CHƯƠNG 4 - MÁY LÀM ĐẤT
4.1 Các vấn đề chung về máy làm đất
1 Khái niệm và mục đích sử dụng máy làm đất
- Máy làm đất là hệ thống máy móc thực hiện các công tác đất trong xây dựng như: Đào đắp
đất, vận chuyển đất, san phẳng mặt nền công trình, Đầm lèn tạo độ cứng cho nền đất…
- Ngày nay các công trình xây dựng có khối lượng đào đắp đất rất lớn như công trình thủy lợi,
thủy điện, công trình đường bộ, sân bay, cảng … nên nhất thiết phải được cơ giới bằng máy
móc, việc sử dụng máy móc vào công tác thi công đất mang lại lợi ích về kính tế, rút ngắn thời
gian thi công và công trình đạt chất lượng cao vì vậy hiện nay máy làm đất được sử dụng phổ
biến, số lượng và chủng máy đa dạng bao gồm : máy ủi, máy đào, máy cạp, máy san, máy lu
4.2 Máy ủi 1. Công dụng :
Máy ủi là máy chủ đạo trong nhóm máy đào và vận chuyển đất, được
sử dụng có hiệu quả để làm các công việc sau:
+ Đào và vận chuyển đất trong cự li 100 m, tốt nhất ở cự li 1070m với
các nhóm đất cấ I, II, III.
+ Lấp hào, hố và san bằng nền móng công trình. + Đào và đắp nền cao tới 2m. + ủi hoặc san rải vật liệu như đá dăm, cát, sỏi,… Ngoài ra, máy ủi còn có thể làm các công việc như làm công tác chuẩn
bị, bào cỏ, hạ cây có đường kính nhỏ,…
2. Phân loại: -Theo công suất và lực kéo danh nghĩa máy ủi được chia thành:
+ rất nặng (công suất trên 300 mã lực, lực kéo trên 30T), + nặng (công suất 150300 mã lực, lực kéo 2030T), + trung bình (công suất 75 150 mã lực, lực kéo 13,520T), + nhẹ (công suất 3575 mã lực, lực kéo 2,513,5T) + rất nhẹ (công suất tới 3,5 mã lực; lực kéo tới 2,5T) - Theo kiểu điều khiển nâng hạ lưỡi ủi có: máy ủi điều khiển bằng cơ học - cáp;
máy ủi điều khiển bằng thuỷ lực.
- Theo thiết bị di chuyển máy ủi được chia thành: máy ủi di chuyển bánh xích và
máy ủi di chuyển bánh hơi.
- Theo cấu tạo của bộ công tác ủi, máy ủi được chia thành máy ủi thường và
máy ủi vạn năng.
Hiện nay máy ủi điều khiển bằng thuỷ lực được sử dụng phổ biến vì có những
ưu điểm sau:
+ Trọng lượng bộ công tác nhỏ hơn do lưỡi ủi được ấn xuống nền nhờ lực đẩy
của xi lanh.
+ Điều khiển chính xác, nhẹ nhàng. + Tuổi thọ cao, kết cấu nhỏ gọn, đẹp, + Chăm sóc kỹ thuật đơn giản.
a) Máy ủi điều khiển cơ học
b) Máy ủi điều khiển thủy lực
5
4
3
2
1
6
7
11
12
10
9
8
- S¬ ®å cÊu t¹o m¸y ñi
1 - Luìi ñi 7 - B¸nh sao chñ ®éng 2 - Thanh chèng 8 - Con l¨n tú 3 - Xi lanh 9 - XÝch 4 - §éng c¬ 10 - Khíp cÇu 5 - Cabin 11 - Khung ñi 6 - Con l¨n ®ì 12 - B¸nh bÞ ®éng
3. CÊu t¹o :
Máy ủi Komatsu D575A
Vun ®èng
ñi ph¼ng
1
L ® 2
vcL 3
L san 4
1 - VÞ trÝ ®µo, 2 - Qu¸ tr×nh ®µo, 3 - Qu¸ tr×nh san, 4 - Vun ®èng hoÆc san ph¼ng
4. Nguyên lý hoạt động: Máy ủi được sử dụng trong 2 trường hợp ủi và san rãi.
- Hạ lưỡi ủi bập vào nền đào, cho máy tiến về phía trước, đất dần tích tụ trước lưỡi ủi. Khi đất đã đầy, vận chuyển khối đất bằng cách nâng lưỡi ủi lên một mức (chưa thoát khỏi nền đào) với mục đích đào thêm chút ít để bù vào phần đất bị hao hụt trong lúc vận chuyển. Khi đến nơi đổ điều khiển cặp xi lanh thuỷ lực cho lưỡi ủi thoát khỏi nền đào, quay máy (lùi máy nếu cự ly ngắn) về vị trí ban đầu để thực hiện chu kỳ làm việc tiếp theo.
- Nếu muốn san rãi đều khối đất đã vận chuyển, điều khiển cặp xi lanh thuỷ
lực nâng lưỡi ủi lên chiều dày muốn san rãi và cho máy tiến về phía trước. Video1 Video2 Video3
( H a )
C1
L1
( H b )
C2
L2
( H c )
C3
L3
Máy ủi đào đất theo 3 hình thức sau:
+ Sơ đồ đào theo 1 lớp mỏng (Ha): áp dụng khi thi công đất rắn, với sơ đồ này không tận dụng được sức kéo của động cơ, chiều dài cắt đất lớn. + Sơ đồ hình răng cưa (Hb): áp dụng đối với đất cát khô, đất sét được sới trước, công suất tận dụng được tới 90%, năng suất tăng. + Sơ đồ hình nêm (Hc): Quãng đường đào đất là ngắn nhất, tận dụng 100% sức kéo của động cơ, thích hợp với đất nhẹ, xốp.
.
t
d
5. Năng suất và biện pháp nâng cao năng suất a. Năng suất khi ủi
3600 . . KKV K KT .
x
N = (m3/h)
Trong đó:
t
t
2 t
c
0
Vk - Thể tích khối lăn (m3) Kt - Hệ số sử dụng thời gian. Kd - Hệ số phụ thuộc vào địa hình. Kx – Hệ số phụ thuộc độ cứng của đất T - Thời gian 1 chu kỳ công tác, s
l 2 v
l 0 v
l 1 v 1
2
0
T = (s)
l1, l2, l0 - Quãng đường đào, vận chuyển, đi trở về chỗ đào, m. v1, v2, v0 - Vận tốc tương ứng với các quãng đường trên, m/s. tc - Thời gian gài số, s t0 - Thời gian hạ lưỡi ủi, s. t - Thời gian quay máy, s.
3600
). Kb
t
b. Năng suất của máy ủi khi san rãi
t
sin l v
.(. Ll . n
N = (m2/h)
Trong đó:
l - Chiều dài đoạn đường cần san rải, m. L - Chiều dài lưỡi ủi, m. - Góc lệch của lưỡi ủi so với phương dọc trục của máy, độ. Kt - Hệ số sử dụng thời gian. n - Số lần máy ủi khi san đi lại qua 1 vị trí. v - Vận tốc của máy khi san, m/s. t - Thời gian quay máy, s. b – Khoảng cách của 2 vệt san kế tiếp chồng lên nhau, m
c. Biện pháp nâng cao năng suất máy ủi
- Tổ chức thi công theo chiều dốc vì khi đó trở lực di chuyển khối lăn giảm,
sức đẩy tăng, thể tích khối lăn tăng, tăng năng suất của máy ủi.
0,25 - 0,3 m
- Dùng biện pháp song hành, dùng hai hoặc nhiều máy cùng làm việc bên nhau, lưỡi ủi cách nhau 0,250,3 m; khi đó đất sẽ ít rơi vãi trong lúc vận chuyển, năng suất tăng khoảng 1015%.
.
r·nh
luìi ñi
- Dùng biện pháp di chuyển đất theo rãnh, thể tích khối đất tăng lên do đất bị rơi vãi trong khi vận chuyển không đáng kể
- Dùng biện pháp đào và di chuyển tiếp sức, chia nhỏ cự li công tác một cách hợp lý, biện pháp này có thể tăng năng suất từ 510%.
- Nâng cao tay nghề của công nhân.
4.3 Máy San (Xe Ban)
1. Công dụng :
Máy san được sử dụng rộng rãi và có hiệu quả trong việc san bằng và tạo
phẳng nền móng công trình như nền đường, sân bay,…Ngoài ra nó còn được sử
dụng để làm các công việc sau:
- Đào và đắp nền đường thấp ít dốc.
- Làm công tác chuẩn bị như bào cỏ, xới đất cứng hoặc ủi đất.
- San rải, trộn cấp phối, đá dăm, sỏi.
- Đào rãnh thoát nước, bạt ta luy,… Đối tượng là các loại đất cấp I, II, III thích hợp là các loại đất cấp I và II. Cự ly san có hiệu quả cần lớn hơn 500m, khi ủi đất cự ly làm việc không nên vượt quá 30m
- Theo khả năng di chuyển chia máy san thành: máy san tự hành và không tự
hành.
a) Máy san không tự hành b) Máy san tự hành
- Theo công suất và trọng lượng máy chia máy san thành:
+ Rất nặng (công suất >160 mã lực, trọng lượng > 19 T),
+ Nặng (công suất tới 160 mã lực, trọng lượng tới 19 T)
+ Trung bình (công suất tới 100 mã lực, trọng lượng tới 13 T),
+ Nhẹ (công suất tới 63 mã lực, trọng lượng tới 9T).
- Theo phương pháp điều khiển chia máy san thành:
+ máy san điều khiển cơ học
+ máy san điều khiển thuỷ lực.
2
3
7
5
4
6
1
9
10
8
11
13
12
15
14
3. CÊu t¹o :
2. Ca bin 5. Xi lanh nâng lưỡi san 8. Bánh lái 11. Mâm quay lưỡi san
3.Cần lái 6. Khung đỡ 9. Khớp cầu 12. Lưỡi san
1. Động cơ diesel 4. Xi lanh nghiêng khung san 7. Cơ cấu lái 10. Khung kéo 13. Khớp quay lưỡi san
Hình 4.10 Sơ đồ cấu tạo máy san (xe ban)
Máy san san phẳng mặt nền San trên mặt dốc
Máy san trộn cấp phối vật liệu
Xích truyền động
Động cơ diesel
Cơ cấu truyền dộng từ động cơ sang 2 bánh chủ động
Kết cấu mâm xoay lưỡi san
Kết cấu lưỡi san
-Lưỡi san có thể chuyển động linh hoạt: + Trượt dọc sang 2 bên + Xoay 360 theo phương vuông góc với trục máy + Nghiêng lưỡi san sang 2 bên + Xoay và cắp vuông góc với nền
Kết cấu khung gầm máy
1. Bộ phận liên kết với khung san 2. Khung đỡ hệ thống động cơ 3. Kết cấu đỡ ca bin
4.Nguyênlý hoạtđộng:
- Khi đào đất: điều khiển quay lưỡi san(12) đi một góc định trước và hạ lưỡi bập vào nền với chiều dày vỏ bào thích hợp, sau đó cho máy tiến về phía trước, đất được cắt chạy dọc lưỡi san đổ ra phía ngoài máy.
- Để san rải vật liệu chỉ cần nâng lưỡi san lên theo chiều dày muốn rải
và tiếp tục cho máy tiến về phía trước.
Các công việc tạo dáng mặt nền hay bạt ta luy, đào rãnh thoát nước,… đều có thể tiến hành được nhờ phối hợp các thao tác điều khiển lưỡi san như ở trên. Video1
video2
5. N¨ng suÊt vµ biÖn ph¸p n©ng cao n¨ng suÊt :
a. N¨ng suÊt khi c¾t vµ vËn chuyÓn ®Êt.
N =
(m3/h)
t
3600. V K . K T K .
x
Trong đó:
Vk - Thể tích khối lăn (m3) Kt - Hệ số sử dụng thời gian Kx - Hệ số kể đến độ tơi xốp của đất T - Thời gian 1 chu kỳ công tác, s
T =
(s)
t
t
2
t 1
t 3
t 5
6
t 4 t1 - Thời gian cắt đất và vận chuyển đất, (s) t2 - Thời gian lùi máy, (s) t3, t4 - Thời gian nâng và hạ lưỡi san, (s) t5, t6 - Thời gian quay máy ở cuối hành trình công tác và cuối
hành trình trở về,(s)
b. N¨ng suÊt cña m¸y san khi san r¶i vËt liÖu:
3600
).5,0
K
t
[
2 hm ]/
N
Q
t
sin Ll .(. l l . n v
Trong đó:
l - Chiều dài đoạn đường cần san rải, m. Ll - Chiều dài lưỡi san, m. - Góc lệch của lưỡi san so với phương dọc trục của
máy, độ
Kt - Hệ số sử dụng thời gian. n - Số lần máy san khi san đi lại qua 1 vị trí v - Vận tốc của máy khi san, m/s t - Thời gian quay máy, s
bµi 3 - m¸y c¹p
1. C«ng dông :
- M¸y c¹p cßn gäi lµ m¸y xóc chuyÓn, dïng ®Ó ®µo vµ vËn chuyÓn ®Êt. §èi víi m¸y c¹p tù hµnh, cù ly lµm viÖc tíi 5000m; tèc ®é di chuyÓn cã thÓ ®¹t 4050km/h; ®èi víi lo¹i kh«ng tù hµnh cù ly tíi 500m; tèc ®é 1013km/h.
- M¸y c¹p ®îc sö dông trong c«ng t¸c ®µo ®¾p nÒn ®êng, san b»ng, ®µo bá líp mïn bÒ mÆt, san r¶i vËt liÖu x©y dùng. M¸y c¹p lµm viÖc trùc tiÕp víi c¸c lo¹i ®Êt cÊp I , II.
- Víi c¸c nhãm ®Êt lín h¬n, tríc khi sö dông m¸y c¹p, ®Êt cÇn ®îc xíi tríc.
Th«ng thêng chiÒu dµy phoi ®Êt lµ 0,120,3 m; nÕu ®îc xíi tríc chiÒu dµy cña phoi ®Êt cã thÓ ®¹t tíi 0,45m. 2. Ph©n lo¹i:
- Theo kh¶ n¨ng di chuyÓn, m¸y c¹p ®îc chia thµnh m¸y c¹p tù hµnh vµ kh«ng
tù hµnh.
- Theo hÖ thèng truyÒn ®éng tíi bé c«ng t¸c, chia thµnh m¸y c¹p truyÒn ®éng
thuû lùc vµ truyÒn ®éng c¸p.
- Theo ph¬ng ph¸p ®æ ®Êt, chia thµnh m¸y c¹p ®æ tù do vµ ®æ cìng bøc. - Theo dung tÝch cña thïng c¹p, chia thµnh c¹p lo¹i nhá cã dung tÝch thïng díi
6m3; lo¹i võa 618m3; lo¹i lín trªn 18m3.
- Theo cÊu t¹o cña lìi c¾t, chia thµnh m¸y c¹p cã lìi c¾t th¼ng, lìi c¾t bËc vµ lìi
c¾t h×nh b¸n nguyÖt.
- Theo cÊu t¹o cña n¾p tríc, chia thµnh m¸y c¹p lo¹i më tù do vµ lo¹i më cã
®iÒu khiÓn.
4.4 Máy cạp (máy xúc chuyển)
1. Công dụng :
- Máy cạp còn gọi là máy xúc chuyển, dùng để đào và vận chuyển đất. Đối với máy cạp tự hành, cự ly làm việc tới 5000m; tốc độ di chuyển có thể đạt 4050km/h; đối với loại không tự hành cự ly tới 500m; tốc độ 1013km/h.
- Máy cạp được sử dụng trong công tác đào đắp nền đường, san bằng, đào bỏ lớp mùn bề mặt, san rải vật liệu xây dựng. Máy cạp làm việc trực tiếp với các loại đất cấp I , II.
- Với các nhóm đất lớn hơn, trước khi sử dụng máy cạp, đất cần được xới trước. Thông thường chiều dày phoi đất là 0,120,3 m; nếu được xới trước chiều dày của phoi đất có thể đạt tới 0,45m.
Sơ đồ di chuyển hình elip
Sơ đồ di chuyển hình bình hành Sơ đồ di chuyển hình số 8
2. Phân loại:
- Theo khả năng di chuyển, máy cạp được chia thành máy cạp tự hành và
không tự hành.
- Theo hệ thống truyền động tới bộ công tác, chia thành máy cạp truyền
động thuỷ lực và truyền động cáp.
- Theo phương pháp đổ đất, chia thành máy cạp đổ tự do và đổ cưỡng
bức.
- Theo dung tích của thùng cạp, chia thành cạp loại nhỏ có dung tích thùng
dưới 6m3; loại vừa 618m3; loại lớn trên 18m3.
- Theo cấu tạo của lưỡi cắt, chia thành máy cạp có lưỡi cắt thẳng, lưỡi cắt
bậc và lưỡi cắt hình bán nguyệt.
- Theo cấu tạo của nắp trước, chia thành máy cạp loại mở tự do và loại mở
có điều khiển.
10
8
9
6
7
4
5
3
11
2
1
16
12
15
17
13
14
- S¬ ®å cÊu t¹o m¸y c¹p
1 - §éng c¬ 7 - Cöa thïng 13 - B¸nh bÞ ®éng 2 - Cabin 8 - Xi lanh ®/k cöa thïng 14 - Luìi c¾t 3 - ô liªn kÕt 9 - Thïng c¹p 15 - Khung c¹p 4 - Xi lanh l¸i 10 - TÊm g¹t 16 - Bé truyÒn ®éng 5 - Khung kÐo 11 - Xi lanh ®/k tÊm g¹t 17 - B¸nh chñ ®éng 6 - Xi lanh n©ng h¹ thïng c¹p 12 - §Çu ®Êm
3. CÊu t¹o :
Tổng thể máy cạp
Kết cấu khung cạp
Kết cấu thùng cạp
- Thùng cạp được cấu tạo vừa thực hiện đào đất và đổ đất bằng phương pháp cưỡng bức
4. Nguyên lý hoạt động: Quá trình làm việc của máy cạp được chia thành ba giai đoạn sau:
+ Giai đoạn đào và tích đất: thùng cạp được hạ thấp xuống nhờ hệ thống xi lanh thuỷ lực, lưỡi cắt bập vào nền đào với chiều dày vỏ bào thích hợp. Cho máy tiến về phía trước với tốc độ chậm, đất được cắt và tích vào trong thùng. Khi đầy đất, thùng được nâng lên, nắp thùng đóng lại.
+ Giai đoạn vận chuyển thuần tuý: máy cạp chạy với tốc độ lớn nhất cho
phép tới nơi cần đổ, với máy cạp tự hành tốc độ có thể đạt tới 4050km/h.
+ Giai đoạn đổ và rải đất: nắp thùng được mở ra, thùng cạp được hạ xuống phù hợp với chiều dày lớp rải. Đất được đẩy ra ngoài từ từ tuỳ thuộc các phương pháp đổ đất khác nhau.
Máy cạp có thể đào tích đất vào trong thùng theo các sơ đồ cắt thẳng, cắt
bậc và sơ đồ hình nêm.
3600
.
d
(m3/h) N =
x
4. Năng suất và biện pháp nâng cao năng suất . . KKV t KT .
Trong đó
V - Dung tích của thùng cạp, m3. Kt - Hệ số sử dụng thời gian. Kđ - Hệ số đầy thùng cạp. Kx - Hệ số tơi xốp của đất. T - Thời gian 1 chu kỳ công tác, s. T = tđ + tq + td + tqv t đ, tq, td, tqv- Thời gian đào, quay, dỡ đất và quay trở về, s.
Biện pháp nâng cao năng suất máy cạp.
- Nâng cao trình độ tay nghề của công nhân. - Chọn sơ đồ thi công di chuyển máy hợp lý theo điều kiện địa hình và đặc
điểm công trình đào đắp để thời gian di chuyển máy nhỏ nhất
-Khi gặp phải nền đất cứng hoặc di chuyển lên dốc cần hỗ trợ sức kéo từ
thiết bị khác, VD máy ủi ..
4.5 Máy đào (Xe cuốc) 1. Công dụng - Phân loại a. Công dụng
Máy đào một gầu là một trong những loại máy chủ đạo trong nhóm
máy đào vận chuyển đất. Thường làm nhiệm vụ khai thác đất đá, quặng,… đổ lên phương tiện vận chuyển hoặc đổ thành đống, được sử dụng rộng rãi trong xây dựng các công trình giao thông, thuỷ lợi, thuỷ điện, dùng trong khai thác mỏ,… Máy đào một gầu được sử dụng có hiệu quả trong các trường hợp sau:
+ Khai thác đất, đá, quẳng, bùn, cát, sỏi, … + Đào kênh mương, rãnh, hố lớn,… + Nạo vét kênh mương, luồng lạch,… + Bạt ta luy, bào nền đường, hớt bỏ lớp đất đá, bóc mặt đường cũ. + Bốc dỡ vật liệu rời. + Dùng làm máy cơ sở để lắp thiết thị ép cọc bấc thấm, giá búa đóng cọc,…
b. Phân loại
- Theo dung tích của gầu đào máy đào được chia thành:
+ Máy đào loại nhỏ : q = 0,15 - 1,25 m3 + Máy đào loại trung bình : q = 1,25 - 4 m3 + Máy đào loại lớn : q > 4 m3
- Theo hệ thống treo bộ công tác, chia thành máy đào có hệ thống treo
mềm ( truyền động cáp ) và hệ treo cứng (dùng xi lanh thủy lực ).
- Theo hệ thống di chuyển, chia thành máy đào di chuyển bánh xích và
bánh lốp.
- Theo hệ thống truyền động, chia thành máy đào truyền động cơ khí
và máy đào truyền động thuỷ lực.
- Theo khả năng quay của cơ cấu quay, chia thành máy đào quay
được toàn vòng và không quay được toàn vòng.
- Theo kết cấu của bộ công tác, chia thành máy đào gầu thuận, gầu
nghịch, gầu quăng, gầu bào, gầu ngoạm.
12
11
2. Cấu tạo
13
9
7
10
6
5
8
4
1
3
2
3
2
1
- S¬ ®å cÊu t¹o m¸y ®µo 1 gÇu thuû lùc
1 - Khung m¸y 7 - CÇn 2 - Con l¨n 8 - Xi lanh n©ng h¹ cÇn 3 - B¸nh xÝch 9 - Xi lanh ®/k tay gÇu 4 - §éi träng 10 - Tay gÇu 5 - §éng c¬ 11 - Xi lanh ®/k gÇu 6 - Cabin 12 - C¬ cÊu b¶n lÒ 13 - GÇu
GẦU NGHỊCH
GẦU THUẬN
C¸c kh¶ n¨ng lµm viÖc cña m¸y ®µo truyÒn ®éng thñy lùc
-Máy đào có tầm với lớn phục vụ công tác nạo vét và xếp dỡ
Gầu đào
Các dạng răng gầu
Máy đào bánh lốp
Mô hình hóa hệ thống
4. Hoạt động:
Di chuyển máy đào vào vị trí thuận lợi làm việc.Nâng cần(7) lên hết cỡ duỗi hết tay cần(10) nhờ xi lanh (8) và xi lanh (9), đẩy xi lanh (11) để gầu(13) úp xuống lúc này gầu bập vào nền ( vị trí 1),
Đẩy xi lanh (9) để tay cần quay quanh chốt lúc này gầu sẽ đào bóc
một lớp vật liệu ( vị trí 2 ).
Từ từ duỗi xi lanh (11) gầu sẽ gập lại và tích đất, hạ cần (7) bằng cách co xi lanh (8), sau đó nâng dần cần lên trong khi vẩn tiếp tục quay tay cần vào đến khi thoát khỏi nền (vị trí 3).Nâng cao gầu lên rồi quay máy để đổ đất lên phương tiện vạn chuyển sau đó lại quay máy lại trị ví ban dầu để tiếp tục chu kỳ làm việc tiếp theo.
4. Năng suất và biện pháp nâng cao năng suất
3600
.
d
N =
(m3/h)
.. KKq t KT .
x
Trong đó
q - Dung tích của gầu xúc, m3. Kt - Hệ số sử dụng thời gian. Kđ - Hệ số đầy gầu. Kx - Hệ số tơi xốp của đất. T - Thời gian 1 chu kỳ công tác, s. T = tđ + tq + td + tqv t đ, tq, td, tqv- Thời gian đào, quay, dỡ đất và quay trở về, s.
Biện pháp nâng cao năng suất máy đào. - Nâng cao trình độ tay nghề của công nhân. -Chọn phương tiện chuyên chở phù hợp với dung tích gầu đào
Vxe = (4-5)qđào
- Phương tiện vận chuyển một cách liên tục tránh hiện tượng chờ đợi. - Lập kích thước khoang đào một cách hợp lý. Sử dụng gầu xúc và răng gầu một cách hợp lý; chuẩn bị chỗ đứng cho máy một cách hợp lý.
4.6 Máy đầm lèn 1. Tổng quan về máy đầm lèn: 1.1. Công dụng công tác đầm lèn: - Cải thiện kết cấu đất đảm bảo cho nền đạt được kết cấu đất ổn định dưới tác dụng tải trọng bản thân và tải trọng bên ngoài nâng cao cường độ chịu tải nền đường. - Giảm bớt chiều cao nền đường mà không (cường độ của đường). - Làm giảm tính thấm nước nâng cao độ ổn định đất. - Giảm độ co ngọt đất khi khô hanh. 1.2. Các phương pháp đầm lèn đất: a) Đầm lèn nhờ lực tĩnh: Đây là phương pháp đầm tạo áp lực cho nền chủ yếu do trọng lượng bản thân của máy truyền xuống nền, trong quá trình đầm lèn lực tác dụng không thay đổi. b) Đầm lèn nhờ lực động. Đối với phương pháp này lực đầm chủ yếu do lực xung kích do quả đầm có trọng lượng thả rơi tự do. Trong quá trình đầm lực thay đổi theo chu kỳ. c) Đầm lèn nhờ lực rung động: Với phương pháp này bệ máy truyền nền lực rung làm cho các hạt dao động tương đối với nhau và các hạt vật liệu sẽ sắp xếp lại, giảm khe giữa các hạt vật liệu do đó đất đẩy ra bên ngoài do đó làm cho nền ổn định.
1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đầm lèn: a) Độ ẩm: Là chỉ tiêu quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng đầm lèn. Mỗi loại đất sẽ có một giá trị đổ ẩm tối ưu để đầm lèn đạt được độ chặt lớn nhất. Khi W < Wo (đất khô) đất càng khô, lực liên kết trong đất và giữa các hòn đất với nhau càng lớn nên hiêu quả đầm lèn không cao. Khi W > Wo (đất ướt) Liên kết bên trong và bên ngoài đất cũng có giá trị lớn do thành phần sét trong đất bị hòa tan với nước tạo thành chất keo, dễ dạng đàn hồi và gây dính bám vào bộ công tác máy đầm lèn. Nên về nguyên tắc không thể đầm lèn trong được. b) Chiều cao lớp đất đầm nén (h): Là chiều dày lớn vật liệu được đầm lèn khi máy đầm tác dụng lực (còn gọi là chiều dày ảnh hưởng). Khi đầm nén từng lớp đất của nền đường bề dày lớn nhất của lớp đất được chọn hợp lý sao cho ở đáy lớp đất cũng đạt được độ chặt theo yêu cầu, bề dày lớn nhất lớp đất đầm lèn tuỳ theo tính chất độ yêu cầu đầm lèn và loại máy đầm. c) Số lần đầm lèn (n): là số lượt tác dụng tải của máy đầm tại một vị trí khi tiến hành đâm lèn. Dưới tác dụng lặp đi lặp lại của máy đầm làm cho lớp đất bị biến dạng và quá trình đó diễn ra từ từ đồng thời độ chặt tăng dần. Do vậy hiệu quả đầm lèn lúc sẽ tăng hiệu quả mỗi lần tác dụng và hiệu quả này sẽ giảm dần khi số lượt đầm lèn vượt quá giới hạn nhất định khi đó độ chặt đạt được sẽ gần như không thay đổi.
1.4. Phân loại máy đầm lèn: - Theo cách tạo lực đầm lèn:
+ Lu tĩnh + Lu rung động + Lu động
- Theo cấu tạo:
+ Lu bánh thép + Lu bánh lốp (bánh hơi)
- Theo số lượng trục bánh:
+ Lu hai trục + Lu ba trục
- Theo cấu tạo trống lu:
+ Lu chân cừu (mắt na) + Lu trơn
- Theo trọng lượng máy:
+ Nhẹ: Trọng lượng máy dưới 7 tấn + Trung bình: Trọng lượng máy từ 7 - 10 tấn + Nặng: Trọng lượng máy trên 10 tấn
2. Lu tĩnh bánh thép:
a. Đặc điểm:
Được sử dụng để lu bề mặt công trình, nó có một số đặc điểm sau:
- Máy hoạt động với tốc độ thấp (1,52,5km/h).
- Chiều sâu ảnh hưởng nhỏ (1525cm), năng suất thấp.
- Sức bám kém, cồng kềnh và nặng nề.
- Bề mặt công trình sau khi đầm trở nên nhẵn mịn, làm cho các lớp đất tiếp
theo khó liên kết chặt với lớp đất trước đó. Chỉ thích hợp để lu lèn bề mặt công trình.
b. Phân loại:
- Theo tải trọng máy lu:
+ Loại nhẹ: Q = 0,6 4T, để đầm lớp bề mặt bê tông atfal và đá đen chịu lực nhẹ.
+ Loại trung bình: Q = 6 8T, để đầm lèn lớp đá sỏi, lớp nền cơ bản (base) và các lớp
bê tông asphalt (BTNN)
+ Loại nặng: Q = 10 18T, để đầm lèn ở khâu hoàn thiện bề mặt các loại nền.
- Phân loại theo số trục và số bánh:
- Loại 2 trục 3 bánh lu: (Hình a) Thường 2 bánh sau là bánh chủ động và có
đường kính lớn hơn bánh trước.
- Loại 2 trục 2 bánh lu: (Hình b) Thường 2 bánh lu có đường kính bằng nhau
và bố trí 1 bánh sau hoặc cả 2 bánh là bánh xe chủ động.
- Loại 3 trục 3 bánh lu: (Hình c) Loại lu này có chiều dài lớn, ưu tiên cho việc
a)
b)
c)
thi công các bề mặt đòi hỏi độ bằng phẳng cao.
Hình 4.28 Các loại xe lu bánh thép
2
1
8
3
7
6
5
4
2.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
Sơ đồ cấu tạo máy lu tĩnh bánh thép 1. Động cơ; 2. Ca bin; 3. Thân máy; 4. Bánh sau; 5. Tấm gạt vệ sinh 6. Khung lu; 7. Khung lái; 8. Xi lanh lái
b. Nguyên lý làm việc:
Nguồn động lực từ động cơ(1) thông qua hệ thống truyền động được truyền
.(
0
đến bánh lu chủ động (4) ,bánh lu quay dẫn động máy lu làm việc,bánh lu bị động được điều khiển bởi khung lái (7), cơ cấu lái được điều khiển bởi xi lanh thủy lực (8) 2.2. Năng suất của máy lu lèn tĩnh
. tK
t
). HABL L v
. n
N = 3600. (m3/h)
Trong đó
L - Chiều dài đoạn đường đầm lèn, m. B - Chiều rộng vệt đầm, m. A - Phần trùng nhau giữa hai lượt đầm kế tiếp, m. H0 - Chiều sâu ảnh hưởng, m. Kt - Hệ số sử dụng thời gian. n - Số lượt lu tại 1 vị trí. v - Vận tốc của máy khi đầm, m/s. t - Thời gian quay máy, s.
3. Máy lu bánh lốp 2.1 Công dụng: Là loại máy đầm tĩnh được sử dụng rất phổ biến để đầm mọi loại đất, nhất là đất khô cứng và mặt nhựa đường. Phần lớn người ta sử dụng loại tự hành, cấu tạo trên cơ sở máy cạp tự hành Những bộ phận công tác chính là các bánh lu lốp sắp xếp thành 2 hàng trước và sau. 2.2. Phân loại: - Phân loại theo tải trọng:
+ Máy lu bánh hơi loại nhỏ nặng từ 515T; +loại vừa 1550T; +loại lớn 50100T; có khi tới 100T.
- Phân loại theo khả năng di chuyển:
+ máy lu tự hành; + máy lu không tự hành
- Phân loại theo hệ thông truyền động:
+ Truyền động cơ khí; + truyền động thủy lực
Máy lu bánh hơi có những ưu nhược điểm sau:
+ Tốc độ lu lèn lớn, năng suất cao. + Vận chuyển máy dễ dàng thuận tiện. + Cấu tạo đơn giản. + Thích ứng với mọi loại nền đất do tăng giảm được trọng lượng và áp suất
hơi trong bánh, chất lượng đầm lèn tốt.
+ Chiều sâu ảnh hưởng có thể tới 4050cm
2
3
1
7
4
2.3 Cấu tạo
8
9
6
5
Hệ trục sau Hệ trục trước
Sơ đồ cấu tạo máy lu bánh lốp 1 Đầu lái; 2. Cabin; 3. Động cơ; 4. Bánh lu sau; 5. Khung lu; 6. Bánh lu trước; 7. Trục lái; ổ trục sau; 9. Ổ trục trước
2.4 Nguyên lý làm việc
Nguồn động lực từ động cơ (3) được truyền động đến hệ thống truyền động làm quay bánh lu chủ động sau làm máy lu di chuyển với vận tốc 30-35 km/h. Trong quá trình làm việc bánh lá được điều khiển bằng trục lái (7) thông qua hệ thống xi lanh thủy lục
Hệ thống bánh làm bằng cao su đặc chịu nhiệt và được bố trí so le nhau
giữa trục trước và sau đảm bảo tăng kích thước vệt lu.
3. Lu Chân cừu
3.1 Công dụng:
Dùng để đầm đất dính với độ sâu lực đầm 30cm, chiều sâu ảnh hưởng lớn hơn so với lu bánh lốp và lu tĩnh bánh thép sử dụng hiệu quả với các loại đất dính với độ ẩm phù hợp, máy được sử dụng để lu lèn các lớp đất nền khi thi công các công trình có độ sâu nền lớn, khi lu các vấu chân cừu sẽ tạo ra các dấu lõm trên nền giúp liên kết giữa các lớp đất tốt hơn, tuy nhiên lu chân cừu chỉ phù hợp với lu các lớp dưới nền, không phù hợp với lu bề mặt 3.2 Phân loại:
- Theo khả năng di chuyển
+ Máy lu chân cừu tự hành + Máy lu chân cừu không tự hành
-Theo cấu tạo chân cừu
+ Chân cừu đối xứng ( di chuyển hai hướng) Ha + Chân cừu một phía ( di chuyển 1 hướng) Hb
-Theo nguyên lý hoạt động + Lu rung chân cừu + Lu tĩnh chân cừu
2
1
6
3
5
4
7
11
8
9
10
3.3 Cấu tạo
Cấu tạo lu rung chân cừu 1.Động cơ; 2. Can bin; 3. Chốt liên kết; 4. Bên đỡ; 5. Tuy ô thủy lực; 6. Bánh lu; 7. Khung lu; 8. Bộ gây rung
3.4 Nguyên lý làm việc
- Lu rung thường có 2 bộ phận cơ bản: máy cơ sở và bộ gây rung, máy cơ sở có động cơ diesel (1) dẫn động bơm dầu cung cấp dầu cao áp cho mô tơ thủy lực thông qua tuy ô thủy lực (5) làm việc làm quay các bánh lệch tâm - Khi bánh lệch tâm quay sẽ tạo ra lực ly tâm làm rung trông lu và truyền xuống nền để đầm chặt vật liệu -Hệ thống giảm chấn gối cao su sẽ giảm chấn rung động lên cabin và khung máy.
(
.
0
T
3.5 Năng suất máy lu rung chân cừu:
B a v H K ). . n
N = (m3/h)
Trong đó
B - Chiều rộng vệt đầm, m. a - Phần trùng nhau giữa hai lượt đầm kế tiếp, m. v - Vận tốc của máy khi đầm, m/h. H0 - Chiều sâu ảnh hưởng, m. KT - Hệ số sử dụng thời gian. n - Số lượt đầm tại 1 vị trí.
4. Lu rung: 4.1. Công dụng -Phân loại a) Công dụng:
Máy lu nhờ rung động có hiệu quả đối với đất rời khi kích thước các
hòn đất tương đối khác nhau và lực liên kết giữa chúng có giá trị nhỏ. Phương pháp lu này thích hợp với các loại đất cát, á sét, sỏi và đá dăm nhỏ, có chiều sâu ảnh hưởng lớn hơn đầm tĩnh. b) Phân loại:
- Theo khả năng di chuyển: lu rung tự hành, lu rung không tự hành - Theo cấu tạo của bộ di chuyển: bộ di chuyển bánh lốp, bánh sắt,
bánh xích
- Theo hệ thống truyền động: cơ khí, thuỷ lực - Theo đặc điểm của trống lu: loại trơn, loại có vấu (chân cừu)
2
1
6
3
5
4
7
8
9
10
- S¬ ®å cÊu t¹o m¸y lu rung
1 - §éng c¬ 7 - Khung lu 2 - Ca bin 8 - Bé g©y rung 3 - Chèt liªn kÕt 9 - Xi lanh l¸i 4 - BÖ liªn kÕt 10 - B¸nh dÉn huíng 5 - Tuy « thuû lùc 6 - Trèng lu
4.2. CÊu t¹o vµ nguyªn lý ho¹t ®éng a. CÊu t¹o (h×nh vÏ)
Tổng thể máy lu rung
10
8
11
7
9
15
14
12
13
6
5
4
3
2
1
Sơ đồ truyền động cơ khí Động cơ diêzel; 2- Hộp số; 3, 6- Ly hợp; 4,7- Bộ truyền đại; 5- Cụm ổ đỡ 8- Trục; 9- Bánh lệch tâm; 10- Giảm chấn cao su; 11- Hộp giảm tốc; 12- Phanh hãm;13- Trục các đăng; 14- Trống lăn sau; 15- Truyền động cặp bánh răng - vành răng dẫn động trống lăn sau
- Bộ gây rung của máy lu là hệ thống bánh lệch tâm được dẫn động bằng động cơ thủy lực hoặc (truyền động từ động cơ diesel).Khi bánh lệch tâm quay sẽ tạo ra lực ly tâm gây rung động và truyền vào trống lu sau đo truyền xuống nền
Cấu tạo bộ gây rung 1. Cơ cấu liên kết với trống lu, 2. vỏ che, 3. Giảm chấn, 4. Ổ đầu trục, 5 vỏ bánh lệch tâm, 6 bánh lệch tâm, 7 trục truyền, 8 trống lu
Biện pháp tăng độ bám của máy lu khi lên dốc bằng hệ di chuyển bánh xích
b. Hoạt động: Lu rung thường có 2 bộ phận cơ bản: máy cơ sở và bộ phận công tác - Động cơ (1) dẫn động bơm thủy lực cung cấp dầu cao áp thông qua tuy ô thủy lực (5) làm động cơ thủy lực (8) hoạt động dẫn động bánh lệch tâm quay trong trống lu, làm trống lu (6) rung với tần số nhất định - Trong quá trình làm việc cần lái máy lu thì điều khiển 2 xi lanh lái (9)
Máy đầm rung động có chiều sâu ảnh hưởng lớn, gồm có: + Máy đầm rung có bánh trơn nhẵn được sử dụng để đầm bề mặt công
trình hoặc nền có tính chất hạt.
+ Máy đầm rung chân cừu được dùng để đầm đất á sét
3.3. Năng suất của máy đầm rung
(
.
0
t
N =
(m3/h)
B a v H K ). . n
Trong đó
B - Chiều rộng vệt đầm, m. a - Phần trùng nhau giữa hai lượt đầm kế tiếp, m. v - Vận tốc của máy khi đầm, m/s. H0 - Chiều sâu ảnh hưởng, m. Kt - Hệ số sử dụng thời gian. n - Số lượt đầm tại 1 vị trí.
