giới hạn cho phép, nếu vượt quá sẽ dẫn đến phá vỡ cấu trúc của nền đất đầm và trên bề mặt sẽ để lại những lượn sóng nhấp nhô. Vì sau mỗi lượt đầm, giới hạn bề mặt của đất lại tăng, do đó cần phải tăng dần áp lực tiếp xúc, cho nên khi đầm sơ bộ dùng máy hoặc lực va đập nhẹ, khi kết thúc cần dùng loại máy đầm nặng hoặc lực va đập lớn hơn. Trong quá trình đầm, sự biến dạng của nền đất bao giờ cũng tiến triển theo thời gian. Khi có tác dụng đột ngột, thời gian đất ở trạng thái nén căng là rất nhỏ so với thời gian cần thiết để biến dạng hoàn toàn. Vì vậy, để đạt được chất lượng của nền đất sau khi đầm, cần tác dụng lâu hoặc nhiều lần. Ngoài hai yếu tố lực và thời gian, có thể chủ động khắc phục được bằng cách chọn lực và tốc độ đầm hợp lý tuỳ theo loại đất. Nhưng yếu tố thứ ba là độ ẩm khó khắc phục nhất. Cho nên đối với đất khô thì phải tưới nước, đối với đất ướt phải đợi cho khô ráo nước, tạo ra độ ẩm tối ưu.

h

H

h

h

49

Hình 3.8: Sơ đồ nguyên lý đầm a- Lực tĩnh; b- Lực động; c- Lực rung động

Hiện nay tất cả các loại máy đầm đều dựa trên các phương pháp đầm đất cơ bản: đầm nén do lực tĩnh, đầm do rung động, đầm do lực động (hình3.8). Đầm nén bằng lực tĩnh (hình 3.8a): đất được đầm là do trọng lượng bản thân máy đầm truyền qua quả lăn cứng trơn, lu chân cừu hay lu bánh lốp chuyển động trên bề mặt lớp đất rải với độ dày nhất định. Trong quá trình đầm đất lực đầm không đổi. Đầm đất bằng tải trọng động (hình 3.8b): đất được đầm chặt nhờ động năng của quả đầm khi rơi. Lực tác dụng lên đất thay đổi theo thời gian. Đầm bằng rung động (hình3.8 c): máy đầm truyền cho đất dao động làm cho các hạt đất chuyển động tương đối với nhau và liên kết chặt lại. Trong trường hợp này, khác với đầm bằng tải trọng động, là tần số rung lớn nhưng năng lượng đầm nén nhỏ. Chất lượng đầm nén được đánh giá bằng khối lượng riêng, độ bền, và môđuyn biến dạng của đất sau khi đầm. 3.5.1 - Lu bánh cứng trơn Hình 3.9: Lu bánh cứng trơn Lu bánh cứng trơn là loại máy đầm đơn giản nhất, có thể keó theo hoặc tự hành. Lu bánh trơn có chiều sâu đầm nhỏ 0.15 0.20m, năng suất thấp. Bề mặt đất đắp sau khi đầm dễ trở thành nhẵn mịn làm cho lớp đất đắp tiếp theo khó dính kết với lớp dưới. Sức bám của máy kém, cồng kềnh, nặng và chậm chạp, chỉ phù hợp khi đầm bề mặt có lẫn đất đá, trong thi công đường ôtô, đầm những lớp đất hoàn thiện kể cả lớp áo đường bêtông nhựa. 3.5.2 - Lu chân cừu Đặc điểm của loại này là đầm kéo theo và bán kéo theo. Chiều sâu ảnh hưởng lớn so với lu bánh cứng trơn và lu bánh lốp. Cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ. Năng suất cao, chất lượng đầm tốt. Nền đất đắp thành nhiều lớp nhưng vẫn bảo đảm một thể thống nhất, độ chặt tối đa. Tuy nhiên, loại máy lu này chỉ thích ứng với nền đất dẻo, với độ ẩm được qui định chặt chẽ, lớp đầm trên cùng lỏng (không chặt), sức kéo lớn và vận chuyển phức tạp.

50

Hình 3.10: Lu chân cừu Cấu tạo chung tương tự như lu bánh cứng trơn, nhưng có khác ở chỗ trên bề

mặt qủa đầm người ta lắp các vấu có dạng chân cừu, các vấu này được bố trí so le trên mặt quả đầm để đảm bảo đầm đều. 3.5.3 - Lu bánh lốp

Hình 3.11: Lu bánh lốp Lu bánh lốp có thể tự hành hoặc kéo theo, gồm một khung, tỳ lên cơ cấu yên ngựa của đầu kéo, hoặc nối trực tiếp bằng móc kéo với máy kéo hay ôtô. Các lốp xe được lắp thành một hàng hoặc hai hàng trên một trục hoặc hai trục, thùng xe chứa đất, cát, đá hoặc một tấm gang, hay bêtông đúc sẵn, hoặc nhiều tấm gang, có thể đặt vào hay lấy ra dễ dàng để điều chỉnh lực đầm. Máy đầm có tốc độ làm việc lớn và cho năng suất cao, thích ứng với mọi loại đất (kể cả mặt đường bêtông atphan) do tăng giảm được khối lượng máy và áp suất trong lốp. Chiều sâu đầm lớn hơn so với bánh cứng trơn, có thể đạt từ 40 45cm. 3.5.4 - Máy đầm rung Máy đầm làm việc nhờ lực rung động, có hiệu quả đối với đất rời có kích thước hạt khác nhau và lực liên kết nhỏ. Vì vậy nó thích hợp nhất đối với đất cát, đá dăm nhỏ, sỏi. Còn đất dính và khô như đất sét thì dùng máy đầm rung không thích hợp.

51

Máy đầm rung có hai loại: tự hành nhờ động cơ di chuyển hoặc nhờ lực cản định hướng và loại không tự hành. ở loại không tự hành, máy chỉ rung động thuần tuý, muốn di chuyển phải nhờ đầu kéo hoặc người đẩy. Khi sử dụng các loại máy đầm này thì độ ẩm cuả đất phải đòi hỏi lớn hơn khi sử dụng các loại đầm tĩnh và động khoảng từ 10 12% .

Bộ phận chính của máy đầm là bàn đầm, dao động của bàn đầm do bộ phận bánh lệch tâm tạo ra . Khi thay đổi vị trí của bộ gây rung so với bàn đầm sẽ xuất hiện thành phần nằm ngang của lực làm máy có thể di chuyển được theo hướng của thành phần lực này. Động cơ đặt trên vỏ che được cách ly với bàn đầm bằng lò xo hoặc đệm cao su. Nhờ bộ truyền đai, truyền chuyển động quay cho bộ gây rung đặt trên bàn rung. Để điều khiển máy đầm dùng tay đẩy gắn trên vỏ đầm và cũng được cách ly với bàn dầm bằng bộ phận giảm chấn . Hình 3.12: Đầm cóc 3.5.5 - Lu rung Đây là loại đầm kết hợp giữa hai phương pháp: đầm nhờ lực tĩnh và đầm nhờ lực rung động. Cấu tạo chung của máy gồm 1 hoặc 2 trống lăn trong đó có trang bị bộ gây rung. Toàn bộ thiết bị đầm được đặt trên khung giá máy với bộ di chuyển là bánh lốp. Sơ đồ cấu tạo như hình vẽ.

Hình 3.13: Lu rung

Mikasa

52

Đặc điểm của đầm rung này là trọng lượng máy nhỏ nhưng chiều sâu đầm lớn. ống lăn có thể là bánh cứng trơn hoặc có vấu chân cừu bọc ngoài. Bộ phận gây rung có thể là đĩa lệch tâm hoậc trục lệch tâm. Hiện nay loại máy đầm rung đang được sử dụng rộng rãi, đặc biệt là loại lu rung tự hành có vấu, với trọng lượng máy đầm từ rất bé 600 1200kg hoặc có thể lớn từ 6000 8000kg, với lực chấn động gây rung gấp 4 5 lần trọng lượng máy, tần số gây rung 50 55 Hz. 3.5.6 - Năng suất máy đầm - Đối với máy đầm tĩnh và máy đầm rung có thể tính năng suất kỹ thuật theo công thức :

Q = 1000.(B-b).h.v

n , m3/h

Trong đó: B - chiều rộng vệt đầm bằng chiều rộng máy lu, chiều rộng bàn đầm, m ; b - khoảng cách trùng nhau giữa hai vệt đầm (b = 0.1 0.15 m) h - chiều sâu tác dụng của đầm, m v - tốc độ di chuyển máy khi đầm, km/h n - số lần đầm tại một chỗ.

Câu hỏi ôn tập chương 3

1- Nêu cấu tạo, nguyên lý của máy xúc gầu thuận dẫn động cơ khí, thuỷ lực. 2- Nêu cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy xúc gầu ngược dẫn động thuỷ lực. 3- Nêu cách tính năng suất của máy xúc một gầu. 4- Nêu công dụng, cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy ủi. 5- Nêu cách tính năng suất máy ủi . 6- Nêu công dụng, cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy cạp. 7- Nêu cách tính năng suất máy ủi, cách phân loại máy cạp. 8- Nêu công dụng, cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy san. 9- Nêu cách tính năng suất máy san, cách phân loại máy san 10- Nêu cấu tạo, nguyên lý làm việc của các loại máy đầm đất và cách tính năng suất của máy đầm đất.

Chương 4 MÁY VÀ THIẾT BỊ GIA CỐ NỀN MÓNG

Cấu tạo của nền đất thường không đồng nhất và chỉ chịu được áp lực nhỏ, vì vậy trong công tác xây dựng cầu, đường, xây dựng nhà cao tầng... thường phải xử lý trước khi xây dựng. Chi phí để xử lý móng chiếm một tỷ lệ khá lớn so với tổng giá trị công trình. Một trong những cách xử lý nền móng vừa kinh tế vừa đảm bảo độ bền vững của công trình là dùng phương pháp đóng, ép và hạ cọc. Cọc có thể là cọc tre, cọc gỗ, cọc thép, cọc bêtông cốt thép, cọc cát...Ngoài ra còn áp dụng phổ biến phương pháp gia cố nền móng bằng cọc nhồi, gia cố bằng bấc thấm...Đóng cọc ngoài tác dụng để xử lý móng cho chắc, còn có tác dụng chống sụt lở ở các đê, các bờ sông.

53

4.1 - Khái niệm chung về máy đóng cọc Để đóng cọc vào nền đất, có thể dùng các phương pháp: va đập (lực xung kích) trong đó có các loại như búa rơi, búa hơi, búa diezel; máy đóng cọc bằng phương pháp rung (búa rung) trong đó có loại tần số thấp (loại nối cứng), tần số cao (loại nối mềm), loại va rung và búa đóng cọc thuỷ lực. Nếu phân loại theo hệ di chuyển ta có các loại: máy đóng cọc di chuyển trên ray; máy đóng cọc di chuyển bằng xích; máy đóng cọc trên phao nổi. Máy đóng cọc thường gồm có ba bộ phận chính: Máy cơ sở: thường dùng cần trục xích hoặc máy đào một gầu, có khi chỉ dùng toa quay lắp trên giá di chuyển bằng bánh sắt đặt trên đường ray (hình 4.1) Giá búa: gồm hệ thanh dẫn hướng cho đầu búa trong quá trình đóng cọc, thanh xiên, thanh ngang, thanh này có thể điều chỉnh góc nghiêng của giá (về phía trước hay sau), thường khoảng 50 khi cần đóng cọc xiên. Để điều chỉnh được có thể dùng tăngđơ hoặc xilanh thuỷ lực. Đầu búa: là bộ phận trực tiếp gây ra lực để đóng cọc. Hiện nay có các loại đầu búa: búa rơi, búa rung, búa diezel, búa thuỷ lực và hơi nước.

Hình 4.1: Máy đóng cọc 1- Máy cơ sở; 2- Giá búa; 3- Búa đóng cọc; 4- Cọc

Búa rơi có kết cấu đơn giản, dùng đầu búa nâng lên độ cao nhất định rồi thả xuống để đóng cọc. Loại này ít dùng vì năng suất thấp. Búa hơi nước tuy có tần số đóng cọc cao nhưng công kềnh nên ít dùng. Các loại búa điezel, búa rung, búa thuỷ lực có ưu điểm gọn nhẹ, cơ động hiệu quả đóng cọc cao nên được dùng phổ biến hơn. 4.2 - Búa đóng cọc Điezel Nguyên lý làm việc của búa đóng cọc điezel là dựa trên nguyên lý làm việc của động cơ điezel. Loại này có ưu điểm là kết cấu gọn nhẹ, cơ động, làm việc độc lập không phụ thuộc vào nguồn điện, nguồn hơi.

54

Nhược điểm của nó là công đóng cọc nhỏ vì mất khoảng 50 60% động năng dùng để nén khí cho búa nổ, tốc độ chậm hơn so với so với búa hơi song động (60 80 lần/ph) vì thế hiệu quả đóng cọc thấp. Khi đóng cọc ở nền đất yếu và về mùa đông búa khó nổ, do lực đóng cọc lớn nên đầu cọc dễ bị vỡ, gây ảnh hưởng tới công trình xung quanh. Có ba loại búa đóng cọc điezel: loại hai cọc dẫn, loại ống dẫn và loại xilanh dẫn. Trong đó loại hai cọc dẫn và loại xilanh dẫn được sử dụng nhiều hơn. 4.2.1 - Búa đóng cọc điezel loại hai cọc dẫn

Có hai cọc dẫn hướng 4, liên kết với đáy 2 được đúc liền với piston 12. Khối đáy piston tỳ lên bệ búa 1 và kẹp cọc 15, xialnh 10 trượt theo hai cọc đồng thời làm nhiệm vụ đầu búa phía trên cọc là xà ngang 7 có cáp treo 8, móc khởi động 6 và đòn điều khiển móc 9, khi thả cáp rơi xuống dọc theo hai cọc dẫn, móc 6 tự động móc vào chốt 5, sau đó nâng cả xà ngang và xilanh lên đến vị trí trên cùng, giật đòn 9, chốt 5 trượt khỏi móc 6, xialnh 10 rơi tự do theo hai cọc dẫn hướng chụp vào piston 12 để đóng cọc và nén không

Hình4.2: Búa đóng cọc Diezel

a- Loại hai cọc dẫn b- loại ống dẫn

khí trong buồng xilanh, khi đạt tới áp suất và nhiệt độ cao, đồng thời chốt 11 đánh vào đòn 14, dầu được phun vào trong buồng xilanh dưới dạng xương mù, gặp không khí và nhiệt độ ở áp suất cao tự bốc cháy (nổ) sinh ra áp lực lớn đẩy tung xilanh lên, khi hết đà, xilanh - đầu búa lại rơi xuống, cọc được đóng sâu vào đất. Loại búa này có năng lượng tương đối thấp chỉ phù hợp với nền đất yếu. 4.2.2 - Búa đóng cọc Điezel ống dẫn Có phần va đập là piston - đầu búa 22 trượt trong xilanh dẫn hướng 21, phần bệ 17 nằm trong xialnh có lỗ lõm hình bán cầu, piston 22 làm nhiệm vụ đầu búa, phía trên có bộ phận bôi trơn tự động, phía dưới có phần lồi ra hình cầu tương ứng với phần lõm ở bệ 17, búa được định tâm với cọc bởi đinh vấu 16. Khi khởi động, cáp 8 kéo móc 20 đưa đầu búa lên cao, sau đó thả cho piston rơi tự do dọc theo xilanh, piston ép vào đòn bơm 23, mở bơm 14 làm dầu ỳ bình

55

dầu 19 được bơm vào xilanh hoà trộn với không khí chảy vào phần lõm của bệ 17. Piston tiếp tục đi xuống che kín lỗ thoát khí 18 làm không khí bị nén ới áp suất và nhiệt độ cao, khi phần lồi của piston 22 đập vào phần lõm của bệ búa 17 thì thực hiện đóng cọc đồng thời làm cho dầu bắn tung toé dưới dạng sương mù, gặp không khí có áp suất và nhiệt độ cao nó tự bốc cháy đẩy tung piston lên, khí cháy trong xilanh được thoát ra ngoài qua lỗ 18, khi piston hết đà thì nó tự rơi xuống và tiếp tục một chu kỳ làm việc mới, mỗi lần piston rơi là một lần cọc được đóng sâu vào nền đất. Quá trình làm việc của búa điezel loại ống dẫn được thể hiện ở hình 4.3:

Hình 4.3: Quá trình làm việc của búa Diezel loại ống dẫn Loại búa điezel ống dẫn có trọng lượng đầu búa từ 500-5000kG cho phép đóng được các loại cọc bêtông cốt thép có tiết diện từ 100x100 đến 400x400 mm2 vào bất kỳ nền đất nào không có đá . Các loại búa đóng cọc ống dẫn thông dụng hiện nay ở Việt nam là búa do Liên xô , Trung quốc và Nhật ..sản xuất . Khi dùng các loại búa va đập để đóng cọc cần phải tính chiều cao rơi phù hợp với vật liệu và tiết diện cọc :

Hmax = 2

2. .

.F

l

E Q , m

Trong đó : - cường độ của cọc , N/m2 ; F - diện tích cọc m2 ; l - chiều dài cọc , m ; E- môđun biến dạng của cọc , N/m2 ; Q - trọng lượng đầu búa , N . Nhưng chiều cao của búa được chọn theo quan hệ : H 0,8 Hmax 4.2.3 - Búa rung 1, Nguyên lý làm việc của búa rung

56

Nguyên lý làm việc của búa rung là lợi dụng lực gây rung do trục lêch tâm hay đĩa lệch tâm gây ra để truyền vào cọc. Trong quá trình đóng cọc, cọc luôn luôn rung động với một tần số nào đó, vì thế mà giảm lực ma sát giữa cọc và đất. Mặt khác do trọng lượng bản thân của cọc và của búa làm cọc lún sâu vào nền đất. Búa rung ra đời sau các loại búa trên và đang được sử dụng rộng rãi để đóng cọc và nền đất dính. Ưu điểm chính của loại búa này là có kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ, tính cơ động cao, làm việc tin cậy dễ điều khiển, cọc không bị vỡ như khi dùng các loại búa va đập. Nhờ vậy giá thành đóng cọc thường hạ hơn 2 3 lần so với dùng các loại búa khác.

Hình 4.4: Sơ đồ cấu tạo của búa rung a- Loại nối cứng; b- Loại nối mềm; c- Loại va rung

1- Động cơ; 2- Bộ gây rung; 3- Bánh lệch tâm; 4- Mũ chụp cọc; 5- Lò xo Hình c: 1- Bộ gây rung; 2- Khối lệch tâm; 3- Bầu búa; 4- Đe; 5- Lò xo; 6- Cọc

Nhược điểm của loại búa này là trong quá trình làm việc lực gây rung làm ảnh hưởng tới các công trình bên cạnh và ảnh hưởng trực tiếp tới tuổi thọ của động cơ . Búa rung có các loại nối cứng (tần số thấp: 300 500 lần/ph), nối mềm (tần số cao: 700 1500 lần/ph) và loại va rung. 2- Búa rung nối cứng ( hình 4.4a) Có cấu tạo đơn giản, bộ gây rung thường dùng các đĩa lệch tâm 3 lắp trên trục quay để tạo ra lực rung động. Có thể điều chỉnh lực gây rung bằng cách điều chỉnh vị trí của đĩa lệch tâm và tần số quay, tuỳ theo điều kiện địa chất mà chọn chế độ làm việc tối ưu, khi quay theo các chiều khác nhau các đĩa lệch tâm sẽ gây lực rung.

P = G

ge. . 2 , N

57

Trong đó: G - trọng lượng khối lệch tâm, N g - gia tốc trọng trường = 9,81m/s2 - vận tốc góc trục lắp đĩa lệch tâm, ( = .n/30) n - số vòng quay trong một phút của trục e - độ lệch tâm, m. Ở loại nối cứng động cơ được nối cứng với vỏ. 3, Búa rung nối mềm (hình 4.4b) Khác với loại nối cứng là động cơ được nối với bộ gây rung qua lò xo 5. Vì vậy trong quá trình làm việc, động cơ giảm được ảnh hưởng có hại do bộ gây rung gây ra, tuổi thọ của động cơ được nâng cao. 4, Búa va rung (hình 4.4c) Khác với hai loại trên là bộ phận gây rung 2 lắp trực tiếp trên hai đầu trục của động cơ. Khi trục động cơ quay cục lệch tâm cùng quay tạo ra lực gây rung, đồng thời tạo ra va đập giữa đầu búa 3 và đe 4, truyền cho đầu cọc để đóng cọc. Có thể thay đổi lực va đập bằng cách thay đổi khe hở giữa đầu búa 3 và đe 4 . 4.3 - Máy khoan cọc nhồi Những năm gần đây ở nước ta do nhu cầu xây dựng cầu và các công trình nhà cao tầng việc sử dụng cọc nhồi trở nên phổ biến . Nguyên lý làm cọc nhồi là tạo nên những lỗ cọc trong nền đất sau đó rót trực tiếp vật liệu (bêtông hoặc bêtông cốt thép, cát...) vào những lỗ đó để tạo thành cọc. Như vậy cọc được chế tạo tại chỗ không mất công vận chuyển cọc chế tạo sẵn ở nơi khác đến, đỡ tốn kém hơn. Ngoài ra với cọc chế tạo sẵn đôi khi phải mất công nối hoặc cưa cắt trong và sau khi đóng cọc nên cọc nhồi mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật rõ rệt so với các phương pháp đóng cọc khác. Các phương pháp và thiết bị tạo lỗ cho cọc nhồi hiện nay cũng rất đa dạng - Loại sử dụng ống bằng kim loại có đường kính đến 50cm và dài tới 22m đóng vào nền đất tạo thành cọc, sau đó rót vật liệu tạo cọc. ống kim loại có thể để lại hoặc rút khỏi nền đất. Trình tự thi công như hình: 4.5, hình: 4.6 :

58

Hình 4.5: Trình tự thi công cọc nhồi bằng ống kim loại a- Tình tự thi công bằng ống kim loại

I- Chuẩn bị ống và đế cọc; II, III- Đóng cọc và đế cọc vào lòng đất; IV- Rút ống kim loại, đổ vật liệu và đầm chặt; V- Cọc nhồi trong đất; 1-

Búa; 2- ống dẫn hướng búa; 3- ống kim loại và đế cọc; b- Cọc sau khi chế tạo; 1- Đầu cọc; 2- Bêtông; 3- Cốt thép

Hình 4.6: Trình tự tạo coc của máy SO-2 a- Khoan tạo lỗ; b- Mở rộng đáy lỗ cọc; c- đặt cốt thép;

d- Đặt phễu và ống dẫn liệu; e- Đổ liệu; g- Nâng phễu và ống dẫn liệu kết hợp đầm lèn; h- Cọc sau khi chế tạo

Sơ đồ các loại máy khoan cọc nhồi

59

Hình 4.7: Thiết bị khoan Soil – Mec (Italia) 1- Máy khoan; 2- Cần khoan Kelly-Bar; 3- Piston cần khoan;

4- Khung cần khoan; 5- Piston nâng hạ; 6- Mũi khoan

Hình 4.8: Thiết bị khoan kiểu SO 1200/2000 1- Máy cơ sở; 2- Cần; 3- Bộ truyền động; 4- Mũi khoan

- Loại làm lỗ cọc bằng thiết bị khoan khác nhau: khoan xoắn ruột gà, khoan xoay, khoan va đập, khoan rung, khoan xoay ấn, hút, khoan bằng tia nước có áp lực cao...Các loại máy khoan cọc nhồi có đường kính > 2 m và chiều sâu tới 200-300 m, khi dùng nguyên lý va đập, các loại máy khoan xoay ấn thuỷ lực cho phép khoan cả vào tầng lẫn đá có độ bền cao. Sau khi chuẩn bị xong lỗ khoan người ta sẽ thả cốt thép và bêtông đúc cọc (như hình 4.5). Bao gồm các nguyên công khoan lỗ, khoét rộng chân lỗ, đặt giá đỡ, đặt ống và phễu rót vật liệu, rót vật liệu, rút ống, phếu rót vật liệu và giá đỡ, hoàn thành cọc và đầu cọc.

60

4.4 - Máy cắm bấc thấm Để xử lý nền đất yếu, tăng cường độ của đất, giảm độ lún tổng thể trong thi công đường ôtô, dường sắt, bến cảng, sân bay....cùng với các biện pháp đóng cọc, khoan cọc nhồi như đã trình bày ở trên người ta còn sử dụng hệ thống mao dẫn thẳng đứng chế tạo sẵn mà người ta thường gọi là bấc thấm (cọc bản nhựa). Nhờ bấc thấm nước trong lồng đất được thoát nhanh và đều nên các công trình trên nền đất yếu sẽ lún nhanh hơn, tốc độ cố kết nhanh và công trình ổn định hơn . Cấu tạo của bấc thấm được mô tả như hình 4.9. Gồm một lõi nhựa 1 có rãnh được chế tạo từ vật liệu như polyeste, polyamid, polyetylen có độ bền cao và lớp vải bọc địa kỹ thuật 2 không dệt rất bền vững từ các sợi tổng hợp có tính năng lọc rất cao, cho phép nước thấm qua một cách dễ dàng, đồng thời lại có khả năng cản các hạt đất để tránh trường hợp tắc đường dẫn nước. Bấc thấm thường có chiều rộng 100mm, chiều dày 3 4mm, độ dai 1.8 3kN/m, đóng gói thành cuộn có tổng chiều dài 200 300m.

Hình 4.9: Bấc thấm Hình 4.10: Sự thoát nước bằng bấc thấm 1-Lõi nhựa có rãnh 1- Nền đất; 2- Bấc thấm đã được cắm 2- Vải bọc địa kỹ thuật 3- Gia tải; 4- Đường thoát nước Bấc thấm được cắm xuống nền đất yếu nhờ thiết bị chuyên dùng gọi là máy cắm bấc thấm (hoặc máy ấn bấc). Sau khi bấc được cắm vào nền đất, nước ở các lỗ rỗng trong nền đất yếu sẽ chảy theo hướng nằm ngang đến bấc thấm xung quanh gần nhất rồi theo đường dẫn của bấc thoát một cách tự do lên vùng cát gần mặt đất để thoát ra ngoài (hình 4.10). Để tăng hiệu quả thoát nước nhanh có thể đổ lớp đất cát gia tải 3, do nước trong nền đất được thoát ra nhanh nên thời gian cố kết của nền đất được giảm rất nhiều và có thể kết thúc ngay trong khoảng thời gian thi công mà không phải chờ đợi lâu như khi không dùng bấc thấm. Thiết bị cắm bấc thấm hiện nay đã được nhiều nước trên thế giới chế tạo như: Thuỵ Sỹ, Đức, Hà Lan, Đài Loan, Hàn Quốc...Các loại thiết bị này nói chung có cấu tạo tương đối giống nhau nhưng về nguyên lý làm việc của chúng có thể chia ra làm hai loại: rung ép và ép tĩnh bằng cơ học hoặc thuỷ lực, tuy nhiên ép tĩnh được ưa chuộng hơn. Đa số các máy trên sử dụng nguyên lý này. Máy ép tĩnh có thể sử dụng dẫn động cơ khí hay thuỷ lực từ máy cơ sở cung cấp. Máy

61

cắm bấc thấm làm việc theo nguyên lý ép tĩnh gồm các bộ phận sau đây (hình 4.11 ): máy cơ sở 1 dùng để di chuyển toàn bộ thiết bị trong qúa trình thi công, cung cấp hệ thống dẫn động cho dùi bấc thấm, giữ cho thiết bị ổn định trong quá trình thi công (cắm, rút dùi, di chuyển máy). Máy cơ sở có thể là máy đào, máy ủi, cần cẩu,… trong đó máy đào thuỷ lực là phù hợp hơn cả. Cột là bộ phận chính của thiết bị ấn bấc. Đó là cột thép dạng có hộp hoặc giàn không gian, trên giàn có gắn cơ cấu dẫn động, giá dẫn hướng cho dùi dẫn bấc thấm và hệ thống palăng cáp để ấn và rút dùi. Giàn cột thường có chiều cao lớn hơn chiều sâu tối đa mà bấc thấm phải cắm.

Hình 4.11: Máy cắm bấc thấm 1- Máy cơ sở; 2,5- Các đoạn cột; 3,4- Bộ phận dẫn động;

6- Xilanh giữ cần; 7- Bộ phận dẫn hướng; 8- Dùi dẫn bấc thấm. Tuỳ theo chiều cao mà giàn có thể chế tạo thành một hay nhiều đoạn có tiết diện giống nhau hoặc khác nhau và liên kết với nhau bằng bulông. giàn cột được treo giữ trên máy cơ sở (hình vẽ 4.11). Khi làm việc bấc thấm được luồn qua dùi và được cài giữ bởi một chiếc neo mỏng bằng tôn có diện tích lớn hơn diện tích mặt cắt ngang của dùi để khi dùi cắm xuống đất sẽ kéo theo bấc cùng cắm xuống, khi rút dùi lên, nhờ chiếc neo này bấc được giữ lại trong nền đất. Dùi được tựa trên các con lăn dẫn hướng, hệ thống gối đỡ con lăn gắn với cột. Dùi được cắm xuống đất và rút lên nhờ hệ thống palăng cáp được dẫn động từ hệ thuỷ lực của máy cơ sở. Hiện nay các loại máy cắm bấc thấm được nhập vào nước ta hoặc chế tạo trong nước cho phép cắm sâu tới 30 40 m với năng suất cắm bấc 400 800 m/1 ca máy. Nhờ áp dụng bấc thấm mà có thể giảm được 30 60% giá thành so với

1

2

3

4

5

67

8

62

công nghệ xử lý nền đất yếu khác mà vẫn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cao của nền công trình. Chính vì vậy hiện nay trên thế giới có hơn 40 quốc gia sử dụng công nghệ thi công gia cố nền đất yếu bằng bấc thấm với số lượng bấc thấm sử dụng hàng năm trên 100 triệu mét. Riêng ở nước ta, hàng năm cũng đã sử dụng tới hàng triệu mét bấc thấm.

Câu hỏi ôn tập chương 4 1 - Nêu cấu tạo, nguyên lý làm việc của các loại búa đóng cọc Diezel. 2 - Nêu cách tạo lỗ khoan và các thiết bị tạo lỗ khoan cọc nhồi. 3 - So sánh cọc nhồi với các cọc khác. 4 - Nêu cấu tạo của Bấc thấm, cách ấn bấc . 5 - Nêu công dụng và và nguyên lý làm việc của bấc thấm.

63

Chương 5 MÁY VÀ THIẾT BỊ SẢN XUẤT VẬT LIỆU

5.1 - Máy và thiết bị gia công đá Trong công tác xây dựng, hàng năm phải sử dụng một khối lượng lớn cát sỏi, đá. Một phần lớn loại vật liệu này được sử dụng để sản xuất bêtông. Ngoài ra trong xây dựng đường cũng cần khối lượng đá rất lớn. Cát và sỏi cuội được khai thác từ những lớp địa tầng tự nhiên bằng phương pháp cơ khí hoặc thuỷ lực, còn đá dăm khai thác bằng phương pháp nổ mìn phá đá, sau đó phải qua giai đoạn gia công tại các nhà máy hoặc trạm nghiền - sàng. Máy gia công đá bao gồm các loại máy làm công tác nghiền, sàng và rửa đá. Do tính đặc thù của Nhà trường nên trong phần này chúng tôi chỉ đề cập đến máy nghiền - sàng liên hợp, còn các máy và thiết bị gia công đá khác nếu có điều kiện chúng tôi sẽ đề cập sau. Trạm nghiền sàng liên hợp

Trạm nghiền sàng liên hợp dùng để nghiền và sàng đá kết hợp, chúng được dùng nhiều trên các công trường xây dựng, đặc biệt là trong các công trường xây dựng cầu và đường và trạm có thể di động được.

Hình 5.1: Sơ đồ trạm nghiền sàng

1- Xe vận chuyển đá; 2- Thiết bị nạp liệu kiểu bản; 3- Máy sàng thanh ghi; 4- Máy nghiền má; 5,7- Máy sàng rung; 8- Phễu chứa cát và bụi đá;

9- Phễu chứa sản phẩm trước khi xuất xưởng; 10- Kho chứa sản phẩm. Quá trình nghiền đá được thực hiện theo một hay nhiều công đoạn. Các trạm

nghiền sàng liên hợp thường bố trí theo hai hoặc ba công đoạn, trong đó đá được

64

nghiền hai hoặc ba lần trong các loại máy khác nhau. Sau mỗi lần nghiền có một phần vật liệu thu được đạt kích thước cần thiết, lượng vật liệu này được loại ra trước khi đưa vào nghiền ở công đoạn tiếp theo để tránh cho vật liệu bị quá nghiền và giảm bớt công suất của máy ở các công đoạn sau. Vì vậy sau mỗi công đoạn nghiền cần phải bố trí các máy sàng. Máy nghiền ở công đoạn cuối cùng thường làm việc theo chu trình kín cùng với máy sàng rung đặt sau nó. Khi đó vật liệu có kích thước còn lớn hơn kích thước sản phẩm sẽ được đưa về máy nghiền để nghiền lại. 5.2 - Máy và thiết bị sản xuất bêtông Bêtông được tạo thành từ vật liệu kết dính (ximăng), nước và cốt liệu (cát, đá hoặc sỏi). Bêtông cũng như các loại vật liệu xây dựng khác, có một tính chất quan trọng nhất là độ bền. Ngày nay các công trình vĩnh cửu thường được xây dựng bằng bêtông và bêtông cốt thép vì tính bền vững, mỹ quan và phòng chống cháy tốt. Công tác bêtông bao gồm các công việc chuẩn bị hôn hợp (định lượng, trộn), vận chuyển, đổ và đầm chặt bêtông. Máy và thiết bị để thi công bêtông và bêtông cốt thép có rất nhiều loại, song chủ yếu là máy trộn bêtông, máy vận chuyển và bơm bêtông, máy đầm bêtông, các loại máy gia công cốt thép... 5.2.1 - Máy trộn bêtông Máy trộn bêtông dùng để sản xuất hỗn hợp bêtông từ các thành phần đã được định lượng theo cấp phối xác định. So với trộn bằng tay, trộn bằng máy tiết kiệm được xi măng, đảm bảo năng suất và chất lượng cao. Đặc trưng kỹ thuật chủ yếu của máy trộn theo chu kỳ là dung tích sản xuất Vsx của thùng trộn tức là dung tích nạp phối liệu của một lần trộn. Dung tích hình học của thùng trộn thường bằng 1.5 2.5 lần dung tích sản xuất. Trong xây dựng hay sử dụng các loại máy trộn có dung tích sản xuất bằng 100, 250, 500, 1200, 2400, và 4500 lít. Người ta thường gọi tên máy trộn theo dung tích sản xuất của thùng trộn. Maý trộn gồm các bộ phận chủ yếu sau: thùng trộn, bộ phận công tác và hệ thống dẫn động, thiết bị nạp và đổ bêtông, ngoài ra còn có các thiết bị định lượng và an toàn khác... Máy trộn bêtông phân loại theo điều kiện khai thác, chế độ làm việc và phương pháp trộn. Theo chế độ làm việc có loại làm việc theo chu kỳ và làm việc liên tục. Phần lớn các máy trộn làm việc theo chu kỳ gồm các nguyên công chuẩn bị, trộn và đổ bêtông ra, được thực hiện theo trình tự của một mẻ trộn. Năng suất của chúng tính bằng lít bêtông cho một mẻ trộn. Các máy làm việc liên tục có quá trình nạp phối liệu, trộn và đổ bêtông xảy ra liên tục. Đặc trưng kỹ thuật của loại này là năng suất được tính theo m3/h. Theo phương pháp trộn có loại trộn tự do và trộn cưỡng bức. Ở máy trộn tự do, trong thùng trộn có gắn những cánh trộn, khi thùng quay các cánh trộn sẽ mang phối liệu bêtông lên cao rồi đổ xuống để chúng rơi tự do mà

65

trộn đều với nhau (hình5.2 a). Loại này có cấu tạo đơn giản, tiêu hao năng lượng ít, được dùng nhiều nhưng chất lượng bêtông chưa thật tốt thường dùng để trộn bêtông nặng, bêtông cốt liệu lớn. Máy trộn cưỡng bức (hình 5.2b, c) có trục quay gắn chặt những cánh trộn quay tròn quấy đều hỗn hợp bêtông. Vì vậy nó trộn nhanh và chất lượng đồng đều. Tuy nhiên máy có cấu tạo phức tạp và tiêu hao nhiều năng lựng điện, loại này thường dùng để trộn các loại bêtông khô, mác cao, bêtông cốt liệu nhẹ.

Hình 5.2: Nguyên lý cấu tạo máy trộn tự do và cưỡng bức a- Trộn tự do; b- Trộn cưỡng bức loại thùng đứng yên, cánh trộn quay, một

trục ngang; c- Trộn cưỡng bức trục đứng có thùng và cánh trộn quay ngược chiều nhau; d- Máy trộn cưỡng bức hai trục quay ngang.

1- Thùng trộn; 2- Cánh trộn Ngoài ra còn có thể phân biệt máy trộn theo phương pháp đổ bêtông: đổ

bằng cách lật úp thùng, đổ bằng máng, đổ bằng cách nghiêng thùng và đổ bằng cách mở cửa ở đáy thùng trộn (thường ở các máy trộn cưỡng bức)

Hình 5.3: Các phương pháp đổ bêtông ra a- Đổ bằng cách lật úp thùng; b- Đổ bằng máng;

c- Đổ bằng cách nghiêng và quay thùng trộn; 1- Thùng trộn; 2- Máng đổ; 3- Nắp thùng

5.2.1 - Máy trộn rơi tự do làm việc theo chu kỳ Các loại máy này thường dùng để sản xuất hỗn hợp bêtông linh động có độ sụt 6 15 cm. Thông thường các loại máy này có dung tích một mẻ bêtông đã trộn xong 65, 165, 300, 500, 800, 1000, 1600, 2000, và 3000 lít. Động cơ 3 qua hộp giảm tốc làm bánh răng nón Trên thùng trộn quay, bánh răng quay làm quay vành răng gắn trên thùng trộn làm nó quay (nghiêng 450 so với mặt phẳng đứng) để trộn vật liệu. Muốn lấy bêtông ra thì ấn nút trên bảng điều

Trộn

Đổ

Đổ

66

khiển, nhờ truyền động của cặp bánh răng trụ, giá lật sẽ quay, làm thùng úp xuống, đổ vật liệu đã trộn ra ngoài. Loại này đổ bêtông rất nhanh và tương đối sạch.

Hình 5.4: Máy trộn bêtông kiểu lật đổ 1- Giá máy; 2- Thùng trộn; 3- Động cơ điện; 4- Hộp điều khiển; 5- Máng đổ

Hiện nay thường dùng các loại máy tương tự như trên hình 5.4 nhưng có 2 động cơ riêng biệt, trong đó một động cơ gắn liền với hộp giảm tốc đặt ở giá lật dẫn động cơ quay thùng trộn, một động cơ khác qua khớp nối và hộp giảm tốc trục vít, bánh vít để dẫn động gầu nạp liệu. ở loại máy này thùng trộn 2 được quay và treo côngxôn ở giá lật qua cụm hộp giảm tốc bánh răng thẳng và bánh răng côn hoặc hộp giảm tốc hành tinh bắt vào đáy thùng trộn. 5.2.3 - Năng suất máy trộn 1- Năng suất máy trộn làm việc theo chu kỳ Năng suất máy trộn làm việc theo chu kỳ được tính bằng công thức: Q = Vsx.f . m . ktg, m

3/h Trong đó: Vsx: dung tích sản suất của thùng trộn hay là khả năng chứa vật

liệu của thùng trộn để thùng trộn được hiệu quả, m3 f: hệ số suất liệu, bằng tỷ số giữa bêtông đã trộn được Vb

trên dung tích sản xuất Vsx

của thùng trộn (f = Vb/Vsx). Hệ số xuất liệu 0.65 0.70 khi trộn bêtông, f = 0.75 0.85 khi trộn vôi vữa. ktg: hệ số sử dụng thời gian m: số mẻ bêtông trộn được trong 1 giờ . 2 - Năng suất máy trộn cưỡng bức làm việc liên tục Năng suất máy trộn cưỡng bức làm việc liên tục được tính theo công thức sau: Q = 3600. A . V , m3/h

67

Trong đó: A = kn . . d2/4 - diện tích trung bình mặt cắt ngang của dòng vật liệu trong thùng trộn (với máy trộn 1 trục), m2. d: đường kính cánh trộn, m . kn: hệ số nạp (kn = 0.28 0.34) V = S.n - tốc độ di chuyển của hôn hợp theo hướng dọc trục thùng trộn, m/s. S: bước cánh trộn, m . n: số vòng quay của trục trong một giây, 1/s . 5.2.2 - Máy đầm bêtông Máy đầm bêtông dùng để làm chặt các hạt cát, đá, ximăng trong khối bêtông, do đó làm tăng độ bền của bêtông. Sử dụng máy đầm không những cho năng suất cao mà còn làm cho khối bêtông chóng đông kết, đảm bảo được chất lượng và tốn ít xi măng. Máy đầm bêtông làm việc trên nguyên lý chấn động để làm giảm lực ma sát và lực dính kết giữa các hạt, do khối lượng bản thân, chúng tự xắp xếp chặt lại với nhau chiếm vị trí ổn định, làm cho khí và nước thoát ra ngoài tăng sức chịu đựng của bêtông. Mức độ làm chặt được xác định bằng chế độ dầm: cường độ (biên độ, tần số) và thời gian đầm. Để gây rung cho bêtông có thể nhờ các loại đầm khác nhau với các nguyên lý dẫn động thuỷ lực, khí nén, điện và cơ khí. Dẫn động cơ điện là phổ biến hơn cả. Cơ cấu gây rung thường là trục động cơ lệch tâm hay khối lêch tâm lắp trên trục ngoài quay bởi động cơ điện qua bộ truyền trung gian như trục mềm... Căn cứ vào đặc điểm tác động xung vào khối bêtông có thể chia máy đầm bê tông ra thành các loại sau: đầm ngoài và đầm trong. Đầm ngoài lại chia ra: đầm

mặt đầm cạnh, đầm bàn (đầm toàn khối).

Hình 5.5: Các kiểu đầm bêtông a- Đầm mặt khối bêtông; b- Đầm trong khối bêtông c- Đầm cạnh khối bêtông; d- Đầm dưới khối bêtông

1 - Đầm trong (Đầm dùi) Khi đầm quả đầm được đặt sâu trong khối bêtông, thường dùng để đầm các khối bêtông dày, diện tích nhỏ như: cột, dầm, móng nhà...Trong trường hợp này

Cốp pha

68

xung lượng truyền cho bêtông ngay trong lòng của chúng. Đầm dùi trục mềm được sử dụng rộng rãi nhờ các ưu điểm của nó là: gọn nhẹ, hiệu quả truyền năng lượng cao. Đầm dùi trục mềm được chia thành: đầm dùi lệch tâm, đầm dùi lắc trong , lắc ngoài.

Hình 5.6: Đầm dùi 1- Động cơ; 2- Trục mềm và vỏ bảo vệ;

3- Đầu đầm; 4- Đế động cơ; 5- Công tắc điện Trục qua khớp truyền tới trục có khối lệch tâm tác động lên bề mặt chi tiết lắp trong vỏ đầm. Khối lệch tâm gây ra dao động tròn, gây chấn động cho quả đầm . Nhược điểm chủ yếu của đầm trục mềm là ma sát giữa trục và vỏ trục rất lớn nên hao tổ công suất động cơ , truyền dao động không được xa . 2 - Đầm mặt Thường có 3 loại đầm mặt: đầm bàn, đầm thước, và đầm điện từ. Đầm điện từ ít được sử dụng hơn so với 2 loại trên ví chấn động không đều nên hiệu quả thấp. Thường dùng để đầm các khối bêtông có diện tích rộng như: nền nhà, nền đường...

Hình 5.7: Máy đầm bàn 1- Vỏ máy; 2- Cổ trục; 3- Rôto; 4- Khối lệch tâm; 5- Trục quay; 6- ổ đỡ

69

Bộ phận gây chấn động là một động cơ kiểu lồng sóc có vỏ 1, hai đầu trục của rôto được lắp chặt 2 cục lệch tâm 4, trục gối lên hai ổ trục 6, khi rôto quay thì cục lệch tâm quay theo gây ra giao động tròn truyền tới bàn rung. Nhờ có thể thay đổi trọng tâm cục lệch tâm nên có thể thay đổi mô men và lực dao động. Trong nhiều trường hợp theo yêu cầu công nghệ lại cần dao động thẳng có hướng thí dụ như: búa rung, sàng rung...Vì các khối lệch tâm có khối lượng và kích thước như nhau được bắt đối xứng theo dọc trục và quay với cùng tốc độ ngược chiều nhau nên thành phần ngang của lực ly tâm cân bằng nhau, lực kích động thay đổi về giá trị và có hướng tá dụng vào vỏ đầm Nhờ có hai bánh răng giống nhau nên tốc độ quay của các khối lệch tâm cân bằng. 3 - Năng suất máy đầm bêtông a - Năng suất máy đầm trong Năng suất máy đầm dùi được tính theo công thức:

Q = . . . .R h

t t

2 3600

1 2 , m3/h

Trong đó: R - bán kính tác dụng của quả đầm, (20 - 140 cm) h - chiều sâu tác dụng của quả đầm, m (20 - 60 cm) t1 - thời gian đầm tại một chỗ từ 25-30 s t2 - thời gian di chuyển quả đầm, s b- Năng suất máy đầm mặt Năng suất máy đầm mặt được tính theo công thức:

Q = F h

t t

. .3600

1 2, m3/h

Trong đó : F - diện tích mặt bàn đầm, m2 h, t1, t2 - có nghĩa như công thức của máy đầm dùi

Câu hỏi ôn tập chương 5 1 - Nêu cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy trộn bêtông ximăng. 2 - Nêu cách tính năng suất của các loại máy trộn. 3 - Nêu cấu tạo, nguyên lý làm việc của đầm trong, đầm mặt. 4 - Nêu cách tính năng suất của máy đầm bêtông ximăng.

70

Chương 6 MÁY VÀ THIẾT BỊ LÀM ĐƯỜNG

6.1 - Khái niệm và phân loại Máy và thiết bị làm đường rất đa dạng và ngày càng xuất hiện nhiều loại máy và thiết bị mới, tuy nhiên có thể phân chúng thành các nhóm máy sau: - Máy và thiết bị làm đất: máy cầy, máy sới, máy ủi, máy san, máy cạp, máy xúc,... - Máy và thiết bị gia cố nền đường: máy cắm bấc thấm, máy phay trộn, máy phun nước, máy rải ximăng, rải cấp phối... - Máy và thiết bị sản xuất bêtông - ximăng, bêtông nhựa, hỗn hợp nhựa và rải trên lớp mặt: máy trộn, trạm trộn, máy rải, máy và thiết bị sản xuất nhựa nguội, nhũ tương, thiết bị phun nhựa, phun nhũ tương... - Máy và thiết bị đầm chặt: lu tĩnh, lu rung, máy đầm mặt... - Máy và thiết bị duy tu, bảo dưỡng, sửa chữa đường... Các nhóm máy và thiết bị làm đất, đầm chặt và sản xuất bêtông ximăng ...đã được trình bày ở các chương 3 và chương 5 nên dưới đây chỉ nêu một số loại máy thường gặp trong thi công mặt đường hiện nay . 6.2 - Máy rải bêtông nhựa 6.2.1 - Cấu tạo - Nguyên lý làm việc Máy rải bêtông nhựa (bêtông asphan) dùng để rải đều bêtông nhựa khi làm đường mới hay sửa chữa lớp mặt đường. Theo kết cấu của cơ cấu di chuyển máy rải bêtông nhựa chia thành hai loại bánh lốp và bánh xích. Một vài loại máy rải bêtông nhựa ngoài cơ cấu di chuyển bằng bánh lốp và bánh xích còn có cơ cấu di chuyển phụ bằng bánh lốp. Tuỳ theo mục đích sử dụng còn chia thành hai loại máy rải loại nặng và loại nhẹ. Máy rải bêtông nhựa loại nặng (hình 6.1) với năng suất từ 100 - 200t/h thường dùng khi khối lượng công việc lớn và đòi hỏi chất lượng cao, còn loại nhẹ có năng suất từ 25 - 50t/h sử dụng khi khối lượng bêtông nhựa rải không lớn và chất lượng không đòi hỏi cao. Quá trình làm việc của máy rải bao gồm các nguyên công: 1- nhận hỗn hợp bêtông nhựa vào thùng chứa 2- hỗn hợp chuyển tới vít tải cấp liệu nhờ bộ phận cào hoặc bằng vít tải chuyển liệu 3- vít cấp liệu rải đều hỗn hợp theo chiều rộng dải đường 4- dàn đều và lèn chặt bằng các tấm lèn chặt 5- hoàn thiện bề mặt bằng tấm là nhẵn.

71

Khi xe tự đổ trút bêtông nhựa vào thùng chứa thì máy rải vẫn làm việc bình thường, các bánh xe sau của xe tựa vào hai con lăn và máy rải đẩy xe tải tự đổ về phía trước, khi ấy việc truyền động tới các bánh sau của xe tải được ngắt. Các tấm cào làm việc phía trên của hai máy cào chuyển động trên đáy thùng chứa, tại thành sau của thùng có tấm chắn để điều chỉnh bêtông nhựa từ thùng chứa, vít cấp liệu phân phối bêtông nhựa đều theo chiều rộng của lớp áo đường, việc rải đều lớp bêtông nhựa là do điều chỉnh cửa chắn cho phép chuyển bêtông nhựa về hai phía vơí số lượng khác nhau và do vít cấp liệu được dẫn động và làm việc độc lập. Tấm lèn có nhiệm vụ dầm lèn chặt hỗn hợp, còn tấm là nhẵn dùng để là phẳng lớp hỗn hợp, tấm lèn chặt có hai nhiệm vụ: gạt lớp bêtông nhựa thừa khi máy di chuyển về phía trước và lèn chặt lớp này khi chuyển động tịnh tiến theo phương thẳng đứng, tấm lèn chặt hoạt động nhờ hai trục lệch tâm được dẫn động từ động cơ của máy rải.

72

Tấm là phẳng điều chỉnh mặt cắt ngang và chiều dày lớp thảm nhựa, là phẳng lớp bề mặt và ngăn ngừa hỗn hợp bị lồi, bị trượt. Tất cả các cơ cấu làm việc treo trên hai càng máy tạo ra áp lực khoảng 0.02MPa đè lên lớp nhựa. Nhờ có các tấm lèn chặt và là phẳng mà lớp bêtông nựa được đầm chặt tương đương với một xe lu 5t đầm 3 - 5 lượt. Đó là một trong những ưu điểm cơ bản của máy rải bêtông nhựa. Để tránh bêtông nhựa bị dính vào tấm là phẳng, nó cần được đốt nóng nhờ bộ phận chuyên dùng. 6.1.2 - Năng suất máy rải bêtông nhựa Năng suất máy rải bêtông nhựa được tính theo công thức: Q = B.h.v. , t/h Trong đó: B - chiều rộng lớp nhựa rải, m h - chiều dày lớp nhựa, m v - tốc độ làm việc của máy, m/ph = 2,2t/m3 khối lượng riêng của lớp bêtông nhựa đã lèn và là phẳng . Năng suất của các máy rải bêtông nhựa của các nước nhập vào nước ta thường từ 200 - 450 t/h . 6.2 - Trạm trộn bêtông nhựa nóng 6.2.1 - Tổng quan về hôn hợp bêtông nhựa nóng Hỗn hợp bêtông nhựa là hỗn hợp được chế tạo bằng cách trộn đá, cát, bột khoáng và nhựa, lấy theo một tỷ lệ thích hợp. Hỗn hợp đó gọi là hôn hợp bêtông nhựa. Để đảm bảo sự dính bám giữa nhựa với các hạt khoáng chất và tăng thêm chất lượng cho bê tông nhựa, người ta còn dùng thêm các chất phụ gia có hoạt tính bề mặt cao. Tính chất và chất lượng của hỗn hợp bêtông nhựa phụ thuộc nhiều vào thành phần cấp phối của các cỡ hạt, phụ thuộc vào hàm lượng và loại nhựa sử dụng. Chế độ nhiệt, chế độ trộn hôn hợp bêtông nhựa trong các nhà máy hay xí nghiệp và sự cân lường chính xác các thành phần cấp phối theo các sai số cho phép, đóng một vai trò quyết định để đảm bảo cho bêtông nhựa có chất lượng tốt hay không. Có nhiều cách để phân loại hỗn hợp bêtông nhựa, nhưng người ta thường phân theo các cách sau: - Hỗn hợp bêtông nhựa,tuỳ thuộc vào độ nhớt của nhựa sử dụng và nhiệt độ lúc rải mà phân thành: + Loại rải nóng, khi dùng nhựa đặc có độ kim lún 90/130, 60/90, 40/60 + Loại rải ấm, khi dùng nhựa đặc có độ kim lún 200/300, 130/200 hay nhựa lỏng đông đặc vừa. + Loại rải nguội, khi dùng nhựa lỏng hoặc nhũ tương. - Về mặt sử dụng, hỗn hợp bêtông nhựa có thể chia thành loại có độ chặt lớn, và loại có độ chặt nhỏ. - Tuỳ theo hàm lượng đá dăm mà hỗn hợp bêtông nhựa chia thành: loại có nhiều đá dăm, loại vừa đá dăm và loại ít đá dăm .

73

- Tuỳ theo kích cỡ lớn nhất của đá dăm mà hỗn hợp bêtông nhựa phân thành loại hạt lớn, loại hạt vừa và loại hạt nhỏ, và loại bêtông nhựa cát . Như vậy, các tổ hợp máy sản suất ra hỗn hợp bêtông nhựa sẽ đóng vai trò trọng yếu trong việc cải tạo, nâng cấp và xây dựng mới mặt đường ôtô cao cấp phục vụ cho sự nghiệp giao thông vận tải của cả nước. Việc trang bị các tổ hợp máy này như thế nào và bằng cách gì để có thể thoả mãn được yêu cầu về chất lượng kỹ thuật của thiết bị, về chất lượng sử dụng, về hiệu quả kinh tế cho phù hợp với điều kiện sử dụng và hoàn cảnh thực tế của nước nhà là một vấn đề cấp thiết không chỉ cho ngày nay mà còn cả cho tương lai sau này. Cũng vì thế mà việc xây dựng và lắp đặt các trạm bêtông nhựa là một việc cấp thiết trong xây dựng đường mới và nâng cấp đường. 6.2.2 - Phân loại trạm trộn Có nhiều cách để phân loại trạm trộn bêtông nhựa nóng nhưng người ta thường phân theo các cách sau đây: + Theo nguyên lý trộn, trạm trộn bêtông nhựa được chia thành: trạm trộn cưỡng bức và trạm trộn tự do. - Trạm trộn cưỡng bức lại được chia thành: trạm trộn chu kỳ và trạm trộn liên tục. Trạm trộn cưỡng bức có kết cấu phức tạp song có chất lượng sản phẩm cao nhờ định lượng trực tiếp trước khi trộn và cấp phối được trộn cưỡng bức. - Trạm trộn tự do có kết cấu đơn giản song chất lượng sản phẩm thấp hơn dơ định lượng cấp phối chủ yếu trước tang sấy. Theo kết cấu trạm trộn được chia thành: trạm trộn dạng tháp và trạm trộn nằm ngang. 6.2.3 - Quá trình công nghệ sản suất bêtông 1 - Những khâu cơ bản của quá trình sản suất bêtông nhựa - Thu nhận và bảo quản các loại vật liệu. - Vận chuyển vật liệu từ kho, bãi đến thiết bị cân đong sơ bộ. - Làm khô và rang sấy vật liệu - Sàng, phân loại vật liệu đã được sấy khô theo những kích thước đã qui định - Cân đong chính xác các loại vật liệu theo đúng thành phần đã thiết kế - Đun - nấu nhựa - Vận chuyển và cân đong lượng nhựa đã được đun đến nhiệt độ thi công - Hoà trộn các vật liệu đá, cát, bột đá với nhựa và chất phụ gia - Đổ hỗn hợp bêtông nhựa đã trộn kỹ vào thùng chứa hoặc đổ vào ôtô tự đổ. 2 - Quá trình công nghệ sản suất bêtông nhựa khi dùng thiết bị trộn theo chu kỳ (hình vẽ 6.2) Dùng máy xúc hoặc máy bốc xếp chuyển đá dăm thuộc các kích cỡ khác nhau và cát từ những kho bãi vào thùng chứa 1 của thiết bị cân đong sơ bộ. Từ đáy những thùng chứa này có máng cấp liệu sẽ đưa cát đá vào băng truyền 4 và đưa lên tang sấy vật liệu 6. ở đây, vật liệu cát đá dăm được rang đến nhiệt độ khoảng 200-2200c, nhờ hơi nóng từ buồng đốt toả ra. ở đầu bên kia của tang sấy có mỏ đốt 10, nhiên liệu đốt được phun vào buồng đốt nhờ máy phun nhiên liệu lắp gần buồng

74

đốt. Hơi nóng đi từ đầu này tang đến đầu kia tang sấy. sẽ di vào thiết bị thu bụi 5, 2 và thiết bị lọc bụi 3 trước khi ra ngoài không khí. Vật liệu đá dăm các cỡ và cát sau khi được rang nóng đến nhiệt độ 200-2200 sẽ theo băng gầu nóng 7 đưa vào máy sàng 8. Tại đây , máy sàng sẽ phân ra ba cỡ hạt. Mỗi cỡ hạt sẽ được rơi xuống một ngăn tương ứng của thùng chứa, bột đá được chuyển từ kho chứa 12 đến một ngăn riêng của thùng chứa nhờ băng gầu 11. Tại đó các hôn hợp vật liệu được cân đong theo đúng tỷ lệ thiết kế của hỗn hợp bêtông nhựa (sai số cho phép <3% trọng lượng) và được đưa vào máy trộn. Nhựa được đun nóng đến nhiệt độ thi công (160-180) ở thiết bị nấu nhựa 13 sẽ được bơm vào máy trộn (qua thiết bị cân đong). Hỗn hợp đá, bột đá, cát, nhựa (hoặc có thêm phụ gia) sau khi đã được trộn đều (60-180s) sẽ được tháo từ đáy máy trộn trực tiếp vào thùng ôtô tự đổ hoặc vào thùng dự trữ. Nhiệt độ của hỗn hợp sau khi trộn xong phải đạt như trong bảng (6.1)

Nhiệt độ hỗn hợp theo 0C LOẠI NHỰA Không có chất phụ

gia hoạt tính bề mặt Có chất phụ gia làm

hoạt tính bề mặt

Từ dầu mỏ - 90/130

Từ dầu mỏ - 60/90 140-160 120-140

75

Từ dầu mỏ - 40/60 Từ dầu mỏ - 200/300 110-130 100-120Từ dầu mỏ - 130/200 Nhựa lỏng đông đặc vừa 80-100 80-1003 - Năng suất trạm trộn Năng suất trạm trộn được tính theo công thức:

Q = F h

n n tn. .

. .

1 2

, t/h

trong đó : F - diện tích cần rải thảm, m2 h - chiều dày thảm, m n - trọng lượng riêng hỗn hợp nóng = 2.2 – 2.35 t/m3 n1 - số ngày định rải thảm, ngày n2 - tỷ số ngày làm việc trong tháng, ngày/30. t - số giờ làm việc thực tế trong ngày, h . Sau khi tính toán Q được làm tròn phù hợp với năng suất của trạm có năng suất gần nhất.

Câu hỏi ôn tập chương 6 1 - Nêu cấu tạo, nguyên lý và cách tính năng suất của máy rải bêtông nhựa. 2 - Nêu quá trình công nghệ sản xuất bêtông nhựa .

Chương 7 KHÁI QUÁT VỀ SỬ DỤNG

VÀ AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG SỬ DỤNG MÁY XÂY DỰNG 7.1 - Phương pháp xác định nhu cầu xe máy Trong điều kiện thi công hiện đại đặc trưng là mức độ cơ giới hoá các quá trình công nghệ thi công ngày càng cao, việc xác định đúng đắn số lượng xe máy cần thiết có ý nghĩa lớn vì điều kiện sử dụng, khối lượng công việc, tiến độ thi công thường thay đổi và phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau. Khi xác định nhu cầu xe máy chú ý đến khả năng tăng cường cơ giới hoá đồng bộ, phải sử dụng hết tiềm năng xe máy sẵn có và tăng cường hiệu quả thi công xây lắp. Trong các trường hợp sau đây, chúng ta cần xác định nhu cầu xe máy: 1- khi lập kế hoạch cơ giới hoá đồng bộ hàng năm của các tổng công ty hay công ty xây dựng 2- khi lập kế hoạch đầu tư cho các xí nghiệp cơ giới 3- để đảm bảo cho các xí nghiệp cấp dưới trực thuộc; 4- khi lập đồ án thi công cho từng công trình cụ thể. Nguyên tắc xác định nhu cầu xe máy trong tất cả các trường hợp trên đều như nhau, song ở trường hợp cuối cùng thì những số liệu cho trước để tính toán phải phù hợp với điều kiện cụ thể cuả công trình và khối lượng công việc trong một thời hạn qui định. Trong các trường hợp khác có thể sử dụng định mức và kinh nghiệm thực tế phụ thuộc và qui mô tính toán.

76

Nhu cầu vào xe máy phụ thuộc vào hàng loạt các yếu tố: mức độ tập trung của công trình xây dựng, khối lượng và thời hạn thi công, phương pháp tổ chức thi công, điều kiện thi công, điều kiện khí hậu thời tiết, tình trạng xe máy, cơ cấu đội máy, trình độ bảo dưỡng, sửa chữa, trình độ chuyên môn của công nhân vận hành... Nhu cầu xe máy trung bình hàng năm để thực hiện khối lượng công việc nhất định được tính theo công thức:

M = Q K

Nn m

n

.

.100

Trong đó: M - số lượng xe máy hàng năm hay công suất (dung tích gầu, tải trọng…) của xe máy để hoàn thành khối lượng công việc trong năm Qn- khối lượng công việc cần hoàn thành trong năm Km- phần khối lượng công việc thực hiện bằng một loại máy nào đó, %. Nn- năng suất trung bình hàng năm của một máy hoặc sản phẩm tính cho một đơn vị công suất (dung tích gầu, tải trọng...) Năng suất trung bình hàng năm của một máy Nn được tính theo năng suất giờ và số giờ làm việc trong năm Nn = Ns.T Trong đó: T - thời gian làm việc thực tế có ích cuả máy Ns - năng suất giờ. Tính toán số lượng xe máy bổ sung theo từng loại máy cho đội máy đang hoạt động dựa vào công thức: M1 = ( M - M2 ) k + M3 + M4 Trong đó: M1 - số lượng máy bổ sung cần thiết M2 - số lượng máy đã có vào thời điểm tính toán M3 - số xe máy trung bình loại bỏ hàng năm do hao mòn M4 - số máy phải thay thế vì hao mòn vô hình k - hệ số kể đến khả năng cung cấp xe máy đều đặn trong năm. 7.2 - An toàn lao động trong sử dụng máy xây dựng An toàn lao động có ý nghĩa lớn trong việc bảo vệ tính mạng con người, máy móc, tiến độ thi công và năng suất lao động. Thi công bằng cơ giới, về mặt nào đó đã có ý nghĩa về công tác an toàn lao động vì con người không trực tiếp với đối tượng thi công (đất đá, vật nâng nặng...) nên ít xảy ra tai nạn, tuy nhiên không phải vì vậy mà coi thường kỹ thuật an toàn lao động trong khi sử dụng máy xây dựng. Thực tế đã cho thấy những sự cố mất an toàn trong sử dụng máy xây dựng đã đưa đến hiệu quả nghiêm trọng hơn cả khi thi công thủ công. Có khi làm thiệt hại tính mạng hàng trăm con người, làm thiệt hại hàng tỷ đồng và có khi phải đình chỉ cả hạng mục công trình đang xây dựng dở. An toàn lao động phải được chú ý tới tất cả các khâu, từ điều hành phương án thi công, tổ chức thi công đến điều khiển và chăm sóc, bảo dưỡng, sửa chữa máy.

77

Nói chung, khi thiết kế chế tạo, máy móc đã được tính toán với độ bền, độ ổn định, độ tin cậy và tuổi thọ nhất định, đồng thời cũng trang bị nhiều các thiết bị an toàn cho các cơ cấu và toàn bộ máy, như hạn chế độ nâng cao, hạn chế tải trọng tối đa, hạn chế tốc độ, hạn chế hành trình công tác,...Song trên thực tế do không hiểu biết về tính năng kỹ thuật máy móc hoặc coi thường các qui trình qui phạm an toàn trong vận hành máy mà gây nên thiệt hại cho người và máy. Do đó phải thường xuyên giáo dục, nhắc nhở công nhân điều khiển máy phải tuân thủ nghiêm ngặt những qui định về an toàn lao động chung như sau: 1- Tất cả máy móc, bất kể mới hay cũ, trước khi đưa vào sử dụng đều phải kiểm tra kỹ lưỡng tình trạng kỹ thuật máy, theo các yêu cầu ghi trong hướng dẫn sử dụng. Đặc biệt là cơ cấu an toàn như: phanh, cơ cấu tự hãm, cơ cấu hạn chế hành trình..Nếu có hỏng hóc, phải kịp thời sửa chữa ngay mới đưa máy ra công trường. 2- Chỉ cho phép những công nhân được qua trường lớp đào tạo và có đủ giấy chứng nhận, bằng lái, cấp thợ, hiểu biết tương đối kỹ về tính năng, cấu tạo máy, đồng thời đã được học tập về ký thuật an toàn trong sử dụng máy, được phép lái máy. Cần thay ngay lái xe khi thấy làm việc ẩu, không an toàn. 3- Công nhân lái máy và phụ lái cần phải được trang bị đầy đủ các trang bị bảo hộ lao động cho từng nghề và từng máy như: kính, mũ, quần áo, găng tay, ủng và các dụng cụ an toàn khác. 4- Tất cả các bộ phận chuyển động khác của máynhư trục quay, xích, đai, ly hợp... cần được che chắn cẩn thận ở những vị trí có thể gây tai nạn cho người. 5- Thường xuyên kiểm tra, làm vệ sinh máy, tra dầu mỡ, điều chỉnh sửa chữa nhỏ các bộ phận, đặc biệt là các bộ phận an toàn, loại trừ khả năng làm hỏng hóc máy. 6- Phải lái máy và tiến hành thao tác theo đúng tuyến thi công, trình tự thi công công trình và các qui định về kỹ thuật an toàn khác do các kỹ sư thi công và an toàn lao động đề ra. 7- Trong thời gian nghỉ, cần loại trừ khả năng tự động mở máy. Cần khoá, hãm bộ phận khởi động. Để máy đứng ở nơi an toàn, cần thiết phải kê, chèn bánh cho máy khỏi trôi và nghiêng đổ. 8- Các máy cố định cần lắp đặt chắc chắn, tin cậy trên bệ máy và mặt bằng nơi máy đứng. Chỗ máy đứng phải khô ráo, sạch sẽ không trơn ướt gây ra tai nạn lao động. 9- Các máy khi di chuyển làm việc ban đêm hoặc thời tiết xấu có sương mù, mặc dù đẫ có hệ thống chiếu sáng chung nhưng vẫn phải dùng chiếu sáng riêng ở trước và sau máy bằng hệ thống đèn pha và đèn tín hiệu. 10- Khi di chuyển máy đi xa, cần tuân thủ các qui định an toàn về di chuyển máy như: cột chặt máy vào toa xe, đảm bảo điều kiện đường xá, độ lưu không,... Trên đây là những qui định chung về an toàn cho các máy móc xây dựng. Ngoài ra mỗi máy có những qui định cụ thể, chi tiết phải được thực hiện đầy đủ khi đưa máy ra sử dụng. Đối với cán bộ phụ trách quản lý xe máy, tổ chức việc quản lý xe máy còn phải tuân thủ những điều khoản sau: 1- Để đảm bảo an toàn khi làm việc, tất cả xe máy và phương tiện vận chuyển phải được tốt và kiểm tra tình trạng kỹ thuật trước khi đem sử dụng. Đối

78

với máy nâng vận chuyển, máy nén khí, nồi hơi phải được thanh tra nhà nước cho phép. Phải nghiệm thu xe máy theo qui tắc, qui định trước khi đem sử dụng. 2- Khi thiết kế tổ chức công nghệ thi công phải chuẩn bị nơi làm việc sao cho hoàn toàn đảm bảo an toàn khi làm việc. Mọi hiện tượng chạy theo năng suất, kế hoạch đơn thuần mà không chú ý đến an toàn phải được ngăn cấm và đình chỉ kịp thời, xử lý nghiêm. Tại tất cả các nơi nguy hiểm trên công trường và nhà máy phải có biển báo phòng ngừa. Mọi nơi làm việc phải được chuẩn bị sao cho công nhân không bị de dạo nguy hiểm vì các bộ phận di động của máy, của vật liệu và từ những máy khác cùng tham gia làm việc. Chỗ ngồi của người lái hoặc chỗ làm việc phải thuận tiện, ổn định, dễ quan sát, không bị mưa nắng, đủ ánh sáng và có hệ thống gạt nước. Nơi làm việc phải được che chắn, đủ rộng và có lan can. 3- Trước khi đưa máy vào làm việc, cần xác định sơ đồ di chuyển, nơi đỗ, vị trí, phương pháp nối đất đối với máy điện, qui định phương pháp thông báo bằng tín hiệu giữa người lái và người báo tín hiệu. Ý nghĩa của các tín hiệu trong khi làm việc hay khi xe chuyển bánh phải được thông báo tới tất cả mọi người có liên quan đến công việc của máy. Dịch chuyển máy, đỗ và làm việc gần hố móng, rãnh, mương...có mái dốc không chắc chắn, phải nằm trong giới hạn khoảng cách cho phép do đồ án thi công qui định. 4- Chỉ được tiến hành bảo dưỡng ký thuật khi động cơ đã ngừng hẳn, giải phóng áp lực từ hệ thống nén khí và thuỷ lực và các trường hợp do nhà máy chế tạo qui định. Khi bảo dưỡng máy được dẫn động bằng điện cần áp dụng những biện pháp an toàn về điện. Tại các hộp đóng ngắt cầu dao điện, phải treo bảng đề: " Không được đóng cầu dao - thợ điện đang làm việc ", khi ấy cầu chì trong mạch động cơ điện phải tháo ra. Những cụm máy có khả năng tự di chuyển trọng lượng bản thân, khi bảo dưỡng phải được chèn hoặc đặt trên giá đỡ. Không được dùng lửa ở khu vực nạp nhiên liệu, cũng như sử dụng xe máy bị chảy dầu, nhiên liệu. Việc tháo và lắp máy phải tiến hành có sự chỉ huy của người có trách nhiệm và phải tuân theo hướng dẫn của nhà máy chế tạo. Khu vực tháo (lắp) phải được ngăn hay làm dấu hiệu an toàn kèm theo bảng báo phòng ngừa. Trong quá trình tổ chức quản lý và sử dụng máy xây dựng phải thực hiện đầy đủ những điều qui định trong "Tiêu chuẩn Việt Nam về an toàn trong sử dụng và sửa chữa máy " (TCVN - 4587 - 85). Có như vậy mới đảm bảo tính pháp lý về tổ chức thi công và bảo dưỡng máy móc xây dựng. Ngoài ra cũng cần tham khảo, thực hiện các tiêu chuẩn khác có liên quan như: - " Qui phạm tạm thời về an toàn máy trục " (TCVN - 4244 - 86)

79

- " Tiêu chuẩn Việt Nam về tổ chức bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa máy xây dựng " (TCVN - 4204 - 86) …… 7.3 - Hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của việc sử dụng máy xây dựng Để lựa chọn được phương pháp hay phương án cơ giới hoá công trình hợp lý hơn, cần phải tiến hành so sánh các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật sử dụng các phương tiện cơ giới hoá khác nhau, trong những điều kiện cho trước. Các chỉ tiêu để đánh giá gồm: giá thành, hao phí lao động cho một sản phẩm, nhịp điệu thi công. Để xác định các chỉ tiêu hiệu quả nói trên cần tiến hành theo trình tự sau: 1- Xác định máy chủ đạo để thi công. 2- Xác định thể loại và số lượng máy phụ trợ để đảm bảo thi công đồng bộ khối lượng công tác cho trước trong thời hạn kế hoạch. 3- Xác lập các số liệu cần thiết để xác định các chỉ tiêu hiệu quả làm việc của xe máy: a) thành phần tổ nhóm công nhân phục vụ xe máy b) hao phí lao động tháo và lắp máy c) những số liệu cần thiết để xác định giá thành một giờ máy, một ca máy d) năng suất sử dụng của một tổ máy khảo sát. 7.3.1 - Giá thành một ca máy Chi phí sử dụng máy trong một ca được tính theo công thức:

Cca = ( 1+P ) . ( H

TC

tctc )

Trong đó: P - phụ phí thi công bằng máy Ctc - chi phí sử dụng máy thường xuyên tính cho một ca bao gồm lương công nhân, chất đốt, năng lượng, bảo dưỡng sửa chữa thường xuyên Ttc - tổng số ca máy làm việc trong một năm H - chi phí khấu hao cơ bản và khấu hao sửa chữa lớn.

H = G S H B D

Td

Trong đó: G - giá máy S - tổng chi phí sửa chữa lớn cho cả đời máy Hd - chi phí hiện đại hoá máy (nếu có) B - chi phí dỡ bỏ máy lúc hỏng D - giá trị vật liệu đào thải lúc bỏ máy đi (tiền bán sắt vụn) T - tuổi thọ máy tính theo năm. Tính giá thành đơn vị sản phẩm C theo công thức:

C = C L

N

C

Qca

ca

cb

'

Trong đó: Cca - chi phí sử dụng máy của tất cả các máy sử dụng, tính cho một ca L' - chi phí cho công nhân làm thủ công chưa tính vào chi phí sử dụng máy

80

Nca - năng suất ca máy Ccb - chi phí cho công tác chuẩn bị để máy làm việc Q - khối lượng công việc ở công trình thi công bằng máy 7.3.2 - Xuất tiêu hao năng lượng chất đốt Xuất tiêu hao năng lượng chất đốt khi tiến hành cơ giới hoá thi công theo công thức:

Ec = E

Nca

Trong đó: Ec - xuất tiêu hao năng lượng chất đốt E - tổng tiêu hao năng lượng chất đốt cho tổ máy trong một ca , kW, kg nhiên liệu Nca - năng suất ca của một máy hay một tổ máy . Khi trong tổ máy có nhiều máy sử dụng nhiều dạng năng lượng khác nhau (xăng, dầu, điện...) thì xuất tiêu hao nhiên liệu phải tính riêng cho từng dạng. Chỉ tiêu này cho phép đánh giá tính tiết kiệm của máy và tổ máy trong khi sử dụng các dạng năng lượng và tính lượng tiêu hao năng lượng khi thi công khối lượng công việc.

Câu hỏi ôn tập chương 7 1 - Nêu các phương pháp xác định nhu cầu xe máy . 2 - Nêu các qui tắc an toàn trong sử dụng máy xây dựng . 3 - Nêu hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của việc sử dụng máy xây dựng .

TÀI LIỆU THAM KHẢO

01 - Đặng Thế Hiển Máy xây dựng T1,T2 - Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật . Hà Nội - 1991 02 - Nguyễn Trọng Hiệp Chi tiết máy - Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp . Hà Nội - 1992 03 - Nguyễn Đăng Cường - Vũ Minh Khương - Vũ Văn Thinh Giáo trình Máy xây dựng - Trường Đại học Thuỷ lợi Nhà xuất bản Nông nghiệp . Hà Nội - 1993 04 - Trần Văn Tuấn - Nguyễn Văn Hùng - Nguyễn Hoài Nam Khai thác xây dựng - Nhà xuất bản giáo dục . Hà Nội - 1996 05 - Nguyễn Thị Tâm Máy xây dựng - Trường Đại học Giao thông vận tải . Hà Nội - 1997

81

06 - Nguyễn Văn Hùng Máy xây dựng - Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật . Hà Nội - 1998 .