Bài giảng Máy và thiết bị thi công công trình - CĐ Công Nghệ

TRƢ

I

MÁY VÀ THIẾT BỊ THI CÔNG CÔNG TRÌNH

Biê soạn: ThS.Nguyễn Hoài

T ƣ - N CNKT Ô tô

K a Ơ K Í KT T

–

MÁY VÀ THIẾT BỊ THI CÔNG CÔNG TRÌNH

 Mã học phần: 5041943  Số tín chỉ: 3 tín chỉ  a ọ ầ

+ Cung cấp cho sinh viên các kiến thức cơ bản về các máy chủ đạo trong thi công công trình của chuyên ngành ôtô & máy công trình

+ Đồng thời giúp sinh viên nắm vững kết cấu, nguyên lý làm việc chung và phạm vi ứng dụng của các loại truyền động thủy lực trên ô tô và máy công trình của các bộ phận.

 ọ ầ

+ Vị trí vai trò của học phần trong CTĐT chu ên ng nh: l học phần giáo dục chuyên nghiệp – tự chọn bắt buộc

+ Các chủ đề trọng tâm của học phần: Đặc điểm làm việc các loại máy và thiết bị thi công các công trình gia cố nền móng, đƣờng ô tô v sân ba , đƣờng sắt. Phƣơng ph p chọn, vận hành máy phù hợp với đặc điểm từng loại công trình. Học phần n cũng giới thiệu ƣu v nhƣợc điểm của truyền động thủy khí, những yêu cầu của chất lỏng, chất khí làm việc trong hệ thống. Cấu tạo v đặc điểm thủy lực của c c cơ cấu dùng trong Máy và thiết thi công công trình: cơ cấu phân phối, cơ cấu tiết lƣu, phƣơng ph p điều chỉnh vận tốc cơ cấu chấp hành, các ứng dụng cơ bản của truyền động thủy khí

+ Mức độ cập nhật của học phần: không thƣờng xuyên

+ Mức độ liên quan đến các học phần khác của chu ên ng nh đ o tạo: liên quan đến học phần Lý thuyết ô tô và máy công trình và học phần Thủy khí và máy thủy khí

Ba i giảng M v thiết bị thi công công trình

Trang 1

 Học phần học trƣớc : Lý thuyết ô tô và máy công trình, Thủy khí và máy thủy khí

ƢƠ : ỮNG VẤ Ề CHUNG ...................................................................... 7

1.1. KHÁI NIỆM VỀ MÁY CÔNG TRÌNH .................................................................... 7 1.2. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU CỦA MÁY CÔNG TRÌNH .................... 7 1.2.1. Công dụng........................................................................................................... 7 1.2.2. Phân loại ............................................................................................................. 7 1.2.3. Yêu cầu ............................................................................................................... 8 1.3. CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MÁY CÔNG TRÌNH .................................... 8 1.4. THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC ............................................................................................. 9 1.4.1. Công dụng........................................................................................................... 9 1.4.2. Phân loại ............................................................................................................. 9 1.4.3. Điều kiện làm việc của thiết bị động lực trên máy công trình ......................... 10 1.4.4. C c đƣờng đặc tính ngoài của thiết bị động lực ............................................... 10 1.4.5. Bố trí động cơ trên m công trình................................................................... 11 1.4.6. Lựa chọn động cơ cho m công trình ............................................................. 12 1.5. HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ............................................................................... 12 1.5.1. Vai trò v ý nghĩa của hệ thống truyền động ................................................... 12 1.5.2. Các dạng truyền động cơ bản ........................................................................... 13 1.6. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ..................................................................................... 21 1.6.1. Phân loại ........................................................................................................... 21 1.6.2. Yêu cầu chung đối với hệ thống điều khiển ..................................................... 22 1.6.3. Các hệ thống điều khiển tiêu biểu .................................................................... 22 1.7. HỆ THỐNG DI CHUYỂN ...................................................................................... 26 1.7.1. Phân loại ........................................................................................................... 26 1.7.2. Yêu cầu ............................................................................................................. 26 1.7.3. Các hệ thống di chuyển trên máy công trình .................................................... 27

ƢƠ : ẤT V Ố TƢỢNG LÀM VI C CỦ ÁY ẤT .............. 29

Ba i giảng M v thiết bị thi công công trình

Trang 2

2.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐẤT ............................................................................. 29 2.2. TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA ĐẤT ............................................................................. 29 2.2.1. Khối lƣợng riêng (tỉ trọng) ............................................................................... 29 2.2.2. Thành phần cấp phối ........................................................................................ 29 2.2.3. Độ xốp .............................................................................................................. 29 2.2.4. Độ ẩm ............................................................................................................... 29 2.2.5. Độ dính kết ....................................................................................................... 29 2.2.6. Độ đẻo............................................................................................................... 30 2.2.7. Hệ số ma s t đất- đất v đất- thép..................................................................... 30 2.2.8. Góc chân nón .................................................................................................... 31 2.2.9. Sức chịu nén ..................................................................................................... 31 2.2.10. Sức chịu dịch chuyển ...................................................................................... 32

2.2.11. Độ sắc cạnh ..................................................................................................... 32 2.2.12. Độ xới .............................................................................................................. 33 2.3. QUÁ TRÌNH ĐÀO ĐẤT, VÀ SỰ TƢƠNG HỖ GIỮA ĐẤT VÀ BỘ PHẬN CÔNG TÁC ................................................................................................................................ 33

ƢƠ 3: ÁY XÚ ( ÁY , XE Ú , XE ÀO) ...................................... 36

3.1. CẤU TẠO CHUNG CỦA MÁY XÚC MỘT GẦU ................................................. 36 3.1.1. Công dụng và phân loại .................................................................................... 36 3.1.2. Cấu tạo của máy xúc gầu thuận ........................................................................ 37 3.1.3. Máy xúc gầu nghịch .......................................................................................... 40 3.1.4. Máy xúc gầu dây ............................................................................................... 42 3.1.5. Máy xúc gầu ngoạm .......................................................................................... 44 3.2. CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA MÁY XÚC MỘT GẦU .......................................... 45 3.2.1. Gầu xúc ............................................................................................................. 45 3.2.2. Tay cần .............................................................................................................. 47 3.2.3. Cần .................................................................................................................... 48

ƢƠ . ÁY ỦI ..................................................................................................... 50

4.1. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU .......................................................... 50 4.1.1. Công dụng ......................................................................................................... 50 4.1.2. Phân loại máy ủi ................................................................................................ 50 4.2. CẤU TẠO CHUNG CỦA MÁY ỦI ........................................................................ 51 4.2.1. Cấu tạo chung của máy ủi ................................................................................. 51 4.2.2. Quá trình làm việc của máy ủi .......................................................................... 53 4.3. QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MÁY ỦI ..................................................................... 56

ƢƠ 5. ÁY S .................................................................................................. 57

5.1. GIỚI THIỆU VỀ MÁY SAN ................................................................................... 57 5.1.1. Công dụng của máy san .................................................................................... 57 5.1.2. Phân loại máy san.............................................................................................. 58 5.2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY SAN ................................. 59 5.2.1. Cấu tạo chung của máy san ............................................................................... 59 5.2.2. Nguyên lý làm việc của máy san ...................................................................... 59 5.3. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY SAN................................................................... 61 5.4. PHÂN TÍCH ƢU VÀ NHƢỢC ĐIỂM CÁC LOẠI MÁY SAN .............................. 61 5.4.1. Về công thức trục máy san ................................................................................ 62 5.4.2. Về kết cấu khung chính của máy ...................................................................... 62 5.4.3. Kết cấu khung kéo ............................................................................................. 65 5.4.4. VỀ ĐIỀU KHIỂN ................................................................................................... 65

ƢƠ . ÁY P ................................................................................................. 66

6.1. KHÁI NIỆM CHUNG ............................................................................................. 66 6.1.1. Công dụng của máy cạp .................................................................................... 66 6.1.2. Phân loại ............................................................................................................ 66

N - 2016

6.2. CẤU TẠO CHUNG CỦA MÁY CẠP .................................................................... 68 6.2.1. Cấu tạo chung của máy cạp .............................................................................. 68 6.2.2. Nguyên lý làm việc của máy cạp ...................................................................... 69 6.3. CẤU TẠO THÙNG CẠP ........................................................................................ 70 6.3.1. Cửa thùng ......................................................................................................... 70 6.3.2. Dao cắt đất của thùng cạp ................................................................................. 70 6.4. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC CỦA MÁY CẠP .................................... 71

ƢƠ 7. ÁY ẦM LÈN ...................................................................................... 73

7.1. MỤC ĐÍCH, BẢN CHẤT VÀ CƠ SỞ CỦA VIỆC ĐẦM LÈN .............................. 73 7.2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH ĐẦM ĐẤT ............................. 73 7.3. CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐẦM ĐẤT......................................................................... 73 7.4. CÁC LOẠI MÁY ĐẦM LÈN ................................................................................. 74 7.4.1. M đầm lèn tĩnh .............................................................................................. 74 7.4.2. M đầm lực động (xung kích) ........................................................................ 78 7.4.3. M đầm lèn rung động .................................................................................... 80

ƢƠ 8. ÁY P Y Ƣ NG VÀ MÁY R I BÊ TÔNG, NHỰA .................. 82

8.1. MÁY PHAY ĐƢỜNG ............................................................................................ 82 8.1.1 Công dụng.......................................................................................................... 82 8.1.2. Phân loại ........................................................................................................... 82 8.1.3. Sơ đồ cấu tạo .................................................................................................... 82 8.2. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC ...................................................................................... 83 8.3. MÁY RẢI BÊ TÔNG NHỰA ................................................................................. 84 8. 3.1. Công dụng........................................................................................................ 84 8.3.2. Phân loại ........................................................................................................... 84 8.3.3. Sơ đồ cấu tạo .................................................................................................... 84 8.3.4. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC ....................................................................................... 88 8.3.5. XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ CƠ BẢN . ............................................................. 88

ƢƠ 9. TỔNG QUAN VỀ TRUYỀ ỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY CÔNG TRÌNH .............................................................................................................................. 90

9.1. KHÁI NIỆM TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC ......................................................... 90 9.2. PHÂN LOẠI ........................................................................................................... 91 9.3. ƢU NHƢỢC ĐIỂM CỦA TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC ..................................... 92 9.4. YÊU CẦU ĐỐI VỚI CHẤT LỎNG LÀM VIỆC .................................................... 93

ƢƠ . TRUYỀ ỘNG THỦY ỘNG .......................................................... 94

10.1. KHÁI NIỆM .......................................................................................................... 94 10.2. KHỚP NỐI THỦY LỰC ....................................................................................... 94 10.2.1. Giới thiệu sơ lƣợc về khớp nối thủy lực ......................................................... 94 10.2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc ....................................................................... 96 10.2.3. Đƣờng đặc tính ............................................................................................... 97 10.2.4. Phân loại ....................................................................................................... 100 4

10.3. BIẾN MÔ THỦY LỰC ........................................................................................ 101 10.3.1. Giới thiệu sơ lƣợc về biến mô thủy lực ......................................................... 101 10.3.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc ...................................................................... 101 10.3.3. Các loại biến mô thủy lực ............................................................................. 105 10.3.4. Tính chất biến đổi mô men quay ................................................................... 107 10.3.5. Tính chất tự động điều chỉnh chế độ làm việc của biến mô thủy lực ........... 108 10.3.6. C c phƣơng trình cơ bản ............................................................................... 109 10.3.7 Các thông số cơ bản ....................................................................................... 109 10.3.8. Đƣờng đặc tính .............................................................................................. 110

ƢƠ . TRUYỀ ỘNG THỂ TÍCH .............................................................. 115

11.1. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TRUYỀN ĐỘNG THỦY TĨNH ...................................... 115 11.1.1. Truyền động thủy lực thể tích có chuyển động tịnh tiến .............................. 115 11.1.2. Truyền động thủy lực thể tích có chuyển động quay .................................... 118 11.2. PHÂN LOẠI SƠ ĐỒ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY TĨNH ................... 120 11.2.1. Sơ đồ hở ........................................................................................................ 120 11.2.2. Sơ đồ kín ....................................................................................................... 120 11.2.3. Sơ đồ vi sai .................................................................................................... 122

ƢƠ . Á P ẦN TỬ THỦY LỰC .............................................................. 123

12.1. XI LANH THỦY LỰC ........................................................................................ 123 12.1.1. Nhiệm vụ và các thông số ............................................................................. 123 12.1.2. Phân loại ........................................................................................................ 123 12.1.3. Cấu tạo .......................................................................................................... 126 12.2. CÁC LOẠI VAN THUỶ LỰC ............................................................................ 130 12.2.1. Van một chiều ............................................................................................... 130 12.2.2. Van tiết lƣu .................................................................................................... 132 12.2.3. Van an toàn ................................................................................................... 136 12.2.4. VAN GIẢM ÁP ................................................................................................. 139 12.3. CƠ CẤU PHÂN PHỐI ......................................................................................... 141 12.3.1. Nhiệm vụ ....................................................................................................... 141 12.3.2. Phân loại ........................................................................................................ 143 12.3.3. Cấu tạo hộp phân phối .................................................................................. 144 12.4. CÁC BỘ PHẬN PHỤ .......................................................................................... 151 12.4.1. Ống dẫn ......................................................................................................... 151 12.4.2. Thùng chứa .................................................................................................... 151 12.4.3. Bộ lọc dầu ..................................................................................................... 151 12.4.4. Bình tích năng ............................................................................................... 151

ƢƠ 3. ỀU CHỈNH VÀ Ổ ỊNH VẬN TỐ Ơ ẤU CHẤP HÀNH . 153

13.1. ĐIỀU CHỈNH VẬN TỐC BẰNG PHƢƠNG PHÁP THỂ TÍCH ........................ 153 13.2.ĐIỀU CHỈNH VẬN TỐC BẰNG PHƢƠNG PHÁP TIẾT LƢU ......................... 155 13.3. ỔN ĐỊNH VẬN TỐC CHUYỂN ĐỘNG CƠ CẤU CHẤP HÀNH ..................... 156 13.3.1. MẮC BỘ ĐIỀU TỐC Ở LỐI VÀO CỦA ĐỘNG CƠ THỦY LỰC .................................. 156

N - 2016

13.3.2. Mắc bộ điều tốc ở lối ra của động cơ thủy lực ............................................... 156

ƢƠ . QU N LÝ VÀ KHAI THÁC MÁY CÔNG TRÌNH ................................ 158

6

14.1. PHÂN LOẠI CÁC DẠNG BẢO DƢỠNG KỸ THUẬT VÀ SỬA CHỮA ........ 158 14.1.1. Các dạng bảo dƣỡng kỹ thuật: ...................................................................... 158 14.1.2. Các dạng sửa chữa ........................................................................................ 158 14.2. HỆ THỐNG BẢO DƢỠNG VÀ SỬA CHỮA MXD Ở VIỆT NAM. ............... 158 14.2.1. Bảo dƣỡng kỹ thuật ...................................................................................... 158 14.2.2. Sửa chữa máy ............................................................................................... 159 14.3. HỆ THỐNG SỬA CHỮA VÀ BẢO DƢỠNG KỸ THUẬT. .............................. 159 14.3.1. Bảo dƣỡng kỹ thuật ...................................................................................... 160 14.3.2. Sửa chữa máy ............................................................................................... 161 TA I LIÊ U THAM KHA O ............................................................................................ 162

ƣơ : NHỮNG VẤ Ề CHUNG

1.1. KHÁI NIỆM VỀ MÁY CÔNG TRÌNH Máy công trình là danh từ chung để chỉ các máy và thiết bị phục vụ công tác xây dựng cơ bản, công nghiệp, giao thông, cầu cảng, sân ba .v.v. cơ giới hoá xây dựng (trang bị và ứng dụng máy móc, thiết bị trong qúa trình xây dựng) đóng vai trò nâng cao chất lƣợng 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 của ngƣời lao động.

C c năm trƣớc: máy móc chủ yếu là hàng viện trợ không hoàn lại, "cho gì dùng nấy" ta không có quyền lực chọn, dẫn đến tình trạng là chủng loại máy thì nhiều nhƣng số lƣợng máy của mỗi loại không nhiều, mặt kh c tính năng của máy không hợp với đối tƣợng thi công, thiếu đồng bộ…

Trong những năm gần đâ : môi trƣờng đầu tƣ ph t triển mạnh, các công ty và nh đầu tƣ đã quan tâm đến vấn đề trang bị máy cho phù hợp với tình hình công t v đối tƣợng thi công. Tuy nhiên, việc trang bị máy còn nhiều bất cập chƣa ho n to n phù hợp với điều kiện v môi trƣờng xây dựng ở nƣớc ta.

1.2. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU CỦA MÁY CÔNG TRÌNH

1.2.1. Công dụng Phục vụ cho công tác xây dựng cơ bản, xây dựng công nghiệp, giao thông và cầu cảng, sân bay v.v.. Chủng loại về máy công trình có rất nhiều và rất đa dạng. Mỗi chủng loại m đều có công dụng riêng đối với từng công việc trong công tác xây dựng.

1.2.2. Phân loại Theo tính chất công việc và công dụng m công trình đƣợc phân loại nhƣ sau:

- Các máy vận chuyển theo phƣơng đứng ha lên cao nhƣ: kích, tời, pa lăng, thang

tải, cần trục, cổng trục v.v..

- Máy xếp dỡ: thƣờng vận chuyển ở cự ly ngắn, chủ yếu làm công việc xếp dỡ trên

các bến cảng, nhà ga, kho chứa nhƣ: xe nâng h ng, xe xúc lật v.v...

- Máy vận chuyển liên tục: hƣớng vận chuyển có thể là ngang, nghiêng hay thẳng đứng, trong đó vật liệu đƣợc vận chuyển thành một dòng liên tục nhƣ c c loại băng tải, vít tải, gầu tải v.v..

- M l m đất: gồm các máy phục vụ cho công việc thi công khai th c đất, đ ,

than, quặng...

- M gia công đ : phục vụ cho việc nghiền, sàng phân loại và rửa sỏi đ , quặng.

- Máy làm công tác bê tông: phục vụ việc trộn, vận chuyển v đầm bê tông.

- Máy gia cố nền móng: bao gồm c c m đóng, ép- nhổ cọc và khoan nhồi cọc

- Máy gia công sắt thép: phục vụ cho việc cắt, uốn, kéo, hàn cốt thép.

N - 2016

- Các máy thiết bị chuyên dùng cho công t c thi công đƣờng bộ, đƣờng sắt và

công trình cầu: nhƣ m đặt ray, máy rải thảm, máy thi công tháo lắp cầu v.v..

- Máy và thiết bị chuyên dùng cho từng ng nh: nhƣ m ho n thiện, cắt mối bê

tông, máy sản xuất gạch, ngói, xi măng...

Ngoài cách phân loại trên, ngƣời ta còn phân loại máy công trình theo:

- Theo dạng nguồn động lực: Máy dẫn động bằng động cơ đốt trong, động cơ điện,

động cơ thuỷ lực...

- Theo hình thức di chuyển: ta có các máy di chuyển bằng bánh lốp, bánh xích,

chạ trên đƣờng sắt hoặc đặt trên sà lan, phao nổi...

- Theo hình thức điều khiển: có m công trình điều khiển bằng cơ khí, thuỷ lực,

khí nén, điện từ ...

1.2.3. Yêu cầu - Về năng lƣợng: động cơ cần có công suất hợp lý, tuổi thọ cao.

- Về kết cấu và công nghệ: Máy phải có kích thƣớc nhỏ, gọn, dễ di chuyển và thi

công trong mọi địa hình, có công nghệ chế tạo tiên tiến.

- Về khai th c: Đảm bảo đƣợc năng suất và chất lƣợng trong c c điều kiện nhất định, có khả năng l m việc cùng máy khác; việc bảo dƣỡng, 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 ho qu trình điều khiển.

- Không gây ô nhiễm môi trƣờng v vùng dân cƣ lân cận.

- Về kinh tế có gi th nh đơn vị sản phẩm thấp, năng suất cao, chất lƣợng tốt.

1.3. CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MÁY CÔNG TRÌNH Mỗi máy công trình gồm có những thành phần chính sau:

- Thiết bị động lực.

- Hệ thống truyền động.

- Cơ cấu công tác.

- Hệ thống di chuyển

- Hệ thống điều khiển.

- Cơ cấu quay.

8

- Khung và vỏ máy.

- Các thiết bị phụ: thiết bị an toàn, chiếu sáng, tín hiệu…

Ngày nay, trên các máy công trình hiện đại còn lắp cả thiết bị vi tính để xử lý số liệu

điều khiển tự động quá trình làm việc của máy.

Tuỳ theo yêu cầu và chức năng công t c m một máy có thể có đầ đủ các bộ phận nói trên hoặc chỉ cần có một vài bộ phận, trong đó c c bộ phận của m thƣờng đƣợc thể hiện trên c c "sơ đồ cấu tạo" nhằm giới thiệu về kết cấu v trên c c "sơ đồ động học" thể hiện mối liên hệ giữa các phần tử của hệ dẫn động trong máy.

1.4. THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC

1.4.1. Công dụng

Thiết bị động lực l động cơ lắp trên m công trình. Đâ l bộ phận tạo ra năng lƣợng để giúp máy hoạt động thông qua việc biến đổi các nguồn năng lƣợng nhƣ điện, hóa học, thủy lực…. th nh cơ năng ha l chu ển động của máy công trình.

1.4.2. Phân loại a. Động cơ đốt trong

Phổ biến l động cơ diesel có công suất < 500 kW, còn động cơ xăng ít dùng và thƣờng chỉ dùng trên máy có công suất nhỏ. Ƣu điểm chính của động cơ đốt trong là: hiệu suất tƣơng đối cao (= 0,18 ÷0,3, đối với động cơ xăng, = 0,27 ÷0,42 đối với động cơ diesel) và rất cơ động. Tu nhiên, ĐCĐT có cấu tạo phức tạp, khả năng chịu quá tải thấp và sử dụng nhiên liệu đắt tiền.

b. Động cơ điện

Đƣợc sử dụng rộng rải trên các máy cố định hoặc di chuyển trong phạm vi nhỏ, hoạt động theo quỹ đạo nhất định, nhƣ: trong trạm nghiền sàng, máy trộn bê tông, máy nâng vận chuyển... m điện có hiệu suất tƣơng đối cao (70÷90)%, mặt khác có kết cấu gọn nhẹ, khả năng chịu quá tải lớn, dễ tự động ho điều khiển, rẻ sạch, không gây ô nhiễm môi trƣờng.

Động cơ điện một chiều: có phạm vi tha đổi tốc độ lớn, mô men khởi động cao

nên thƣờng trang bị trên c c m đ o, cần trục, xe điện…

Động cơ điện xoay chiều: loại n đƣợc chia ra thành nhiều loại: nhƣ một pha, ba

pha, trong mỗi loại lại có đồng bộ v không đồng bộ,…

Động cơ không đồng bộ: có cấu tạo đơn giản, rẻ tiền nhƣng khó tha đổi tốc độ.

Động cơ đồng bộ: có cấu tạo phức tạp, đắt tiền nhƣng có tính khởi động và ổn

định tốc độ rất tốt, nên đƣợc dùng trong các máy yêu cầu độ ổn định tốc độ cao.

N - 2016

c. Động cơ thủy lực

Loại này có cấu tạo tinh xảo, gọn nhẹ, làm việc chắc chắn, bền, đƣờng đặc tính ngoài tƣơng đối mềm, nhƣng gi th nh cao, êu cầu về vật liệu chế tạo và gia công cao.

Hiện nay thiết bị thuỷ lực đang ph t triển mạnh v đƣợc trang bị ngày càng nhiều trên các máy công trình.

d. Động cơ khí nén

Động cơ chạy bằng không khí nén. Loại n thƣờng dùng trong những máy cố định hay máy công cụ nhƣ: búa m đóng cọc, máy khoan, phun vữa… với áp suất làm việc thƣờng khoảng (6÷10) atm.

Nhƣợc điểm của loại n l thƣờng có kích thƣớc lớn, hiệu suất thấp do bị rò rỉ khí nén.

e. Động cơ kết hợp

Thƣờng là diesel- điện, hoặc diesel- khí nén hoặc diesel- thuỷ lực. Nhƣng nguồn động lực ban đầu thƣờng là diesel. Loại n ng na đƣợc sử dụng phổ biến.

1.4.3. Điều kiện làm việc của thiết bị động lực trên máy công trình Điều kiện làm việc của thiết bị động lực trên máy công trình rất đặc biệt, khác hẳn với trên ô tô hoặc tàu thủy. Qua mỗi chu kỳ làm việc m động lực phải chịu tải trọng tối đa, thông thƣờng gấp 23 lần tải trọng bình thƣờng. Bản thân toàn bộ m thƣờng bị lắc mạnh, bị giật liên tục, nói cách khác, ngoại lực t c động đến máy mà thiết bị động lực cũng phải chịu l luôn tha đổi.

1.4.4. C c đƣờng đặc tính ngoài của thiết bị động lực

a) b)

10

Hình 1.1. Đặc tính ngoài của một số động cơ

Đặc tính ngo i đƣợc coi là "mềm" nếu giới hạn sử dụng mômen tối đa rộng rãi, tức là ứng với giới hạn đó, tốc độ biến đổi từ từ, v do đó giới hạn sử dụng tốc độ cũng rộng rãi. Đặc tính càng mềm thì khả năng "tự điều chỉnh" càng cao, tức là song song với việc tăng mômen (tăng ngoại lực) tốc độ giảm dần đều dặn, bảo đảm cho máy khỏi bị hƣ hại.

Khả năng "tự điều chỉnh" của động cơ có đặc tính mềm rất quan trọng cho việc điều khiển máy. Thí dụ khi gặp ngoại lực lớn, máy giảm tốc độ từ từ l m ngƣời điều khiển cảm nhận đƣợc mà xử lý (nghe tiếng nổ thƣa, bộ công tác máy hoạt động chậm lại vv...). Trong trƣờng hợp này, nếu động lực có đặc tính cứng thì nhiều khi máy chết hẳn ngƣời điều khiển mới phát hiện và xử lý nhiều khi không kịp.

- Đặc tính 1 của động cơ điện một chiều kích thích nối tiếp, nó khá mềm, nhƣng có nhƣợc điểm là khi tải trọng nhỏ hơn 50% tải trọng bình thƣờng, tốc độ sẽ rất lớn, dễ gây nguy hiểm.

- Đặc tính 2 của động cơ điện một chiều có biến trở, loại này có mômen tối đa qu

cao, chế độ làm việc không ổn định và gây rung mạnh.

- Đặc tính 3 của động cơ xoa chiều lồng sóc, khá cứng, có mômen tăng giảm khá nhanh mà tốc độ hầu nhƣ không đổi, dễ nguy hiểm; khả năng tự điều chỉnh ít, chỉ thích hợp với các máy có chế độ làm việc ổn định, nhẹ (ngoại lực tha đổi ít).

- Đặc tính 4 của Động cơ điện một chiều kích thích song song, cứng hơn so với đặc

tính 1.

- Đặc tính 5 của động cơ xăng có phạm vi sử dụng mômen tối đa rất hẹp; tính cứng;

chỉ thích hợp với chế độ làm việc ổn định.

- Đặc tính 6 của động cơ diesel mềm hơn so với đặc tính 5, thoả mãn với các máy

l m đất cỡ vừa và nhỏ.

- Đặc tính 7 của động cơ diesel có biến tốc thuỷ lực, khá mềm, rất thích hợp với chế độ làm việc ít ổn định và nặng; nhƣng có khu ết điểm chính là công suất bị giảm một phần (l5-20%) do có sự trƣợt trong biến tốc thuỷ lực.

1.4.5. Bố trí động cơ trên m công trình Dạng dùng chung: bố trí một động cơ thông qua hệ thống truyền lực để truyền chuyển động đến c c cơ cấu kh c. (m đ o gầu thuận truyền động c p, m đ o gầu ngoạm…)

Dạng độc lập: bố trí nhiều động cơ cùng loại trên 1 m (thƣờng l động cơ điện), mỗi cơ cấu đƣợc dẫn động bởi một động cơ riêng biệt. (các loại máy trục…)

Dạng hỗn hợp (nhiều loại động cơ trên m ): loại n thƣờng bố trí theo phƣơng n sau:

Động cơ chính: thƣờng l động cơ đốt trong là nguồn động lực chính cho máy. Nó sẽ dẫn động một m bơm hoặc một m ph t điện.

N - 2016

Động cơ dẫn động từng cơ cấu riêng biệt: Ví dụ trong c c m l m đất nhƣ m san, máy cạp.

1.4.6. Lựa chọn động cơ cho m công trình Do điều kiện làm việc của động cơ trang bị trên MCT rất đặc biệt: động cơ luôn chịu tải trọng lớn v tha đổi liên tục. Do vậy, khi lựa chọn động cơ ta phải căn cứ vào mối quan hệ giữa mô men và tốc độ của động cơ, thông qua:

Đƣờng đặc tính mềm: tức giới hạn sử dụng mô men là lớn, ứng với sự tha đổi tốc độ lớn thì mômen tha đổi chậm. Đƣờng đặc tính càng mềm thì khả năng tự điều chỉnh cao, tức là: song song với việc tăng mômen thì tốc độ giảm đều đặn bảo đảm máy không bị hƣ hỏng.

Đƣờng đặc tính cứng: phạm vi điều chỉnh hẹp. Tu nhiên, cũng có lúc phải sử dụng động cơ có đƣờng đặc tính cứng.

Hệ số vƣợt tải: Đối với động cơ điện: 2÷3,0

Hệ số tha đổi tốc độ:

- Đối với động cơ đốt trong thì: 5

- Đối với động cơ điện: 1,3

1.5. HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG

1.5.1. Vai trò v ý nghĩa của hệ thống truyền động Ở đâ ta cần phân biệt rõ hệ thống truyền động đƣợc nói đến là hệ thống truyền động dùng để điều khiển c c cơ cấu công tác của máy công trình. Còn hệ thống truyền động dùng để di chuyển m thì ta không xét đến vì nó giống với hệ thống di chuyển của ô tô đã đƣợc học.

Truyền động l khâu trung gian dùng để truyền công suất và mômen từ động cơ tới các bộ phận công tác của máy. Nó cho phép biển đổi về lực, tốc độ v mômen, đôi khi biến đổi cả dạng và quy luật chuyển động. Hệ thống truyền động đặc điểm:

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 (thƣờng thấp hơn tốc độ động cơ, nếu chế tạo động cơ có tốc độ thấp, mômen xoắn lớn thì kích thƣớc lớn v gi đắt).

Cần truyền chuyển động từ một động cơ đến nhiều cơ cấu làm việc với các tốc độ khác nhau.

12

Động cơ thực hiện chuyển động qua đều nhƣng bộ phận công tác cần chuyển động tịnh tiến hoặc chuyển động với tốc độ tha đổi theo một quy luật n o đó.

1.5.2. Các dạng truyền động cơ bản

a. Truyền động cơ khí (cơ học)

- Phân loại Hiện nay truyền động cơ khí vẫn đƣợc sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và chế tạo m ; đặc biệt chiếm ƣu thế trong lĩnh vực chế tạo ô tô, máy kéo và các máy công trình...

Truyền động cơ khí đƣợc phân loại nhƣ sau: theo hình thức cấu tạo, chia thành: truyền động thanh trục, truyền động dây cáp, truyền động ăn khớp và truyền động ma sát. Trong đó:

+ Truyền động ăn khớp có thể chia ra các loại truyền động sau: truyền động xích,

vít đai ốc, b nh răng, b nh răng- thanh răng, b nh vít- trục vít.

+ Truyền động ma sát có thể chia ra các loại truyền động sau: truyền động bánh

ma s t đĩa ma s t, tru ền động đai.

- Ƣu, nhƣợc điểm * Ƣu điểm:

+ Cấu tạo đơn giản;

+ Chế tạo dễ dàng;

+ Có độ bền, khả năng chịu tải lớn;

+ Giá thành rẻ, dễ bảo dƣỡng và sửa chữa. Riêng cơ cấu truyền động ma sát còn

có khả năng chống quá tải (nhờ hiện tƣợng trƣợt).

* Nhƣợc điểm:

+ Kích thƣớc bộ truyền lớn, trọng lƣợng nặng;

+ Làm việc gây tiếng ồn lớn;

+ Khi truyền công suất đi xa, lƣợng tổn hao công suất do ma sát và quán tính

thƣờng khá lớn;

+ Trong các bộ truyền lớn và bộ truyền b nh răng, tốc độ và mô men xoắn chỉ

đƣợc biến đổi theo cấp;

+ Khi cần thiết phải điều chỉnh tốc độ trong phạm vi rộng, bộ truyền cơ học

thƣờng có kết cấu rất phức tạp.

Ở đâ ta chỉ xét đến phạm vi sử dụng của truyền động cơ học trên máy công

- Phạm vi sử dụng của truyền động cơ học trình.

N - 2016

+ Truyền động ăn khớp: đƣợc ứng dụng trên c c cơ cấu chính của cần trục ô tô; (trong cơ cấu di chuyển hoặc trong cơ cấu trích công suất cho các bộ phận công tác của máy).

+ Truyền động c p (m trong đó điển hình là bộ tời m ) đƣợc ứng đụng rất rộng rãi trên c c m l m đất, và máy nâng thông dụng. Hình 1.2. Cơ cấu tay quay thanh

truyền cỡ lớn

1- Bánh lệch tâm (tay quay);

2- Các thanh truyền;

3- Má nghiền di động (má lắc);

4- Má nghiền cô định.

+ Truyền động xích đƣợc ứng dụng rất nhiều trong kết cấu của các loại máy công trình, trong đó có lo i xích chỉ đƣợc dùng để truyền chuyển động giữa các trục với nhau trong hệ thống truyền động chung của máy. Nhiều trƣờng hợp truyền động xích đƣợc dùng với vai trò là bộ công tác của máy v.v.. Ví dụ: Bộ di chuyển bằng b nh xích, băng gầu, hay xích tải v.v..

- Cơ cấu truyền động tay quay- thanh truyền cỡ lớn đƣợc ứng dụng trong máy

nghiền đ kiểu má (hình 1.2).

b. Truyền động thuỷ lực

- Phân loại Trong những năm gần đâ tru ền động thủy lực đƣợc ứng dụng rộng rãi trong các loại máy công trình. Truyền động thủy lực có hai kiểu: truyền động thủy lực thủ tĩnh (hay thuỷ lực thể tích) và truyền động thủy lực thủ động.

+ Truyền động thuỷ tĩnh: l loại truyền động trong đó sử dụng dầu công tác có áp suất cao chuyển động với vận tốc nhỏ để dẫn động c c cơ cấu.

Cấu tạo của mạch thuỷ lực trong kiểu truyền động thuỷ tĩnh có sơ đồ tổng qu t nhƣ hình (1.3), bao gồm mạch thuỷ lực hoạt động theo nguyên tắc động cơ có chuyển động tịnh tiến (tức xilanh thuỷ lực), và mạch thuỷ lực hoạt động theo nguyên tắc động cơ có chu ển động quay (dùng động cơ thuỷ lực):

14

Hình (1.4) thể hiện sơ đồ nguyên tắc làm việc của hai dạng truyền động thuỷ Hình 1.3. Sơ đồ tổng quát mô tả cấu trúc của mạch thuỷ lực

tĩnh nói trên.

a) b)

Hình 1.4. Sơ đồ nguyên tắc làm việc của hệ thống truyền động thủ tĩnh a- Cơ cấu thi hành có chuyển động quay;

b- Cơ cấu thi h nh cơ chu ển động tịnh tiến; 1- Bơm thủy lực; 2- Đƣờng dầu cao áp;

3- Cơ cấu thực hiện; 4,5- Van điều chỉnh và van bảo hiểm; 6- Đƣờng dầu thấp áp

7- Bơm thủy lực; 8- Van bảo hiểm; 9- Cơ cấu điều khiển; 10- Đƣờng ống dẫn dầu; 11,12- Xilanh thủy lực; 13- Thùng chứa dầu

Theo sơ đồ, c c bơm thuỷ lực (1.5) lấy công suất từ động cơ ban đầu sẽ sản xuất ra dầu cao áp. Nhờ c c đƣờng ống dẫn và tuỳ theo sự điều khiển mà dầu cao áp sẽ đƣợc dẫn tới xilanh công tác hoặc động cơ thuỷ lực là những cơ cấu chấp hành.

Cấu trúc của mạch thuỷ lực trong hệ thống TĐTT có thể đƣợc cấu tạo theo sơ đồ

mạch hở hoặc theo sơ đồ mạch kín nhƣ thể hiện trên hình hình 1.6a,b.

Trong sơ đồ mạch hở, chất lỏng từ xilanh công tác (hoặc từ động cơ thuỷ lực)

làm việc xong lại đƣợc chuyển về thùng chứa mà không quay về bơm.

a. b.

Hình 1.5. Sơ đồ cấu trúc mạch thuỷ lực.

b. Sơ đồ cấu trúc mạch kín 1- Máy lai; 2- Bơm chính; 3- Đƣờng ống dẫn dầu; 4- Van một chiều; 5- Động cơ thuỷ lực; 6- Bơm phụ; 7- Van an toàn; 8- Bộ truyền động xích. a. Sơ đồ cấu trúc mạch hở 1- Máy lai; 2- Bơm thuỷ lực; 3- Đồng hồ áp lực; 4,6- Đƣờng ống dẫn dầu; 5- Van phân phối; 7- Xilanh thủy lực; 8- Động cơ thủy lực; 9- Bộ truyền động xích;

N - 2016

Trong sơ đồ mạch kín, chất lỏng từ động cơ thuỷ lực sau khi làm việc xong sẽ không trở về thùng chứa m đƣợc chuyển về ống hút của bơm. Thƣờng trong hệ mạch kín ngƣời ta dùng thêm bơm phụ có công suất nhỏ (hoặc một thùng chứa phụ), để bổ sung chất lỏng cho hệ thống v l m tăng p suất làm việc lên cao.

So với mạch hở, mạch kín có ƣu điểm là cấu trúc gọn, có khả năng đảo chiều nhanh; nó thƣờng đƣợc dùng trong c c cơ cấu quay của c c m thi công. Nhƣợc điểm là dầu hay bị nóng do không kịp làm nguội vì phải trở về bơm nga , chóng bị biến chất; hệ thống dễ hƣ hỏng.

Truyền động thuỷ tĩnh đƣợc sử dụng rộng rãi trên các máy công trình khác nhau. Ví dụ: ở m đ o một gầu vạn năng, chúng dùng để tha đổi vị trí của cần, tay gầu và gầu. Trong c c m đ o- vận chuyển đất và một số loại máy xây dựng kh c, nó đƣợc dùng để nâng hạ bộ công tác.

- Truyền động thuỷ động:

Năng lƣợng đƣợc truyền chủ yếu là nhờ động năng của dầu, còn áp suất không cần lớn. So với truyền động thuỷ tĩnh, tru ền động thuỷ động có đƣờng đặc tính ngoài mềm hơn, nghĩa l tốc độ quay ở trục đầu ra chỉ phụ thuộc vào ngoại lực.

* Ƣu điểm

+ Bảo vệ an toàn cho máy khi gặp quá tải.

+ Hệ thống máy linh hoạt, đơn giản về kết cấu, trọng lƣợng bản thân tƣơng đối

nhỏ.

* Nhƣợc điểm

+ Hiệu suất thấp do có sự trƣợt.

+ Gi th nh đắt.

+ Cần có thiết bị làm mát và bổ sung chất lỏng.

Truyền động thuỷ động có hai loại: khớp nối thuỷ lực và biến tốc thuỷ lực.

16

+ Khớp nối thủy lực: Khớp nối đƣợc dùng để truyền chuyển động quay từ trục dẫn sang trục bị dẫn nhờ động năng của dòng chất lỏng. Cấu tạo của khớp nối gồm có một đĩa bơm v một đĩa tuốc bin có vỏ bọc kín, bên trong đổ dầu: Đĩa bơm đƣợc gắn trên trục chủ động, có liên hệ cơ học với động cơ; đĩa tuốc bin gắn vào trục bị động truyền tới cơ cấu công tác, giữa chúng có khe hở. Khi đĩa bơm qua sẽ hất dầu sang đĩa tuốc bin làm tuốc bin quay theo. Khi quay, tốc độ của chúng không đồng đều nhau, v đƣợc x c định qua độ trƣợt S:

trong đó: nb và nt là số vòng quay của đĩa bơm v đĩa tuốc bin (v/ph),

Hình 1.6. Khớp nối thuỷ lực v đặc tuyến ngoài 1- Trục chủ động, 2- Trục bị động, 3- Đĩa bơm;

4- Đĩa tốc bin; 5- Vành trong, 6- Vành ngoài.

* Ƣu điểm: đóng mở rất êm, khi gặp sự cố (ví dụ khi m đ o đất vƣớng đ

ngầm hoặc rễ cây...) máy sẽ tự động đứng lại, động cơ vẫn làm việc mà không hỏng.

* Nhƣợc điểm: Mômen quay của động cơ kém nhậy cảm ứng với trƣờng hợp

ngoại lực tha đổi.

+ Biến tốc thuỷ lực: khác ly hợp thuỷ lực ở chỗ dầu đƣa v o đĩa bơm qua hệ định hƣớng. Nhờ vậ m đã l m tăng tốc độ dầu hất từ đĩa bơm sang đĩa tuốc bin, l m tha đổi hƣớng vận hành của dầu, do đó l m tha đổi mômen đĩa tuốc bin.

Hình 1.7. Biến tốc thuỷ lực a- Sơ đồ cấu tạo biến tốc thủy lực; b- Đƣờng đặc tuyến ngoài

1- Trục chủ động; 2- Cơ cấu dẫn hƣớng;

3- Đĩa tuốc bin; 4- Đĩa bơm; 5- Trục bị động.

N - 2016

- Ƣu nhƣợc điểm của hệ thống truyền động thuỷ lực

* Ƣu điểm:

+ Dễ thực hiện việc điều chỉnh vô cấp và tự động điều chỉnh vận tốc chuyển động

của bộ công tác ngay cả khi m đang l m việc.

+ Truyền đƣợc công suất lớn và xa.

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

dàng.

+ Có thể bảo đảm cho máy làm việc ổn định, không phụ thuộc vào tải trọng ngoài.

+ Kết cấu gọn nhẹ, có quán tính nhỏ do trọng lƣợng trên một đơn vị công suất của

truyền động nhỏ.

+ Do chất lỏng làm việc trong truyền động thủy lực là dầu kho n nân có điều kiện

bôi trơn tốt các chi tiết.

+ Truyền chuyển động êm, hầu nhƣ không có tiếng ồn.

+ Có thể đề phòng sự cố khi máy quá tải.

+ Độ tin cậ v độ bền rất cao.

+ Điều khiển nhẹ nhàng, dễ tạo d ng đẹp cho các máy ccông trình, dễ định hình

các nhóm chi tiết.

* Nhƣợc điểm

+ Khó làm kín khít các bộ phận công tác vì chất lỏng có khả năng bị rò rỉ, làm không khí lọt v o, đẫn đến hiệu suất làm việc có thể bị giảm, vì vậy phải cần thƣờng xu ên chăm sóc.

+ Áp suất làm việc cao, đòi hỏi bộ truyền phải đƣợc chế tạo từ các vật liệu đặc biệt

với độ chính xác cao.

+ Gi th nh đắt.

Do những ƣu điểm trên nên hệ thống truyền động thủy lực đƣợc dùng hầu hết trên

- Phạm vi sử dụng các máy công trình nhất là các máy công trình cỡ lớn.

+ Hệ thống truyền động thủy lực thủ tĩnh (ha thủy lực thể tích) đƣợc dùng cho

c c cơ cấu sau:

18

+ Trên m đ o một gầu vạn năng, m ủi, m san… hệ thống thủy lực thủ tĩnh đƣợc dùng nhiều. Nó dùng để điều khiển cơ cấu công tác hoặc cơ cấu di chuyển (ở một số xe)

+ Trên c c m l m đƣờng nhƣ m rải bêtông nhựa nó đƣợc dùng cho cơ cấu ép bê tông nhựa.

+ Trên c c m đầm lèn nó đƣợc dùng để điều khiển cơ cấu lái hoặc c c cơ cấu

công t c…

+ Trên các máy nâng tải trọng lớn nó đƣợc dùng cho cơ cấu nâng cần của cần trục

+ Hệ thống truyền động thủ động dùng cho c c cơ cấu cần truyền mô men lớn cho c c cơ cấu làm việc của cần trục điển hình l c c cơ cấu đƣợc giới thiệu ở trên nhƣ: Biến tốc thủy lực hoặc khớp nối thủy lực…

c. Truyền động điện

- Phân loại

Hệ thống truyền động điện bao gồm c c động cơ điện, bộ phận truyền động, dây dẫn và các thiết bị điều khiển. Ngoài ra trong truyền động điện còn có các bộ phận đặc biệt chu ên dùng để biến đổi điện năng nhằm tha đổi các thông số của máy; ví dụ nhƣ bộ nắn dòng điện, bộ biến đổi tần số v.v..

Do đặc thù của quá trình làm việc, đa số c c m công trình đƣợc trang bị hệ thống truyền động điện phối hợp. Hệ thống truyền động điện phối hợp đƣợc phân ra theo các dấu hiệu sau đâ :

* Theo dòng điện:

+ Truyền động điện dòng xoay chiều với tần số công nghiệp và tần số cao;

+ Truyền động điện dòng một chiều;

+ Truyền động điện dòng xoay chiều- một chiều.

* Theo số lƣợng động cơ điện dẫn động:

+ Truyền động điện một động cơ đơn. chiếc (một động cơ dẫn động một cơ cấu máy).

+ Truyền động điện một động cơ theo nhóm (một động cơ điện dẫn động cho nhiều cơ cấu máy).

+ Truyền động điện nhiều động cơ (nhiều động cơ đền dẫn động cho một cơ cấu máy)

* Theo cấu tạo của động cơ điện:

+ Truyền động điện dòng một chiều gồm: TĐĐ với động cơ điện 1 chiều kích thích song song; TĐĐ với động cơ điện 1 chiều kích thích hỗn hợp và nối tiếp;

+ Truyền động điện dòng xoay chiều gồm: TĐĐ xoa chiều một pha; TĐĐ xoa chiều 3 pha; TĐĐ với động cơ điện đồng bộ; TĐĐ với động cơ điện không đồng bộ: rô to lồng sóc, rô to dây quấn

N - 2016

- Ƣu nhƣợc điểm của truyền động điện

* Ƣu điểm

+ Truyền động đƣợc xa và rất xa nhƣng kích thƣớc vẫn nhỏ gọn, trọng lƣợng nhẹ.

+ Có khả năng tự động hoá cao, truyền động nhanh, chính xác.

+ Đảm bảo vệ sinh môi trƣờng.

+ Hoạt động tƣơng đối êm, không gây tiếng ồn lớn.

+ Chăm sóc kỹ thuật dễ dàng.

* Nhƣợc điểm

+ Đòi hỏi chặt chẽ các biện pháp và thiết bị bảo vệ an to n cho ngƣời và thiết bị.

+ Yêu cầu trình độ sử dụng cao.

+ Trong hầu hết các máy công trình, truyền động điện phải phối hợp với các hệ thống truyền động khác, ít khi làm việc độc lập. Mặt khác công suất truyền thƣờng không quá 100kW. Với công suất lớn hơn, c c động cơ điện thƣờng rất hiếm và giá thành rất cao.

- Phạm vi sử dụng của truyền động điện

Truyền động điện đƣợc ứng dụng rộng không chỉ trong mọi lĩnh vực của ngành kinh

tế quốc dân mà còn trong cả đời sống hàng ngày.

Trong c c m công trình, do đặc thù của quá trình làm việc nên chúng thƣờng trang

bị hệ thống truyền động điện dạng phối hợp.

Ví dụ:

+ Trong c c m l m đất (MLĐ) thƣờng sử dụng dạng truyền động kết hợp diesel- điện, mà chủ yếu l 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- vận chuyển, truyền động điện đƣợc dùng để dẫn động c c cơ

cấu nâng hạ hàng di chuyển hàng với các bộ khống chế tải nâng, chiều cao nâng...

20

+ Trong các máy vận chuyển liên tục nhƣ băng chu ền, băng xoắn ốc... thƣờng sử dụng các loại động cơ điện không đồng bộ rôto lồng sóc hoặc rôto dây cuốn; c c động cơ này làm việc theo chế độ dài hạn v không điều chỉnh tốc độ quay, có mômen mở máy lớn.

d. Truyền động khí nén

- Ƣu, nhƣợc điểm

+ Ƣu điểm: Có khả năng tru ền lực với khoảng c ch tƣơng đối xa, bộ truyền sạch sẽ; tốc độ truyền nhanh; sơ đồ cấu trúc của mạch đơn giản; việc chăm sóc, bảo dƣỡng kỹ thuật đơn giản.

+ Nhƣợc điểm: Áp lực truyền nhỏ; khó phát hiện rò rỉ hơi; phải có biện pháp bảo đảm

an to n đặc biệt đề phòng nổ; công nghệ chế tạo phải chính x c v đắt tiền.

- Phạm vi sử dụng Trong các máy công trình truyền động khí nén đƣợc sử dụng là hệ thống phanh hơi; cơ cấu đóng mở ly hợp; dùng nhiều trong máy công cụ cầm ta , trong cơ cấu nghiêng đổ bêtông…

- Cấu tạo chung của hệ thống truyền động khí nén: + Bộ sản xuất ra khí nén gọi là máy ép khí.

+ Bộ phận sử dụng khí nén gồm động cơ khí nén hoặc xilanh khí nén.

+ Các loại van khí: van an toàn, van phân phối, van 1 chiều,

+ Bình khí nén.

+ Các bộ phận kh c nhƣ: lọc khí, ống dầu, đồng hồ đo p lực, van chờ, bộ t ch nƣớc...

1.6. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN Ở đâ ta phân biệt hai hệ thống điều khiển: hệ thống điều khiển cả máy và hệ thống điều khiển cơ cấu công tác. Trong giáo trình này ta chỉ xét đến các hệ thống điều khiển dùng để điều khiển c c cơ cấu công tác của máy công trình.

Hệ thống điều khiển là một phần của kết cấu máy, nó làm nhiệm vụ điều khiển

1.6.1. Phân loại toàn bộ quá trình hoạt động của máy.

- Theo cấu tạo v phƣơng ph p tru ền năng lƣợng, chia thành:

+ Hệ thống điều khiển trực tiếp.

+ Hệ thống điều khiển có khuếch đại (dùng cơ cấu trợ lực).

- Theo phƣơng ph p điều khiển, chia thành:

+ Hệ thống điều khiển thông thƣờng.

+ Hệ thống điều khiển tự động (hoặc bán tự động).

- Theo dạng truyền động, có 5 loại: hệ thống điều khiển cơ khí, thuỷ lực, điện, khí

nén v điều khiển phối hợp.

N - 2016

1.6.2. Yêu cầu chung đối với hệ thống điều khiển

Dù điều khiển dƣới hình thức nào, thì hệ thống điều khiển cũng phải có các yêu cầu

cơ bản sau:

- Nhẹ nhàng, hợp với sức khoẻ của ngƣời bình thƣờng. Lực điều khiển của tay không quá 30  40N, hành trình không lớn hơn 0,25m, góc qua không qu 35o. Lực điều khiển của chân không qu 80N, h nh trình không qu 0,2m v góc qua không vƣợt quá 600.

- Cƣờng độ điều khiển phải bình thƣờng. Số lần điều khiển ở các máy cỡ nhỏ sau

một chu kỳ ở điều kiện làm việc bình thƣờng 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  0,3s đối với máy cỡ nhỏ, từ 0,3  0,4s với máy cỡ vừa, từ l  2s với cỡ máy lớn.

- Các chỉ tiêu kinh tế phải bảo đảm, có đủ độ bền, dễ điều chỉnh, sửa chữa.

- Làm việc phải an to n. Đảm bảo cho máy làm việc trong môi trƣờng nhiệt độ từ 0

 500, hoặc ở môi trƣờng khí hậu ẩm, dƣới trời mƣa, có bụi bẩn.

- Đơn giản, thuận tiện. Số cần, b n đạp sao cho ít nhất v đƣợc bố trí gần nhất về phía tay phải của ngƣời lái. Ghế ngồi phải êm, có thể điều chỉnh đƣợc để phù hợp với khổ ngƣời lái và dễ quan s t đƣợc hiện trƣờng thi công.

1.6.3. Các hệ thống điều khiển tiêu biểu

22

a. Hệ thống điều khiển cơ học Kiểu điều khiển n thƣờng có cấu tạo đơn giản, làm việc êm, giá thành rẻ, song nhƣợc điểm l điều khiển nặng, ít nhậy do nhiều khâu; hiệu suất thấp, thƣờng xuyên phải điều chỉnh và tỷ số truyền lớn. Loại hệ thống điều, khiển n thƣờng phù hợp cho máy có công suất nhỏ và vừa, với số lần đóng mở cơ cấu trong một giờ làm việc không nhiều. Hình (l.8) thể hiện một kiểu điều khiển cơ học của máy xúc.

Hình 1.8. Ví dụ về hệ thống điều khiển cơ học của máy xúc.

1- Cần điều khiển ly hợp; 2- Cần điều khiển phanh; 3- Cần điều khiển tời cần; 4- Phanh hãm tời chính; 5- Tay ga; 6- Cần điều khiển cơ cấu các bộ máy di chuyển; 7- Cần điều khiển ly hợp vấu bộ máy di chuyển trục ngang; 8- Cần điều khiển di chuyển; 9- Cần điều khiển tời chính; 10- Cần điều khiển đổi chiều; 11- Cần điều khiển ly hợp bên trái tời chính; 12- Cần điều khiển cơ cấu mở dáy gầu xúc; 13- Cần điều khiển ly hợp bên phải tời chính; 14- B n đạp phanh tời chính (trống tời bên trái); 15- B n đạp phanh tời chính (trống tời bên phải)

b. Hệ thống điều khiên thuỷ lực (ĐKTL) - Điều khiển thủy lực không m bơm

Kiểu điều khiển này phổ biến dùng riêng biệt cho một v i cơ cấu trong máy thí dụ chỉ dùng để hãm bánh xe di chuyển, hãm tời…Đâ l một kiểu điều khiển trực tiếp, về nguyên tắc giống nhƣ điều khiển cơ học, nghĩa l chỉ dùng sức ngƣời. Hình 1.9 thể hiện cấu tạo phổ biến của nó, gồm ba khâu truyền động, có ba tỉ số truyền động: tỉ số truyền động cơ học ở đầu b n đạp, tỉ số truyền động thủy lực ở hai xi lanh dầu, tỉ số truyền động cơ học ở đầu dâ đai đĩa hãm.

N - 2016

Hình 1.9. Sơ đồ điều khiển thủy lực không m bơm.

1- Bình dầu; 2,6- Đƣờng ống; 3- B n đạp; 4- Bánh cam; 5- Pittông; 7,8- Xi lanh và pittông công tác; 9- Thanh điều chỉnh phanh; 10- Lò xo mở phanh; 11 Lò xo hồi vị bàn đạp; 12- Van bổ sung dầu.

- Điều khiển thuỷ lực có m bơm

Điều khiển thuỷ lực có m bơm l kiểu điều khiển có khuếch đại trong đó lực và h nh trình điều khiển hoàn toàn do áp suất v lƣu lƣợng của môi chất công tác và kích thƣớc hình học của xilanh hoặc động cơ thuỷ lực khống chế. (Lực v h nh trình điều khiển có thể rất nhỏ, nhƣng lực và hành trình thực hiện có thể rất lớn). Loại điều khiển n thƣờng đƣợc trang bị trên các máy xây dựng cỡ lớn và vừa cần có lực điều khiển lớn, nhanh. (Kiểu điều khiển thuỷ lực có m bơm, trang bị trên máy ủi, gồm có các thiết bị chính đƣợc thể hiện trên hình (1.10).

24

Nhƣợc điểm cơ bản của hệ thống: gi th nh đắt, cần độ chính xác cao. Khi làm việc hay bị rò rỉ dầu nên bẩn; áp suất dầu cao áp lớn, thƣờng từ 60 100 kG/cm2 có khi tới 300kG/cm2, bởi vậ cơ cấu thực hiện (xilanh động cơ thủy lực) có kích thƣớc thƣờng rất bé.)

Hình 1.10. Sơ đồ hệ thống điều khiển thủy lực có m bơm 1- Bơm phụ; 2- Hộp phân phối; 3- Xilanh công tác; 4- Van 1 chiều; 5- Bầu lọc 6- Thùng chứa dầu; 7- Van an toàn; 8- Bơm chính (bơm tự động); 9- Ống dẫn tới bộ phận phân phối

c. Hệ thống điều khiển khí nén:

Việc điều khiển bằng khí nén rất thích hợp với các máy cỡ nhỏ và vừa. Có ƣu điểm là việc điều khiển nhẹ nhàng, êm dịu; độ nhạy cao và sạch sẽ. Khuyết điểm cơ bản của hệ thống là rất khó phát hiện ra chỗ rò rỉ; c c cơ cấu thực hiện (nhƣ xi lanh, hộp phân phối hơi...) thƣờng có kích thƣớc lớn, do áp suất hơi có hạn chế (từ 57 kg/cm2).

Điều khiển bằng hơi ép cũng l một dạng điều khiển có khuếch đại mà môi chất là

không khí đƣợc tạo ra từ máy ép khí.

Hình 1.11. Hệ thống điều khiển hơi ép trong vận chuyển BTXM 1- Buồng chứa hỗn hợp; 2- Phễu xả bêtông; 3- Ống dẫn; 4- Thùng chứa khí ép; 5- Máy ép khí; 6- Nắp phễu; 7- Xilanh hơi ép; 8- Van phân phối; 9- Đồng hồ áp lực;

10- Vòi phun khí nén; 11- Của thoát khí; 12- Tấm chắn.

N - 2016

Nguyên tắc làm việc của hệ thống: Không khí nén đƣợc sản xuất từ máy ép khí 5 đƣợc đƣa v o bình chứa 4; nhờ van phân phối 8, ta điều khiển xi lanh 7 đóng (mở) nắp 6 để nhận hỗn hợp bê tông từ thùng trộn đƣa v o thùng chứa 1 đồng thời van phân phối đƣa không khí nén và phía trên phễu và vào ống dẫn 10 để thổi hỗn hợp bêtông theo đƣờng ống dẫn 3 tới phễu xả 2. Tại đâ khí nén đƣợc thoát ra qua cửa 11, còn hỗn hợp bêtông nặng sẽ rơi xuống.

Ƣu điểm của thiết bị này: có thể dùng vận chuyển hỗn hợp bêtông đi xa tới 100  150m, năng suất 50  60m3/h tuỳ theo quy mô của thiết bị; áp lực làm việc của khí nén từ 3  7kg/cm2.

d. Hệ thống điều khiển tự động

Tự động hóa máy công trình là một trong những phƣơng hƣớng phát triển quan trọng.

Trong quá trình làm việc máy phải thực hiện những thao tác phức tạp v đa dạng. Lực cản đ o tha đổi trong phạm vi rộng lớn. Địa hình thi công đ o đắp không nơi n o giống nới nào. Mặt khác chất lƣợng công trình ng c ng đòi hỏi cao hơn. Điều kiện lao động của thợ vận h nh m ng c ng đòi hởi phải cải thiện tốt hơn.

Tất cả những điều kiện đó dẫn đến nhu cầu phải tự động hóa điều khiển máy, tùy theo

khả năng hoặc ít hoặc nhiều.

1.7. HỆ THỐNG DI CHUYỂN

1.7.1. Phân loại - Hệ thống di chuyển bánh xích: loại n đƣợc dùng phổ biến trên c c m đ o có tải trọng lớn, các loại cần trục tự hành tải trọng lớn, máy ủi…

- Hệ thống di chuyển bánh lốp: đâ l loại phổ biền trên ô tô nhƣng trên m công trình cũng đƣợc dùng nhiều nhƣ m đ o b nh lốp (có tải trọng trung và nhỏ), máy san, cần trục tự hanh (cần trục ô tô)…

- Hệ thống di chuyển bánh sắt: loại n đƣợc dùng rất phổ biến trên các máy nâng

nhƣ m nâng phục vụ ở cảng, trong nh xƣởng…

1.7.2. Yêu cầu

- Đảm bảo đƣợc khả năng việt dã cao: đó l khả năng di chu ển máy trong những điều kiện nền đƣờng phức tạp (đƣờng xấu, đƣờng bị xói lở hoặc lầy lội, gồ ghề v.v.) mà không có hiện tƣợng trƣợt.

- Đảm bảo khả năng thông qua v kéo của máy: phụ thuộc vào tính chất cơ lý của đất, vào áp suất do máy truyền lên đất, vào lực cản chuyển động, vào lực bám của bộ di chuyển với đất, vào chiều sâu của vệt bánh xe, và phụ thuộc v o độ trùng nhau của quỹ đạo b nh trƣớc với bánh sau v.v..

26

- Khả năng cơ động và linh hoạt để đ p ứng mọi yêu cầu về sản xuất và khai thác.

1.7.3. Các hệ thống di chuyển trên máy công trình

a. Hệ thống di chuyển bánh xích

Ƣu điểm

+ Áp suất đè lên nền nhỏ (0,4 1,0) KG/cm2, đối với loại b nh xích đặc biệt trị số này còn nhỏ hơn nên có thể làm việc, di chuyển trên nền đất yếu, lún.

+ Có khả năng vƣợt dốc đến 50%.

+ Hệ số bám có thể lớn hơn 1 nên tận dụng đƣợc sức kéo của động cơ.

Nhƣợc điểm

+ Trọng lƣợng lớn có khi chiếm đến 40% trọng lƣợng của toàn bộ máy.

+ Cấu tạo phức tạp

+ Chóng mòn do điều kiện làm việc nặng nhọc, v bôi trơn khó khăn.

+ Hoạt động ồn ào, tốc độ di chuyển chậm 6 ÷ 8 (km /h)

+ Làm hỏng mặt đƣờng bộ, nên khó khăn trong việc di chuyển máy.

+ Thời gian hoạt động ngắn, (thời gian giữa hai lần bảo dƣỡng ngắn).

Hình 1.12. Cấu tạo bộ di chuyển xích 1- Hộp chắn; 2- Tai lắp chốt; 3- Mặt tì; 4- Vấu xích; 5- Bánh sao chủ động; 6- Khung; 7- Can lăn tỳ xích; 8- Bánh dẫn hƣớng.

b. Bộ di chuyển bánh thép

Chủ yếu là loại di chuyển bằng bánh thép chạy trên ray. Loại này có lực cản di chuyển nhỏ, nhƣng tiếp nhận đƣợc tải trọng lớn, có kết cấu đơn giản, giá thành không cao nhƣng độ tin cậy và tuổi thọ cao. Nhƣợc điểm cơ bản l chúng có tính cơ động thấp, phải chi phí cho việc l m đƣờng ray phụ.

N - 2016

b)

a)

Bộ máy di chuyển bánh thép chủ yếu đƣợc sử dụng để di chuyển toàn bộ máy trục (là cần trục tháp, cầu trục hay cổng trục) hoặc để di chuyển xe con mang hàng. Hình (l.16) thể hiện sơ đồ của cơ cấu di chuyển bánh sắt:

Hình 1.13. Cơ cấu di chuyển bánh sắt a- Dùng đế di chuyển máy trục; b- Dùng để di chuyển xe con mang vật. 1- Bánh xe di chuyển; 2- Đƣờng ray; 3,10- Bộ truyền động, 4,11- Phanh; 5- Động cơ; 6- Xe con mang vật, 7- Puli cố định; 8- Cáp kéo; 9- Tang cuốn cáp.

c. Di chuyển bằng bánh lốp Ƣu điểm

- Thời gian phục vụ lâu và bền: 2500÷3000h.

- Tốc độ di chuyển lớn, 50÷60 km/h.

- Việc chế tạo, bảo dƣỡng dễ dàng.

- Trọng lƣợng nhỏ.

- Chuyển động êm, nhẹ nhàng, hiệu suất cao.

Nhƣợc điểm

- Sức bám nhỏ .

- Khả năng vƣợt dốc kém, chỉ với 25%.

28

- Tính cơ động trên công trƣờng kém, đặc biệt l đƣờng trơn trƣợt.

ƣơ : ẤT V Ố TƢỢNG LÀM VI C CỦ ÁY ẤT

2.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐẤT Đất là lớp đất đ tạo thành vỏ bề mặt tr i đất, là thành phẩm thực của vỏ tr i đất. Trong xây dựng đất là nền tảng, là nguyên liệu của các công trình xây dựng. Đất l đối tƣợng thi công chính của các loại m l m đất. Nó có ảnh hƣởng rất lớn đến các lực cản tác dụng lên máy khi làm việc.

2.2. TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA ĐẤT

2.2.1. Khối lƣợng riêng (tỉ trọng) Là tỉ số khối lƣợng đất trên thể tích của nó ở điều kiện ẩm thiên nhiên, tỉ trọng đất tùy theo loại, nằm trong khoảng 1,5- 2,0 t/m3.

2.2.2. Thành phần cấp phối Là tỉ lệ các hạt trong đất có kích cỡ khác nhau tính theo trọng lƣợng, x c định bằng phần trăm. Ngƣời ta sắp loại kích cỡ nhƣ sau:

- Kích cỡ 40 mm.

- Kích cỡ 2  40 mm (thƣờng là sỏi).

- Kích cỡ 0,25  2 mm (thƣờng là cát).

- Kích cỡ 0,05  0,25 mm (thƣờng là cát tinh).

- Kích cỡ 0,005  0,05 mm (thƣờng là hạt bụi).

- Kích cơ nhỏ hơn 0,005 mm (thƣờng là bụi đất sét).

2.2.3. Độ xốp Là thể tích các lỗ hổng chứa không khí v nƣớc, tính bằng phần trăm so với thể tích chung của đất; nếu không tính bằng phần trăm, m chỉ lấy tỉ số thể tích của chúng thì đó l hệ số xốp.

2.2.4. Độ ẩm Độ ẩm có ảnh hƣởng rất lớn đến công t c l m đất, tính chất này trong thực tiễn công tác nhiêu khi phải xét nghiệm kỹ c ng. Độ ẩm tính bằng phần trăm theo tỉ số trọng lƣợng nƣớc trong đất trên trọng lƣợng cùng khối đất đó nhƣng ở trạng thái khô.

2.2.5. Độ dính kết Là khả năng chống đỡ sự phân hạt đất dƣới tác dụng ngoại lực. Đất có độ dính kết cao nhất l đất sét, ngƣợc lại là cát khô.

N - 2016

2.2.6. Độ đẻo Là tính chất tha đổi hình d ng đất khi tác dụng ngoại lực, lúc thôi tác dụng hình d ng đã tha đổi vẫn tồn tại. Đất sét có độ dẻo cao nhất, đất cát và sỏi không có tính chất dẻo.

Độ dẻo x c định bằng chỉ số dẻo P; chỉ số dẻo là hiệu số độ ẩm của giới hạn chảy c và giới hạn dẻo .

P = c-  …

Bảng 2.1. Chỉ số dẻo của đất

Loại đất P

17

Đất rất dẻo (đất sét) 177

Đất dẻo (á sét) 70 Đất ít dẻo (á cát) 0

Đất không dẻo (cát)

Đất dẻo khi có ít thành phần cát và ở một mức độ ẩm n o đó thƣờng có hiện tƣợng dính, tức là khả năng b m chặt v o c c cơ cấu đ o xúc đất (bộ công t c đất); nó làm cho hiệu quả đ o xúc giảm rô rệt, năng suất công tác tụt xuống nhanh chóng.

2.2.7. Hệ số ma s t đất- đất v đất- thép Hệ số n x c định lực cản đ o đất; qu trình đ o đất không tránh khỏi hiện tƣợng ma s t đất- đất v đất- thép (vật liệu chế tạo bộ công t c), ma s t n c ng tăng rõ rệt khi vừa đ o đất thuần tuý, vừa tích lũ lại trong bộ công tác (gầu xúc, lƣỡi ủi...). Lực cản ma sát này phát sinh khi có hiện tƣợng chuyển địch tƣơng đối đất- đất v đất- thép trong bộ công tác

30

Hệ số ma sát chịu ảnh hƣởng của nhiều yếu tố, trƣớc tiên là tính chất cơ lý của đất và trạng thái bộ công tác, tức kích thƣớc hình học và trạng thái bề mặt. Hệ số ma s t đất- đất có thể coi là hệ số ma sát trong của đất.

Bảng 2.2. Hệ số ma s t trong v ma s t đất- thép

Tên đất và vật liệu rời Hệ số ma sát trong (f1) Hệ số ma s t (f2) đất- thép

Cát 0,73 0,580,75

Đất đen 0,73 0,580,75

Sỏi 0,75 0,620,78

Sét khô 0,71 0,751

Đ nhỏ vụn - 0,91,1

Méc ghen 1 0,751

Sét bão hòa nƣớc - 0,180.42

Đ dăm 0,9 0,84

Xỉ lò cao, quặng 1,2 1,2

Ximăng 0,84 0,73

2.2.8. Góc chân nón Là góc nghiêng chân nón, lập th nh do ta đổ đất rời từ trên cao xuống tạo ra một khối đất hình nón, gốc chân nón phụ thuộc vào hệ số ma s t trong v độ dính kết.

Bảng 2.3. Góc chân nón (độ)

Sỏi Cát Sét

Đ nhỏ vụn Á sét nhẹ Hạt lớn Hạt TB Hạt nhỏ Sét béo Sét xơ Trạng thái vật liệu

Khô 40 35 30 28 25 45 50 40

Ẩm 40 45 32 35 30 35 40 30

Ƣớc 35 25 27 25 20 15 30 20

2.2.9. Sức chịu nén Khi nén bằng một khí cụ n o đó xuống đất hoặc bộ di chuyển của máy xuống đất, vùng đất dƣới đó xuất hiện biến dạng gần nhƣ bị nén hoàn diện (tất cả mọi hƣớng). Nếu

N - 2016

biến dạng lõm xuống 1cm với c c đơn vị lực và tiết diện n o đó, gọi là hệ số chịu đập. Còn nếu đã biến dạng lõm xuống 6  12cm ta hạn chế điều kiện đó v coi l trạng thái giới hạn đối với bộ di chuyển của m móc l m đất.

Bảng 2.4. Hệ số chịu dập P0 và ứng lực đè cho phép đối với bộ di chuyển máy xuống đất Pđ tính theo kGcm2.

Tên đất P0 Pđ

Đất bãi lầy 0,180,25 0,260,30

Đất sét ƣớy, cát xới, đất mẫu 0,250,35 35

0,350,60 45

Cát hạt khô, sét ƣớt chặt vừa phải

0,500,60 67

Đất sét chặt vừa phải và khá chặt

0,701 810

đất sét chặt ẩm vừa phải, mécghen và hoàng thô ẩm

1.101,30 1115

Đất sét chặt, mắcghen và hoàng thô khô

2.2.10. Sức chịu dịch chuyển Dƣới sự tác dụng ngoại lực đất có thể bị phá vỡ, sự phá vỡ nhìn chung là do sự dịch chuyển tƣơng đối của hạt này với hạt kia theo một mặt phẳng n o đó, ta gọi là mặt phẳng trƣợt hoặc mặt phẳng dịch chuyển. Khả năng chống dịch chuyển (trƣợt) x c định bởi độ dính kết của đất, nói cách khác là bởi ma sát trong của đất. Khả năng n tính bằng ứng lực tiếp tuyến trong mặt phẳng trƣợt, ứng lực đó gồm hai thành phần nhƣ sau:

max =  + f.

T- Ứng lực tiếp tuyến trong mát phẳng trƣợt;

f- Hệ số ma sát trong của đất;

- ứng lực đè v o mặt phẳng trƣợt.

32

2.2.11. Độ sắc cạnh Đất có độ sắc cạnh của các hạt, khối l m mòn cơ cấu công t c đất khi tiếp xúc (nếu không kể đến ảnh hƣởng của các yếu tố kh c). Thƣờng độ sắc cạnh của đất thuần nhất, nhất là thuộc loại sét l không đ ng kể; độ sắc cạnh của đ dăm, đ nổ mìn, cát..., có ý nghĩa kh lớn, quyết đinh việc xử lý vật liệu cho răng của gầu xúc, lƣỡi cắt của lƣỡi ủi... khi chúng xúc, ủi đ dăm, đ nổ mìn độ sắc cạnh (o) tính theo tỉ số độ mòn (thể tích) của thép trên độ mòn vật liệu (cũng l thể tích):

Vt- Thể tích mòn của thép (vật liệu chế tạo bộ công tác);

Vđ- thể tích mòn của đất đ .

2.2.12. Độ xới X c định bằng tỉ số thể tích của vật liệu đã đƣợc xới lên trên thể tích vật liệu ấy nhƣng ở trạng thái chặt tự nhiên. Đội xới x c định qua hệ số xới (kx) tính nhƣ:

Vx- thể tích đã xới lên;

Vc- thể tích ở dạng chặt tự nhiên.

2.3. QUÁ TRÌNH ĐÀO ĐẤT, SỰ TƢƠNG HỖ GIỮA ĐẤT VÀ BỘ PHẬN CÔNG TÁC Sự tƣơng hỗ giữa bộ công t c v đất khi máy làm việc là một quá trình phức tạp.

- Đ o đất thuần tuý: đất bị bong ra dƣới tác dụng của bộ công tác giống nhƣ ta dùng chiếc cuốc, thuổng, mai; nhƣng để đo đạc lực cản thống nhất thƣờng ngƣời ta đ o bằng lƣỡi đ o mẫu (H.2.1).

- Đ o đất và tích lại khi đất bị bong ra dƣới tác dụng của bộ công tác kiểu nhƣ gầu xúc (m xúc), lƣỡi ủi (máy ủi); thùng xúc chuyển (máy xúc chuyển)...

Trong phần lớn các trƣờng hợp, năng lƣợng cần thiết cho qu trình đ o đất và tích lại trong bộ công tác lớn hơn hẳn so với qu trình đ o đất thuần tuý trong cùng điều kiện về chất đất, dạng hình học lƣỡi đ o v kích thƣớc vỏ bào.

Hình 2.1. Dạng hình học lƣỡi đ o (a) v lực cản đ o (b)

N - 2016

Trong đó:

b, c- kích thƣớc vỏ bào

- góc trƣớc

- góc sau

- góc lƣỡi nhọn

 =  + - góc đ o

Po- lực cản đ o tổng hợp.

P01, P02- lực cản đ o tiếp tuyến và pháp tuyến.

(theo lý thuyết N.G Dombrôvski).

Môi trƣờng đất là một môi trƣờng rất phức tạp, bộ công t c đ o đất v phƣơng ph p đ o cũng rất kh c nhau, điều n đã ảnh hƣởng lớn đến sự x c định lực cản đ o cho đến ngày nay, một công thức chính x c để tính lực cản đ o đất, dù l đ o đất thuần tuý đi nữa, vẫn chƣa có. Nhiều ngƣời đã bỏ công nghiên cứu vấn đề n nhƣ E. Dinlinger; Nerlo- Nerli; N.G. Dombrovski; M.I. Galperin; Ju.A. VetrôV; A.N. Zelenin…

Xét về quan điểm thực tiễn, chỉ có công thức của N.G.Dombrôvski là phổ biến hơn cả. Dombrôvski đề nghị tính lực cản đ o thuần tuý P0 là tổng hai thành phần P01 và P02 (xem H.2.1). Trị số P01 có thể tính theo:

P01 = K2.b.c

Trong đó

K2- hệ số cản đ o thuần tuý (bảng l.6)

b.c- kích thƣớc vỏ bào.

P02 tính từ P01; nó phụ thuộc vào loại máy, cấu tạo bộ công tác, tình trạng sắc cùn lƣỡi đ o, quỹ đạo đ o. Cụ thể tính nhƣ sau:

P02 = .P01

Trong đó  = 0,1  0,45.

Giới hạn lớn đối với lƣỡi đ o cùn, vỏ bào mỏng: Dombrôvski cho trƣờng hợp đ o v tích đất lại lực cản đ o cũng tính tƣơng tự nhƣ trên, nghĩa là:

P01 = K1. b.c

34

Ở đâ K1- hệ số cản đ o vả tích đất lại;

Tới đâ ta thấ rõ đƣờng lối của N.G.Dombrôvski có nhƣợc điểm là không chính xác nhất là trong cách tính P02. Tuy nhiên hiện nay nó phổ biến hơn cả. Nhờ sự đơn giản và chọn lọc cẩn thận hệ số K1, K2 và hệ số  là ta có các kết quả chính x c đủ dùng, nhất l đối với các máy cỡ trung bình trở lên.

Hệ số cản đ o v tích đất trong bộ công t c nhƣ thùng xúc chu ển, lƣỡi ủi... còn chƣa đƣợc nghiên cứu toàn diện, nên tính sức kéo cho c c m đó khi công t c ngƣời ta thƣờng sử dụng hệ số cản đ o thuần tuý để tính ra lực cản đảo (hệ số K2). Sau đó tù đặc điểm của qu trình tích đất, ngƣời ta lập sơ đồ lực cản phụ, phân tích nó rồi cộng vào lực cản đ o thuần tuý để tính đƣợc lực cản chung (đ o v tích). Đối với máy xúc và các bộ công tác máy khác làm việc nhƣ m xúc, việc x c định lực cản đ o chung (đ o v tích) chỉ tiến hành một bƣớc trực tiếp nhờ hệ số K1 trong bàng 1.6.

N - 2016

ƣơ 3: ÁY XÚ ( ÁY , XE Ú , XE )

3.1. CẤU TẠO CHUNG CỦA MÁY XÚC MỘT GẦU

3.1.1. Công dụng và phân loại a. Công dụng

Máy xúc một gầu chủ yếu dùng để đ o v khai th c đất, cát phục vụ công việc xây dựng cơ sở hạ tầng trong c c lĩnh vực: Xây dựng dân dụng và công nghiệp, khai thác mỏ, xây dựng thủy lợi… Cụ thể nó có thể thực hiện các công việc sau:

+ Trong xây dựng dân dụng và công nghiệp: Đ o hố móng, đ o rảnh tho t, đ o rảnh dùng để lắp đặt đƣờng ống nƣớc, đƣờng điện ngầm, điện thoại, bốc xúc vật liệu ở c c bãi…

+ Trong xây dựng thủy lợi: Đ o kênh, nƣơng; nạo vét sông ngòi, bến cảng, ao hồ, khai th c đất để đắp đập, đắp đê…

+ Trong xây dựng cầu đƣờng: Đ o móng, khai th c đất, c t để đắp đƣờng, nạo, bạt sƣờn đồi để tạo ta lu khi thi công đƣờng sát sƣờn núi…

+ Trong khai thác mỏ: Bóc lớp đất tẩm thực vật phía trên bề mặt; khai thác mỏ lộ thiên (than, đất sét, cao lanh,…)

+ Trong c c lĩnh vực khác: Nhào trộn vật liệu trong các nhà máy hóa chất ( phân lân, cao su…). Khai th c đất cho nhà máy gạch, sứ…Tiếp liệu cho các trạm trộn bê tong hay bốc xếp vật liệu trong các ga tàu, bến cảng. Khai thác sỏi, cát ở lòng sông…

b. Phân loại máy xúc một gầu

- Phân loại theo dạng thiết bị làm việc

+ Máy xúc gầu thuận (gầu ngửa) dẫn động cơ khí v dẫn động thủy lực. Loại m n thƣờng làm việc ở nơi cao hơn mặt bằng đứng của máy.

+ Máy xúc gầu nghịch (gầu sấp) dẫn động cơ khí v dẫn động thủy lực. Loại m n thƣờng làm việc thấp hơn mặt bằng đứng của máy.

+ Máy xúc gầu dây

+ Máy xúc gầu ngoạm dẫn động cơ khí v dẫn động thủy lực

- Phân loại theo hệ thống dẫn động của thiết bị làm việc

+ Máy xúc một gầu dẫn động cơ khí

+ Máy xúc một gầu dẫn động thủy lực

- Phân loại theo hệ thống di chuyển

+ Máy xúc một gầu di chuyển bằng bánh lốp

36

+ Máy xúc một gầu di chuyển bằng bánh xích

Hình 3.1. Các loại máy xúc một gầu

3.1.2. Cấu tạo của máy xúc gầu thuận a. Máy xúc gầu thuận dẫn động cơ khí

Đặc điểm của máy xúc gầu thuận dẫn động c p: xúc đất ở nơi cao hơn mặt bằng đứng của m , đất v đƣợc xả đất qua đ gầu, làm việc trên từng chỗ đứng, có thể xúc đất từ cấp I đến III. Làm việc theo chu kỳ.

Hình 3.2. Sơ đồ cấu tạo chung của máy xúc gầu thuận, dẫn động bằng cơ khí, không có cơ cấu đẩy

N - 2016

1. Cơ cấu di chuyển bánh lốp; 2. Cơ cấu quay; 3. Bàn quay; 4. Cần; 5. Tay cần; 6. Đòn g nh; 7. Gầu xúc; 8. Cụm puly treo gầu; 9. Cáp nâng hạ gầu; 10 Cụm pul đầu cần;11 Cáp nâng hạ cần;12. Hệ thống chân chống; 13. Cabin điều khiển; 14 Cơ cấu nâng hạ gầu;15. Cơ cấu nâng hạ cần; 16. Cơ cấu điều khiển thanh chống, 17. Động cơ

Một chu kỳ làm việc của m nhƣ sau:

Máy di chuyển đến vị trí làm việc. Đƣa gầu về vị trí sát máy và hạ gầu tiếp xúc với nền đất. Nâng gầu xúc đồng thời nối cáp hạ cần. Gầu sẽ tiến h nh xúc đất v tích đất vào gầu từ vị trí I, II, III theo một quỹ đạo là một đƣờng cong ecicloid đến vị trí III gầu đầy đất và chiều dài phối đất là lớn nhất. Tiếp tục đƣa gầu ra khỏi tầng đ o. Qua m về vị trí xả đất. Đất đƣợc xả ra qua đ gầu nhờ cơ cấu mở đ gầu. Đất có thể xả vào thiết bị vận chuyển hoặc xả th nh đống. Quay máy về vị trí làm việc tiếp theo. Có thể kết hợp vừa quay vừa hạ gầu để rút ngắn thời gian một chu kỳ làm việc

Hình 3.3. Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy xúc gầu thuận dẫn động cơ khí

38

b. Máy xúc gầu thuận dẫn động thủy lực

Hình 3.4. Sơ đồ kết cấu của máy xúc gầu thuận dẫn động thủy lực

1. Cơ cấu di chuyển, 2. Cơ cấu quay, 3. Bàn quay;4. Xi lanh nâng hạ cần; 5. Cần; 6 Xi lanh quay gầu; 7. Gầu xúc, 8. Tay cần, 9. Xi lanh co duỗi tay cần, 10. Buồng điều khiển,11. Động cơ, 12. Đối trọng

Kết cấu của máy xúc một gầu dẫn động bằng thủy lực gồm hai thành phần chính: phần m cơ sở và bộ phận công tác

Phần m cơ sở, bao gồm: Cơ cấu di chuyển 1 là loại di chuyển bằng b nh xích; Cơ cấu quay 2; bàn quay 3 ở trên đó lắp toàn bộ c c cơ cấu, bộ truyền động, thiết bị làm việc, thiết bị điều khiển; Ca bin 10 l nơi tập trung điều khiển các hoạt động của cả m ; Động cơ 11 l động cơ diesel, cung cấp năng lƣợng cho c c cơ cấu khác làm việc. Đối trọng 12 làm nhiệm vụ cân bằng tĩnh của máy.

Phần thiết bị công tác: Cần máy 5, có kết cấu phụ thuộc vào cỡ máy; Chân cần đƣợc lắp với khớp trụ với b n qua , đầu cần liên kết với tay cần cũng bằng khớp trụ; Cần đƣợc nâng lên hoặc hạ xuống nhờ xi lanh thủy lực 4; Tay cần một đầu liên kết với cần v đầu kia liên kết với gầu 7; Cần co duỗi nhờ xi lanh 9; Gầu 7 qua đƣợc quanh khớp liên kết với tay cần xi lanh 6.

Nguyên lý làm việc của máy:

Máy làm việc ở nền đất cao hơn mặt bằng đứng của m . Đất đƣợc xả qua miệng gầu nhờ co xi lanh 6. Nhƣng có những m đất đƣợc xả qua đ gầu giống nhƣ ở những máy xúc gầu thuận dẫn động cáp. Máy làm việc theo chu kỳ và trên từng chỗ đứng. Một chu kỳ làm việc của máy bao gồm những công việc sau:

M đến vị trí làm việc. Hạ gầu v đƣa gầu về vị trí sát máy, tiếp xúc với nền đất (vị trí I). Cho gầu chuyển động từ vị trí I, II, III. Nhờ xi lanh 9 kết hợp với xi lanh 4. Gầu tiến hành cắt đất v tích đất vào gầu. Đến vị trí III coi nhƣ gầu đã đầ đất và kết thúc quá trình cắt đất. Đƣa gầu ra khỏi tầng đ o nhờ xi lanh 4. Quay máy về vị trí xả đất nhờ cơ cấu qua 2. Đất có thể xả th nh đống hoặc xả trực tiếp vào thiết bị vận chuyển. Đất đƣợc xả qua miệng gầu nhờ xi lanh 6. Quay máy về vị trí trực tiếp theo với một chu kỳ hoàn to n tƣơng tự.

N - 2016

3.1.3. Máy xúc gầu nghịch a. Máy xúc gầu nghịch dẫn động cơ khí

Máy xúc gầu nghịch dẫn động cơ khí đ o đất nơi nền đất thấp hơn mặt bằng đứng của m . Dùng để đ o móng, đ o rảnh tho t nƣớc, lắp đặt đƣờng tho t nƣớc, đƣờng điện ngầm,…M xúc có cơ cấu di chuyển bánh lốp, bánh xích,…

Sơ đồ cấu tạo của máy xúc gầu nghịch đƣợc mô tả hình dƣới

Hình 3.5

Đối với máy xúc gầu nghịch, trong quá trình làm việc đầu cần có thể hạ thấp hơn so với chân cần. Điều này không có ở máy xúc gầu thuận.

Nguyên lý làm việc:

Cũng nhƣ m xúc gầu thuận, máy xúc gầu nghịch làm việc theo chu kỳ, trên từng chỗ đứng. Nhƣng, đất đƣợc xả qua miệng gầu. Nó có thể làm việc trên nền đất từ cấp I- IV

Một chu kỳ làm việc của m : Đƣa m về vị trí làm việc. Hạ gầu xuống, răng gầu tiếp xúc với nền đất (ở vị trí xa máy nhất) ở vị trí I. Kéo gầu từ vị trí I đến vị trí V. Gầu tiến hành cắt đất v tích đất vào gầu. Quỹ đạo chuyển động của răng gầu có thể là một đƣờng thẳng v cũng có thể là một đƣờng cong.

40

Nếu trong quá trình gầu tiến hành cắt đất v tích đất vào gầu mà góc nghiêng cần không tha đổi, thì quỹ đạo của răng gầu là một đƣờng cong, đƣợc thể hiện ở hình dƣới.

Hình 3.6. Quá trình cắt đất v tích đất vào gầu của m đ o gầu nghịch dẫn động cơ khí

Nếu trong quá trình cắt đất v tích đất vào gầu mà cần có tha đổi góc nghiêng thì có thể điều chỉnh quỹ đạo của răng gầu theo một đƣờng thẳng

Khi chiều sâu tầng đ o đƣợc chọn một cách hợp lý thì đến vị trí V l đầ đất. Chiều dày phoi cắt biến thiên từ nhỏ nhất đến lớn nhất, đƣa gầu ra khỏi tầng đ o bằng cách tiếp tục kéo cáp gầu hoặc nâng cần. Quay máy về vị trí xả đất. Đất có thể xả th nh đống hoặc xả trực tiếp lên thiết bị vận chuyển. Quay máy về vị trí làm việc tiếp theo. Trong quá trình quay máy có thể kết hợp để rút ngắn thời gian một chu kỳ làm việc của máy.

b. Máy xúc gầu nghịch dẫn động thủy lực

Sơ đồ cấu tạo đƣợc mô tả hình dƣới

N - 2016

Hình 3.7. Sơ đồ cấu tạo máy xúc gầu nghịch dẫn động thủy lực

Kết cấu của máy gồm hai bộ phận chính: phần m cơ sở và phần thiết bị công tác

Phần m cơ sở: Cơ cấu di chuyển 1 chủ yếu di chuyển trong công trƣờng. Cơ cấu qua 2 dùng để tha đổi vị trí của gầu trong mặt phẳng ngang trong qu trình đ o và xả đất. Trên b n qua ngƣời ta bố trí động cơ, c c bộ truyền động cho c c cơ cấu,… Cabin l nơi tập trung cơ cấu điều khiển toàn bộ hệ thống hoạt động của m . Đối trọng là bộ phận cân bằng bàn quay và ổn định máy.

Phần thiết bị công tác: Cần 9 có một đầu đƣợc lắp khớp trụ với b n qua , còn đầu kia đƣợc lắp khớp trụ với tay cầm. Cần đƣợc nâng lên hạ xuống nhờ xi lanh 8. Điều khiển gầu xúc 5 nhờ xi lanh 6. Gầu thƣờng đƣợc lắp thêm c c răng để làm việc trên nền đất cứng.

Nguyên lý làm việc

M thƣờng làm việc trên nền đất thấp hơn mặt bằng đứng của m (cũng có những trƣờng hợp máy làm việc ở nơi cao hơn, nhƣng nền đất mềm và chỉ có xi lanh quay gầu để cắt đất). Đất đƣợc xả qua miệng gầu. Máy làm việc theo chu kỳ trên từng chỗ đứng. Một chu kỳ làm việc của máy bao gồm những ngu ên công sau đâ :

M đến vị trí làm việc. Đƣa gầu vƣơn xa m v hạ xuống, răng gầu tiếp xúc với nền đất. Gầu tiến hành cắt đất v tích đất vào gầu từ vị trí I đến II nhờ xi lanh 8 kết hợp xi lanh 4.

Quỹ đạo chuyển động của răng gầu trong quá trình cắt đất là một đƣờng cong. Chiều dày phoi cắt thông thƣờng tha đổi từ bé đến lớn. Vị trí II gầu đầ đất và có chiều d phoi đất lớn nhất. Đƣa gầu ra khỏi tầng đ o v nâng gầu lên nhờ xi lanh 4. Quay máy về vị trí xả đất nhờ cơ cấu qua 2. Đất có thể xả th nh đống hoặc xả vào thiết bị vận chuyển. Đất đƣợc xả ra miệng gầu nhờ xi lanh 6. Quay máy về vị trí làm việc với chu kỳ ho n to n tƣơng tự.

3.1.4. Máy xúc gầu dây Sơ đồ cấu tạo của máy xúc gầu dâ đƣợc mô tả nhƣ hình dƣới. Đặc điểm của loại máy này so với các loại m kh c đã đƣợc giới thiệu: Gầu đƣợc liên kết mềm với cần 42

thông qua dây cáp. Cần có chiều dài lớn nên cho phép tăng b n kính l m việc của máy. Gầu cắm sâu v o đất do trọng lƣợng bản thân của gầu. Vì vậ , thông thƣờng máy chỉ làm việc ở nền đất cấp I, II.

Máy xúc gầu dây làm việc ở nơi thấp hơn mặt bằng đứng của m . Để đảm bảo cho cáp kéo gầu cuốn lên tang của cơ cấu 14 ổn định, khi nâng gầu từ vị trí thoát khỏi tầng đ o đƣa lên phía đầu cần. Gầu phải luôn giữ cân bằng nhờ cáp cân bằng và sức căng của cáp kéo gầu.

Dung tích gầu thƣờng từ 0.25 đến 3 m3, nhƣng có những máy có dung tích tất lớn tới 168m3

Hình 3.8. Sơ đồ máy xúc gầu dây dẫn động cơ khí

Nguyên lý làm việc

Máy làm việc theo một chu kỳ, mỗi chu kỳ gồm c c ngu ên công sau: Đƣa m đến vị trí làm việc. Gầu ở vị trí cao nhất phía đầu cần (V). Thả cáp 10 và cáp 5. Gầu rơi tự do, răng gầu cắm vào nền đất. Thả chùng cáp 10 kéo cáp 5 kéo gầu về phía máy nhờ cơ cấu 14. Gầu di chuyển từ vị trí I, II,III tiến hành cắt đất v tích đất vào gầu. Đến vị trí III gầu đầ đất. Đƣa gầu thoát khỏi tầng đ o bằng cách nâng cáp 10 và giữ căng c p 5. Tiếp tục cuốn cáp 10 và nhả dần c p 5 (có phanh) để luôn giữ cho gầu cân bằng (luôn nằm ngang). Từ vị trí IV đến vị trí V. Quay máy về vị trí xả đất. Đất có thể xả th nh đống hoặc xả vào thiết bị vận chuyển. Khi xả đất chỉ cần thả chùng cáp 5 lập tức miệng gầu chúi xuống và đất đƣợc rơi tự do ra khỏi miệng gầu. Quay máy về vị trí làm việc tiếp theo với chu kỳ làm việc mới.

N - 2016

3.1.5. Máy xúc gầu ngoạm a. Máy xúc gầu ngoạm dẫn động cơ khí

Máy xúc gầu ngoạm dùng để xúc đất nơi thấp hơn hoặc cao hơn so với mặt bằng đứng của máy. Ngoài ra có thể xúc cát, vật liệu, khai thác cát, sỏi ở lòng sông, nạo vét sông ngòi, kênh mƣơng, bốc xếp vật liệu ở ga tàu, bến cảng. Nhào trộn vật liệu trong các nh m phân đạm, phân lân, cao su,…

Máy xúc gầu ngoạm dẫn động cơ khí có hai loại: loại một dây cáp và loại hai dây c p. Nhƣng ha dùng nhất là loại hai dây cáp. Loại này dễ điều khiển v năng suất cao hơn loại một dây cáp.

Sơ đồ cấu tạo của máy xúc gầu ngoạm dẫn động cơ khí đƣợc mô tả hình dƣới:

Hình 3.9. Sơ đồ máy xúc gầu ngoạm dẫn động cơ khí

Đặc điểm của loại máy này là: Có tầm hoạt động lớn, chiều sâu (chiều cao) đ o lớn. Làm việc theo chu kỳ.

Nguyên lý làm việc nhƣ sau:

Đƣa m đến vị trí làm việc, thả gầu cả hai c p 6,7 đều chùng. Miệng gầu mở. Do trọng lƣợng bản thân rơi v cắm lƣỡi gầu v o đất (vật liệu) (Pha I). Để chùng cáp 7, kéo căng c p 6, hai nửa gầu đóng lại và tiến hành xúc lật (vật liệu) vào gầu (Pha II). Khi gầu đã đầ v đƣợc đóng kín thì kéo cả hai c p 6 v 7 căng, nâng gầu (Pha III) quay máy về vị trí cần xả đất. Đất có thể đƣợc xả th nh đống hoặc xả trực tiếp vào thiết bị vận chuyển. Khi xả đất, thả chùng c p 6 v căng c p 7 (Pha IV). Xả xong quay máy về vị trí làm việc tiếp theo. Khi quay máy có thể kết hợp hạ gầu để tiết kiệm thời gian một chu kỳ làm việc.

b. Máy xúc gầu ngoạm dẫn động thủy lực

44

So với máy xúc gầu ngoạm dẫn động cơ khí thì loại máy này nhỏ gọn hơn, điều khiển dễ d ng hơn, đặc biệt lực cắt đất rất lớn. Thể hiện kết cấu chung của máy xúc gầu ngoạm.

Hình 3.10. Máy xúc gầu ngoạm dẫn động bằng thủy lực

Nguyên lý làm việc:

Máy làm việc theo chu kỳ có thể xúc đất từ cấp I-IV

Máy di chuyển đến vị trí làm việc, hạ gầu xúc cho tiếp xúc với nền đất (khi gầu đã mở). Răng cắm sâu v o đất ha đống vật liệu. Gầu đƣợc đóng lại tiến h nh xúc đất và tích đất vào gầu. Nâng gầu và quay máy về vị trí xả đất. Đất có thể xả th nh đống hoặc vào thiết bị vận chuyển. Khi xả đất điều khiển xi lanh 10. Quay máy về vị trí làm việc tiếp theo. Có thể vừa quay máy vừa hạ gầu để tiếp kiệm thời gian một chu kỳ làm việc.

3.2. CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA MÁY XÚC MỘT GẦU

3.2.1. Gầu xúc a. Gầu thuận

Cấu tạo của gầu đƣợc mô tả ở hình dƣới. Đ gầu đƣợc liên kết với thành sau bằng khớp trụ o1 và chốt 2 ăn v o mấu giữ chốt 1.

Hình 3.11. Gầu xúc (gầu thuận)

N - 2016

Đầu gầu đƣợc mở ra nhờ xích 6 kéo chốt 2 trƣợt khỏi mấu 1, đất trong gầu đƣợc xả ra. Đ gầu đƣợc đóng lại nhờ trọng lƣợng bản thân đ gầu 7 khi nó dao động nhƣ một con lắc quanh trục o1 và nhờ độ vát hợp lý của chốt 2 nên khi đ gầu dao động thì chốt 2 bập vào mấu 1.

Răng gầu 12 đƣợc chế tạo riêng bằng vật liệu chống mòn ma s t sau đó đƣợc liên kết với miệng gầu 10 bằng bu lông.

Với kết cấu đ gầu v c ch đóng mở của nó, cho phép đất xả ra sạch, nhanh (kể cả loại đất bết dính). Nhƣng với gầu xúc có dung tích lớn thì sẽ gây ra một xung lực lớn khi xả đất trực tiếp lên thiết bị vận chuyển.

b. Gầu nghịch

Cũng nhƣ m xúc gầu thuận, nó có thể chế tạo bằng phƣơng ph p h n hoặc đúc. Nhƣng đ gầu đƣợc chế tạo liền với thành gầu thành một khối. Nhƣ vậy, về kết cấu đơn giản hơn gầu thuận. Số răng gầu lắp trên đai trƣớc của gầu phụ thuộc vào chiều rộng của gầu và công dụng của m . Sơ đồ cấu tạo đƣợc thể hiện trên hình dƣới.

Hình 3.12. Gầu xúc (gầu nghịch)

b. Gầu ngoạm

Thông thƣờng loại gầu n đƣợc lắp với tay cần của máy xúc gầu nghịch. Nó có liên kết cứng qua pit tong v c c c nh ta đòn. Do vậ , khi xúc đất có thể tạo ra lực cắt một cách chủ động và lớn hơn loại dẫn động cáp.

46

Gầu ngoạm đƣợc kết cấu th nh hai m đối xứng nhau. Mỗi một m có răng gầu bố trí lệch nhau để khi gầu đóng lại thì c c răng gầu sẽ c i răng lƣợc. Số răng gầu phụ thuộc vào bề rộng của gầu. Sơ đồ cấu tạo má gầu ngoạm đƣợc thể hiện bên dƣới

Hình 3.13. Gầu xúc (gầu ngoạm)

3.2.2. Tay cần a. Tay cần của máy xúc gầu thuận dẫn động thủy lực

Thông thƣờng có kết cấu hàn hình hộp, có thể lắp lẫn khi thay thế các dạng gầu xúc khác nhau hoặc chỉ dùng riêng cho từng loại. Sơ đồ cấu tạo đƣợc thể hiện bên dƣới. Đâ là một kiểu dáng cho máy xúc loại vừa và nhỏ.

Hình 3.14. Tay cần (gầu thuận)

b. Tay cần của máy xúc gầu nghịch

Kết cấu cơ bản giống tay cần gầu thuận, cũng l kết cấu hàn hình hộp

Hình 3.15. Tay cần( gầu nghịch)

N - 2016

3.2.3. Cần a. Cần của máy xúc gầu thuận

Hình 3.16. Kết cấu của cần (gầu thuận)

Cần đƣợc kết cấu bằng phƣơng ph p h n có dạng hình hộp. Chân cần nối khớp trụ với b n qua . Độ rộng của chân phải đủ lớn để đảm bảo ổn định ngang khi thiết bị chịu momen xoắn và uốn. Lỗ dầu cần đƣợc dùng để lắp tay cần và trên cần có bố trí các tai để lắp xi lanh thủy lực.

b. Cần của máy xúc gầu nghịch

Cần kết cấu hình hộp, đƣợc chế tạo bằng phƣơng ph p h n. Ngo i c c lỗ để lắp với cần, lỗ chân cần lắp khớp trục với bàn quay.

Hình 3.17. Kết cấu của cần (gầu nghịch)

48

Ngoài ra còn có các lỗ v tai để lắp xi lanh và pit tong thủy lực. Cần có hình dáng hơi cong, mục đích để hạ thấp đầu cần, tăng chiều sâu đ o.

Những thiết bị làm việc của máy xúc một gầu đã giới thiệu thƣờng dùng cho các máy cỡ nhỏ và vừa. Loại máy lớn sẽ có kết cấu phù hợp với tính chịu lực v tính năng của máy.

Riêng cần của máy xúc gầu ngoạm, gầu lật có kết cấu tƣơng tự nhƣ cần của máy xúc gầu thuận dẫn động thủy lực.

N - 2016

ƣơ . ÁY ỦI

4.1. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU

4.1.1. Công dụng Máy ủi đƣợc dùng để đ o vận chuyển đất ở cự ly thích hợp nhỏ hơn 100 m. Đồng thời nó cũng đƣợc dùng để san sơ bộ mặt bằng.

Trong thực tế, máy ủi thƣờng đƣợc dùng làm các công việc sau:

- Đ o hồ ao, kênh nƣơng nông v rộng

- Đ o c c móng lớn;

- Đ o đắp đƣờng có độ cao không quá 2m

- San sơ bộ, tạo mặt bằng lớn để xây dựng sân quảng trƣờng, sân vận động, khu công nghiệp v c c đô thị mới.

- San lấp rãnh đặt c c đƣờng ống hoặc móng nh , sau khi đã thi công xong;

- Thu dọn vật liệu phế thải trên hiện trƣờng sau khi công trình đã ho n th nh;

- Trợ lực đẩy cho các máy cạp khi máy cạp đ o đất gặp đất rắn;

4.1.2. Phân loại máy ủi Bộ phận làm việc chính của máy ủi là bàn ủi

Dựa v o góc đặt của bàn ủi so với trục dọc của máy:

- Máy ủi vạn năng: B n ủi đƣợc liên kết với khung ủi qua khớp cầu nên bàn ủi có thể qua đƣợc trong mặt phẳng ngang v đặt nghiêng so với trục dọc của máy một góc 45-60o

- Máy ủi thƣờng: Bàn ủi luôn luôn đƣợc đặt vuông góc với trục dọc của máy.

Dựa v o phƣơng ph p điều khiển thiết bị ủi

- Máy ủi điều khiển bằng thủy lực

- Máy ủi điều khiển bằng cáp;

Trong đó m ủi điều khiển bằng thủy lực đƣợc sử dụng rộng rãi vì điều khiển nhẹ nhàng, êm và chắc chắn, kết cấu gọn, chăm sóc, bảo dƣỡng dễ dàng.

Lƣỡi ủi ấn sâu v o đất khi đ o, một phần nhờ trọng lƣợng thiết bị ủi, phần còn lại chủ yếu nhờ áp lực của dầu. Do đó trọng lƣợng của thiết bị ủi giảm đi từ 5-10% so với thiết bị ủi của m điều khiển bằng cáp cùng công suất. Đồng thời máy ủi điều khiển bằng thủy lực có thể đ o đƣợc đất rắn hơn so với máy ủi điều khiển bằng cáp.

50

Dựa vào công suất và lực kéo của máy, có thể phân loại thành

Loại máy ủi Công suất động cơ (kW) Lực kéo (T)

Rất nhỏ Đến 15 Đến 2.5

Nhỏ 15-60 2.5-7.5

Trung bình 60-120 7.5-15

Lớn 110-220 15-20

Rất lớn >220 >30

Xu hƣớng phát triển của máy ủi: Chế tạo những máy ủi có công suất nhỏ và trung bình, điều khiển bằng thủy lực vì máy ủi nhỏ v trung bình có năng lƣợng riêng lớn hơn nhiều so với loại máy ủi có công suất lớn.

Dựa v o cơ cấu di chuyển máy ủi chia làm hai loại

- Máy ủi bánh xích, có áp suất xuống đất nhỏ, bán kính quay vòng nhỏ, khả năng bám vào mặt đất tốt nên có thể hoạt động ở những nơi có nền đất yếu, những nơi có độ dốc lớn, địa hình chật hẹp.

- Máy ủi b nh hơi, có tốc độ di chuyển nhanh hơn nhƣng p suất xuống đất lớn hơn so với máy ủi bánh xích cùng trọng lƣợng.

4.2. CẤU TẠO CHUNG CỦA MÁY ỦI

4.2.1. Cấu tạo chung của máy ủi Cấu tạo chung của máy ủi vạn năng điều khiển bằng thủy lực với bàn ủi qua , đƣợc mô tả trên

N - 2016

Hình 4.1. Máy ủi van năng

Ở máy ủi vạn năng, b n ủi 5 đƣợc liên kết với khung ủi 3 bằng khớp cầu 13, nó có thể quay trong mặt phẳng ngang nhờ hai xi lanh 12 và tạo với trục dọc của máy một góc  =45-60o.

52

Góc qua n đƣợc sử dụng khi máy ủi thực hiện việc san lấp rãnh đặt đƣờng ống, móng nhà sau khi thi công, san các mặt bằng nói chung v cho năng suất cao hơn m ủi thƣờng. Khung ủi của máy ủi vạn năng l một dầm liên tục, hình chữ U.

Hình 4.2. Máy ủi thƣờng

Ở máy ủi thƣờng, khung ủi 2 gồm hai phần riêng biệt v đƣợc liên kết với bàn ùi 5 bằng khớp trụ 3, do đó b n ùi luôn luôn đƣợc đặt vuông góc với trục dọc của máy và không thể qua đƣợc trong mặt phẳng ngang.

Hình 4.3. Các loại thiết bị ủi

Thanh chống xiên 6 ở hai loại máy ủi nói trên đều có chung một công dụng là giữ cho bàn ủi ổn định trong khi làm việc dƣới tác dụng của áp lực khối đất trƣớc bàn ủi. Đồng thời để l m tha đổi góc cắt đất của dao cắt nhờ tha đổi vị trí lắp thanh xiên với khung ủi hoặc tha đổi chiều dài của thanh chống xiên trong trƣờng hợp thanh chống xiên có kết cấu ren vít.

4.2.2. Quá trình làm việc của máy ủi Máy ủi là loại m điển hình đ o v chu ển đất đang đƣợc sử dụng rộng rãi. Cự ly đ o chu ển đất thích hợp của máy ủi<100m. Máy ủi làm việc theo chu kỳ. Một chu kỳ làm việc của máy ủi gồm c c giai đoạn sau:

N - 2016

- Cắt đất v tích đất trƣớc bàn ủi

- Chuyển đất về phía trƣớc v đổ đất.

- Chạy không tải về vị trí cũ v tiếp tục chu kỳ mới

Để nâng cao năng suất của máy ủi, cần phải sử dụng hợp lý chế độ lực kép trong từng giai đoạn để rút ngắn thời gian chu kỳ làm việc của m , trong đó giai đoạn cắt đất v tích đất trƣớc bàn ủi là quan trọng nhất.

Quá trình cắt đất v tích đất của máy ủi có thể tiến h nh theo 3 sơ đồ:

Trong ba sơ đồ này:

+ Sơ đồ (a): Cắt đất v tích đất có chiều dày phoi cắt không đổi trên suốt quãng đƣờng đ o đất L1. Nhƣ thế không sử dụng hợp lý chế độ lực kéo của máy, chiều dài quãng đƣờng đ o đất lớn, dẫn đến thời gian chu kỳ làm việc d i hơn v năng suất máy thấp.

Bởi vậ sơ đồ n ít đƣợc sử dụng trong thi công. Chi khi máy ủi làm việc xuống dốc với độ dốc lớn mới áp dụng sơ đồ này. Trong trƣờng hợp đó, lực cản di chuyển máy ủi giảm đi nhiều vì lực cản dốc đã biến thành lực đẩy.

Hình 4.4. C c sơ đồ đ o đất của máy ủi

+ Hợp lý hơn cả l sơ đồ (c). Theo sơ đồ n , qu trình đ o v tích đất trƣớc bàn ủi gồm hai giai đoạn:

* Ấn sâu dần dao cắt v o đất đến khi đạt chiều sâu cắt lớn nhất C3.

* Nâng dần bàn ủi lên để giảm chiều sâu cắt; đến khi đạt đƣợc chiều sâu cắt nhỏ nhất hmin vết cắt có dạng hình thang.

54

Sơ đồ này cho phép sử dụng hợp lý chế độ lực kéo, rút ngắn thời gian chu kỳ làm việc, cũng nhƣ rút ngắn chiều d i quãng đƣờng cắt đất, v tích đất nên cho năng suất cao. Hầu hết máy ủi đều tiến hành cắt đất theo sơ đồ này và áp dụng cho mọi địa hình thi công.

+ Sơ đồ (b) thƣờng chỉ dùng khi thi công đất rắn có lực cản cắt riêng lớn

Chiều sâu cắt và chiều d i quãng đƣờng đ o đất theo ba sơ đồ trên quan hệ nhƣ sau: C1 L2>L3.

Sau khi kết thúc giai đoạn đ o đất, trƣớc bàn ủi đã đƣợc tích tụ đầy đất, máy ủi chuyển sang giai đoạn chuyển đất về phía trƣớc đến nơi đổ đất.

Trong khi di chuyển đất, đất sẽ bị rơi vãi sang hai bên của bàn ủi. Để bù lại lƣợng đất rơi vãi đó, ngƣời ta cho bàn ủi cắt đất với chiều sâu cắt hmin. Chiều sâu này không tha đổi trên suốt quãng đƣờng chuyển đất.

Tiếp theo l giai đoạn đổ đất, máy ủi tiến h nh đổ đất theo hai phƣơng ph p:

- Nếu nơi m đang thi công cần lấ đất để san lấp thì máy ủi đất theo cách san rải thành từng lớp.

- Khi san lấp rãnh với bờ thoải có chiều sâu nhỏ, máy ủi thƣờng di chuyển theo đƣờng chéo nhau (góc tạo bởi c c đƣờng chéo n thƣờng từ 40-450. Nhƣ vậy máy vừa san rải đất, vừa có tác dụng đầm chặt đất đƣợc nhiều lần.

Hình 4.5. Sơ đồ san lấp đất của máy ủi

Khi san lấp hồ ao với bờ dốc đứng và chiều sâu lớn, máy ủi thƣờng san lấp theo phƣơng ph p lấn dần tức l đất đƣợc đổ dần từ bờ ra. Phƣơng ph p n l m giảm độ dốc thi công cho máy ủi tức là giảm lực cắt di chuyển khi máy chạy lùi không tải, sau khi đổ đất xong. Nhƣng có nhƣợc điểm l độ chặt của đất không đƣợc đồng đều.

Nơi m đang thi công không cần lấ đất để san lấp rãnh hoặc ao hồ thì máy ủi tiến h nh đổ đất theo phƣơng ph p: nâng dần bàn ủi lên để vun đất th nh đống cao hơn mặt bằng thi công, tạo điều khiện thuận lợi cho m đ o một gầu, xúc lƣợng đất đó, chuyển đi nơi kh c, góp phần l m tăng năng suất cho m đ o một gầu.

N - 2016

Sau khi đổ đất xong, máy ủi di chuyển không tải về vị trí cũ để tiếp tục chu kỳ làm việc mới.

Thông thƣờng, máy ủi chạy lùi không tải về vị trí cũ để rút ngắn thời gian chu kỳ làm việc, tăng năng suất m . Song đôi khi, nếu chiều d i quãng đƣờng làm việc của máy lớn hơn chiều dài giới hạn vận chuyển đất thì có thể cho máy ủi qua đầu, rồi chạy tiến với số tiến cao nhất về vị trí cũ để tiếp tục chu kỳ làm việc mới.

4.3. QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MÁY ỦI Máy ủi thƣờng sử dụng hai loại hệ thống điều khiển:

+ Hệ thống điều khiển bằng cáp

+ Hệ thống điều khiển bằng thủy lực

Trong đó hệ thống điều khiển bằng thủy lực có nhiều ƣu điểm hơn so với bằng cáp

Sơ đồ hệ thống điều khiển bằng thủy lực của máy ủi đƣợc mô tả hình dƣới:

Hình 4.6. Hệ thống điều khiển thủy lực của máy ủi

Khi nhận đƣợc lực từ hộp rút công suất của máy kéo truyền tới, bơm dầu sẽ hoạt động, hai b nh răng của bơm sẽ quay theo chiều mũi tên để hút dầu từ bình chứa dầu số 2 về bơm. Từ bơm n , dầu đƣợc tăng p suất rồi theo đƣờng ống 9 đến van phân phối số 1. Nếu để van ở vị trí a, dầu từ ống 9 qua van sang ống 7 vào phần trên của c c xi lanh, đẩy c c pit tong 5 đi xuống để ấn bàn ủi v o đất. Dầu từ phần dƣới các pit tong 5, theo ống 8 về van và theo 10 về bình chứa 2.

Nếu xoa van đi 90o, chuyển sang vị trí b thì dầu sẽ từ bơm 4, qua van 1 v o phần dƣới của xi lanh 6 v đẩ pít tong 5 đi lên v b n ủi đƣợc nâng lên.

56

Nếu để van ở vị trí c thì dầu từ bơm 4, qua van 1, lúc n ống 9 và 10 thông với nhau, do đó dầu từ ống 9 qua van 1 theo ống 10 về bình chứa dầu số 2. Dầu không đến

c c xi lanh 6 m pit tong 5 đƣợc giữ cố định. Nghĩa l b n ủi đƣợc giữ cố định ở một vị trí n o đó.

Nếu để van ở vị trí d thì phần trên và phần dƣới của xi lanh 6 thông với nhau và bàn ủi đƣợc thả tự do. Tùy theo trọng lƣợng của thiết bị ủi và phản lực của nền đất mà bàn ủi có thể đƣợc nâng lên hay hạ xuống theo sự dịch chuyển của pit tong.

Thƣờng áp suất dầu do bơm tạo ra đạt trị số 700-750 N/cm3. Nếu áp suất dầu vƣợt quá giá trị cho phép thì dầu từ bơm 4 qua van an to n 3 về thùng chứa 2.

ƣơ 5. ÁY S

5.1. GIỚI THIỆU VỀ MÁY SAN

5.1.1. Công dụng của máy san Máy san thuộc nhóm m đ o v chu ển đất, đƣợc sử dụng để san đất, tạo mặt bằng cho việc xây dựng c c khu đô thị mới, các khu công nghiệp, dùng san phẳng các sân vận

N - 2016

động, sân bay, sân quảng trƣờng, các nền nhà máy lớn. M san đƣợc sử dụng rất rộng rãi trong ngành xây dựng đƣờng ô tô v đƣờng thành phố để san phẳng các vật liệu rải trên mặt đƣờng nhƣ đ dằm hoặc hỗn hợp bê tông, tạo điều kiện thuận lợi cho các máy làm việc đƣợc dễ dàng và hiệu quả đầm tốt hơn.

Đặc biệt m san đƣợc dùng để gạt ta luy cho mặt đƣờng và bờ kênh mƣơng dẫn nƣớc mà công việc này, các loại máy ủi và máy cạp không thể l m đƣợc. Máy san có lắp bàn xới, đƣợc dùng để xới đất, chuẩn bị cho bàn san vào thi công dễ d ng hơn khi gặp đất rắn. Ngoài ra, máy san còn lắp thiết bị ủi phía trƣớc để đ o chu ển đất, vun đất thành đống hoặc thu gôm vật liệu. Nhờ lắp them các thiết bị làm việc phụ này mà máy san có công dụng đa năng m ủi, máy cạp. Cự l san đất của m san thƣờng lớn hơn 500m l hợp lý.

5.1.2. Phân loại máy san Để phân loại máy san có thể dựa v o c c đặc điểm sau:

a. Dựa vào công thức trục của máy san:A xB xC

Hình 5.1. Các loại máy san

Trong đó: A-Số trục mang bánh dẫn hƣớng.

B- Số trục mang bánh chủ động.

C-Tổng số trục.

b. Dựa v o phƣơng ph p điều khiển

- M san điều khiển bằng thủy lực

- M san điều khiển bằng cơ khí

Trong đó, điều khiển bằng thủy lực có nhiều ƣu điểm hơn nhƣ: điều khiển nhẹ nhàng, chính x c, an to n, chăm sóc bảo quản đơn giản hơn nên điều khiển bằng thủy lực đang v sẽ đƣợc áp dụng rộng rãi ở tất cả các loại máy san.

58

c. Dựa vào trọng lƣợng và công suất máy

- Máy san loại nhẹ có trọng lƣợng: (7-9)T và công suất đến 75 mã lực

- Máy san loại trung bình: (10-12)T v đến 100 mã lực

- Máy san rất nặng:>18T và công suất đến 250 mã lực

d. Dựa vào khả năng di chu ển

- Máy san tự hành

- Máy san kéo theo

Trong đó: M san kéo theo có thể sử dụng máy kéo vào công việc khác khi cần thiết, song nó không san đất đƣợc khi chạ lùi, năng suất thấp nên hầu nhƣ không đƣợc sử dụng. Máy san tự h nh, san đất đƣợc cả khi máy chạy tiến v lùi nên đang đƣợc sử dụng rộng rãi.

5.2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY SAN

5.2.1. Cấu tạo chung của máy san

Hình 5.2. Cấu tạo chung của máy san

5.2.2. Nguyên lý làm việc của máy san Trong khi làm việc, thiết bị san hoạt động rất linh hoạt

+ Bàn san 4 có thể quay trong mặt phẳng ngang nhờ nó đƣợc liên kết với vành răng số 10. V nh răng số 10 sẽ nhận chuyển động quay từ động cơ thủy lực truyền tới qua hộp giảm tốc trục vít-bánh vít, làm cho bàn san có thể quay vòng 360o. Nhờ vậ đến cuối hành trình san, ngƣời lái không cần điều khiển quay vòng máy san mà chỉ cần cho bàn san quay 180o rồi cho máy san chạy lùi và việc san đất vẫn đƣợc tiến hành bình

N - 2016

thƣờng nhƣ khi m chạy tiến. Máy san là loại duy nhất trong m đ o-chuyển đất có thể làm việc khi chạy lùi.

+ B n san v khung kéo đƣợc dịch chuyển sang hai bên cạnh máy nhờ xi lanh số 7. Khung kéo 5 đƣợc liên kết với đầu trƣớc khung chính 2 bằng khớp cầu vạn năng C. Điều đó cho phép khung kéo v b n san đƣợc nâng lên, hạ xuống và dịch chuyển sang hai bên một cách dễ dàng.

+ B n san đƣợc nâng hạ bởi hai xi lanh số 8. Khác với máy ủi, hai xi lanh này làm việc độc lấp nên chúng có thể nghiêng bàn so với phƣơng ngang một góc khá lớn (30- 45o)

+ Khi kết hợp đồng thời các hoạt động nêu trên, máy san là loại duy nhất trong m l m đất có thể gạt ta luy cho các mặt đƣờng hoặc bờ kênh mƣơng dẫn nƣớc.

+ Khi máy san làm việc trên mặt phẳng nghiêng ngang, bánh dẫn hƣớng phía trƣớc có thể nghiêng đi một góc so với trục đứng của nó. Nhờ vậ m tăng đƣợc độ ổn định ngang của m san trong trƣờng hợp này. Góc nghiêng của b nh trƣớc =20-30o.

Hình 5.3. Sơ đồ nghiêng b nh trƣớc của máy san

60

Khi san đất, b n san thƣờng đƣợc quay trong mặt phẳng ngang v đặt lệch so với trục dọc của máy một góc  =40-45o. Vì vậy, mặc dù máy san cắt đất và di chuyển thẳng về phía trƣớc nhƣng đất chạy dọc theo chiều dài của b n san v đƣợc đổ sang bên cạnh m . Khi m san đƣợc dùng để rải vật liệu cho ng nh l m đƣờng thì nâng bàn san lên khỏi mặt đƣờng và khoảng cách từ mép dƣới dao cắt đến mặt đƣờng chính bằng chiều dày lớp vật liệu cần rải.

5.3. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY SAN Hiện nay hầu hết các máy san trên thế giới đều đƣợc điều khiển bằng hệ thống thủy lực.

Sơ đồ hệ thống điều khiển bằng thủy lực đƣợc mô tả hình dƣới.

Hệ thống điều khiển bằng thủy lực của máy san giúp cho bàn san hoạt động linh hoạt hơn b n ủi. Do đó, nó có thể có một số điểm kh c nhau cơ bản so với hệ thống điều khiển bằng thủy lực của máy ủi, cụ thể:

+ Việc nâng hạ b n san đƣợc thực hiện nhờ hai xi lanh số 3. Hai xi lanh này làm việc độc lập nên hai đầu bàn san có thể chuyển động ngƣợc chiều nhau (đầu này nâng lên, đầu kia hạ xuống). Bởi vậy, bàn san có thể nghiêng so với phƣơng ngang 30-450.

+ Bàn san nhận đƣợc chuyển động quay từ động cơ thủy lực số 5, qua hộp giảm tốc trục vít-bánh vít 5 và một b nh răng nhỏ ăn khớp với vành răng lớn (v nh răng 10). B n san đƣợc lắp với v nh răng n nên nó cũng qua theo v nh răng một góc 3600 trong mặt phẳng ngang.

Hình 5.4. Sơ đồ điều khiển bằng thủy lực của máy san

+ B n san v khung kéo đƣợc đƣa sang phải hoặc sang trái so với trục dọc của máy nhờ các xi lanh 6 và 9.

+ Khi máy san làm việc trên bề mặt nghiêng ngang thì c c b nh trƣớc dẫn hƣớng đƣợc nghiêng đi một góc cho phù hợp với góc nghiêng của bề mặt làm việc nhờ xi lanh 7. Do đó l m tăng độ ổn định ngang của máy khi làm việc trong trƣờng hợp này.

5.4. PHÂN TÍCH ƢU VÀ NHƢỢC ĐIỂM CÁC LOẠI MÁY SAN 5.4.1. Về công thức trục của máy san

a. Máy san hai trục

N - 2016

So với máy san ba trục, máy san hai trục có chiều dài nhỏ hơn, nên b n kính qua vòng của nó nhỏ hơn, nó có thể hoạt động trong những địa hình chật hẹp hơn m san ba trục. Song, máy san hai trục có một nhƣợc điểm rất cơ bản so với máy san 3 trục, đó l : khi cắt đất, quá rắn hoặc lƣỡi san gặp chƣớng ngại vật trong lòng đất, phản lực của đất tác dụng lên dao cắt rất lớn; Máy phải dùng lực kéo lớn nhất để khắc phục lực cản đó. Khi đó, lƣỡi san trở th nh điểm tựa chính chịu tải trọng theo phƣơng thẳng đứng của máy tác dụng, l m cho c c b nh xe trƣớc bị nâng lên khỏi mặt đất, đồng thời các bánh xe sau cũng có xu hƣớng thoát khỏi mặt đất, làm giảm đ ng kể giá trị lực bám của bánh xe chủ động với mặt đƣờng, hay xảy ra hiện tƣợng bánh xe chủ động qua trƣợt trên mặt đƣờng.

b. Máy san ba trục

Dù máy có công thức loại n cũng khắc phục đƣợc nhƣợc điểm nêu trên của máy san hai trục khi có hiện tƣợng tƣơng tự xảy ra. Bởi vậy máy san ba trục đang đƣợc ứng dụng rộng rãi ngày nay.

5.4.2. Về kết cấu khung chính của máy a. Khung chính loại 1

Khung này gồm 2 phần riêng biệt:

- Phần cơ bản đỡ đầu máy, các cầu chủ động và hệ thống điều khiển. Phần này có kết cấu khung chữ nhật phẳng đƣợc chế tạo từ thép [rồi hàn lại với nhau thành khung chữ nhật phẳng.

- Phần còn lại để treo v đỡ thiết bị làm việc chính của m san nhƣ khung kéo v b n san; đỡ và treo thiết bị ủi phía trƣớc v để treo các xi lanh thủy lực điều khiển thiết bị làm việc

Hình 5.5. Kết cấu khung chính loại 1

- Sau đó hai phần đƣợc hàn lại với nhau tạo thành khung chính của máy san.

62

Khung chính loại n có ƣu điểm: dễ chế tạo, vì khi uốn thép [ chỉ cần uốn theo một phƣơng để đảm bảo độ đồng phẳng, đồng tâm giữa các dầm chữ [ khi uốn và hàn. Tu nhiên theo phƣơng ph p n thì phải hàn 2 phần lại với nhau, tốn them vật liệu que

hàn và tốn công, giá thành khung sẽ đắt hơn. Khung chính loại n thƣờng đƣợc áp dụng cho máy san có công suất và trọng lƣợng nhỏ và trung bình.

b. Khung chính loại b

Kết cấu khung chỉ là một dầm liên tục trên suốt chiều dài của nó. Khung đƣợc chế tạo từ thép [ đƣợc uốn cong theo 2 phƣơng kh c nhau trong cả 2 mặt phẳng (nằm ngang và nằm đứng). Do đó, việc chế tạo phức tạp khó khăn nhất l khó đảm bảo độ đồng phẳng giữa các dầm trong cả 2 mặt phẳng khi uốn cũng nhƣ khi h n. M san sử dụng khung chính loại này, sẽ có bán kính quay vòng lớn.

Hình 5.6. Kết cấu khung chính loại 2

c. Khung chính loại c

Ở các máy san có trọng lƣợng và công suất lớn, khung chính của m đƣợc chế tạo thành 2 phần trƣớc và sau. Phần trƣớc để treo v đỡ khung kéo, bàn san, thiết bị ủi phía trƣớc và toàn bộ hệ thống xi lanh thủy lực điều khiển thiết bị làm việc. Phần khung này chế tạo từ các thép chữ [ rồi hàn lại với nhau tạo thành một dầm có tiết diện hình hộp chữ nhật.

Phần sau đễ đỡ đầu máy, các cầu chủ động và hệ thống điều khiển. Phần này đƣợc chế tạo từ thép chữ [ rồi hàn lại với nhau thành khung hình chữ nhật phẳng.

Phần phía trƣớc và phần sau khung chính đƣợc liên kết với nhau bằng khớp vạn năng. Nhờ vậy mà phần khung phía trƣớc cũng với cầu trƣớc, c c b nh xe trƣớc và toàn bộ thiết bị làm việc gồm: khung kéo, bàn san, vòng quay bàn san có thể dịch chuyển tƣơng đối so với phần khung phía sau một góc 15o. So vơi m san kh c, cùng trọng lƣợng, cùng kích thƣớt, nhƣng kết cấu khung rất phức tạp, khó chế tạo, nên loại khung n thƣờng chỉ áp dụng cho máy san loại nặng và có chiều dài lớn.

N - 2016

64

Hình 5.7. Kết cấu khung chính loại c

5.4.3. Kết cấu khung kéo Khung kéo đƣợc sơ đồ hóa và mô tả nhƣ hình dƣới. Có hai loại két cấu khung kéo:

a. Khung kéo theo hình a

Kết cấu khung này gồm 3 dầm đƣợc hàn lại với nhau thành khung phẳng hình tam giác. Loại n có độ cứng vững tốt hơn, khả năng chịu tải tốt hơn v dễ dàng bố trí các bộ phận dẫn hƣớng cho vòng quay bàn san khi quay. Song nó có kết cấu phức tạp, khi h n khó đảm bảo độ đồng phẳng giữa các dầm, làm khung dễ vênh, trọng lƣợng khung kéo loại n cũng lớn hơn, l m tăng trọng lƣợng v gi th nh m san. Do đó khung kéo loại này chỉ dùng cho máy san có trọng lƣợng và công suất lớn.

b. Khung kéo theo hình b

Kết cấu khung loại này chỉ gồm có dầm dọc v ngang. Do đó việc chế tạo đơn giản hơn, dễ d ng đảm bảo độ đồng phẳng của hai dầm khi hàn. Trọng lƣợng của khung kéo theo phƣơng n n nhỏ hơn phƣơng n trên nên góp phần làm giảm trọng lƣợng toàn bộ và giá thành máy san. Khung kéo loại n thƣờng đƣợc áp dụng cho máy san nhỏ và trung bình.

Hình 5.8. Kết cấu khung kéo

5.4.4. Về điều khiển Điều khiển bẳng thủy lực có nhiều điểm hơn so với điều khiển bằng cơ khí: điều khiển nhẹ nhàng, chính xác, êm dịu. Hình thức máy gọn, đẹp, chăm sóc, bảo quản dễ dàng nên hầu hết các máy san hiện đại đều đƣợc điều khiển bằng thủy lực.

N - 2016

ƣơ . ÁY P

6.1. KHÁI NIỆM CHUNG

6.1.1. Công dụng của máy cạp Máy cạp là loại m đ o v vận chuyển đất nên công dụng chính của nó l đ o v vận chuyển đất ở cự ly lớn hơn m ủi. Với máy cạp tự hành, cự l đ o v vận chuyển đất tới 5000 m, còn với máy cạp kéo theo nhờ máy kéo xích thì cự l đ o v vận chuyển đất thích hợp của nó tới 500m

Trong thực tế, máy cạp thƣờng đƣợc dùng vào các công việc sau:

+ Đ o đắp nền đƣờng, đ o bóc lớp đất mùn trên các mỏ than, quặng trƣớc khi vào khai thác mỏ, san sơ bộ để tạo mặt bằng xây dựng công trình dân dụng và khu công nghiệp trên c c đồi trung du, các công trình thủ điện, cầu đƣờng…

+ Khi mang đất trong thùng cạp và di chuyển, máy cạp sẽ có tác dụng nhƣ m đầm lăn b nh hơi vì nền đƣờng máy máy chạ qua đã đƣợc nén chặt v tăng cƣờng độ chịu lực của đƣờng.

6.1.2. Phân loại Có thể dựa v o c c đặc điểm sau để phân loại máy cạp

a. Dựa v o phƣơng ph p đổ đất ra khỏi thùng cạp

Máy cạp đổ đất theo phƣơng ph p rơi tự do của đất khi thùng cạp đƣợc lật lên. Thùng có thể lật về phía trƣớc hoặc lật về phía sau, đất đƣợc rơi tự do ra ngo i dƣới tác dụng của trọng lƣợng bản thân nó. Đổ đất theo phƣơng ph p n thƣờng đƣợc áp dụng cho những máy cạp có dung tích thùng nhỏ, dùng đ o đất khô, tơi.

Máy cạp đổ đất theo phƣơng ph p cƣỡng bức: Nhờ việc đẩy tấm gạt đất từ phía sau về phía thùng cạp, l m đất chuyển động cƣỡng bức v rơi ra khỏi thùng. Phƣơng ph p n thƣờng đƣợc áp dụng cho những máy cạp có dung tích thùng vừa và lớn, đ o đất khô v ƣớt đều đƣợc.

Máy cạp đổ đất theo phƣơng ph p nửa cƣỡng bức: Trong thùng cạp có thêm đ lật. Khi đổ đất đ lật đƣợc nâng lên quay quanh một điểm tựa phía trƣớc của đ từ vị trí I đến vị trí II. Ở thời điểm n đất trong thùng bị cƣỡng bức chuyển động. Từ vị trí II, đất đƣợc rơi tự do ra khỏi thùng dƣới tác dụng của trọng lƣợng bản thân nó

66

Trong c c phƣơng ph p trên thì phƣơng ph p đổ đất theo phƣơng ph p rơi tự do, tiêu hao ít năng lƣợng hơn nhƣng đổ đất không đƣợc sạch bằng phƣơng ph p cƣỡng bức, nhất là khi gặp đất ƣớt, dính. Phƣơng ph p nửa cƣỡng bức tổng hợp c c ƣu điểm của hai phƣơng ph p trên.

Hình 6.1. Sơ đồ đổ đất của thùng cạp

b. Dựa v o phƣơng ph p điều khiển

+ Máy cạp điều khiển bằng cáp

+ Máy cạp điều khiển bằng thủy lực

Trong đó điều khiển bằng thủy lực có ƣu điểm hơn : điều khiển nhẹ nhàng, êm, an toàn khi quá tải, độ tin cậy cao, tuổi thọ cao, chăm sóc bảo quản dễ dàng, hình dáng máy đẹp, trọng lƣợng nhỏ, kích thƣớt gọn gang hơn so với m điều khiển bằng cáp. Bởi vậy điều khiển bằng thủy lực đang đƣợc sử dụng rộng rãi và dần dần thay thế điều khiển bằng cáp.

c. Dựa vào dung tích thùng

+ Máy cạp loại nhỏ có dung tích thùng dƣới 6m3;

+ Máy cạp loại trung bình, có dung tích thùng 6-18m3

+ Máy cạp loại lớn, có dung tích thùng >18m3

d. Dựa v o phƣơng ph p l m đầy thùng cạp

+ Máy cạp l m đầy thùng cạp bằng cách hạ thùng cạp xuống, cho dao cắt ăn sâu v o đất, đồng thời cho máy di chuyển về phía trƣớc, đất đƣợc tách khỏi nền cơ bản và tự cuộn vào trong thùng cạp để l m đầ thùng. Đâ l phƣơng ph p tự l m đầy thùng

+ Máy cạp l m đầy thùng cạp nhờ thiết bị phụ trợ kh c nhƣ m đ o nhiều gầu đặt phía trƣớc thùng cạp để đ o đất v o trong thùng. Phƣơng ph p n gọi l m đầ cƣỡng bức.

e. Dựa vào khả năng di chu ển

+ Máy cạp kéo theo hai trục

N - 2016

+ Máy cạp kéo theo một trục

+ Máy cạp tự hành

6.2. CẤU TẠO CHUNG CỦA MÁY CẠP

6.2.1. Cấu tạo chung của máy cạp a. Máy cạp tự hành

Hình 6.2. Máy cạp tự hành

Ở máy cạp tự hành, khung chính của m đƣợc tựa trên khớp vạn năng liên kết giữa khung v đầu kéo, trên trục bánh xe chủ động. Nhờ đƣợc liên kết bằng khớp vạn năng với đầu kéo nên trong khi làm việc, mặc dù b nh xe trƣớc và bánh xe sau có thể nằm trong các mặt phẳng khác nhau do mấp mô mặt đƣờng, nhƣng khung không bị vặn, đồng thời giúp cho máy quay vòng dễ dàng, bán kính quay vòng nhỏ hơn. Phía sau khung chính đƣợc tựa trên khung kéo đƣợc tựa trên trục của bánh xe bị động phía sau.

b. Máy cạp kéo theo

Cấu tạo chung của máy cạp kéo theo thể hiện trên hình dƣới:

Trong đó: Khung chính số 3 có đầu phía trƣớc tựa trên trục b nh xe trƣớc của máy cạp. Đầu phía sau khung chính đƣợc tựa trên khung kéo nhƣ m cạp tự hành.

68

Ở máy cạp kéo theo, toàn bộ trọng lƣợng bản thân của thiết bị làm việc và trọng lƣợng đất trong thùng đƣợc truyền xuống các bánh của máy cạp.

Hình 6.3. Máy cạp kéo theo

6.2.2. Nguyên lý làm việc của máy cạp a. Giai đoạn đ o v tích đất vào thùng cạp

Giai đoạn này gọi l giai đoạn l m đầy thùng cạp. Thùng cạp đƣợc hạ xuống nhờ xilanh thủy lực, để cho dao cắt cắm sâu v o đất, đạt chiều dày lớp đất thích hợp, đồng thời cho máy di chuyển từ về phía trƣớc, thƣờng với tốc độ chậm nhất. Đất đƣợc cắt và tách khỏi nền cơ bản và cuộn vào trong thùng cạp để l m đầ thùng. Qu trình l m đầy thùng đƣợc tiến h nh theo hình dƣới

+ Pha thứ nhất: Đất đƣợc cuộn vào trong thùng cạp và di chuyển về phía sau của thùng. Khi khối đất ở phía sau thùng đƣợc tích cao dần và tạo góc nghiêng 

+ Pha thứ hai: Đất đƣợc cuộn về phía cửa thùng v tích đầ phía trƣớc thùng cạp.

+ Pha thứ ba: Sau khi đất đã đƣợc tích đầy cửa thùng, đất đƣợc cuộn lên trên để làm đầy phía trên miệng thùng và tạo ra pha thứ ba.

Hình 6.4. Qu trình tích đất vào thùng cạp

N - 2016

b. Giai đoạn vận chuyển đất

Sau khi đã đƣợc tích đầy vào thùng, thùng cạp đƣợc nâng lên khỏi mặt đất đồng thời với việc đóng cửa thùng lại. Máy di chuyển về phía trƣớc đến nơi đổ đất, với tốc độ lớn nhất có thể, để rút ngắn thời gian vận chuyển máy cạp có tải.

Hình 6.5. C c giai đoạn trong chu kỳ làm việc của máy cạp

c. Giai đoạn đổ đất

Máy cạp đổ đất và rải thành lớp. Chiều dày lớp đất rải là khoảng cách từ mép dao cắt ở đ thùng đến mặt đất; chiều d n đƣợc điều chỉnh nhờ xi lanh nâng hạ thùng cạp. Máy cạp vừa di chuyển vừa đổ đất.

d. Giai đoạn không tải về vị trí cũ

Sau khi đổ đất xong, máy cạp qua đầu và chạy không tải với tốc độ lớn nhất về vị trí ban đầu và tiếp tục chu kỳ làm việc mới.

6.3. CẤU TẠO THÙNG CẠP

6.3.1. Cửa thùng Thùng cạp là bộ phận làm việc chính của máy cạp. Nó dùng để cắt đất nhờ dao cắt ở phía trƣớc đ thùng, tích đất, chứa đất v đổ đất.

- Loại tự mở cửa trong khi đ o đất.

- Loại mở cửa có điều khiển

6.3.2. Dao cắt đất của thùng cạp a. Dao thẳng

70

Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và nếu dùng máy cạp để san đất thì dao thẳng sẽ cho độ phẳng tốt nhất. Tuy nhiên, dao thẳng không thích hợp với chiều sâu cắt tha đổi, hiệu quả l m đầ thùng kém hơn, chiều d i quãng đƣờng l m đầy lớn năng suất thấp hơn.

Hình 6.6. Hình dạng dao cắt thùng cạp

b. Dao bậc thang

Dao này khắc phục đƣợc nhƣợc điểm của dao thẳng, làm giảm lực cản đ o khi chiều sâu cắt tha đổi, rút ngắn chiều d i quãng đƣờng l m đầy và thời gian làm từ 10-18% so với dao thẳng. Vì vậy, hầu hết máy cạp lắp dao bậc thang. Tuy nhiên, dao bậc thang cho độ phẳng không tốt băng dao thẳng khi san đất.

c. Dao cong

Thƣờng đƣợc dùng để đ o đất rắn nhƣ sét nặng. Ngo i ƣu điểm: rút ngắn thời gian l m đầy và nâng cao hệ số l m đầ v năng suất m nhƣ dao bậc thang. Nó còn đảm bảo đất bị ít rơi vãi sang hai bên mép thùng. Tu nhiên, nó cấu tạo phức tạp.

6.4. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC CỦA MÁY CẠP Hệ thống điều khiển bằng thủy lực khắc phục đƣợc nhƣợc điểm của hệ thống điều khiển bằng cáp, góp phần làm cho kết cấu máy gọn, nhẹ, hình d ng đẹp, điều khiển nhẹ nhàng, êm, chính xác, an toàn, chắc chắn; chăm sóc, bảo dƣỡng đơn giản nên hệ thống điều khiển bằng thủy lực đang đƣợc sử dụng rất rộng rãi.

Sơ đồ hệ thống điều khiển bằng thủy lực đƣợc thể hiện trên hình

Hình 6.7. Hệ thống điều khiển thủy lực máy cạp

N - 2016

C c bơm dầu số 3 đƣợc dẫn động từ động cơ chính của đầu m cơ sở qua trục công suất. Hệ thống van phân phối số 5 đƣợc đặt trong buồng l i để điều khiển các bộ xi lanh công tác 7, 8 và 9. Mỗi bộ xi lanh này gồm hai xi lanh v đƣợc phân phối dầu từ một van phân phối. Hai xi lanh trong một bộ, làm việc đồng thời với nhau. Ngoài ba bộ xi lanh nêu trên, máy cạp tự hành và máy cạp nửa kéo theo còn có thêm hai xi lanh để quay vòng máy.

Khác với ba bộ xi lanh 7,8,9 của ba cơ cấu nâng hạ thùng, đóng mở cửa thùng v cơ cấu xả đất, bộ xi lanh để quay vòng máy có hai xi lanh làm việc ngƣợc chiều nhau, nghĩa là dầu từ van phân phối đến với hai xi lanh theo chiều ngƣợc nhau, sao cho nếu ở xi lanh này, piton duỗi ra thì ở xi lanh kia, pit ton co lại.

72

Ở các máy cạp điều khiển bằng thủy lực, khi hạ thùng cạp xuống đất, để dao cắt ấn sâu v o đất thực hiện qu trình đ o đất thì lực ấn sâu dao cắt v o đất gồm hai thành phần: trọng lƣợng bản thân thiết bị làm việc và áp lực của dầu. Còn ở máy cạp điều khiển bằng cáp thì lực này chỉ do trọng lƣợng bản thân của thiết bị làm việc tạo ra.

ƣơ 7. ÁY ẦM LÈN

Đầm lèn chặt nền đất l tăng độ bền chặt và tăng sức chịu lực của công trình,

7.1. MỤC ĐÍCH, BẢN CHẤT VÀ CƠ SỞ CỦA VIỆC ĐẦM LÈN chống lún, chống thấm và làm phẳng nhẵn bề mặt.

Mỗi công trình đòi hỏi tính bền chặt nhất định của nền đất, đƣợc so sánh với độ chặt tiêu chuẩn max(g/cm3). Qu trình đầm lèn đƣợc thực hiện có hiệu quả là do sự biến dạng của đất ( → max). Dƣới tác dung của ngoại lực, các loại đất đ , c t đƣợc sắp xếp lại, bớt chỗ trống, đất chặt thêm. Biến dạng vĩnh viễn của đất, tức là khả năng thu nhỏ thể tích đất mới có ý nghĩa sử dụng, còn biến dạng đ n hồi thì không.

- Lực tác dụng gây nên áp suất trên mặt đất. Nếu lực tác dụng quá lớn thì có biến

7.2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH ĐẦM ĐẤT dạng đ n hồi.

- Thời gian tác dụng lực đầm .

- Độ ẩm của đất .

- Độ dày lớp đất đầm.

- Tính năng, công dụng riêng của máy hay thiết bị đầm

7.3. CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐẦM ĐẤT - Bằng lực tĩnh (bằng m lu), hình 5.1a.: đất đƣợc đầm lèn chủ yếu do trọng lƣợng của bản thân m đầm truyền qua quả lăn ha b nh xe xuống nền. Trong quá trình đầm lực đầm không tha đổi.

- Bằng lực xung kích (lực động), hình 5.1b: đất hay vật liệu rời đƣợc đầm chặt

nhờ động năng của quả đầm khi rơi xuống. Lực tác dụng tha đổi theo chu kỳ.

- Bằng lực chấn động (rung), hình 5.1c: bộ máy truyền cho nền một dao động làm cho các hạt vật liệu chuyển động tƣơng đối với nhau và liên kết chặt lại, các lỗ hổng không khí giữa c c hòn đất mất đi, do đó đất trở nên bền chắc hơn.

- Phƣơng ph p kết hợp.

N - 2016

Hình 7.1. C c phƣơng ph p đầm lèn đất Vì thế ngƣời ta phân loại m đầm đất ra 3 loại: M đầm tĩnh, m đầm động và

máy đầm rung theo phƣơng ph p t c dụng lực đầm v tính năng của từng loại.

7.4. CÁC LOẠI MÁY ĐẦM LÈN

tới bằng không ở thực cuối lƣợt tiến tế

7.4.1. M đầm lèn tĩnh M đầm lèn loại này hoạt động với tốc độ thấp. Để có hiệu quả tốt ngƣời ta thấy rằng lƣợt đầu v lƣợt cuối cùng nên đi với tốc độ 1,5÷2,5 m/s; c c lƣợt khác có tốc độ nhanh hơn. Sau mỗi lƣợt tác dụng độ chắc của nền tăng lên, v cƣờng độ biến dạng của nền giảm đi v cùng. Muốn cho đất biến dạng nữa để có độ chắc lớn hơn phải dùng máy có trọng lƣợng lớn hơn.

a. Máy lu bánh lốp

Hình 7.2. Máy lu bánh lốp Loại n đƣợc sử dụng rất phổ biến để đầm đất cũng nhƣ đầm kết cấu bề mặt công

74

trình đƣờng.

- Ƣu điểm:

+ Điều chỉnh đƣợc áp lực đè lên nền dễ dàng trong phạm vi khá rộng nhờ tha đổi

áp lực hơi trong b nh (3÷6 at).

+ Tốc độ lu lèn lớn.

+ Cấu tạo đơn giản, vận chuyển dễ dàng.

+ M cho năng suất cao, chiều sâu ảnh hƣởng lớn, tới (40÷45)cm.

+ Thích hợp với mọi loại nền đất do tăng giảm đƣợc trọng lƣợng và áp suất hơi trong bánh.

- Nhƣợc điểm:

+ Cấu tạo tƣơng đối cồng kềnh.

+ Tuổi thọ của lốp đầm lèn không cao.

- Phân loại:

+ Theo khả năng di chu ển: tự hành hoặc không tự hành.

+ Theo trọng lƣợng: loại nhỏ (5÷15)T, loại vừa (15÷50)T, loại lớn (50÷100)T và có thể đến 200T.

- Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

Máy có cấu tạo đơn giản gồm: khung đƣợc liên kết với đầu kéo bằng khớp quay, khung liên kết với thùng chất tải bằng khớp quay và hệ thống lò xo giảm chấn. Bộ công t c đầm chủ yếu là hệ thống bánh lốp đặt dƣới thùng chất tải. Thùng chất tải chứa đất đ hoặc các khối bê tông, gang để có thể lấy ra hoặc thêm vào dễ dàng theo yêu cầu điều chỉnh trọng lƣợng của máy.

Khi làm việc, để phù hợp với yêu cầu kỹ thuật đầm lèn, ta điều chỉnh trọng lƣợng đầm lèn của máy bằng c ch tha đổi khối lƣợng đất đ , phiến gang hoặc các khối bê tông ở trong thùng. Ngo i ra ngƣời ta còn điều khiển áp lực đè lên nền thông qua việc tăng giảm áp suất của c c b nh đầm.

Áp suất của bánh có thể điều chỉnh nhƣ sau (khi không tăng giảm trọng lƣợng của m ): đất rời p = 0,2MN/m2; đất nữa rời nữa dẻo p = (0,3÷0,4)MN/m2, đất dẻo p = (0,5÷0,6)MN/m2.

Để lăn nhẵn lớp nhựa đƣờng, thƣờng dùng loại lu trơn có b nh thép nhẵn lăn trƣớc,

bánh lốp lăn lại.

b. Máy lu bánh thép - Công dụng

N - 2016

+ Máy lu bánh thép loại trơn nhẵn đƣợc sử dụng để đầm lèn kết cấu bề mặt công trình (nhƣ mặt đƣờng ô tô) nhƣng không đƣợc dùng để thi công nền móng công trình vì những lý do chủ yếu sau:

+ Chiều sâu ảnh hƣởng quá nhỏ (15÷25)cm, lớp đất đắp đƣợc đầm lèn quá nhỏ

nên năng suất thấp.

+ Bề mặt từng hớp đất đắp sau khi đầm lèn bằng máy này rất dễ trở thành nhẵn mịn làm cho lớp đất tiếp theo nó khó kết dính với lớp đất dƣới để tạo cho nền công trình trở thành một thể thống nhất liên kết chặt chẽ với nhau.

+ Sức bám của máy kém, máy cồng kềnh, nặng nề và chậm chạp. Loại máy này

chỉ dùng để đầm lèn kết cấu bề mặt công trình là thích hợp.

Vì vậ m lu b nh thép đƣợc sử dụng để đầm bề mặt của đƣờng, đầm bề mặt

đƣờng nhựa hoặc có thể tham gia đầm nền đ .

b)

a)

- Cấu tạo và nguyên lý làm việc

Hình 7.3. M lu trơn a) Lu trơn kiểu tự h nh, b) Lu trơn kiểu kéo theo 1- B nh trƣớc; 2- Máy kéo; 3- Tay lái; 4- Cần điều khiển; 5- Mái che; 6- Lƣỡi gạt đất; 7- Bánh sau.

Bộ phận công t c chính l c c b nh lu trƣớc v sau. Đó l c c khối thép rỗng rất nặng, đƣờng kính từ 1÷1,5m, d i 1÷2m. Thƣờng thì b nh lu sau có đƣờng kính lớn hơn b nh trƣớc. Bên thành bánh lu có khoét cửa gia trọng.

Khi máy di chuyển, c c b nh lu lăn trên mặt đất để nén đất bằng trọng lƣợng của cả máy và làm phẳng đất. Khi gặp đất tơi xốp thì dùng quả lăn lớn đi trƣớc, tức là nên cho m đầm lùi.

Còn lu trơn kéo theo thì rất đơn giản, (hình 5.3b) gồm 1 b nh lăn đặt trong khung

76

kéo. Hai đầu khung có móc kéo để móc vào máy kéo.

Lu trơn có đặc điểm là kết cấu đơn giản, dễ làm phẳng nhẵn mặt đất nhƣng lực

đầm nhỏ, tốc độ chậm, khó di chuyển trên nền đất tơi.

c. Máy lu chân cừu - Công dụng

Đƣợc sử dụng ở những nơi có khối lƣợng đất đắp lớn nhƣ đầm lèn c c đoạn đê,

đập yêu cầu độ chặt v độ ổn định của nền cao.

- Ƣu điểm

+ Chiều sâu ảnh hƣởng lớn do áp suất nén tập trung vào các cấu chân cừu( lớn hơn

so với đầm b nh hơi).

+ Cấu tạo đơn giản, giá thành rất rẻ.

+ Năng suất cao, chất lƣợng đầm lèn tốt.

+ Nền đắp gồm nhiều lớp đầm lèn riêng biệt chồng lên nhau nhƣng vẫn đảm bảo

đƣợc sự thống nhất, độ lèn chắc.

- Nhƣợc điểm:

+ Vận chuyển khó khăn.

+ Chỉ thích hợp với loại đất dẻo có độ ấm đƣợc qu định chặt chẽ.

+ Tầng dƣới nền đầm lèn chắc nhƣng tầng trên bề mặt không chặt.

+ Hệ số cản di chuyển lớn nên sức kéo đòi hỏi lớn.

- Cấu tạo

Hình 7.4. Máy lu chân cừu

Cấu tạo của đầm chân cừu thƣờng dƣới dạng không tự hành, gồm một trống lăn trơn g trên khung kéo. Tang trống đƣợc bao quanh bằng những v nh đai có gắn những vấu hình chân cừu. Lòng trống rỗng, trên mặt trống có khoét các cửa để đổ nƣớc, cát, N - 2016

dùng để tăng giảm trọng lƣợng khi m đầm lèn. Để hạn chế đất b m dính v o chăn cừu, m đƣợc lắp các tấm gạt đất xen kẽ giữa các chân cừu.

Chân cừu có nhiều hình dáng khác nhau, tuỳ theo tính chất làm việc. Trống lăn có thể hoạt động theo một chiều hoặc hai chiều tuỳ theo hình dáng của chân cừu. Trên 1m2 diện tích tang trống, thƣờng bố trí khoảng 20 ÷25 vấu đƣợc xếp theo kiểu bàn cờ lệch.

c. Năng suất của m đầm tĩnh

Trong đó:

L(m)- Chiều dài quả lăn.

b(m)- Khoảng trùng lặp, b = 0.1m

h(m)- Độ dày lớp đất đầm.

v(m/h)- Tốc độ di chuyển của máy.

n- Số lƣợt đầm tại một chỗ.

ktg- Hệ số sử dụng thời gian.

7.4.2. M đầm lực động (xung kích)

Dùng để đầm đất dính v không dính, đất khô qu ha ƣớt quá theo từng lớp v độ

a. M đầm rơi sâu tới 1,3m.

Hình 7.5. Cấu tạo m đầm rơi

1- Quả đầm; 2- ống dẫn đầm; 3- C c c p nâng đầm; 4- Các ròng rọc đỡ cáp; 5- Bánh lệch tâm; 6- Hộp giảm tốc; 7- Khung treo cáp; 8- M cơ sở.

78

Bộ phận công tác chính là 2 quả đầm hình khối bằng gang ha bê tông đƣợc treo trên các cáp 3, nặng từ 500 ữ 2000 kg. Đầu kia của các cáp nối với bánh lệch tâm. Các

bánh lệch tâm gắn so le với 2 đầu trục ngoài hộp giảm tốc. Vì thế khi trục quay, một dây cáp sẽ bị kéo nâng 1 quả đầm lên, cáp kia lại đƣợc nhả để hạ quả đầm thứ 2 xuống nền đất. M cơ sở di chuyển và các quả đầm cứ luân phiên nhau nện xuống đất.Máy này còn có thể dùng để đóng cọc nhỏ. Nhƣng khu ết điểm của nó l năng suất không cao.

Công dụng nhƣ đầm rơi nhƣng độ sâu tác dụng lực đầm chỉ tối đa l 0,8m. Quả

b. M đầm xung kích quả lăn đầm hình trụ ở dạng kéo theo, đặt trong khung kéo.

Hình 7.6. Cấu tạo quả lăn 1- Quả lăn; 2- C nh ngăn; 3- Khối nặng xung kích; 4- Con lăn; 5- Rãnh lăn

Quả lăn loại nhỏ có đƣờng kính 1m thì có 4 khối nặng, 4 rãnh, 4 con lăn.

Loại trung bình đƣờng kính 1,5m thì có 6 khối nặng, 6 rãnh, 6 con lăn.

Loại lớn có đƣờng kính 2m thì có 8 khối nặng, 8 rãnh, 8 con lăn.

Khi quả lăn đƣợc kéo đi, c c khối nặng lần lƣợt đƣợc nâng lên. Đến một độ nghiêng n o đó của rãnh lăn, c c khối nặng sẽ cùng con lăn lăn xuống để đập vào trục quả lăn hoặc đập v o nhau m đầm nén đất bằng lực xung kích. Loại n tu đơn giảnnhƣng l m việc gây ồn, chi phí công cho di chuyển cao.

c. Năng suất m đầm lực động:

Trong đó:

Bđ- Chiều rộng của lớp đất đƣợc đầm (m)

v(m/h)- Tốc độ di chuyển của máy.

h- Độ dày lớp đất đầm (m)

n- Số lần đầm qua lại tại một chỗ; ktg- Hệ số sử dụng thời gian

N - 2016

7.4.3. M đầm lèn rung động

M đầm rung dùng để đầm đất hạt rời có kích thƣớc khác nhau, lực liên kết

a. Công dụng không lớn nhƣng độ ẩm phải cao nhƣ đất c t, đ lẫn cát, sỏi, đ vụn.

b. Phân loại

- Theo đặc tính di chuyển có loại tự hành hoặc rơmooc.

- Theo đặc tính của bộ phận công tác có bàn rung và lu rung.

c. M đầm b n rung động - Công dụng

M đầm lèn nhờ lực rung động rất có hiệu quả đối với đất rời khi hích thƣớc các hòn đất tƣơng đối khác nhau và lực liên kết giữa chúng có giá trị nhỏ, vì vậ ,m đầm loại này thích hợp với c t, sét v đ dăm nhỏ. Với đất dính v khô nhƣ đất sét, dùng m đầm rung động không tích hợp vì lực liên kết giữa c c hòn đất lớn, hơn nữa do các hòn đất có kích thƣớc, trọng lƣợng và sức ì lớn lực rung động yếu không đủ sức thắng nổi lực liên kết giữa chúng, do đó đầm lèn ít có hiệu quả.

- Sơ đồ cấu tạo.

Hình 7.7. Cấu tạo m đâm b n rung 1- Bàn đầm; 2- Bộ phận gây rung; 3- Động cơ; 4- Cơ cấu điều chỉnh lực đầm; 5- Ta điều khiển.

d. Lu rung. Ng na lu rung đƣợc sử dụng rất phổ biến để đầm nén bề mặt và nền móng công trình. So với lu tĩnh thì ru rung có chiều sâu ảnh hƣởng lớn, thích hợp với các loại nền á cát, á sét, các loại vật liệu có tính chất hạt nhƣ đ dăm, sỏi…

80

- Cấu tạo:

Hình 7.8. Cấu tạo máy lu rung 1- Động cơ điện; 2- Dâ đai tru ền động; 3- Quả lăn; 4- Cơ cấu điều chỉnh lực đầm; 5- Gi đỡ trục; 6- Khung kéo; 7- Móc kéo; 8- Trục quay lệch tâm; 9- Bàn gạt đất dính.

Lu rung thƣờng đƣợc cấu tạo từ hai phần chính: phần đầu kéo và bộ công tác.

Phần đầu kéo thƣờng mang nguồn động lực chính dùng cho cả bộ di chuyển máy và bộ m rung. Ơ c c m lu rung hiện đại thì sử dụng bộ truyền động thuỷ lực, động cơ đặt trên đầu kéo dùng để dẫn động bơm thuỷ lực, từ đâ dầu cao áp sẽ đƣợc dẫn tới làm qua động cơ thuỷ lực của bộ máy di chuyển và bộ m gâ rung đồng thời dẫn tới các xilanh của cơ cấu lái.

Quả lăn có đƣờng kính 0,4m và nặng 200kg đƣợc kéo bằng ta , còn đƣờng kính tới 1m và nặng 4000 kg là cho loại kéo theo máy kéo. Trục quay lệch tâm trên thân có gắn khối lệch tâm, qua đƣợc là do truyền động lực từ động cơ điện tới qua đaitru ền.

Do đó gâ chấn động làm rung quả lăn để đầm đất. Quả lăn kéo ta ph t sinh lực đầm nhỏ, không quá 20cm. Loại quả lăn kéo theo có đƣờng kính lớn cho độ sâu ảnh hƣởng tới 1m. Lu rung tự hành cấu tạo trên cơ sở lu trơn tự h nh, nhƣng trong lòng quả lăn cótrục lệch tâm qua để phát sinh lực chấn động. Nếu tắt động cơ điện (hoặc nổ) truyền chuyển động quay cho trục lệch tâm, máy trở th nh lu trơn. Đó l tính đa năng của lu rung.

N - 2016

ƣơ 8. ÁY P Y Ƣ NG VÀ MÁY R I BÊ TÔNG, NHỰA

8.1. MÁY PHAY ĐƢỜNG

8.1.1 Công dụng

Đốt mặt đƣờng nhựa làm mặt đƣờng cũ bong ra, sau đó dùng biện ph p cơ giới để cào sạch, rồi xử lý nền để tiến hành rải thảm mới v o. M đƣợc dùng để sữa chữa cục bộ mặt đƣờng khi nền đƣờng bị nứt nẻ, hao mòn buộc phải duy tu bảo dƣỡng và sửa chữa.

Theo phƣơng ph p di chu ển m pha đƣờng một rôto đƣợc chia thành: máy 8.1.2. Phân loại phay tự hành; máy phay dạng treo và máy phay kéo theo hoặc bán kéo theo (hình 4.1)

Hình 8.1. Sơ đồ máy phay một rôto a) máy phay dạng treo; b) máy phay kéo theo. - Máy phay tự h nh có cơ cấu làm việc lắp trên sat xi bánh lốp chuyên dùng.

- Máy phay dạng treo thƣờng lắp trên đầu kéo bánh xích hay bánh lốp.

- Máy phay kéo theo làm việc trên bộ phận kéo theo máy kéo.

8.1.3. Sơ đồ cấu tạo Các bộ công tác chính của máy bao gồm: sát xi của m cơ sở, rôto phay là bộ phận công tác chính; hệ thống truyền động lực; hệ thống định lƣợng và phân phối chất kết dính, két nƣớc l m m t v băng tru ền vận chuyển lớp hỗn hợp nhựa nguội trên đƣờng.

Máy có thể dẩn động bằng cơ khí hay thuỷ lực. Máy dẫn động bằng cơ khí tu đảm bảo đƣợc mối quan hệ giữa tốc độ m cơ sở với số vòng quay của roto pha , nhƣng kết cấu máy cồng kềnh, không thực hiện đƣợc sự biến đổi vô cấp tốc độ.

Việc dẫn động thuỷ lực có kết cấu gọn, tinh xảo, đẹp mắt, làm việc chắc chắn, độ tin cậy lớn.

82

Hình 8.2. thể hiện sơ đồ cấu tạo các bộ công tác chính của máy bào - bóc - tái sinh mặt đƣờng ký hiệu W.1000C của CHLB Đức sản xuất. Chức năng của máy trong công nghệ xây dựng sửa chữa mặt đƣờng là bóc lớp mặt nền đƣờng cũ th nh từng lớp, nghiền sơ bộ, sau đó chu ển lên c c phƣơng tiện vận chuyển (là ôtô) nhờ một băng tru ền hoặc đổ vun đống mà không cần dùng khoan nổ mìn nhƣ trƣớc đâ .

Hình 8.2. Máy bào - bóc - t i sinh đƣờng W.1000C. 1,3- cơ cấu điều chỉnh độ cao bánh xích; 2- động cơ m cơ sở; 4- điều hòa không khí; 5- cabin l i điều khiển; 6,9 - bánh xích; 7- rôt quay cắt; 8- tấm nạo; 10 băng tru ền đai; 11- khung máy; 12- két nƣớc làm mát

Tuỳ theo đối tƣợng thi công, chức năng của từng loại máy, chúng có các thông số kĩ thuật sau: vệt gia công từ 1,2 đến 4,2m, chiều sâu cắt từ 0,15 đến 0,6m v năng suất từ 160 đén 1250m3/h

8.2. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Phƣơng cắt, trộn của rôto có thể từ trên xuống hoặc từ dƣới lên. quá trình cắt từ trên xuống tạo ra phoi cắt tha đổi chiều dày từ lớn đến nhỏ; quá trình cắt, đập nhỏ, trộn cho hiệu quả không cao, nhất đối với nền có lớp mặt quá cứng. Còn quá trình cắt từ dƣới lên sẽ cho ta kết quả ngƣợc lại.

Hình 8.3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của rôto phay Tay phay với lƣỡi cắt có thể hàn trực tiếp trên thân rôto (liên kết cứng), có thể là

tấm đ n hồi (liên kết đ n hồi), hoặc liên kết khớp nối với rôto. Về nguyên tắc lƣỡi cắt đƣợc bố trí trên rôto pha theo đƣờng xoắn ốc để đảm bảo lực cắt đều. Số lƣỡi cắt trên một tiết diện phay của rôto thƣờng từ 2 đến 4. Lƣỡi cắt đƣợc chế tạo từ thép tấm hay thép rèn có hàn gắn lớp hợp kim cứng chịu mòn dày từ 5 đến 10mm. Chiều rộng tay phay từ

N - 2016

60 đến 130mm. Chiều d lƣỡi cắt cần phải nhỏ nhất có thể theo điều kiện bền. Góc cắt thƣờng từ 45 đến 600.

Khi phay lớp mặt đƣờng bêtông nhựa, lƣỡi cắt thƣờng có dạng hình côn. đầu nhọn có gắn hợp kim cứng chịu mòn v va đập. Các loại m pha thƣờng có chiều rộng vệt phay từ 1,2 đến 2,5m; chiều sâu cắt trung bình từ 1 đến 10 cm, còn tốc độ di chuyển trung bình là 10-20km/h. Đối với các loại m pha dùng động cơ thuỷ lực tốc độ của chúng là vô cấp.

8.3. MÁY RẢI BÊ TÔNG NHỰA

Máy rải thảm có nhiệm vụ nhận hỗn hợp thảm từ ô tô tự đổ, rải hỗn hợp đó lên

8. 3.1. Công dụng nền đƣờng với chiều dày lớp rải từ 30  150mm (ở các máy của Liên Xô cũ) hoặc có thể rải với chiều dày lớn hơn (tới 150mm) (với máy của Nhật, CHLB Đức...). Sau khi máy rải xong, cần tiến h nh đầm lèn sơ bộ bằng bộ đầm rung của máy.

Ngoài công việc rải thảm, còn có thể sử dụng m để rải các loại hỗn hợp khác có pha chất kết dính.

Yêu cầu kỹ thuật của máy rải thảm: các hỗn hợp cần đƣợc rải thành từng lớp có chiều d theo qu định trƣớc. Ngoài ra hỗn hợp còn chịu đƣợc cả biến dạng ngang và biến dọng dọc của mặt đƣờng.

Máy rải thảm đa năng cỡ nặng có thể dùng để rải cấp phối trong trƣờng hợp này

máy phải có tính năng mở rộng chiều dày lớp rải đạt tới 250300mm.

8.3.2. Phân loại Theo kiểu bộ di chuyển ta có thể phân máy rải thảm ra thành hai loại máy có bộ di chuyển bánh xích và máy có bộ di chuyển b nh hơi. Phần lớn các máy hiện na đƣợc sử dụng nhiều là các máy rải thảm có bộ di chuyển bánh xích. Loại máy di chuyển b nh hơi tuy rất thuận tiện khi cơ động, nhƣng kém ổn định, vì vậy ở nƣớc ta hầu nhƣ không sử dụng.

Theo năng suất – công suất máy ta có thể chia thành:

- Máy rải thảm cỡ nhẹ, năng suất 2550T/h đƣợc dùng để thi công mặt đƣờng ở những nơi có khối lƣợng công việc ít.

- Máy rải cở nặng, năng suất lớn từ 100200 T/h dùng để thi công mặt đƣờng ở những nơi êu cầu chất lƣợng cao và khối lƣợng công việc nhiều.

Máy rải thảm tự hành cỡ nặng với bộ di chuyển b nh xích có sơ đồ cấu tạo nhƣ

84

8.3.3. Sơ đồ cấu tạo hình 4.4. Bộ công tác chính của máy gồm băng vít tải với hai chiều xoắn c nh vít ngƣợc nhau để hỗn hợp đƣợc rải từ giữa ra hai bên lề của đƣờng. Cấp liệu cho băng vít tải còn có hộp chứa hỗn hợp v băng tải dạng tấm; các bộ phận điều chỉnh chiều dày, chiều rộng lớp rải, và các thiết bị đầm rung sơ bộ... Toàn bộ các bộ công tác của máy rải đƣợc đặt trên khung chịu lực, trên đó có thiết bị động lực với hệ thống truyền động và hệ thống điều khiển.

Trong quá trình làm việc, máy sẽ nhận hỗn hợp thảm có nhiệt độ 1201400C từ

ôtô tự đổ xuống phễu chứa. Băng tấm gạt sẽ chuyễn thảm ra phía sau m để trục vít xoắn trải đều ra khắp chiều rộng mặt đƣờng, sau đó san gạt v đầm l sơ bộ. Trong trƣờng hợp nhiệt độ môi trƣờng dƣới 10150C bàn là phẳng của máy sẽ đƣợc đốt sấy nóng bằng vòi đót, lấy nhiên liệu từ bình ga bên ngoài.

Khi làm việc, chiều rộng vệt rải cơ bản có thể điều chỉnh từ 2,54,5m. Ngày nay trên máy rải thảm hiện đại đƣợc trang bị bộ tự động điều khiển độ chênh cao của vệt rải theo hai chiều (ngang và dọc) vệt rải, có truyền động thuỷ lực hoặc phối hợp. Hình 4.6 thể hiện sơ đồ truyền động để dẫn động c c cơ cấu công tác trên máy rải.

Hình 8.4. Tổng thể máy rải thảm cở nặng

1- vít điều chỉnh lớp tải; 2- khung chính; 3- động cơ m rải; 4- hộp chứa hỗn hợp thảm; 5- con lăn chặn; 6- máng dẫn vật liệu; 7- băng vít; 8- thanh dầm ; 9- bàn là

N - 2016

86

Hình 8.5. Sơ đồ truyền động lực trên máy rải thảm cỡ nặng 1- thanh dầm; 2- trục lệch tâm; 3- bánh vít tải; 4- truyền động xích; 5- ly hợp bên; 6- động cơ; 7- khớp nối; 8- hộp số; 9- thùng nhiên liệu; 10- quạt gió; 11- ly hợp để dẫn động với băng vít v băng tấm gạt; 12- ly hợp an to n cho băng tấm; 13- truyền động xích tới băng tấm; 14- truyền động xích tới băng vít

Hình 8.6. Sơ đồ công nghệ 1- tấm chắn; 2- hộp chứa hỗn hợp; 3- can lăn chặn; 4- bánh xích; 5- khớp cầu; 7- bộ phận đốt nóng; 8- vít điều chỉnh; 9- bàn là; 10- vít tải; 11- thanh dầm; 12- vít điều chỉnh chiều dày lớp rải; 13- khung chịu lực; 14- cơ cấu lệch tâm dẫn động thanh dầm

Hình 8.7. Sơ đồ máy rải thảm bêtông nhựa SUPER-1800SF

N - 2016

8.3.4. Nguyên lý làm việc Quá trình làm việc của máy rải đƣợc thể hiện qua sơ đồ công nghệ ở hình 8.7. Trong đó hình 8.7a l sơ đồ công nghệ của các máy rải cỡ nhẹ năng suất 2050 T/h. Hình 8.7b l sơ đồ công nghệ của các máy rải tự h nh có năng suất lớn.

Hình 8.8. Một số sơ đồ công nghệ của máy rải thảm. 1- ôtô tự đổ; 2- phễu chứa hỗn hợp thảm; 3- con lăn tỳ; 4- vít điều chỉnh chiều dày lớp rải;5- thanh dầm; 6- đầm rung sơ bộ; 7- tấm gạt; 8- băng tấm gạt; 9- khung chịu lực; 10- vít tải; 11- tay quay Theo hình vẽ 8.7b, ta thấ sơ đồ công nghệ của máy rải cỡ nặng phức tạp hơn vì m đƣợc trang bị thêm tấm 8 và vít tải 10.

Hỗn hợp vật liệu từ ôtô đổ 1 sẽ đổ vào phễu chứa 2 v đƣợc vận chuyển về phía sau nhờ băng tấm 8, sau đó chu ển tới băng vít tải 10. Sau khi qua hai băng n v cùng với các thiết bị đầm lèn sơ bộ 5,6; mặt đƣờng đƣợc hình th nh sơ bộ. Muốn điều chỉnh chiều dày lớp rải ta dùng tả qua 11 để điều chình bàn dầm 6.

Để mặt đƣờng có cƣờng độ cao, sau khi máy rải thi công xong cần tiến hành lu lèn bằng lu cứng trơn hoặc lu bánh lốp.

Trong số các yếu tố quyết định chất lƣợng mặt đƣờng BTNN, thì nhiệt độ của hỗn hợp thảm lúc rải là rất quan trọng.

8.3.5. X c định một số thông số cơ bản .

a. Năng suất của máy rải thảm: Q = B. h . Vm .  . kt. T/h

Trong đó

B - Chiều rộng vệt rải, m;

88

h - Chiều dày vệt rải, m;

Vm – Tốc độ làm việc của máy, m/h;

 - Trọng lƣợng riêng của hỗn hợp rải, T/m3;

kt – Hệ số sử dụng thời gian, kt = 0,7  0,95.

b. Tính toán lực kéo cho máy rải thảm

trong đó Nt - Công suất cần thiết của động cơ cho việc di chuyển máy.

Tính theo , kW

Ở đâ

W- Tổng trở lực cản chung tác dụng lên khi máy làm việc, (kg)

Vm- Tốc độ khi máy làm việc;

Gm- Trong lƣợng bám của máy, kg;

- Hiệu suất làm việc tổng cộng;

1- Hiệu suất của cơ cấu di chuyển; 1= 0,7  0,9

2 - Hiệu suất truyền động từ động cơ tới bánh chủ động;

b - Hệ số bám của bám xích xuống nền, b = 0,3  0,5.

N - 2016

ƣơ 9. TỔNG QUAN VỀ TRUYỀ ỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY CÔNG TRÌNH

9.1. KHÁI NIỆM TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC

Muốn truyền cơ năng từ bộ phận dẫn động đến bộ phận làm việc của các máy, ngoài cách dùng các loại truyền động cơ khí, điện, khí nén còn có truyền động thủy lực. Truyền động thủy lực dùng môi trƣờng chất lỏng l m khâu trung gian để truyền cơ năng. Trên ô tô và máy kéo, hệ thống thủy lực dùng để móc nối máy nông nghiệp vào sau, trƣớc hoặc 2 bên máy kéo, hạ ở thế làm việc, nâng ở thế vận chuyển. Ngo i ra, còn để tăng trọng lƣợng bám cho bánh chủ động và phục vụ một số công việc khác trên ô tô máy kéo (thí dụ nâng thùng xe, truyền động cho tời)…

Chú ý: khi môi chất làm việc là chất khí ta có truyền động khí nén.

Phạm vi sử dụng: trong máy công cụ, máy nông nghiệp, máy vận chuyển, máy xây dựng, khai thác mỏ, địa chất, trong một số ứng dụng cụ thể nhƣ di chu ển nh … Tru ền động thủy lực ng c ng đƣợc ứng dụng rộng rải trong các máy và hệ thống điều khiển tự động dây chuyền sản xuất.

Một số ví dụ về truyền động thủy lực trên ô tô và máy công trình:

- Hệ thống thủy lực trên xe xúc

90

Hình 9.1. Hệ thống thủy lực trên xe xúc - Hệ thống thủy lực của xe nâng chuyển hàng

Hình 9.2. Hệ thống thủy lực của xe nâng chuyển hàng

9.2. PHÂN LOẠI Theo nguyên lý làm việc truyền động thủy lực đƣợc chia thành 2 loại:

- Truyền động thủ động.

Hình 9.4. Sơ đồ truyền động thủ tĩnh. Hình 9.3. Sơ đồ truyền động thủ động. P1 = 5tấn (đỏ); D = 300mm

Pn = 50kg

P2 = 100kg; d = ?

ĐL Pascal:

N - 2016

- Truyền động thủ tĩnh (tru ền động thủy lực thể tích).

Hình 9.5. Sơ đồ ký hiệu truyền động thủy lực thể tích M-động cơ điện , P-bơm thủy lực , f-bộ lọc dầu , m-áp kế , S-van an toàn , n-van một chiều , D-cơ cấu phân phối chất lỏng , R-bộ điều chỉnh lƣu lƣợng , V-xi lanh lực (động cơ thủy lực)

Các thiết bị thủy lực sử dụng trên ô tô máy kéo với nhiều mục đích kh c nhau, theo đó sẽ có c c sơ đồ làm việc khác nhau. Hiện na , thƣờng sử dụng 2 dạng sơ đồ hệ thống thủy lực, đó l :

- Hệ thống thủy lực mạch hở.

- Hệ thống thủy lực mạch kín.

9.3. ƢU NHƢỢC ĐIỂM CỦA TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC Ƣu điểm:

- Truyền động vô cấp và tự động dễ dàng.

- Truyền đƣợc công suất lớn.

- Cho phép đổi chiều chuyển động.

- Có thể đảm bảo cho máy làm việc ổn định, không phụ thuộc vào tải trọng ngoài.

- Kết cấu gọn, nhẹ, có quán tính nhỏ do trọng lƣợng trên một đơn vị công suất

truyền động nhỏ. Điều n có ý nghĩa rất lớn trong các hệ thống tự động.

- Có điều kiện bôi trơn tốt.

- Truyền động êm, hầu nhƣ không có tiếng ồn.

92

- Có thể đề phòng sự cố quá tải.

Nhƣợc điểm:

- Vận tốc truyền động bị hạn chế vì phải đề phòng hiện tƣợng va đập thủy lực, tổn

thất cột áp, tổn thất công suất và xâm thực.

- Khó làm kín các bộ phận làm việc; chất lỏng làm việc dễ rò rỉ hoặc không khí bên ngoài lọt vào, làm giảm hiệu suất và tính chất ổn định của truyền động. Muốn khắc phục đƣợc nhƣợc điểm này, cần có các kết cấu phức tạp và chế tạo khó khăn.

- Yêu cầu đối với chất lỏng làm việc phức tạp.

- Độ nhớt phải thích hợp, ít tha đổi theo nhiệt độ và áp suất để tránh rò rỉ hoặc

9.4. YÊU CẦU ĐỐI VỚI CHẤT LỎNG LÀM VIỆC tổn thất năng lƣợng nhiều.

- Hệ số chịu nén nhỏ.

- Tính chống ôxy hóa và ổn định về mặt hóa học.

- Khả năng chống hòa tan khí v nƣớc.

- Không ăn mòn kim loại, không độc hại.

- Nhiệt độ ngƣng tụ thấp.

Dầu sử dụng trong hệ thống cần lƣu ý một số điểm sau:

- Dầu đƣa v o hệ thống cần phải qua bộ lọc.

- Kiểm tra dầu và bổ sung dầu thƣờng xuyên trong bể chứa.

- Cần phải thay dầu theo định kỳ.

- Không dùng lẫn các loại dầu khác.

- Không để dầu làm việc ở nhiệt độ quá giới hạn cho phép.

N - 2016

ƣơ . TRUYỀ ỘNG THỦY ỘNG

10.1. KHÁI NIỆM Truyền động thủ động là truyền động dựa v o động năng của dòng chất lỏng.

Hệ thống truyền động thủ động dùng để truyền mô men lớn cho c c cơ cấu làm việc của cần trục, điển hình nhƣ: Biến tốc thủy lực hoặc khớp nối thủy lực.

Hình 10.1. Sơ đồ nguyên lý truyền động thủ động

10.2. KHỚP NỐI THỦY LỰC

10.2.1. Giới thiệu sơ lƣợc về khớp nối thủy lực Khớp nối thủy lực l trƣờng hợp đơn giản nhất của truyền động thủy lực cũng nhƣ các loại khớp nối kh c, nó dùng để truyền mô men quay từ trục chủ động đến trục bị động m không tha đổi trị số mô men đó.

Về nguyên lý có thể xem hình dƣới:

94

Quạt chủ động đƣợc nối với nguồn điện, cánh của nó đẩy không khí sang quạt bị động (không cắm điện), cánh của quạt bị động sẽ quay cùng chiều với quạt chủ động nhờ không khí đi v o. Nhƣ vậ năng lƣợng của quạt chủ động đƣợc truyền qua quạt bị động nhờ không khí.

Hình 10.2. Ví dụ về nguyên lý truyền động thủ động

a. Các tính chất chủ yếu của khớp nối thủy lực

- Trục bị dẫn và trục chủ động qua độc lập với nhau. Khi trục chủ động quay thì trục bị dẫn có thể đứng yên hoặc quay với vận tốc n o đó. Vận tốc quay lớn nhất của trục bị động phải nhỏ hơn vận tốc quay của trục chủ động 2 - 3%.

- Truyền động không ồn, khởi động v tăng tốc êm.

- Các chi tiết chủ yếu (bánh công tác) không bị mòn vì các bề mặt làm việc

của chúng không tiếp xúc với nhau.

- Hạn chế dao động xoắn.

- Có hiệu suất cao (0,97 - 0,98) ở chế độ làm việc tính toán.

- Sử dụng, vận hành chắc chắn.

- Có thể thực hiện việc điều khiển từ xa và tự động hóa điều khiển một cách

đơn giản.

b. Ứng dụng của khớp nối thủy lực

- Điều chỉnh số vòng quay của trục bị dẫn khi số vòng quay của động cơ không đổi (dùng trong bơm cấp nƣớc lớn cho nồi hơi c c nh m nhiệt điện, máy ly tâm trong các nhà máy hóa học, quạt trong các hầm mỏ và trong các ống khí động, lò luyện kim, máy khai thác mỏ, m c n, m đúc l tâm...).

- Lấ đ c c m có mô men khởi động lớn (nhƣ tuabin hơi, m cắt kim loại

lớn, băng tải và các thiết bị khác của nhà máy luyện kim v.v…)

- Hợp công suất v đảo chiều chuyển động của máy (ví dụ trên tàu thủ thƣờng dùng khớp nối thủy lực để hợp công suất của hai động cơ cùng kéo một chân vịt v điều khiển tàu chạy lùi mà không cần dùng thêm động cơ kh c).

Ngày nay khớp nối thủy lực cũng đƣợc dùng nhiều trong ngành chế tạo ô tô, m kéo, xe tăng, m ba , v nhiều lĩnh vực công nghiệp kh c. Ngƣời ta đã chế tạo đƣợc khớp nối thủy lực có thể truyền công suất tới 30 000kW.

N - 2016

Dƣới đâ trình b kết cấu, nguyên lý làm việc của một khớp nối thủy lực có ống

10.2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc điều chỉnh cố định.

Hình 10.3. Khớp nối thủy lực có ống điều chỉnh cố định

I- trục dẫn; II- trục bị dẫn ; 1- b nh bơm; 2- bánh tuabin; 3, 4 - vỏ trong và vỏ ngoài; 5- ; 6- làm nguội ; 7-thùng chứa; 8- bơm b nh răng; 9- bộ phận lót kín; 10- ống điều chỉnh; 11- các lỗ

96

Trên trục dẫn I có lắp b nh bơm 1, b nh n gắn liền với hai vỏ 3 và 4. Ở ngoài cùng của vỏ trong 3 có một số lỗ 11. Vỏ ngoài 4 có lắp bộ phận lót kín 9.

Hình 10.4. Sơ đồ nguyên lý

Hình 10.5. Bánh công tác

10.2.3. Đƣờng đặc tính a. Đƣờng đặc tính ngoài

N - 2016

Hình 10.6. Đƣờng đặc tính ngoài

Đƣờng đặc tính ngoài biểu diễn mối quan hệ giữa mô men quay M, công suất NB, NT và hiệu suất  của khớp nối thủy lực với số vòng quay nT của bánh tuabin khi số vòng quay của b nh bơm không đổi (nB = const).

Khi nT đến gần tới nB, về lý thuyết  = 1. Nhƣng lúc ấy N  0 và mô men quay M giảm đến mức chỉ đủ để thắng mô men cản do tổn thất, cho nên hiệu suất không thể bằng 1, lúc đó đƣờng  sẽ đi theo đƣờng nét đứt đến 0.

b. Đƣờng đặc tính tổng hợp

98

Biểu diễn mối quan hệ giữa mối quan hệ giữa mô men quay M của khớp nối thủy lực với số vòng quay nT khi số vòng quay của b nh bơm tha đổi (nB = const). Trên đƣờng đặc tính đó, còn vẽ những đƣờng cong biểu diễn sự tha đổi của M với các trị số của hiệu suất nhƣ nhau.

Hình 10.7. Đƣờng đặc tính tổng hợp

c. Đƣờng đặc tính qui dẫn

Biểu diễn sự phụ thuộc của mô men quay M của khớp nối thủy lực tƣơng tự khớp

nối thủy lực n o đó đã biết.

Hình 10.8. Đƣờng đặc tính qui dẫn

N - 2016

10.2.4. Phân loại a. Theo kết cấu

Hình 10.9. Phân loại khớp nối thủy lực theo kết cấu

- Khớp nối thủy lực có vành trong (hình a)

- Khớp nối thủy lực không có vành trong (hình b)

- Khớp nối thủy lực chỉ một bánh công tác có vành trong (hình c)

- Khớp nối thủy lực kép (hình d)

b. Theo tính chất có điều chỉnh hay không

- Khớp nối thủy lực không điều chỉnh

100

- Khớp nối thủy lực có điều chỉnh

Hình 10.10. Phân loại theo tính chất có điều chỉnh hay không

c. Theo trị số công suất truyền

- Truyền công suất nhỏ và trung bình (đến 1.000kW)

- Truyền công suất lớn (trên 1.000kW)

10.3. BIẾN MÔ THỦY LỰC

10.3.1. Giới thiệu sơ lƣợc về biến mô thủy lực Còn đƣợc gọi là biến mô men.

Khi cần biến đổi mô men quay giữa hai trục dẫn và bị dẫn thì ngƣời ta dùng biến

mô thủy lực.

Biến mô thủy lực truyền cơ năng giữa các trục cùng đƣờng tâm có kèm theo sự biến đổi mô men qua . Thông thƣờng biến mô thủy lực dùng để tăng mô men qua trên trục bị dẫn. Ngo i ra nó cũng có tính chất tự động tha đổi vô cấp vận tốc trục bị dẫn nhƣ khớp nối thủy lực.

10.3.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc Bộ biến Mômen thủy lực (Torque Converter)

Phần chủ động thƣờng gọi l b nh bơm, phần bị động gọi là bánh Tuabin, phần phản ứng gọi là bánh dẫn hƣớng. Sự hợp nhất của ba chi tiết trên thành một cấu trúc có dạng hình xuyến, quay quanh một trục cố định, và bọc trong một vỏ kín có chƣa dầu.

B nh bơm đƣợc nối với động cơ, Tuabin nối với hộp số hành tinh, bánh dẫn hƣớng nối với vỏ thông qua khớp một chiều (chỉ cho phép quay một chiều). Áp suất dầu đóng vai trò truyền năng lƣợng giữa bánh chủ động và bị động. Khi bánh chủ động quay cùng động cơ l m cho dầu chuyển động, dƣới tác dụng của lực ly tâm dầu văng ra phía ngo i v tăng tốc độ, ở mép ngoài tốc độ của dầu đạt cao nhất v hƣớng theo các cánh đập vào cánh của bánh bị động, tại cánh bị động dầu truyền năng lƣợng và giảm dần tốc N - 2016

độ và theo các cánh của bánh bị động chuyển vào phía trong. Khi dầu tới mép trong của bánh bị động, bị rơi v o c nh của bánh dẫn hƣớng và theo các cánh dẫn chuyển sang bánh chủ động. Cứ nhƣ vậy, dầu chuyển động tuần ho n theo đƣờng xoắn ốc trong giới hạn của vỏ. (Inpeller Pump > Tuarbine > Startor > Inpeller Pump)

Hình 10.11. Các phần của biến mô thủy lực

Ngƣời ta gọi quá trình dầu di chuyển trong bánh chủ động l qu trình tích năng, quá trình dầu di chuyển trong bánh bị động là quá trình truyền năng lƣợng, còn ở bánh dẫn hƣớng l qúa trình đổi hƣớng chuyển động.

Các bộ phận cấu thành trong Biến mô:

102

Các bộ phận chính cấu thành nên biến mô l : C nh bơm, tuabin, stato v vỏ biến mô. Vỏ biến mô là bộ phận bao lấy biến mô, dầu sẽ đƣợc chứa và tuần ho n trong đó. Tại vỏ biến mô có một ống lót cam gắn với b nh đ động cơ, giúp cho biến mô chuyển động cùng với động cơ.

Sơ đồ nguyên lý

Kết cấu biến mô men thủy lực

Hình 10.12. Nguyên lý và kết cấu biên mô thủy lực

N - 2016

Nguyên lý hoạt động

Hình 10.13. Không khóa khớp một chiều

104

Hình 10.14. Khóa khớp một chiều

Hình 10.15. Hƣớng chuyển động của dòng chất lỏng trong biến mô

10.3.3. Các loại biến mô thủy lực Do yêu cầu làm việc với nhiều máy khác nhau nên biến mô thủy lực có rất nhiều loại khác nhau về tên gọi, kết cấu và tính chất làm việc. Thƣờng biến mô thủy lực đƣợc phân loại theo các cách sau:

a - Theo thứ tự cách bố trí các bánh trong buồng làm việc của biến mô thủy lực

- B - T - P (bơm - tuabin - phản ứng)

- B - P - T (bơm - phản ứng - tuabin)

N - 2016

b - Theo loại bánh tuabin

- Ly tâm

- Hƣớng trục

- Hƣớng tâm

- Tâm - trục

Hình 10.16. Các loại biến mô

c - Theo số cấp bánh tuabin

- Biến mô thủy lực một cấp

- Biến mô thủy lực hai cấp

- Biến mô thủy lực ba cấp

d - Theo số buồng làm việc

- Một buồng làm việc

- Hai buồng làm việc

- Ba buồng làm việc

e - Theo tính chất làm việc của bánh phản ứng

106

- Bánh phản ứng cố định

- Bánh phản ứng có thể qua đƣợc

g - Theo tính chất có đảo chiều chuyển động của trục bị dẫn hay không mà chia ra làm

- Biến mô thủy lực không đảo chiều

- Biến mô thủy lực đảo chiều

h - Theo tính chất kết hợp với các loại truyền động khác (điện, cơ khí…)

10.3.4. Tính chất biến đổi mô men quay

a. Trƣờng hợp bánh phản ứng đặt sau b nh bơm v trƣớc bánh tuabin: B - P - T

w - vận tốc tƣơng đối

cB - vận tốc tuyệt đối

cp - vận tốc ra khỏi bánh phản ứng > cB

Hình 10.17. Quá trình biến đổi tăng mô men của biến mô thủy lực

Do cp > cB và 2 > 1 nên mô men trên trục bánh tua bin lớn hơn mô men trên

trục b nh bơm.

N - 2016

b. Trƣờng hợp bánh phản ứng đặt sau b nh tuabin v trƣớc b nh bơm: B - T – P

Hình 10.18. Cách bố trí B-T-B

2 - bánh phản ứng; 3- bánh tuabin; 4 - b nh bơm

Vì giữa Tuabin v b nh bơm không có b nh phản ứng nên động năng của dòng chất lỏng khi ra khỏi bánh bớm v o b nh Tua bin không tha đổi. Do đó

.

Xét biên dạng cánh dẫn bánh Tuabin, ta thấy rằng khi qua bánh Tuabin, dòng chất

lỏng sẽ đổi chiều.

Nếu đặt sau bánh Tuabin một bánh phản ứng mà các cánh dẫn của nó có chiều cong ngƣợc với chiều cong của cánh dẫn bánh Tuabin thì dòng chất lỏng khi ra khỏi bánh phản ứng sẽ hƣớng theo chiều quay của b nh bơm. Ngo i ra vận tốc của dòng chất lỏng có thể tăng. Nhƣ vậy, dòng chất lỏng ra khỏi bánh phản ứng để v o b nh bơm trong trƣờng hợp này sẽ giảm phụ tải cho động cơ.

10.3.5. Tính chất tự động điều chỉnh chế độ làm việc của biến mô thủy lực Biến mô thủy lực có tính chất tự động điều chỉnh mô men và số vòng quay của bánh tuabin theo sự tha đổi của mô men cản trên bánh bị dẫn. Nếu mô men cản tăng lớn hơn mô men t c dụng lên bánh tuabin thì bánh tuabin quay chậm lại. Khi đó mô men quay của bánh tuabin tự động tăng lên cho đến khi cân bằng với mô men cản.

108

Mô men quay của b nh tua bin tăng khi số vòng quay giảm vì hai nguyên nhân:

- Lƣu lƣợng chất lỏng tuần ho n trong c c b nh công t c tăng.

- Góc hợp bởi phƣơng c c vận tốc tuyệt đối của dòng chảy ở lối vào và lối ra bánh

tuabin tăng, l m cho p lực tác dụng lên c c c nh tăng.

10.3.6. C c phƣơng trình cơ bản - Phƣơng trình mô men

- Phƣơng trình công suất và cột áp

Ở chế độ làm việc ổn định, b nh bơm của truyền động thủy động liên tục cung cấp cho dòng chất lỏng làm việc công suất NB. Phần lớn công suất đó tru ền cho trục bị dẫn qua bánh tuabin gọi là NT. Phần công suất còn lại NW dùng để khắc phục sức cản do sự chuyển động của chất lỏng trong buồng làm việc của truyền động thủ động:

- Tổn thất do ma sát ở các bề mặt máng dẫn.

- Tổn thất do tha đổi đột ngột hƣớng chuyển động của dòng chảy.

- Tổn thất do sự tha đổi vận tốc dòng chảy.

Tổn thất năng lƣợng đơn vị hw của chất lỏng biến thành nhiệt.

Nhƣ vậy, ở mỗi chế độ làm việc ổn định, khi bánh phản ứng ổn định, phƣơng trình

cân bằng năng lƣợng có thể viết dƣới dạng.

Nếu bỏ qua tổn thất lƣu lƣợng do rò rỉ qua khe hở giữa các bánh (thực tế lƣợng

này rất bé), ta có:

Đơn giản phƣơng trình trên ta đƣợc phƣơng trình cân bằng cột áp:

- Công suất làm việc trên trục dẫn (tức trục b nh bơm) của truyền động thủ động

10.3.7 Các thông số cơ bản là:

N - 2016

- Công suất làm việc trên trục bị dẫn (tức trục bánh tuabin) là:

- Tỉ số truyền i của truyền động thủ động là tỉ số truyền giữa số vòng quay bánh

tuabin (trục bị dẫn) với số vòng qua b nh bơm (trục dẫn):

- Hệ số biến mô K (hoặc hệ số biến đổi mômen)

10.3.8. Đƣờng đặc tính a. Tỉ số truyền moment

Sự tăng moment khi biến mô hoạt động phụ thuộc vào dòng xoáy thủy lực. Điều

n tƣơng ứng với trạng th i tuabin đứng yên.

Hoạt động của biến mô đƣợc phân th nh 2 giai đoạn: giai đoạn tăng moment v

110

giai đoạn khớp nối. Điểm li hợp là một đƣờng phân cách giữa hai giai đoạn này.

Hình 10.19. Đồ thị tỉ số truyền môment theo tỉ số truyền tốc độ

Moment ñaàu ra cuûa tuabin

Tæ soá truyeàn moment (t) =

Moment ñaàu vaøo cuûa caùnh bôm

Toác ñoä cuûa tuabin Tæ soá truyeàn toác ñoä (e) = Toác ñoä cuûa caùnh bôm

b. Điểm xe ngừng (điểm bắt đầu lăn b nh)

Khi tỉ số truyền tốc độ bằng không, nghĩa l , c nh tuabin không qua (động cơ xe đang chạy ở số D nhƣng xe lại bị cản không lăn b nh đƣợc), sự chênh lệch tốc độ của c nh bơm v tuabin l lớn nhất.

Điểm xe ngừng là khi tuabin không chuyển động hay tỉ số truyền tốc độ bằng không. Tỉ số truyền mô men lúc này là lớn nhất. Thƣờng thì tỉ số này nằm trong khoảng 1.7 đến 2.5.

c. Điểm li hợp

Khi cánh tuabin bắt đầu quay và tỉ số truyền tốc độ tăng lên, sự chênh lệch giữa tốc độ quay của rotor và tuabin giảm xuống. Khi tỉ số truyền đạt đến một giá trị nhất định,

N - 2016

dòng chảy xoáy là nhỏ nhất. Do đó, tỉ số truyền moment gần bằng 1. Nói theo cách khác, tại điểm li hợp, bộ biến mô có tác dụng nhƣ một khớp thủy lực tránh cho tỉ số truyền giảm xuống dƣới 1.

d. Hiệu suất truyền động

Hiệu suất truyền động của biến mô cho biết hiệu quả truyền năng lƣợng từ cánh

bơm đến cánh tuabin.

Hình 10.20. Đồ thị tỉ số hiệu suất truyền động theo tỉ số truyền tốc độ

Ở đâ :

*e* 100%

Moment ñaàu ra cuûa tuabin Hieäu suaát truyeàn ñoäng () = Moment ñaàu vaøo cuûa caùnh bôm

Ở điểm xe ngừng, c nh bơm qua nhƣng tuabin đứng yên. Moment lớn nhất

đƣợc truyền cho tuabin nhƣng hiệu suất truyền bằng không do tuabin không quay.

112

Khi tuabin bắt đầu quay, công suất đầu ra của tuabin tỉ lệ với tốc độ quay của c nh bơm v moment của nó, điều này làm cho hiệu suất truyền động tăng đột ngột. Hiệu suất này lớn nhất tại tỉ số truyền tốc độ trƣớc điểm li hợp một chút. Sau điểm lớn nhất, hiệu suất truyền động bắt đầu giảm xuống do một phần dòng dầu từ tuabin bắt đầu chảy về mặt sau của các cánh trên stator.

Tại điểm li hợp, phần lớn dầu từ tuabin đập vào mặt sau của cánh trên stator, stator bắt đầu qua để ngăn cản sự giảm thêm nữa của hiệu suất truyền động và biến mô bắt đầu thực hiện chức năng nhƣ một khớp nối thủy lực.

Do moment đƣợc truyền đi với tỉ số gần bằng 1:1 trong khớp thủy lực, hiệu suất

truyền trong khớp nối thủy lực tỉ lệ thuận với tỉ số truyền tốc độ.

Tuy nhiên, sự tuần hoàn của dầu làm cho một phần động năng của dầu bị mất mát khi nhiệt độ dầu tăng lên do ma s t v va đập. Do vậy hiệu suất truyền động của biến mô không đạt đến 100%, nhƣng lớn hơn 95%.

Nhận xét:

+ Do đặc điểm truyền động thủy lực nên nó có độ êm dịu cao.

+ Hoạt động có hiệu quả cao khi có sự chênh lệch tốc độ giữa c nh bơm v tuabin,

tƣơng ứng với trƣờng hợp xe bắt đầu khởi động (lăn b nh), leo dốc, tăng tốc.

+ Hiệu suất truyền động không cao khi tốc độ giữa c nh bơm v tuabin gần bằng nhau. Trƣờng hợp này ứng với xe đang chạy ổn định, không tăng tốc hay leo dốc cũng nhƣ bắt đầu khởi hành. Với nhƣợc điểm n để biến mô hoạt động có hiệu qủa, bộ biến mô nên khóa cứng khi xe chạy ổn định. Nghĩa l biến mô lúc n đóng vai trò nhƣ một khớp nối cứng.

e. Điều khiển khóa biến mô

Qua nghiên cứu về đặc tính biến mô, trong giai đoạn khớp nối (không có sự khuyếch đại moment), biến mô truyền moment từ đầu v o động cơ đến hộp số với tỉ số truyền gần bằng 1:1. Tuy nhiên, giữa c nh bơm v tuabin có sự chênh lệch tốc độ ít nhất là từ 4 đến 5%. Do vậy, biến mô không truyền 100% công suất mà có sự mất m t năng lƣợng khi đi qua khớp nối n . Để ngăn chặn điều đó v giảm tiêu hao nhiên liệu, ngƣời ta đã dùng một khớp nối cơ khí để khóa cứng c nh bơm v tuabin mỗi khi tốc độ xe khoảng 60 km/h ha cao hơn, do vậy 100% công suất đƣợc truyền đến hộp số. Việc khóa n đƣợc thực hiện bằng cách dùng một van solenoid điều khiển van đóng ngắt li hợp.

N - 2016

Hình 10.21. Đồ thị thể hiện trạng thái hoạt động của biến mô thuỷ lực

f. Biến mô không khoá

Khi không có tín hiệu từ ECU, solenoid 3 đóng, p suất dầu t c động lên phía trên của van tín hiệu khóa biến mô. Khi van tín hiệu khóa biến mô di chuyển xuống, van này sẽ ngăn p lực dầu từ van chuyển số 1-2, điều này làm van khóa biến mô di chuyển xuống nên áp lực dầu t c động lên đầu dƣới của van. Dòng dầu cao p lúc n có hƣớng di chuyển từ sau cơ cấu khóa biến mô ra trƣớc tuabin. Do đó, li hợp không đƣợc khóa.

g. Biến mô khoá

114

Khi ECU điều khiển van solenoid 3 mở, áp lực dầu phía trên van điều khiển khóa biến mô giảm nên van này di chuyển lên phía trên nhờ lực lò xo. Lúc này áp lực dầu từ van chuyển số 1-2 t c động lên phía dƣới của van khóa biến mô làm cho dòng dầu áp lực từ bộ l m m t đi theo hƣớng từ trƣớc tuabin ra sau. Vì vậy biến mô đƣợc khóa.

Hình 10.22. Biến mô ở trạng thái khoá

ƢƠ . TRUYỀ ỘNG THỂ TÍCH

11.1. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TRUYỀN ĐỘNG THỦY TĨNH

11.1.1. Truyền động thủy lực thể tích có chuyển động tịnh tiến Theo hình 3.1a. Bơm piston 1 chu ển động lên xuống nhờ dẫn động cơ khí. Khi piston di chuyển lên, chất lỏng từ thùng chứa 4 đƣợc hút qua van 3 vào xi lanh của bơm. Khi piston di chuyển xuống, van 3 bị đóng lại, chất lỏng từ xi lanh của bơm 1 bị đẩy qua van 2 qua cơ cấu phân phối 5 v o khoang dƣới hoặc khoang trên của xi lanh lực 6.

Truyền động thủy lực có chuyển động tịnh tiến

N - 2016

a) b)

Hình 11.1. Truyền động thủy lực thể tích có chuyển động tịnh tiến

a) Dùng bơm piston

1- Bơm piston; 2,3- Van 1 chiều; 4- Thùng chứa; 5- Cơ cấu phân phối; 6- Xi lanh lực

b) Dùng bơm rô to

1- Bơm rô to; 2- Van an toàn; 3- Cơ cấu phân phối; 4- Xi lanh lực

Do truyền động từ bơm sang xi lanh lực có hiệu suất , nên phƣơng trình cân bằng

áp suất là:

.pd = pD

Tƣơng đƣơng:

Suy ra:

Các thông số của truyền động thể tích có chuyển động tịnh tiến:

116

Vận tốc piston:

Lƣu lƣợng bơm cấp:

QB = vB.SB

Lƣu lƣợng động cơ nhận đƣợc:

QĐ = vĐ.SĐ

Bỏ qua rò rỉ:

QB = QĐ

Áp suất và áp lực:

Áp suất trong xi lanh của bơm P=FB/SB đƣợc truyền đến xi lanh lực và tạo ra lực làm cho piston chuyển động:

FĐ = p.SĐ

SĐ, SB: diện tích đỉnh piston của động cơ v của bơm

Công suất bơm:

NB = p.QB = FB.VB

Công suất động cơ thuỷ lực:

NĐ = p.QĐ = FĐ.VĐ

NĐ = NB (tru ền công suất không mất mát)

Bài tập

Piston của bơm có đƣờng kính d=50mm, lực đẩy của cần piston Fd = 1000N.

Xi lanh lực có đƣờng kính D=200mm, tính lực tạo ra của piston trên xi lanh lực.

Biết hiệu suất của truyền động l 0.95. (chú ý đơn vị bar = ?, at = ? so với N/m2)

N - 2016

11.1.2. Truyền động thủy lực thể tích có chuyển động quay

Hinh 11.2. Truyền động thủy lực thể tích có chuyển động quay

1-bơm thủy lực rô to; 2-van an toàn; 3-cơ cấu phân phối; 4-động cơ thủy lực

Khác với trƣờng hợp trên, để tạo ra bộ phận quay của cơ cấu chấp hành, trong truyền động thủy lực thể tích loại n (Hình 3.2), ngƣời ta dùng động cơ thủy lực rô to 4 hoặc động cơ piston rôto.

Các thông số của truyền động thủy lực có chuyển động quay:

- Lƣu lƣợng động cơ:

QĐ = qĐ.nĐ

qĐ- Lƣu lƣợng riêng của động cơ.

nĐ- Số vòng quay của động cơ.

qB- Lƣu lƣợng riêng của bơm.

118

- Mô men động cơ:

M NĐ = p.qĐnĐ



p- Áp suất làm việc

Nhận xét về lƣu lƣợng, áp suất và vận tốc:

Nếu bỏ qua tổn thất lƣu lƣợng, tổn thất áp suất thì vận tốc của động cơ phụ thuộc QĐ, QB. Nghĩa l tha đổi lƣu lƣợng QĐ, QB thì có thể tha đổi vận tốc cơ cấu chấp hành.

Thực tế: Do có rò rỉ lƣu lƣợng nên lƣu lƣợng v o động cơ nhỏ hơn lƣu lƣợng cung

cấp.

QĐ = QB - Q

Mà tổn thất lƣu lƣợng tỷ lệ với áp suất:

Q = k.p

k- Hệ số rò rỉ (có đƣợc từ thực nghiệm)

Nhƣ vậy: Vận tốc của động cơ trong thực tế không chỉ phụ thuộc v o bơm QB m còn phụ thuộc vào áp suất làm việc của hệ thống dù QB = const, nếu áp suất trong hệ thống tăng thì vận tốc của động cơ thủy lực giảm. Nếu áp suất tăng, đến khi lƣu lƣợng rò rỉ bằng lƣu lƣợng bơm thì vận tốc của động cơ thủy lực bằng 0. Lúc này chất lỏng trong hệ thống bị tháo hoàn toàn qua van an toàn và khe hở trong hệ thống, hiện tƣợng này gọi là hiện tƣợng quá tải.

Nhận xét về lực và mômen:

Lực và mômen của động cơ phụ thuộc vào áp suất của động cơ v c c thông số hình học của động cơ. Nếu các thông số hình học và áp suất không đổi thì lƣu lƣợng và mômen qua cũng không đổi.

N - 2016

Nếu biến thiên SĐ hoặc qĐ bằng các thông số của động cơ thủy lực điều chỉnh đƣợc (độ lệch tâm...) thì làm biến đổi PĐ v MĐ. Ngƣợc lại giữ nguyên yếu tố hình học mà biến thiên áp suất trong động cơ nhờ các phần tử thủy lực trong hệ thống (van giảm áp, bộ tăng p...) thì biến thiên đƣợc lực v mômen động cơ.

11.2. PHÂN LOẠI SƠ ĐỒ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY TĨNH

11.2.1. Sơ đồ hở Nguyên lý hoạt động của sơ đồ mạch hở:

Bơm thủy lực hút dầu từ thùng dầu, chuyển qua van phân phối tới cửa vào motor

thủy lực và trở về hoàn toàn thùng dầu.

4

3

2

1

Hình 11.3. Sơ đồ hở 1- Bơm (kiểu rôto hay piston rôto). 2- Van an toàn. 3- Van phân phối (khóa phân phối). 4- Động cơ thủy lực (kiểu rôto hay piston rôto).

120

11.2.2. Sơ đồ kín Sơ đồ kín đƣợc sử dụng trong các hệ thống truyền động thủy lực hiện đại.

6

5

4

3

8

2

7

1

Hình 11.4. Sơ đồ kín Nguyên lý hoạt động của sơ đồ mạch kín:

Đầu ra của motor đƣợc nối trực tiếp với cửa vào của bơm dầu. Do đó to n bộ lƣợng dầu đƣợc đƣa ra khỏi bơm sẽ lại chuyển về từ motor mà không cần qua thùng dầu. Trên thực tế, vẫn có một lƣợng dầu rò rỉ trong mạch kín qua các chi tiết chuyển động cơ khí v để duy trì một áp suất cần thiết ở phía thấp áp của mạch, cần có một bơm phụ cung cấp dầu thủy lực bổ sung từ thùng dầu bên ngoài.

Ƣu điểm của sơ đồ mạch kín:

- Dầu cao áp có thể cấp tới motor từ hai phía nhờ tha đổi góc nghiêng so với trục của cụm piston (vì vậ bơm dùng trong mạch kín không có khái niệm đƣờng hút - đƣờng đẩ ). Nhƣ vậy sẽ không cần có cụm van phân phối để thực hiện yêu cầu đổi chiều quay.

- Hiệu suất truyền thủy lực của toàn mạch cao hơn hẳn so với mạch hở. Áp suất

làm việc cũng cao hơn.

- Bố trí thiết bị và kết nối đƣờng ống gọn và dễ dàng. Các chi tiết trong mạch đơn

giản, kích thƣớc thùng dầu, lƣợng dầu sử dụng giảm đi rất nhiều.

Nhƣợc điểm của sơ đồ mạch kín:

Nhƣợc điểm lớn nhất của mạch kín so với mạch hở l bơm không thể sử dụng cho nhiều chức năng, cơ cấu khác nhau trong cùng một hệ thống. Ngo i ra, do lƣợng dầu truyền động bị đóng kín trong mạch với số lƣợng rất nhỏ nên nhanh chóng bị nóng dầu và sẽ l ngu cơ gâ ra c c hƣ hỏng nghiêm trọng khi thiết bị làm việc ở tốc độ cao, tải trọng lớn trong thời gian dài.

N - 2016

Sơ đồ thủy lực mạch kín thƣờng đƣợc sử dụng trên các thiết bị thi công nặng cho hệ thống di chuyển, tời hàng, quay tháp... nhờ khả năng tha đổi chính xác lực và tốc độ làm việc một cách dễ dàng khi so sánh với c c phƣơng n tru ền động điện, cơ khí kh c.

4

3

5

2

6

1

11.2.3. Sơ đồ vi sai Trong sơ đồ chuyển động thủ tĩnh có chu ển động tịnh tiến, nếu ghép theo sơ đồ kín thì lƣu lƣợng qua ống hút v đẩ bơm kh c nhau. Để khắc phục hiện tƣợng n ngƣời ta bố trí thêm thùng chứa phụ (4) và ghép mạch truyền động theo sơ đồ vi sai.

Hình 11.5. Sơ đồ vi sai 1- Bơm (C nh gạt); 2- Cơ cấu phân phối; 3- Động cơ thủy lực; 4- Bình bù chất lỏng; 5- Van một chiều; 6- Van điều khiển

Bơm đẩy chất lỏng qua cơ cấu phân phối (2) piston chuyển động sang phải qua cơ cấu phân phối về ống hút của bơm, lúc n lƣu lƣợng ra bơm nhỏ hơn lƣu lƣợng v o bơm, chất lỏng từ thùng chứa phụ bổ sung qua van một chiều (5) vào ống hút. Lúc này do áp suất ở ống đẩ đóng van (6) lại. Nếu piston chuyển động ngƣợc (qua trái) chất lỏng từ khoang trái về van phân phối về ống hút và một phần qua van (6) về bể chứa phụ, dƣới tác dụng của áp suất cao van một chiều (5) đóng lại.

Ƣ đ ểm: Sơ đồ vi sai giúp cho việc điều hòa chuyển động của hệ thống và còn bổ

122

sung lƣu lƣợng rò rỉ cho hệ thống.

ƢƠ 2. CÁC PHẦN TỬ THỦY LỰC

12.1. XI LANH THỦY LỰC

12.1.1. Nhiệm vụ và các thông số

- Nhiệm vụ:

Xi lanh thủy lực là một động cơ thủy lực đơn giản có nhiệm vụ biến năng lƣợng dòng chả th nh năng lƣợng chuyển động tịnh tiến của cần đẩy. Cần đẩ l khâu đi ra, đầu cần liên kết bản lề với bộ phận công tác hoặc qua các khâu trung gian.

Chất lỏng công tác có thể cấp vào xi lanh thủy lực không những qua thân xi lanh, mà còn có thể qua cần đẩy.

- Các thông số:

+ Đƣờng kính trong của xi lanh D v đƣờng kính cần đẩy d;

+ Hành trình piston S: là khoảng cách giữa hai điểm chết của cần. Điểm chết là c c điểm giới han của đầu đẩy;

+ Áp suất danh nghĩa p: qu ết định tính chất vận hành và cấu tạo của xi lanh. Đệm làm kín ảnh hƣởng lớn đến áp suất danh nghĩa;

+ Chất lƣợng gia công v độ nhẵn bề mặt trong của xi lanh thủy lực và bề mặt ngoài của cần đẩy.

12.1.2. Phân loại

- Theo số khoang công tác:

+ Xi lanh thuỷ lực tác dụng một chiều: (hình 4.1.a)

Lực tác dụng trên cần đẩy xuất hiện khi chất lỏng có áp lực cấp vào khoang công tác của xi lanh thủy lực và chỉ hƣớng về một phía. Khi không cấp chất lỏng vào khoang công tác, thì lực lò xo 6 hoặc lực bên ngoài khác, chẳng hạn nhƣ trọng lực làm cho cần chuyển dịch theo hƣớng ngƣợc lại, đồng thời đẩy chất lỏng ra khỏi xi lanh thủy lực.

N - 2016

124

Hình 12.1. Các loại xi lanh thủy lực

Tính lực cần t c động sang phải và sang trái hình 4.1b. Cho áp suất tác dụng về 2 phía nhƣ nhau p = 10at, đƣờng kính xi lanh D = 200mm, đƣờng kính cần d = 60mm.

+ Xi lanh thuỷ lực tác dụng hai chiều: (hình 4.1, b và c)

Xi lanh thuỷ lực tác dụng hai chiều có hai khoang công tác, vì vậy lực ở khâu đi ra v sự di chuyển có thể theo cả hai chiều phụ thuộc vào việc cấp chất lỏng công tác vào khoang nào. Khi cấp chất lỏng vào một khoang thì khoang đối diện nối thông với đƣờng thoát. Khoang của xi lanh thủy lực phía có cần đẩy gọi là khoang cần đẩy, còn khoang ở vị trí đối diện gọi là khoang piston. Khi cấp chất lỏng công tác vào khoang piston thì lực cần lớn hơn so với khi cấp chất lỏng công tác có cùng áp suất vào khoang cần đẩy.

- Theo số cần đẩy:

+ Xi lanh thủy lực có một cần đẩ : (hình 4.1.a,b) đƣợc sử dụng phổ biến trong máy xây dựng.

+ Xi lanh thủy lực hai cần đẩy: (hình 4.1.c) sử dụng chủ yếu để truyền động quay thiết bị công tác của một số máy xúc kiểu treo, hơn nữa thân của xi lanh thủy lực là khâu di động.

- Theo sự liên kết thân xy lanh với khung máy:

+ Liên kết cứng: (hình 4.2, a-c) sử dụng chủ yếu cho một số xi lanh thủy lực của hệ thống điều khiển.

+ Liên kết khớp bản lề: Ở máy xây dựng ngƣời ta thƣờng sử dụng liên kết khớp bản lề với thân của xi lanh thủy lực (hình 4.2, d v đ).

Hình 12.2. Các kiểu liên kết thân xi lanh với thân máy

N - 2016

Liên kết khớp bản lề ở xi lanh và cần đẩ thƣờng sử dụng ổ đỡ trƣợt. Ổ đỡ này cho phép chốt quay một góc không lớn trong mặt phẳng bất kỳ, bảo đảm sự lắp, tháo dễ dàng và loại trừ đƣợc khả năng kẹt khi có sự chênh lệch n o đó do việc chế tạo không chính xác các thành phần của thiết bị công tác.

Liên kết khớp bản lề ở cần đẩ v xi lanh cũng thƣờng sử dụng ổ đỡ trƣợt liên kết với chốt, còn mặt ngoài ổ liên kết với khung qua khớp cầu. Điều này cho phép lắp ghép với chốt có khe hở nhỏ, nhƣng chốt có thể quay một góc lớn trong mặt phẳng bất kỳ. Ví dụ ở m ũi, liên kết này cho phép bộ phận công tác cứng vững ở bất kỳ tƣ thế nghiêng ha xoa lƣỡi ũi n o.

12.1.3. Cấu tạo

Xi lanh thủy lực của thiết bị công t c m xúc đƣợc cấu tạo từ các bộ phận chính nhƣ hình 4.3: xi lanh (ống 19 có nắp sau); nắp trƣớc 9 có lỗ thông cần đẩ đƣợc lắp bằng ren vào ống 19, cần đẩ 18 có tai 2 v piston 15. Tai 2 đƣợc lắp bằng ren v o đầu ngoài cần đẩy 18 và tai nắp sau của xi lanh thủy lực đƣợc chế tạo có ổ đỡ hình viên bi 1.

Chất lỏng công t c đƣợc cấp vào khoang piston và khoang cần đẩy của xi lanh thủy lực qua các lỗ tƣơng ứng B và A. Sự ngăn c ch kín khoang piston với khoang cần đẩy và sự truyền lực do áp lực trong khoang công tác lên cần đẩy 18 là do piston 15 có phớt 14 v vòng đệm 13 tạo nên. Piston 15 liên kết với đầu trong của cần đẩy 18 nhờ có đai ốc 16 và chốt hãm 17. Ngƣời ta khắc phục sự rò rỉ từ khoang này sang khoang kia trong xi lanh thủy lực ở mặt ngoài của piston bằng vòng phớt 14, ở mặt trong - bằng vòng bít 13. Việc giữ vòng phớt 14 dịch chuyển theo hƣớng chiều trục theo pittiông 15 là nhờ vòng phớt 12.

126

Hình 12.3. Kết cấu của xi lanh thủy lực

Nắp trƣớc 9 đƣợc hãm trên ống 19 của xi lanh bằng đai ốc hãm 10 bạc 21 lắp vào nắp 9 để dẫn hƣớng cần đẩy 18. Vòng bít 8 lắp trong rãnh của nắp 9 cũng nhƣ vòng phớt 6 và vòng bít 4, 5 ở trong bạc 21 ngăn không cho chất lỏng trong khoang cần đẩy của xi lanh thủy lực đi ra ngo i. Khi cần đẩy chuyển động, vòng phớt 7 giữ cho vòng 6 chuyển động theo chiều trục. Từ phía mặt ngoài của nắp 9 có lắp thiết bị khử bùn 3, nó đƣợc giữ bằng cách vặn đai ốc 22 vào ren trong của nắp.

Trên cần đẩy cạnh piston 15 có lắp cơ cấu giảm chấn 11, cơ cấu này làm giảm sự va đập của piston vào nắp trƣớc, nó thƣờng xảy ra ở giai đoạn cuối hành trình của piston. Khi kết thúc hành trình cần đẩy về bên trái, khe hở giữa mép biên 20 của nắp 9 và mặt côn của cơ cấu giảm chấn 11 đƣợc thu nhỏ lại. Chất lỏng công tác bị piston đẩy ra khỏi khoang cần đẩy vào lỗ A, đi qua khe hở n . Lúc n piston đƣợc hãm lại nhờ sự tiết lƣu của dầu qua khe hở đó.

Ngo i ra, còn có cơ cấu giảm chấn (tiết lƣu) kết cấu kiểu khác, chẳng hạn nhƣ trên hình 4.4.a giới thiệu sơ đồ kết cấu tiết lƣu hãm cần đẩ khi đƣa piston tiến s t đến nắp trƣớc của xi lanh thủy lực. Khi piston 3 hình 4.4.a chuyển động về bên phải, chất lỏng qua kênh A ép mép biên của ống phớt 5 đi tới piston. Khi piston chuyển động theo chiều ngƣợc lại thì chất lỏng chuyển động tự do. Khi ống phớt 5 đã v o gọn trong lỗ nối thông kênh A với khoang piston của xi lanh thủy lực, thì mép biên của phớt 4 chặn lại nhờ áp lực của chất lỏng. Piston bị hãm lại khi ép chất lỏng qua kênh tiết lƣu 2. Ngƣời ta điều chỉnh cƣờng độ hãm phanh bằng vít 1 của van tiết lƣu.

N - 2016

Hình 12.4. Cơ cấu giảm chấn của xi lanh thủy lực

a- nắp trƣớc; b- nắp sau; c- có van tiết lƣu kiểu vít; d-van tiết lƣu đặt ngoài;

128

1- vít điều chỉnh; 2,7- van tiết lƣu; 3- piston; 4- phớt piston; 5- ống phớt; 6,13,16- van một chiều; 8,9- nắp xilanh thủy lực; 10- bạc; 11,15- van trƣợt; 12- rãnh; 14- lò xo van trƣợt.

Khi cần đẩy piston tiến sát gần nắp sau, ngƣời ta hãm bằng cách sử dụng một loại thiết bị đƣợc giới thiệu ở hình 4.4.b. Khi cần đẩy chuyển động, thoạt đầu chất lỏng phải chảy qua lỗ A và B ở trong nắp 8 của xi lanh thủy lực và qua lỗ C và khe hở của van tiết lƣu 7. Khi đoạn cuối của cần đẩy lọt vào lỗ A chất lỏng chỉ chả đƣợc vào lỗ C qua khe hở của van tiết lƣu 7 l m giảm vận tốc của cần đẩy và khắc phục đƣợc sự va đập của piston vào nắp. Từ vị trí ngoài cùng, piston có thể di chuyển rất nhanh vì lúc này chất lỏng đi qua lỗ B và van một chiều 6 để tác dụng lên mặt piston.

Hình 4.4.c giới thiệu cơ cấu hãm piston ở cuối hành trình nhờ sự tiết lƣu chất lỏng của van tiết lƣu vít di động. Trong nắp 9 có lắp bạc 10, trong bạc 10 có van trƣợt 11 di chuyển đƣợc. Mặt ngoài của van trƣợt có gia công rãnh xoắn ốc giảm chấn 12.

Khi bơm, chất lỏng chảy vào xi lanh hoặc qua kênh Đ v E, hoặc qua van một chiều 13 và lỗ P.

Trƣớc khi bắt đầu hãm, chất lỏng chả qua kênh E v Đ. Piston chu ển động sát đến nắp xi lanh thì tì v o van trƣợt 11 v ép lò xo 14, đồng thời đẩy nó vào trong bạc 10. Van trƣợt 11 ngăn không cho chất lỏng chảy tự do từ E v o kênh Đ, v chất lỏng công tác từ xi lanh chả v o kênh Đ qua rãnh 12.

Khi hãm, tùy theo mức độ của piston tiến s t đến gần nắp mà vận tốc của nó cần phải giảm bớt, bởi vậ lƣợng chất lỏng từ xi lanh chảy v o đƣờng th o cũng bị giảm bớt. Lƣợng chất lỏng chả qua cơ cấu giãm chấn trong trƣờng hợp n đƣợc tha đổi từ cực đại đến không (lúc dừng piston). Vì vậ để duy trì trở lực đủ lớn thì rãnh 12 phải có tiết diện ngang tha đổi.

Để hãm cần đẩy của xi lanh thủy lực, ngƣời ta sử dụng cơ cấu van tiết lƣu đặt bên ngoài gọi là bộ ngắt hình 4.4.d.

Hình 12.5. Cơ cấu giảm chấn của xi lanh thủy lực

a- nắp trƣớc; b- nắp sau; c- có van tiết lƣu kiểu vít; d-van tiết lƣu đặt ngoài;

1- vít điều chỉnh; 2,7- van tiết lƣu; 3- piston; 4- phớt piston; 5- ống phớt; 6,13,16- van một chiều; 8,9- nắp xilanh thủy lực; 10- bạc; 11,15- van trƣợt; 12- rãnh; 14- lò xo van trƣợt.

N - 2016

Khi chất lỏng công tác từ xi lanh thủy lực chảy vào lỗ H và qua lỗ N dẫn vào bộ phân phối thủy lực. Nếu cần đẩ đẩ van trƣợt 15 thì chất lỏng chảy qua khe hở K, nhƣ vậ qu trình hãm đã đƣợc thực hiện. van một chiều 16 dùng để mở thông đƣờng cho chất lỏng chuyển động khi cần đẩy di chuyển từ vị trí ngo i cùng theo hƣớng ngƣợc lại, lúc này chất lỏng từ lỗ N đi đến lỗ H. Vì khoang L đƣợc tạo thành bởi rãnh ngòai mép của van trƣợt, cho nên chất lỏng đƣợc đƣa ra qua lỗ M.

12.2. CÁC LOẠI VAN THUỶ LỰC

12.2.1. Van một chiều

Hình 12.6. Van một chiều

a. Nhiệm vụ

Chỉ cho phép chất lỏng chảy theo một chiều nhất định và không cho chả ngƣợc lại.

b. Phân loại

- Theo kết cấu:

+ Van một chiều kiểu bi;

+ Van một chiều kiểu côn;

+ Van một chiều kiểu piston, có tác dụng đóng kín tốt, nên thƣờng đƣợc dùng ở hệ

thống thuỷ lực áp suất cao, lƣu lƣợng lớn.

- Theo phƣơng ph p điều khiển:

+ Loại điều khiển đƣợc;

+ Loại không điều khiển đƣợc.

c. Cấu tạo

130

- Van một chiều kiểu bi không điều khiển đƣợc (hình 2.17):

Hình 12.7. Van một chiều kiểu bi không điều chỉnh đƣợc

1,6. ống nối; 2. đế tựa; 3. bi; 4. lò xo; 5. dẫn hƣớng

Trong đế tựa 2 của ống nối 1 lắp viên bi 3 đƣợc ép v o đế tựa bằng lò xo 4. Chất lỏng có áp lực đi đến khoang A, tác dụng lên viên bi 3 dễ dàng thắng trở lực của lò xo và chảy vào khoang B nối thông với kênh C. nếu áp lực trong khoang B lớn hơn p lực trong khoang A, và sự chênh lệch áp lực trong đó c ng lớn chừng nào, thì viên bi càng bị ép mạnh v o đế tựa chừng ấ . Nhƣ vậy, chất lỏng chỉ có thể chảy từ kênh A vào khoang B. Quá trình chả ngƣợc lại của chất lỏng không thể xảy ra.

N - 2016

Hình 12.8. Van một chiều kiểu bi điều khiển đƣợc

3. bi; 7. kim; 8. piston

- Van một chiều kiểu bi điều khiển đƣợc: (hình 218) khác với van không điều khiển đƣợc ở chỗ, khi chất lỏng có áp lực chả đến kênh E thì piston 8 cùng kim 7 và viên bi 3 di chuyển về bên trái, ép lò xo và mở thông cho chất lỏng tự do chảy từ kênh Đ đến kênh D v ngƣợc lại. Nếu trong kênh E không có áp lực, thì lò xo ép viên bi v o đế tựa thông chất lỏng từ kênh Đ đến kênh D.

12.2.2. Van tiết lƣu

Hình 12.9. Cơ cấu tiết lƣu

a. Nhiệm vụ

Dùng để điều chỉnh hay hạn chế dòng chất lỏng chảy qua hệ thống. Có nhiều cách

thực hiện:

- Đặt vật cản trên đƣờng ống.

- Giảm tiết diện đƣờng ống.

- Cho dòng chảy qua khe hẹp.

Việc điều chỉnh lƣu lƣợng chất lỏng đƣợc thực hiện bằng c ch tha đổi tiết diện lỗ đi qua của van tiết lƣu. Khi tiết lƣu dòng chảy, thì phát sinh nhiệt trong chất lỏng, việc đó gây nên tổn thất áp lực và giảm hiệu suất của sự dẫn động thủy lực.

b. Phân loại

132

- Theo phƣơng ph p điều chỉnh:

+ Van tiết lƣu không điều chỉnh đƣợc:

Thƣờng đặt cố định trong hệ thống để gây chênh áp giữa hai khoang làm việc hoặc hạn chế sự dao động áp suất của chất lỏng, ngăn sự va đập giữa các chi tiết. Van thƣờng có dạng lỗ nên gọi là lỗ tiết lƣu. Lỗ tiết lƣu l m nhiệm vụ giảm chấn gọi là lỗ giảm chấn.

+ Van tiết lƣu điều chỉnh đƣợc:

- Theo cấu tạo:

Có van tiết lƣu kiểu nón, kiểu khe và kiểu vít.

c. Các vị trí thƣờng bố trí của van tiết lƣu

Trong hệ thống thủy lực, van tiết lƣu thƣờng đƣợc lắp trên ống dẫn cao p (điều chỉnh đƣờng vào) hoặc lắp trên đƣờng th o (điều chỉnh đƣờng ra), hoặc lắp song song với động cơ thủy lực.

- Van tiết lƣu lắp trên đƣờng vào (hình 2.13,a).

Chất lỏng từ bơm 1 đƣợc cấp qua van tiết lƣu 3 v bộ phân phối thủy lực 4 vào một trong các khoang của xi lanh thủy lực 5. Trên ống dẫn cao p đến van tiết lƣu 3 có lắp van an toàn kiểu van tràn 2, nhờ nó m du trì đƣợc áp lực đến van tiết lƣu. Khi điều khiển cần đẩy của xi lanh thủy lực thì một phần chất lỏng đƣợc đi qua van tiết lƣu v o xi lanh thủy lực, còn một phần kh c thì qua van tr n đi đến đƣờng th o. Lƣu lƣợng của chất lỏng chảy vào xi lanh thủy lực phụ thuộc vào tiết diện v độ chênh lệch áp lực trƣớc và sau van tiết lƣu.

Hình 12.10. Vị trí bố trí tiết lƣu

N - 2016

Áp lực trƣớc van tiết lƣu luôn ổn định và chỉ phụ thuộc vào sự điều chỉnh của van an toàn, còn áp lực sau van tiết lƣu đƣợc x c định bằng lực tác dụng vào cần đẩy của xi lanh thủy lực, trị số của lực này có thể tha đổi trong quá trình làm việc.

Khi tăng lực trên cần đẩy thì áp lực trong xi lanh thủy lực sẽ tăng lên, độ chênh lệch của áp lực ở trong van tiết lƣu giảm xuống, làm giảm tốc độ di chuyển của piston. Khi giảm lực trên piston thì áp lực trong xi lanh thủy lực sẽ bị giảm xuống, độ chênh lệch áp lực ở trong van tiết lƣu tăng lên v l m tăng tốc độ di chuyển của piston.

Vì vậy, lắp van tiết lƣu trên ống cao áp không bảo đảm đƣợc tốc độ ổn định của piston khi tha đổi phụ tải ở trên động cơ thủy lực.

- Van tiết lƣu trên đƣờng tháo: (hình 2.13,b)

Áp lực do bơm tạo ra đƣợc duy trì nhờ van an toàn.

Nếu van tiết lƣu tạo ra một trở lực đủ lớn, thì áp lực trong khoang piston (bên trái) của xi lanh thủy lực trong bất kỳ trƣờng hợp n o đều đƣợc hạn chế bỡi van an toàn. Áp lực trong khoang cần đẩy phụ thuộc vào phụ tải ở cần đẩy xi lanh thủy lực. Phụ tải càng lớn thì áp lực trong khoang bên phải của xi lanh và chênh lệch áp lực ở van tiết lƣu c ng nhỏ (do sự hạn chế của van tiết lƣu). Vì vậy, tốc độ di chuyển của piston càng nhỏ. Nhƣ vậy, lắp van tiết lƣu trên đƣờng ra cũng không bảo đảm cho piston di chuyển với tốc độ ổn định khi phụ tải đặt lên cần đẩy bị tha đổi.

- Van tiết lƣu lắp song song với động cơ thủy lực: (hình 2.13,c).

Trong sơ đồ này van an toàn và van tiết lƣu lắp song song với ống thủy lực cao áp. Khi van tiết lƣu đóng hết thì toàn bộ chất lỏng do bơm cung cấp đƣợc đẩy vào xi lanh thủy lực và làm piston di chuyển với tốc độ lớn nhất. Khi van tiết lƣu mở hết thì toàn bộ chất lỏng chảy vào bình và piston không di chuyển. Khi van tiết lƣu mở một phần thì dòng chảy bị phân ra: một phần đi v o xi lanh thủy lực, còn phần kh c thì đi qua van tiết lƣu rồi chảy về bình. Trong sơ đồ này, áp lực do bơm tạo ra phụ thuộc vào sự cản trở di chuyển của cần đẩy xi lanh thủy lực. Sự cản trở càng lớn thì áp lực trƣớc van tiết lƣu c ng lớn và tốc độ di chuyển của piston càng nhỏ. Vì thế, trong trƣờng hợp này tốc độ di chuyển của piston phụ thuộc vào giá trị phụ tải ở bên ngoài.

Ƣu điểm của sự bố trí này là tổn thất năng lƣợng nhỏ hơn nhiều so với khi lắp van tiết lƣu trên đƣờng v o v đƣờng ra vì phần lớn thời gian bơm l m việc ở áp suất nhỏ hơn áp suất m van an to n đã hiệu chỉnh.

134

d. Van tiết lƣu lắp chung với van một chiều

Hinh 12.11. Van tiết lƣu một chiều: 1. thân van; 2. van; 3. lò xo; 4. vòng đệm; 5. ống nối; 6. vòng phớt nhớt của chất lỏng đã đƣợc x c định.

Đối với bộ phận công tác có khối lƣợng lớn, khi làm việc có cộng thêm khối lƣợng vật liệu nên khi hạ bộ phận công t c, nó rơi nhanh chóng, gâ sự cố. Để bảo đảm an toàn, ngƣời ta lắp thêm cụm van tiết lƣu v van một chiều trên đƣờng cấp vào các khoang của xi lanh thủy lực (hình 2.14).

Ví dụ trên các xi lanh nâng cần của các máy xúc có cụm van tiết lƣu v van một chiều. Khi bơm chất lỏng vào khoang nâng, cần sẽ đƣợc nâng lên.

Khi nâng cần (chiều của dòng chất lỏng công tác lúc này chỉ bằng mũi tên ở hình 128) chất lỏng nâng van 2, ép l ò xo yếu 3, lò xo này hầu nhƣ không tạo ra trở lực đối với dòng chảy.

Khi hạ cần dòng chất lỏng chuyển động theo chiều ngƣợc lại, thì bề mặt côn của van 2 bị ép vào bệ nhờ có lò xo 3 và nhờ sự tác dụng của bản thân dòng chảy, tốc độ của chất lỏng chảy qua van bị hạn chế bởi lỗ tiết lƣu A.

Cơ cấu này nâng cần nhanh chóng nhƣng tốc độ hạ cần không đổi khi khối lƣợng và vị trí của thiết bị công tác cùng với độ nhớt của chất lỏng đã đƣợc x c định.

Trong trƣờng hợp nầ , để điều chỉnh tốc độ hạ cần thì hệ thống dẫn động thủy lực

phải lắp van tiết lƣu do thợ l i điều khiển.

N - 2016

12.2.3. Van an toàn

Hình 12.12. Van an toàn

a. Nhiệm vụ

Đảm bảo hệ thống an toàn khi có quá tải, thƣờng đặt trên đƣờng ống chính áp suất cao. Van an to n dùng để bảo vệ c c cơ cấu và các thành phần dẫn động thủy lực của máy không bị quá tải, duy trì áp lực chất lỏng trong hệ thống ở một giới hạn cho phép. Van an to n đƣợc lắp trực tiếp trên bơm v môtơ thủy lực, trong bộ phân phối thuỷ lực, trong bầu lọc và trên ống dẫn. Trong trƣờng hợp lắp trên ống dẫn chúng đƣợc lắp trong hộp riêng.

Khi van an toàn làm việc với tần suất cao v lƣu lƣợng chất lỏng chảy qua lớn, ngƣời ta gọi đó l những van thông qua. Ví dụ: van thông qua đƣợc lắp vào các ống dẫn của mô tơ dẫn động bàn quay của các loại máy bánh xích.

b. Yêu cầu

Các van an toàn cần phải bảo đảm độ tin cậy khi làm việc, có độ nhạ cao, độ ổn định áp lực khi lƣợng tiêu thụ chất lỏng kh c nhau v độ rung nhỏ nhất đối với hệ thống khi mở v đóng cửa van, đảm bảo chất lỏng công t c đƣợc tháo ra khi áp lực vƣợt quá mức qui định.

Van an to n thƣờng đƣợc điều chỉnh khi áp lực vƣợt quá mức qui định 10 - 20%. Khi áp lực trong hệ thống vƣợt quá mức cho phép thì van mở ra và chất lỏng chảy vào khoang áp suất thấp.

c. Phân loại

- Theo cấu tạo:

Gồm van kiểu bi, côn, có thể trang bị thêm piston dẫn hƣớng để đóng kín v o bệ nhờ lò xo. Lò xo của van an toàn cứng hơn nhiều so với van một chiều. Lực lò xo đƣợc điều chỉnh sao cho phù hợp với áp suất làm viêc cho phép bằng vít điều chỉnh. Nếu van an toàn chỉ làm việc khi có quá tải gọi là van chống đỡ, còn khi nó làm việc liên tục, luôn có chất lỏng thoát qua van gọi là van tràn.

- Theo nguyên lý hoạt động:

136

Gồm hai loại là van an toàn tác dụng trực tiếp và gián tiếp.

+ Van an toàn tác dụng trực tiếp: áp lực của chất lỏng tác dụng trực tiếp lên thành phần khoá, gồm có van bi, van côn, đƣợc dùng trong hệ thống có lƣu lƣợng và áp suất nhỏ. Khi đóng mở van va đập với bệ van tạo sự dao động áp suất trong hệ thống. Van côn yêu cầu phải có sự đồng trục cao để đóng kín. Van an to n t c dụng trực tiếp còn phân loại ra thành loại tác dụng bình thƣờng và loại van tác dụng vi sai.

+ Van an toàn có tác dụng gián tiếp: áp lực của chất lỏng tác dụng lên van phụ, điều khiển sự tha đổi thành phần kho . Đối với hệ thống có áp lực v lƣu lƣợng lớn, phải dùng van vi sai có đệm giảm chấn hoặc van an toàn có tác dụng tuỳ động để giảm bớt độ cứng của lò xo.

d. Cấu tạo

- Loại van bi (hình 2.15 ) có kết cấu đơn giản và giá thành chế tạo rẻ. Nguyên lý làm việc của van dựa vào sự cân bằng lực Fc do áp lực chất lỏng tác dụng lên mặt làm việc của viên bi 4 và lực nén Fk của lò xo 3. Khi Fc > Fk , đƣờng áp lực A đƣợc nối thông với đƣờng th o B đến khi áp lực chất lỏng dƣới viên bi giảm xuống Fc = Fk và van bị đóng lại. Khi áp lực chất lỏng tăng thì van lại mở ra v qu trình đƣợc lặp lại. Nhƣ vậy viên bi nằm trên mặt đế bị đẩ đi v đẩy lại thƣờng xuyên.

Hình 12.13. Van tác dụng trực tiếp kiểu bi (a,b) và côn c,d); kiểu chính tâm (a,c) và lệch tâm (b,d); 1. vít điều chỉnh; 2. thân van; 3. lò xo van; 4. vi ên bi; 5. thành phần chính tâm; 6. van côn; A. kênh áp lực; B. kênh tháo

N - 2016

Các van bi thƣờng có loại viên bi chính tâm (hình 215,a) và loại viên bi lệch tâm (hình 215,b). Ở trong van bi chính tâm cơ cấu dẫn hƣớng của thành phần chính tâm 5 ngăn ngừa sự di chuyển lệch của viên bi. Nhờ có khe hở nhỏ giữa thân 2 và thành phần 5, cũng nhƣ lỗ giảm chấn trong thành phần 5 nên độ dao động của viên bi theo hƣớng trục bị triệt tiêu, do đó viên bi không bị rung động nên mặt đế của nó đƣợc bảo vệ.

Các van có viên bi lệch tâm, về chế tạo tu đơn giản, dễ chế tạo hơn, nhƣng do viên bi bị lệch tâm nên có thể bị chuyển dịch về phía bên, độ kín của van bị giảm đi v làm cho chất lỏng công tác chả v o đƣờng th áo không theo yêu cầu. Vì vậ , ngƣời ta sử dụng chúng trong hệ thống có lƣu lƣợng chất lỏng không lớn, vì trong hệ thống đó p lực ít khi đạt đến trị số điều chỉnh của van.

- Loại van côn: (hình 2.15 c,d) thƣờng dùng loại côn chính tâm và có thể quay tƣơng đối với trục, vì vậy chức năng l m kín tốt hơn kiểu bi, do sự tiếp xúc mặt.

Nhƣợc điểm của van côn là làm việc không ổn định và rung, do đó mặt đế và van dễ bị mài mòn .

- Van vi sai kiểu piston tác dụng trực tiếp: đƣợc sử dụng khi lƣu lƣợng chất lỏng lớn và áp lực cao nhằm giảm bớt lực tác dụng v kích thƣớc của lò xo. Trong van vi sai (hình 2.16,a) lò xo chỉ nhận phần lực do áp lực của chất lỏng tạo ra.

Van trƣợt 1 lắp piston 2, mặt dƣới của piston đƣợc tiếp cận với nút 3 của van. Chất lỏng đi v o khoang A v qua lỗ khoan trong van 1 đi v o khoang B ở trên piston. Ở trạng thái cân bằng, lực lò xo và lực do áp suất đƣờng tháo tác dụng v o van trƣợt cân bằng với lực do chất lỏng tác dụng vào piston 2.

Hình 12.14. Van an toàn kiểu vi sai (a) và kiểu tác dụng gián tiếp (b)

1. van trƣợt; 2. piston; 3. nút; 4. thân van; 5,7. lò xo; 6. van côn; 8. nắp;

138

9. vít điều chỉnh

- Van an toàn tác dụng gián tiếp (hình 2.16,b) thƣờng đƣợc dùng để duy trì áp lực ở giá trị cho trƣớc không phụ thuộc v o lƣu lƣợng chất lỏng.

Lò xo yếu 5 tác dụng lên van trƣợt 1, làm van dịch chuyển đến vị trí ngoài cùng ở phía dƣới. Trong piston của van trƣợt 1 có gia công lỗ B với đƣờng kính nhỏ, nó là lỗ tiết lƣu v nối thông khoang A và B.

Khi áp lực chất lỏng tác dụng lên van côn 6 không vƣợt quá áp lực lò xo 7, thì van 6 vẫn đóng v p lực trong khoang C bằng áp lực trong khoang A. Lúc n van trƣợt 1 dƣới tác dụng của lò xo 5 nằm ở vị trí dƣới cùng và khoang cao áp A sẽ đƣợc ngăn c ch với khoang tháo D.

Khi áp lực thắng lực lò xo 7 thì van côn 6 sẽ mở ra và chất lỏng chả v o đƣờng th o qua kênh Đ khoan bên trong van trƣợt 1. Chất lỏng chảy từ khoang A đến van côn 6 qua lỗ tiết lƣu B v kênh E, nên p lực trong khoang C giảm kết quả là phát sinh ra lực nâng van trƣợt 1 lên phía trên. Lúc này khoang A có áp lực cao đƣợc thông với khoang D có áp lực thấp v dƣới áp lực do lò xo 7 tạo ra, chất lòng sẽ đƣợc dẫn về bình.

Áp lực ở khoang A giảm cộng thêm sự giảm áp lực ở trƣớc van côn 6 làm cho van côn đóng, l m cho p lực khoang A và C bằng nhau, van trƣợt đóng.

- Van an toàn trực tiếp kiểu tác dụng bình thƣờng, khi áp lực của chất lỏng tác dụng lên toàn bộ diện tích hoạt động của thành phần khoá, và loại van tác dụng vi sai, khi áp lực chỉ tác dụng lên một phần diện tích. Theo kết cấu thừa hành của van chúng có thể chia ra loại bi, loại côn, loại piston (van trƣợt).

12.2.4. Van giảm áp

Hình 12.15. Van giảm áp

Khi có nhiều nơi tiêu thụ với áp suất khác nhau thì dùng van giảm p để hạ áp suất nguồn cung cấp xuống phù hợp với nhu cầu và giữ cho áp suất ấ luôn không đổi. Van giảm áp duy trì ở đƣờng đi một áp lực cố định mà không phụ thuộc vào áp lực ở đƣờng vào và không phụ thuộc v o lƣu lƣợng chất lỏng.

N - 2016

Hình 12.16. Van giảm áp

1. tiết lƣu; 2, 4. lò xo; 3. vít điều chỉnh; 5. van bi; 6. thân van; 7. van trƣợt; 8. nút

Van giảm p cũng l một loại van tiết lƣu, khi p suất lớn, ngƣời ta dùng van giảm áp có tác dụng tuỳ động (hình vẽ 2.19).

- Van trƣợt 7 dùng để đóng, mở dòng chảy từ khoang A đến khoang B. Lò xo 2 là một lò xo yếu. Khoang A nối với đƣờng áp lực từ bơm, khoang B nối với nơi tiêu thụ.

- Khoang B thông với D qua lỗ tiết lƣu 1 v qua lỗ khoan trong thân 6,van trƣợt 7, B cũng thông với E

- Van một chiều kiểu bi 5 đƣợc điều chỉnh đến áp lực nhỏ hơn p lực ở đƣờng đi

ra B nhờ vít điều chỉnh.

Khi áp lực ở B vƣợt qua giá trị giới hạn, áp lực chất lỏng tác dụng làm mở van một chiều 5, nên chảy một phần vào ống thoát qua kênh C. Vì chất lỏng chảy từ B đến C phải qua lỗ tiết lƣu 1 nên p lực ở khoang D giảm xuống, kết quả l m cho van trƣợt 7 dịch chuyển về ph i trên v đóng dần khe hở lƣu thông giữa khoang A và B.

140

Khi áp lực trong khoang B bị giảm xuống dƣới giá trị giới hạn thì van một chiều 5 đóng, p lực ở khoang D tăng, van trƣợt dần dần dịch chuyển về ph i dƣới, mở khe hở ra. Sau khi khe hở vừa mở ra đến mức mà áp lực trong khoang B vƣợt quá áp lực khiến van 5 mở v lúc đó khe hở đƣợc đóng lại, qu trình đƣợc lặp lại.

Nhƣ vậy, trong thời gian l àm vi ệc van tr ƣợt 7 dao động với hành trình không lớn. Trị số của kheh ở m van trƣợt mở để bảo đảm đúng gi trị áp lực tính to án trong khoang B phụ thuộc vào áp lực m van 5 đã điều chỉnh. Áp lực ở B không phụ thuộc vào áp lực v lƣu lƣợng của chất lỏng ở đƣờng vào.

12.3. CƠ CẤU PHÂN PHỐI

12.3.1. Nhiệm vụ

Hộp phân phối có nhiệm vụ dẫn hƣớng dòng chất lỏng áp suất cao đến cơ cấu chấp h nh đồng thời cho dầu thoát ra thùng chứa và nó có thể đảo chiều chuyển động hay điều chỉnh tốc độ cơ cấu chấp hành.

Hình 12.17. Con trƣợt phân phối

a) con trƣợt ngăn

b),c) con trƣợt piston

N - 2016

Hình 12.18. Con trƣợt phân phối ba vị trí có bốn khe lƣu thông

Hình 12.19. Khóa phân phối

142

Hình 12.20. Van phân phối

12.3.2. Phân loại

- Theo kết cấu của bộ phận làm việc:

Có ba loại: kiểu con trƣợt, kiểu van khoá hay kiểu van thƣờng, loại con trƣợt có kiểu ngăn kéo ha piston bậc. Trong loại con trƣợt kiểu piston bậc, ngƣời ta điều khiển dòng chất lỏng bằng cách trực tiếp làm cho van chuyển động tịnh tiến (hình 2.20). Trong loại van thƣờng, việc điều khiển dòng chất lỏng bằng c ch đóng v mở các van chuyên dùng. Trong loại van khoá, dòng chất lỏng đƣợc điều khiển bằng cách quay van.

Hình 12.21. Hộp phân phối con trƣợt piston

1. Vỏ hộp; 2. đƣờng tháo; 3. rãnh; 4. piston bậc; 5. đƣờng áp lực

N - 2016

- Theo số kênh nối thông:

Theo số kênh nối thông nhau, thƣờng phân ra cơ cấu phân phối thuỷ lực hai, ba và bốn hành trình.

Bộ phân phối thuỷ lực hai hành trình:

Có hai kênh là kênh áp lực và kênh nhánh làm việc dùng để dòng chất lỏng đi qua hoặc ngăn dòng chất lỏng lại.

Bộ phân phối thuỷ lực ba hành trình:

Có ba kênh là kênh áp lực, kênh tháo, kênh nhánh làm việc dùng để điều khiển động cơ thuỷ lực một chiều.

Bộ phân phối thuỷ lực bốn hành trình:

Có bốn kênh là kênh áp lực, kênh tháo và hai kênh nhánh làm việc, dùng để

điều khiển động cơ thuỷ lực hai chiều. Số kênh cũng có thể lớn hơn bốn.

- Theo vị trí:

Phụ thuộc vị trí làm việc của piston, hộp phân phối chia ra làm nhiều loại: loại có hai, ba, hay nhiều vị trí.

+ Loại hai vị trí gồm vị trí làm việc và một trung gian.

+ Loại ba vị trí gồm hai vị trí làm việc và một trung gian.

+ Loại bốn vị trí gồm hai làm việc, một trung gian và một tự do, v.v Ở vị trí tự do thì cả hai khoang của động cơ thuỷ lực thông với nhau và nối với đƣờng tháo.

- Theo số khe lƣu thông giữa mép bậc và vỏ: chia ra thành loại có một, hai hoặc nhiều khe.

- Theo cấu tạo của vỏ: bộ phân phối thuỷ lực kiểu van trƣợt gồm có nhiều loại buồng và loại liền khối.

12.3.3. Cấu tạo hộp phân phối

Van phân phối kiểu con trƣợt (hình 2.20): Con trƣợt kiểu piston bậc thƣờng sử dụng. Piston có nhiều bậc nằm trong xi lanh liền với vỏ. Trong vỏ có các rãnh thông với đƣờng dầu từ nối với bơm hoặc động cơ thuỷ lực. Khi piston trƣợt trong xi lanh, các bậc đóng, mở các cữa lƣu thông nên chu ển hƣớng dòng chả đến cơ cấu chấp h nh. Điều khiển con trƣợt đƣợc thực hiện bằng ta , cam, van điện từ, bằng thuỷ lực.

Nếu chiều rộng bậc lớn hơn chiều rộng rãnh trong xi lanh thì gọi là hộp phân phối con trƣợt có độ đóng dƣơng, ngƣợc lại là âm. Kiểu độ đóng dƣơng ít rò rỉ, cơ cấu làm việc ổn định nhƣng kém nhạy

144

Hộp phân phối thuỷ lực nhiều buồng: (hình 2.21) đƣợc cấu tạo từ một số buồng. Kết cấu của các buồng có thể khác nhau, các buồng lắp ghép nhau bằng mối ghép bulông.

Ƣu điểm: Các buồng đã tiêu chuẩn hoá theo c ác ki ểu khác nhau (bu ồng l àm vi ệc, buồng có áp lực, buồng th áo, buồng trung gian), tạo ra đƣợc khả n ăng t ổ ch ức chuy ên môn hoá cho vi ệc s ản xu ất h àng lo ạt. . Nh ƣ vậy ph ạm vi s ử d ụng c ủa b ộ ph ân phối nầ đƣợc mở rộng đ ng kể khi thêm hoặc bớt một số buồng. Bộ phân phối thuỷ lực nhiều buồng rất thuận tiện trong thao t ác, buồng bị mòn có thể dễ dàng thay thế và tu sửa.

Nhƣợc điểm: kích thƣớc và khối lƣợng lớn, phải có mặt làm kín ở trên mối nối mỗi buồng. Trong hệ thống dẫn động thuỷ lực có áp lực càng lớn thì bề mặt làm kín c ng đòi hỏi chất lƣợng cao.

Hình 12.22. Bộ phân phối thuỷ lực nhiều buồng

N - 2016

- Hộp phân phối thuỷ lực liền khối (hình 2.22) có một hoặc v i van trƣợt và van thƣờng lắp trong vỏ chung.

Ƣu điểm: Kích thƣớc và khối lƣợng của nó nhỏ hơn nhiều so với loại nhiều buồng,

điều đó rất có lợi cho việc bố trí ở trên máy.

Nhƣợc điểm: chỉ thỏa mãn với việc sử dụng một kiểu máy cụ thể cho trƣớc. Bộ phân phối thuỷ lực liền khối chỉ có giá thành hạ khi sản xuất hàng loạt máy có hệ thống dẫn động thuỷ lực nhƣ nhau.

146

Hình 12.23: Hộp phân phối thuỷ lực liền khối

N - 2016

148

N - 2016

150

Hình 12.24. Các loại bộ phận phân phối khác

12.4. CÁC BỘ PHẬN PHỤ

12.4.1. Ống dẫn

Dùng để dẫn chất lỏng từ bơm đến động cơ thủy lực để truyền năng lƣợng. Tuỳ theo điều kiện làm việc của ống và sự rò rỉ của chất lỏng tại các khớp nối. Tính toán ống dẫn giống nhƣ ống thuỷ lực.

12.4.2. Thùng chứa

Thông thƣờng thể tích bằng 5  6 lần thể tích làm việc.

Trong một số trƣờng hợp để nâng cao hiệu suất bơm v giảm tiếng ồn ngƣời ta cho bơm ngập vào chất lỏng của thùng chứa, điều này có thể l m tăng thể tích của thùng. Thể tích phần không khí trên mặt thoáng của thùng chiếm khoảng (10  15) thể tích của thùng. Có thể chọn thùng kín hoặc hở.

Để tăng hiệu suất của bơm thì chọn thùng kín trên mặt thoáng có áp suất dƣ.

12.4.3. Bộ lọc dầu

Dùng để lọc cặn bẩn của dầu. Tuỳ theo chức năng của hệ thống chọn các lọc: lọc thấm, lọc lá, lọc lƣới, lọc hoá học hoặc lọc ly tâm.

Khi đặt hệ thống lọc cần chú ý:

Giảm sức cản tối thiểu của lọc đối với dòng chảy.

Bộ lọc nên bố trí trên đƣờng ống chính.

12.4.4. Bình tích năng

Trong hệ thống thuỷ lực có nhu cầu năng lƣợng khác nhau mà nguồn năng lƣợng của bơm thì không đổi. Để đảm bảo hệ thống làm việc bình thƣờng ngƣời ta dùng bình tích năng.

Bình tích năng có nhiệm vụ trữ năng lƣợng của hệ thống thừa không dùng hết và cung cấp năng lƣợng khi vƣợt quá yêu cầu (vƣợt khả năng của bơm).

Có nhiều loại bình tích năng:

- Trọng vật.

- Lò xo.

- Thuỷ lực.

12.4.5. Rơle

- Rơle p suất: thực hiện nhiệm vụ khi đạt giá trị định mức.

- Rơle thời gian: điều chỉnh làm việc đồng bộ giữa hai thiết bị theo thời gian quy

định.

N - 2016

152

ƢƠ 3. ỀU CHỈNH VÀ Ổ ỊNH VẬN TỐ Ơ ẤU CHẤP HÀNH

Các thông số cơ bản của truyền động thuỷ lực có chuyển động tịnh tiến là vận tốc piston và lực tác dụng lên piston.

Còn trong hệ thống chuyển động quay: vận tốc quay và mômen quay.

Từ các công thức đã học chúng ta có thể điều chỉnh vận tốc đƣợc bằng 2 phƣơng pháp .

- Điều chỉnh thể tích làm việc của bơm ha động cơ thuỷ lực (phƣơng pháp thể tích).

- Phƣơng ph p tiết lƣu: Dùng để tiết lƣu để điều chỉnh lƣu lƣợng.

13.1. ĐIỀU CHỈNH VẬN TỐC BẰNG PHƢƠNG PHÁP THỂ TÍCH

Chuyển động quay

nĐ = qp/qĐ.nB

Ta chọn nB = const

- Bằng c ch tha đổi lƣu lƣợng riêng của bơm, qB.

- Bằng cách tha đổi lƣu lƣợng riêng của động cơ, qĐ.

- Bằng c ch tha đổi lƣu lƣợng riêng của bơm v động cơ, qB,qĐ.

Nếu: qB thì nĐ 

qĐ thì nĐ

Các thông số khác:

MĐ = pĐ .qĐ/2

pĐ = const  MĐ = f(qĐ) Nếu qĐ tha đổi không l m MĐ tha đổi.

Nếu tha đổi lƣu lƣợng riêng:

NĐ = qĐ .nĐ.p Đ

Khi điều chỉnh vận tốc quay của rô to bằng c ch tha đổi lƣu lƣợng của bơm thì công suất trên trục động cơ tỷ lệ bậc nhất với qB.

Nếu điều chỉnh vận tốc bằng c ch tha đổi qĐ thì NĐ = const.

* Cách thức tha đổi độ lệch tâm e ở bơm:

Động cơ thuỷ lực:

N - 2016

Vận tốc quay của rô to động cơ thuỷ lựcphụ thuộc vào B và Đ.

Kết luận: Khi tha đổi lƣu lƣợng của bơm thì nĐ = vĐ sẽ tha đổi từ 0 ( = 0) đến

max ( = max)

Khi tha đổi qĐ vận tốc động cơ thuỷ lực tha đổi từ  (Đ = 0)  max(Đ =1).

Nhƣ vậy: Về mặt lý thuyết chúng ta có thể tha đổi vận tốc của động cơ từ 0  1. Trong thực tế vận tốc nĐ không thể đạt giá trị  vì khi đó MĐ = 0. M trong quá trình làm việc MĐ phải có một giá trị nhất định để thắng sức cản ma sát của động cơ v kéo phụ tải.

M nhỏ nhất ứng với min , min = 0,5

Vận tốc quay thực tế: nĐtt = nĐlt.Q

MĐtt = MĐlt.Đcơkhí

’Q = QB .QĐ .Qô

Rò rỉ chất lỏng: ΔQ = k.P

k- Hệ số rò rỉ.

Đối với bơm: k = (0,05  0,5) cm2/Ns.

Cơ cấu phân phối: k = 0,002.

Xi lanh lực (có đệm làm kín): k = 0.002.

Chuyển động tịnh tiến:

Có thể điều chỉnh đƣợc vận tốc của piston khi lƣu lƣợng lớn hơn lƣu lƣợng rò rỉ. Vì lƣu lƣợng của bơm luôn tha đổi cho phù hợp với động cơ thuỷ lực (phụ tải).

154

Nhƣợc điểm: Phụ tải tha đổi rò rỉ chất lỏng cũng tha đổi việc điều chỉnh động cơ cũng khó khăn. Hệ thống không nhạy và khó chính xác nhất l đối với hệ thống lƣu lƣợng nhỏ  phƣơng ph p n nên dùng đối với hệ thống có lƣu lƣợng lớn v không đòi hỏi cơ cấu chấp hành hoặc là những nơi phụ tải ít tha đổi.

13.2.ĐIỀU CHỈNH VẬN TỐC BẰNG PHƢƠNG PHÁP TIẾT LƢU

Hình 13.1. Điều chỉnh vận tốc của cơ cấu chấp hành bằng phƣơng ph p tiết lƣu

Tha đổi sức cản lƣu lƣợng.

Phƣơng ph p n không kinh tế vì bơm luôn luôn cung cấp dùng để thắng đƣợc sức cản của tiết lƣu.

- Ƣu điểm: Đơn giản, nhạ , chính x c. Đƣợc dùng cho những nơi nhạy, chính xác vận tốc cơ cấu chấp h nh, ngo i ra còn điều chỉnh vô cấp vận tốc chấp hành.

- Nhƣợc điểm: Tính kinh tế, không đảm bảo vận tốc cơ cấu chấp hành khi tải trọng tha đổi. Khi đi qua tiết lƣu chất lỏng bị nóng lên nhiệt độ chất lỏng tăng l m tăng rò rỉ hệ thống .

Có 3 cách bố trí tiết lƣu:

* Tiết lƣu đặt trƣớc xi lanh lực:

Δ = o – p1

* Tiết lƣu đặt sau xi lanh lực:

Khắc phục hiện tƣợng nóng lên

Δ = 2 – p3

p1 đến p1* để p1 = const mở van an toàn.

p2 đến p2*  p* = p2* - p3

* Tiết lƣu đặt song song với xi lanh lực:

Khi đóng tiết lƣu: Vp  Vmax khi mở tiết lƣu thì chất lỏng sẽ đến xi lanh lực qua tiết lƣu

F thì tiết lƣu mở V tha đổi theo tỷ lệ chất lỏng vào xi lanh lực.

N - 2016

13.3. ỔN ĐỊNH VẬN TỐC CHUYỂN ĐỘNG CƠ CẤU CHẤP HÀNH

Giữ vận tốc của cơ cấu chấp hành ổn định không phụ thuộc vào phụ tải.

Để ổn định thì lắp bộ phận điều tốc theo 3 cách sau:

13.3.1. Mắc bộ điều tốc ở lối vào của động cơ thủy lực

F  P1  P5 đẩy piston van giảm áp xuống Q P4  P4 - P5 = const

Hình 13.2. Mắc bộ điều tốc ở lối vào

13.3.2. Mắc bộ điều tốc ở lối ra của động cơ thủy lực

156

F  P2  P2 piston đóng bớt cửa van giảm áp P4 P4 - P5 = const.

Hình 13.3. Mắc bộ điều tốc ở lối ra

13.3.3. Mắc bộ điều tốc song song với động cơ thủy lực

F  P2  PA  PB  P4 đóng bớt piston P4.

Hình 13.4. Mắc bộ điều tốc song song với động cơ thủy lực

N - 2016

CHƯƠNG 14. QUẢN LÝ VÀ KHAI THÁC MÁY CÔNG TRÌNH

14.1. PHÂN LOẠI CÁC DẠNG BẢO DƢỠNG KỸ THUẬT VÀ SỬA CHỮA

14.1.1. Các dạng bảo dƣỡng kỹ thuật:

Bảo dƣỡng kỹ thuật là các tổng hợp cá biện pháp kỹ thuật nhầm duy trì cho xe máy luôn luôn ở trạng thái kỹ thuật tốt khi sử dụng, bảo quản và vận chuyển.

Bảo dƣỡng kỹ thuật nhằm tạo ra điều kiện làm việc bình thƣờng cho máy, cụm máy và các chi tiết, tránh cho chúng không bị hƣ hỏng trƣớc thời hạn, làm cho quá trình hao mòn ở mức độ ít nhất trong quá trình sử dụng.

Nội dung bảo dƣỡng kỹ thuật bao gồm c c bƣớc chủ yếu sau:

Bảo dƣỡng kỹ thuật trong sử dụng.

Bảo dƣỡng kỹ thuật khi chờ đợi vào khai thác.

Bảo dƣỡng kỹ thuật khi bảo quản.

Bảo dƣỡng kỹ thuật trong khi vận chuyển máy.

Bảo dƣỡng kỹ thuật theo mùa.

Đối với máy xây dựng đang sử dụng thì phải tiến hành bảo dƣỡng theo ca và bảo dƣỡng kỹ thuật định kỳ.

- Bảo dƣỡng kỹ thuật theo ca đƣợc thực hiện cho mỗi ca làm việc của máy.

- Bảo dƣỡng kỹ thuật định kỳ đƣợc tiến hành theo một trình tự có kế hoạch phù hợp với qu định hƣớng dẫn.

14.1.2. Các dạng sửa chữa

Sửa chữa là tổng hợp các biện pháp kỹ thuật nhằm duy trì và phục hồi khả năng làm việc hay trạng thái kỹ thuật tốt hơn của xe máy. Khắc phục những hƣ hỏng và trục trặc xuất hiện trong khi làm việc ha đƣợc phát hiện khi bảo dƣỡng kỹ thuật.

Tuỳ theo mức độ phức tạp của công tác sửa chữa ngƣời ta chia ra làm hai dạng:

- Sửa chữa nhỏ: Là loại sửa chữa nhằm khắc phục những trục trặc v hƣ hỏng nhỏ. Nó góp phần đảm bảo thực hiện đúng định mức về quãng đƣờng hoặc thời gian xe máy hoạt động.

- Sửa chữa lớn: là loại sản xuất đƣợc tha qu định theo số giờ làm việc hoặc quản đƣờng xe chạy. Toàn bộ công việc của sửa chữa lớn nhằm phục hồi khả năng l m việc của chúng theo các tiêu chuẩn kỹ thuật.

14.2. HỆ THỐNG BẢO DƢỠNG VÀ SỬA CHỮA MXD Ở VIỆT NAM.

158

14.2.1. Bảo dƣỡng kỹ thuật

Theo tiêu chuẩn Việt Nam về tổ chức hệ thống bảo dƣỡng kỹ thuật và sửa chữa: TCVN 4204-86, có hiệu lực từ 01/7/1986, bao gồm:

Bảo dƣỡng kỹ thuật ca: đƣợc tiến hành cho một ca làm việc.

Bảo dƣỡng kỹ thuật định kỳ: tuỳ theo đặc điểm khối lƣợng công việc, thời gian thực hiện m ngƣời ta chia ra:

- Bảo dƣỡng kỹ thuật cấp I (BD1).

- Bảo dƣỡng kỹ thuật cấp II (BD2).

- Bảo dƣỡng kỹ thuật cấp III (BD3). Chỉ đối với một số máy nhất định.

14.2.2. Sửa chữa máy

Việc sửa chữa m thƣờng đƣợc tiến h nh theo hai phƣơng ph p:

- Phƣơng ph p tha thế cụm tổng th nh: đƣợc tiến h nh trong điều kiện sử dụng. Khi đó, ngƣời ta sửa chữa máy theo từng tổng thành tuỳ theo mức độ hao mòn của nó.

- Phƣơng ph p công nghiệp: khi đó xe m ha tổng thành đƣợc đem đến sửa

chữa tại các nhà máy sửa chữa đại tu lớn.

Việc tạo ra và duy trì vốn lƣu động tổng thành dự trữ tại c c cơ quan sử dụng xe m l điều quan trọng nhất để áp dụng phƣơng ph p tha thế tổng thành.

Vốn lƣu động này phụ thuộc vào số lƣợng máy sử dụng hiện có, có các tổng thành giống nhau, số giờ mày làm việc trong năm, chu kỳ sửa chữa và thời gian quay vòng của tổng thành trong sửa chữa.

Đối với các nhà máy sửa chữa theo phƣơng ph p công nghiệp cần có vốn lƣu động

tổng th nh để giảm bớt thời gian máy nằm chờ sửa chữa.

Vốn lƣu động của một tổng th nh đƣợc tính theo công thức: (chiếc)

Trong đó: A: Số lƣợng máy cùng một mác sử dụng vốn lƣu động, chiếc.

b: Số lƣợng cụm (tổng thành) cùng tên lắp trên một máy.

R: Số máy làm việc theo kế hoạch trong năm, giờ.

H: Định kỳ thay thế cụm máy, giờ.

Tq: Thời gian quay vòng vốn, ngày.

Kd: Hệ số dự trữ.

Thời gian quay vòng vốn gồm: thời gian vận chuyển, chờ sửa chữa và sửa chữa tổng thành.

14.3. HỆ THỐNG SỬA CHỮA VÀ BẢO DƢỠNG KỸ THUẬT.

N - 2016

Để xe máy có thể làm việc đƣợc trong một thời gian qu định với độ tin cậy cao, thì ngay từ lúc đƣa m v o khai th c cần phải tuân thủ các công việc nhƣ: vệ sinh máy, siết chặt, điều chỉnh, kiểm tra dầu mỡ, bầu lọc, nạp đầy nhiên liệu, nƣớc làm mát, dầu bôi trơn …

Sau một thời gian đƣa m v o khai th c do hao mòn c c chi tiết m nên ngƣời ta cần tiến hành sửa chữa hoặc thay thế dần các bộ phận để duy trì khả năng l m việc cho máy và phục hồi lại tình trạng kỹ thuật tốt cho xe máy.

Nhƣ vậy, bảo dƣỡng kỹ thuật và sửa chữa có liên quan chặt chẽ với nhau, gọi là hệ thống bảo dƣỡng kỹ thuật và sửa chữa xe máy.

Hệ thống bảo dƣỡng kỹ thuật và sửa chữa xe máy là tổng hợp các hoạt động về tổ chức, kế hoạch, công nghệ, cung ứng vật tƣ v sử dụng cán bộ- công nhân kỹ thuật nhằm duy trì và khôi phục trạng thái kỹ thuật tốt cho máy trong suốt thời hạn phục vụ, nhằm đảm bảo an toàn, nâng cao hiệu quả sử dụng máy. Các công việc n đƣợc tiến hành theo kế hoạch, theo chế độ bảo dƣỡng kỹ thuật và sửa chữa m qu định.

Chế độ bảo dƣỡng kỹ thuật và sửa chữa máy là tập hợp c c qu định thống nhất nhằm x c định hình thức cơ cấu tổ chức, nội dung công việc sửa chữa theo kế hoạch để duy trì hả năng l m việc của máy trong suốt thời hạn phục vụ và trong những điều kiện sử dụng cho trƣớc. Chế độ bảo dƣỡng kỹ thuật và sửa chữa cho phép lập kế hoạch bảo dƣỡng kỹ thuật và sửa chữa lập dự trù về nhân lực, về vật tƣ kỹ thuật, phụ tùng thay thế và tiền vốn cho công tác này.

14.3.1. Bảo dƣỡng kỹ thuật

Mục đích bảo dƣỡng kỹ thuật l đề phòng những hỏng hóc, sai lệch v ngăn ngừa sự m i mòn trƣớc thời hạn của các chi tiết máy, khắc phục kịp thời những gãy vỡ có thể gây trở ngại cho sự làm việc bình thƣờng của xe máy.

Công tác bảo dƣỡng kỹ thuật bao gồm các công việc: cạo rửa, xem xét, tra dầu mỡ, kiểm tra siết chặt, điều chỉnh.. với nguyên tắc chung của những công việc này là không cần phải tháo dỡ các bộ phận và hệ thống ra khỏi xe máy.

Theo c c qu định hiện hành, việc bảo dƣỡng kỹ thuật theo đặc điểm, khối lƣợng công việc và thời gian thực hiện, có thể chia ra làm các dạng sau đâ :

Bảo dƣỡng kỹ thuật ca (hay còn gọi là bảo dƣỡng kỹ thuật hằng ng ): đƣợc thực hiện cho mỗi ca làm việc của máy. Nội dung công việc của bảo dƣỡng ca gồm: cạo rửa, xem xét, tra dầu mỡ, kiểm tra siết chặt, điều chỉnh.. Nhằm đảm bảo an toàn và giữ gìn hình d ng bên ngo i đƣợc sạch đẹp.

Mọi công việc về bôi trơn, điều chỉnh, kiểm tra vệ sinh m đều phải tiến hành theo trình tự bắt buộc. Công việc điều chỉnh, siết chặt và sửa chữa nhỏ đƣợc thực hiện cụ thể theo sự yêu cầu của kiểm tra.

Việc bảo dƣỡng kỹ thuật hằng ng đƣợc thực hiện sau khi hoàn thành nhiệm vụ một ca v trƣớc khi xuất ph t ra tính đƣờng để công tác.

160

Bảo dƣỡng kỹ thuật định kỳ:

Nội dung công việc bảo dƣỡng định kỳ đƣợc thực hiện theo thời gian qu định cho từng cấp bảo dƣỡng. Định kỳ bảo dƣỡng kỹ thuật chủ yếu vào thời gian cần thiết phải l m công t c bôi trơn v qu định bằng bội số định kỳ bảo dƣỡng động cơ đặt trên máy.

Nội dung bảo dƣỡng kỹ thuật định kỳ đƣợc qu định cho điều kiện sử dụng trung bình. Trong những điều kiện máy khai thác ở vùng đồi núi , trung du, biển… thì định kỳ của cấp bảo dƣỡng và nội dung bảo dƣỡng từng cấp đƣợc qu định cụ thể.

- Bảo dƣỡng kỹ thuật cấp 1: Bao gồm toàn bộ công việc bảo dƣỡng kỹ thuật hằng ngày. Ngoài ra còn làm thêm một số công việc kh c nhƣ: vặn chặt, bôi trơn v điều chỉnh cụm máy, tiến h nh tha gioăng đệm, c p, băng tải, dâ đai… những công việc n đơn giản trong quá trình thực hiện không cần phải tháo dỡ các bộ phận, cơ cấu ra khỏi máy.

- Bảo dƣỡng kỹ thuật cấp 2: Ngoài phần việc của bảo dƣỡng kỹ thuật cấp 1, làm thêm một số công việc nhƣ: kiểm tra, chẩn đo n v điều chỉnh, có thể tháo dỡ một số bộ phận của cơ cấu ra khỏi xe m để kiểm tra trên các bàn thử và trên các thiết bị đo kiểm.

- Bảo dƣỡng kỹ thuật theo mùa: Đƣợc tiến hành hai lần trong năm. Nội dung của bảo dƣỡng theo mùa là làm những công việc liên quan đến sự tha đổi về thời tiết và khí hậu từ mùa này sang mùa khác. Vì vậ , ngƣời ta thƣờng cố gắng sắp xếp cho bảo dƣỡng kỹ thuật theo mùa trùng khớp với bảo dƣỡng kỹ thuật cấp 2. Những công việc chính của bảo dƣỡng kỹ thuật theo mùa là: súc rữa hệ thống làm mát, thay dầu nhờn trong động cơ, bơm mỡ trong các khớp, ổ bi… c c cơ cấp phù hợp với thời tiết theo mùa. Kiểm tra hệ thống sƣởi ấm của buồng lái, hệ thống hâm nóng động cơ, hệ thống làm mát..

Chu kỳ bảo dƣỡng kỹ thuật từng cấp đƣợc qu định tuỳ theo công dụng của máy. Ví dụ: đối với ô tô vận chuyển thì đƣợc tính bằng số km xe chạ , còn đối với các máy l m đất, máy trộn, rải ... thì tính bằng số giờ làm việc.

14.3.2. Sửa chữa máy

Sửa chữa nhằm khôi phục và duy trì khả năng l m việc của xe máy. Trong khi sửa chữa thƣờng thay thế những chi tiết, cụm có khi là cả hệ thống lấy từ nguồn dự trữ hoặc mua mới. Trong sửa chữa còn làm các công việc nhƣ: th o lắp, điều chỉnh, làm nguội, cơ khí, gò h n…

Trong quá trình sử dụng xe máy, có nhiều chi tiết khác nhau làm việc trong những điều kiện khác nhau và chu kỳ ph t sinh hƣ hỏng cũng không đều nhau, do đó để đảm bảo cho xe máy làm việc bình thƣờng ngƣời ta phân chế độ sửa chữa ra làm:

Sửa chữa thƣờng xu ên: Đƣợc tiến h nh thƣờng xu ên không định kỳ trong quá trình sử dụng xe máy nhằm khắc phục c c hƣ hỏng sai lệch phát sinh bằng cách tháo lắp, thay thế bộ phận điều chỉnh, gò hàn, nguội, cơ khí… nón góp phần đảm bảo đúng việc thực hiện định mức về quãng đƣờng hoặc số giờ xe máy hoạt động đã vƣợt qua trƣớc khi cần sửa chữa lớn.

Sửa chữa nhỏ đƣợc tiến hành ở những nơi nhƣ: C c xƣởng bảo dƣỡng sửa chữa, hoặc có thể tiến hành ngay tại công trƣờng.

N - 2016

Sửa chữa lớn: Đƣợc tiến hành theo kế hoạch sau một định kỳ xe máy hoạt động. Tổng th nh đƣa v o sửa chữa lớn khi: chi tiết cơ bản cần phải sửa chữa và yêu cầu phải tháo rời tổng thành; tình trạng kỹ thuật chung của cả tổng thành bị kém đi do c c chi tiết bị mòn hoặc hƣ hỏng quá mức và không thể dùng sửa chữa thƣờng xu ên để khôi phục đƣợc hoặc khôi phục không có hiệu quả.

Nội dung của công việc bao gồm: kiểm tra, chẩn đo n, tha thế, điều chỉnh, điện … sửa chữa lớn có thể đƣợc thực hiện ở từng tổng thành, bộ phận hay thực hiện toàn bộ xe máy.

Khi sửa chữa lớn cần tháo rời toàn bộ rời sửa chữa c c hƣ hỏng, phục hồi hay thay thế các chi tiết, lắp, điều chỉnh và thử nghiệm theo đúng điều kiện kỹ thuật yêu cầu.

162

TÀI LIỆU THAM KHẢO