Giáo trình Máy thi công chuyên dùng

Chia sẻ: Le Thi Yen Nhi Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:352

Thêm vào BST

Báo xấu

513
lượt xem 214
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Máy thi công chuyên dùng" này nhằm trang bị những kiến thức cơ bản về đặc điểm cấu tạo, hoạt động, phạm vi sử dụng và nguyên tắc tính toán thiết kế các máy chủ đạo thuộc ba lĩnh vực chuyên ngành được trình bày qua 3 phần riêng biệt: phần 1 máy và thiết bị gia cố nền móng, phần 2 máy và thiết bị thi công mặt đường oto, phần 3 máy và thiết bị thi công đường sắt.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Máy thi công chuyên dùng

L I NÓI ð U "Máy thi công chuyên dùng" là m t trong nh ng môn h c chính thu c chương trình ñào t o k sư các chuyên ngành Máy xây d ng và x p d , Cơ gi i hóa xây d ng c a Trư ng ð i h c Giao thông V n t i. Cu n giáo trình này nh m trang b nh ng ki n th c cơ b n v ñ c ñi m c u t o, ho t ñ ng, ph m vi s d ng và nguyên t c tính toán thi t k các máy ch ñ o thu c ba lĩnh v c chuyên ngành ñư c trình bày qua ba ph n riêng bi t: Ph n I: Máy và thi t b gia c n n móng − N i dung t chương 1 ñ n chương 8. Ph n II: Máy và thi t b thi công m t ñư ng ôtô − N i dung t chương 9 ñ n chương 14. Ph n III: Máy và thi t b thi công ñư ng s t − N i dung t chương 15 ñ n chương 22. N i dung cu n sách ñư c biên so n sát v i ñ cương gi ng d y môn Máy thi công chuyên dùng ñã ñư c Trư ng ð i h c Giao thông V n t i phê duy t. Bên c nh vai trò là giáo trình ph c v cho vi c h c t p và nghiên c u c a sinh viên, cu n sách này còn là tài li u tham kh o b ích cho các cán b k thu t công tác trong ngành Xây d ng Giao thông, Xây d ng Công nghi p và dân d ng. M c dù tác gi ñã có nhi u c g ng nhưng do th i gian và trình ñ có h n nên ch c ch n khó tránh kh i thi u sót, r t mong nh n ñư c ý ki n ñóng góp c a b n ñ c. Nhân d p này, tác gi xin chân thành c m ơn Trư ng ð i h c Giao thông V n t i, Nhà xu t b n GTVT, PGS.TS Nhà giáo ưu tú Vũ Th L c và các b n ñ ng nghi p trong và ngoài Trư ng ñã góp ý cho n i dung cu n sách và giúp ñ , t o ñi u ki n thu n l i ñ cu n sách ñư c ra m t b n ñ c. Tác gi MÁY THI CÔNG CHUYÊN DÙNG.3
PH N TH NH T MÁY VÀ THI T B GIA C N N MÓNG CHƯƠNG 1 NH NG V N ð CHUNG 1.1. M C ðÍCH, Ý NGHĨA C A VI C GIA C N N MÓNG H u h t các công trình xây d ng nhân t o ñ u truy n t i tr ng b n thân và ho t t i qua n n móng xu ng ñ t. Tùy theo tính ch t công trình, t i tr ng truy n xu ng n n có th l n hay nh dư i các tr ng thái l c phân b ña d ng khác nhau. N u n n ñ t t nhiên có th th a mãn ñư c các ñi u ki n ch u l c c a công trình xây d ng trên nó theo các thông s ñánh giá như tính kháng nén (lún), tính kháng c t (trư t) v.v... ng v i các ñi u ki n ñ a ch t, th y văn bi n ñ ng khác nhau, thì ñương nhiên, công vi c gia c n n s không c n ñ t ra. Tuy nhiên trong ña s trư ng h p, n n công trình ñ u ph i gia c , m t m t, do t i tr ng công trình trên nó truy n xu ng bao gi cũng l n và càng ngày càng l n, (qui mô công trình ngày càng l n), m t khác, n n ñ t mà trên ñó là các công trình nhân t o t p trung s m u t nh t l i là vùng ñ ng b ng. nư c ta có 2 vùng ñ ng b ng quan tr ng nh t là ñ ng b ng Sông H ng và ñ ng b ng Sông C u Long. C hai vùng châu th này ñ u có ngu n g c cơ b n là b i t , thi tho ng m i có ñ i (núi) tr c b bào mòn t ngu n g c l c ñ a già; do ñó, cơ b n 2 vùng ñ ng b ng k trên là n n y u. T ng ñ t n n y u c n gia c này ph bi n có ñ dày t 2 ñ n 40m, cá bi t 200m v i thành ph n ch ñ o là á cát, á sét l n tr m tính h u cơ g n như bão hòa nư c. Tiêu bi u ñ a ch t vùng th ñô Hà N i có th mô t theo tài li u khoan thăm dò sau (b ng 1.1). B ng 1.1. M t c t ñ a ch t vùng Hà N i ð sâu 0 → 3,3 → 20 23,5 → 29 → 32 → 33 → 40, 12 → 43 → 53,2 (m) Lo i ñ t Sét d o Cát m n Á cát Cát Cát Cát Cát Sét Cu i m m Cát trung Á sét pha pha pha mn d o S i S n d o Sét Cát Sét bão Cát thô S i ch y ch y ch y ch y hòa bão hòa bão hòa Như v y, vi c gia c n n ñ t o móng công trình là vi c t t y u. Chi phí cho vi c gia c n n trong giá thành công trình chi m m t t l ñáng k , th p nh t cũng 15−30%, có khi lên ñ n 40 − 50% giá thành công trình. ñây có th phát sinh khái ni m: n n y u và n n t t. N n y u thì ph i gia c , n n t t thì không; ñi u ñó không ph i lúc nào cũng ñúng. Trư c h t thu t ng "n n y u" cũng như "n n MÁY THI CÔNG CHUYÊN DÙNG.5
t t" có ñ nh tính h t s c tương ñ i, còn ñ nh lư ng cũng thu c ph m trù ñ nh nghĩa r ng ranh gi i c a chúng là: − Kh năng ch u nén lún: P = 0,5 ÷ 1kg/cm2 − Mô ñuyn t ng bi n d ng: E = 50kg/cm2 − Kháng c t: τ=0 −ð m: ω → bão hòa Các tr s cao hơn ranh gi i trên là n n t t, b ng và nh hơn là n n y u [1]. ði u chúng ta mu n nói là, t t c ñ u tùy thu c vào tĩnh t i và ho t t i c a công trình nhân t o truy n xu ng n n. N u n n y u mà v n ch u ñ ng ñư c thì không c n gia c , ngư c l i, n u n n t t mà v n không th a mãn yêu c u k thu t ñ t ra thì v n c n gia c . Trong ña s trư ng h p, ñ ng m nư c c a n n c 3 tr ng thái nói chung: hơi, l ng, r n là m t y u t quy t ñ nh ñ n cơ tính c a ñ t n n. 1.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA C N N MÓNG CH Y U Ngày nay, các phương pháp gia c n n móng khá phong phú và ña d ng. ngoài các bi n pháp k t c u t ng dư i c a công trình ñ ch ng lún, s t ñ u và không ñ u như: móng bè, móng chân v t... khe lún, gi ng tư ng, gi ng móng v.v... cũng như các bi n pháp gián ti p như ñ p kh i (tư ng) ph n áp (ñ i tr ng), tư ng ch n v.v... còn dùng nh ng bi n pháp ñ c h u như gia nhi t n n, tr n vôi, xi măng, ñi n − hóa, silicát hóa v.v... trên m t ho c sâu trong n n ñ c i thi n cơ tính c a n n. Trên th c t các phương pháp gia c n n sau ñây ñư c s d ng r ng rãi hơn c [1]. 1.2.1. Phương pháp c i t o s phân b ng su t trên n n, g m có: a) ð m cát − Khi l p n n y u có chi u sâu ≤ 3m bão hòa nư c, ta có th g t b l p ñ t y u dư i chân móng và thay th b ng l p cát. Phương pháp này t ra ñơn gi n và không ñòi h i thi t b thi công ph c t p n u kh i lư ng công vi c không l n. b) ð m ñá s i − Cũng như v i ñ m cát, khi l p ñ t y u dư i móng có nư c ng m v i áp l c hông cao, không ñ t ñư c ñ m cát và dư i nó cũng là l p ñ t v.v. s c ch u truy n l c c a ñ m ñá s i l n hơn nhi u so v i cát nên ta có th coi nó như m t b ph n c a móng. c) ð m ñ t − V i các công trình xây d ng trên n n ñ p và m c nư c ng m dư i sâu thì dùng ñ m ñ t (v t li u r hơn). ðương nhiên các v t li u dùng làm ñ m (cát, ñá s i, ñ t) ñ u ph i ch n l a phù h p yêu c u k thu t và ñ c bi t ph i ñư c lèn ch t. 1.2.2. Phương pháp tăng ñ ch t c a n n b ng bi n pháp tiêu nư c th ng ñ ng ð tiêu nư c theo phương th ng ñ ng, thư ng dùng các phương pháp sau: a) C c cát, s i − Khi móng công trình l n, l p n n y u có chi u dày ≥ 3m, ta có th c i t o b ng c c cát, s i. C c cát, s i làm cho ñ m, ñ r ng c a n n gi m ñi, c c cát có tác d ng như là m t gi ng tiêu nư c th ng ñ ng, làm cho mô ñuyn bi n d ng, tính kháng nén, kháng c t c a n n tăng lên v.v. và c c làm vi c ñ ng th i v i n n, do ñó tính ch t ch u l c
c a n n gia c c c cát, s i khác xa các lo i c c c ng như g , bê tông, thép... (c c c ng ch u l c ñ c l p v i n n). C c cát, s i cho phép công trình ñ t gi i h n n ñ nh (lún) g n như sau khi k t thúc thi công. Ưu vi t c a c c cát, s i còn th hi n hi u qu kinh t cao: kinh phí xây d ng có th gi m 40% so v i dùng c c bê tông; gi m 20% so v i dùng ñ m cát... ngoài ra, c c cát, s i còn có tính b n vĩnh c u, hoàn toàn không b ăn mòn do xâm th c , thi t b thi công ñơn gi n và ph thông. b) B c th m − Khác v i c c cát, s i; b c th m không tham gia vào quá trình ch u l c truy n t i c a công trình xu ng n n, nó ch có ch c năng tiêu nư c th ng ñ ng cho n n, làm cho cơ tính c a ñ t n n ñư c nâng cao do tăng cư ng t c ñ c k t c a c a nó, k t qu là s ch u t i c a ñ t n n ñư c c i thi n. B c th m có nh ng ưu vi t n i b t: − Di n n n c i t o l n. − ð sâu t ng ñ t c i t o l n, có th ñ t 25 − 30m. − V t li u (b c th m) ch t o s n, g n nh . − Công ngh thi công gi n ñơn, năng su t cao. − Hi u qu kinh t cao. Chính vì nh ng ưu vi t v a nêu nên th i gian g n ñây, bi n pháp này ñư c s d ng r ng rãi trong vi c c i t o và nâng c p qu c l 1, qu c l 5 v.v... 1.2.3. Phương pháp gia c n n b ng c c c ng Móng c c là m t k t c u quen thu c trong xây d ng, làm nhi m v truy n t i công trình xu ng sâu trong n n ñ t có l p (t ng) ch u l c t t, kh c ph c ñư c bi n d ng lún không ñ ng ñ u, ch u ñư c t i tr ng ngang, gi m kh i lư ng ñào ñ p, rút ng n th i gian thi công do công nghi p hóa ch t o c c và thi t b thi công. C c và thi t b ñóng (h , ñúc t i ch ) r t ña d ng: c c tre, g , bê tông ñ c, ng r ng, thép, ván thép... c c nh i các ki u, tr th ng, n hông (Franki), n ñáy... c c xo n. Tuy nhiên không ph i lúc nào gia c n n b ng c c c ng cũng có hi u qu t t n u n n phía trên t t mà dư i mũi c c l i x u; trư ng h p ñó ph i dùng bi n pháp khác. Nói chung, các lo i c c ñ u ch u t i c a công trình xu ng dư i n n theo hai d ng: c c ch ng − ch u t i cơ b n mũi c c, c c treo − ch u t i cơ b n theo ma sát hông thân c c. Trư ng h p c c ch u t i h n h p c ch ng và treo ñ u phát huy tác d ng ñương nhiên là r t t t. 1.3. PHÂN LO I THI T B THI CÔNG C C C NG 1.3.1. Sơ ñ phân lo i MÁY THI CÔNG CHUYÊN DÙNG.7
MÁY ðÓNG C C ðÚC C C H C C T I CH BÚA BÚA N BÚA CH N Máy BÚA RƠI BÚA HƠI ép TH Y L C (diezel) ð NG Máy tĩnh khoan th y l c c c nh i, vòi Kéo Kéo xói b ng b ng ðơn Song ðơn Song C t ng N i N i Xung các t i t i ñ ng ñ ng ñ ng ñ ng d n d n c ng m m kích lo i tay máy H.1.1. Sơ ñ phân lo i thi t b thi công c c c ng 1.3.2. ð c ñi m s d ng c a lo i búa ñóng c c B ng 1.2 Lo i búa Ph m vi s d ng Ưu ñi m Như c ñi m Dùng ñóng các lo i c c C u t o ñơn gi n, d b o Năng su t th p. hc c = 6 − 12m v i kh i qu n, d s a ch a, d thay N = 1 nhát/ph − t i tay s Búa rơi lư ng nh . ð a ñi m thi ñ i ñ cao nâng búa. Giá 4−15 nhát/ph − t i máy công r ng. thành h . Gbúa = 0,25 − 1,5 t n D làm h ng ñ u c c. ðóng các c c BTCT, c c ðóng c c trên nhi u lo i Chi phí ñ u tư máy cao. Búa th y ván thép dài 8−12m. n n, k c n n y u. Không Vi c s a ch a khó khăn. l c gây ô nhi m môi trư ng. Dùng ñóng c c bê tông, Năng su t cao: N = 200 − Tr ng lư ng hi u d ng BTCT n ng kh i lư ng 500 nhát/phút. Ít phá v nh : ñóng c c l n; ð a bàn thi ñ u c c. Có th ñóng c c Gbúa β= 100% = 20% Búa hơi công ch t h p. không c n giá búa, d ñi u ∑Gmáy Gbúa = 1,2 ÷ 9 t n, khi n áp l c ñóng c c t C n có thi t b trung gian hef.búa = 0,7 + 1,6m. ñ ng. c ng k nh (máy nén, n i hơi) d h ng ng d n hơi, ñ an toàn th p. Búa n Dùng ñóng c c g , thép, bê Tr ng lư ng t ng các thi t T n 50−60% công su t ñ
Lo i búa Ph m vi s d ng Ưu ñi m Như c ñi m Diezel tông c t thép và ván c (h b nh ; Không c n m t s nén không khí trong xi ≤ 8m); Thích h p v i ñ t thi t b trung gian (máy lanh. C n có nhiên li u d u th t. nén khí, n i hơi, ñ ng cơ diezel. Năng su t th p hơn Gbúa = 0,14 ÷ 15 t n ñi n...) búa hơi. Ns = 50 + 80 nhát/phút Dùng ñóng các lo i c c, Năng su t cao hơn các lo i C n ph i có ngu n ñi n ván c v i kh i lư ng l n, búa khác 3 + 4 l n. Búa rung hi u qu cao ñ t r i, cát, Giá thành h 2 ÷ 2,5 l n. ñ ng cát pha và ñ t bão hòa Không làm v ñ u c c nư c. Chú ý: Ch n búa ph i d a trên cơ s : − Ph m vi s d ng c a búa, ưu như c ñi m và ñi u ki n trang thi t b . − ð c ñi m ñ a hình thi công, kh i lư ng và lo i c c. − ð c ñi m ñ a ch t c a n n. 1.4. KHÁI NI M H C C C c các lo i có th ñư c ñóng (b ng búa), h (b ng búa rung, vòi xói), ñúc t i ch (khoan nh i, vòi xói), v n (c c xo n) ho c k t h p ñóng, ñ m (h ) c c ng r i ñ bê tông... Vì v y, thu t ng "h c c" ñây (1.4) có nghĩa r ng bao quát. 1.4.1. ðóng c c Phương ti n ñóng c c ph bi n là búa hơi (hơi nư c, hơi ép) và búa diezel. L c xung kích tác d ng lên ñ u c c là tác nhân cơ b n ñ h c c. Ngư i ta ch có th ñóng c c khi tương quan gi a búa và c c g m năng lư ng xung kích c a búa, tr ng lư ng búa, tr ng lư ng c c và ñ ch i c a c c th a mãn các ñi u ki n sau: a) Năng lư ng xung kích W c a búa (kgm) W ≥ 25 [R]tt ñây: [R]tt − S c ch u t i tính toán c a c c (T) [Rc] Theo Welliton, [R]tt ≤ 7 , trong ñó [Rc] − s c ch u t i gi i h n cho phép c a c c. b) V h s hi u d ng c a búa: Q+q KB = W Trong ñó: Q, q − Tr ng lư ng búa và c c, MÁY THI CÔNG CHUYÊN DÙNG.9
Q.V2 W= − năng lư ng xung kích. 2g v i: V − T c ñ rơi búa (m/sec) g − Gia t c tr ng trư ng (m/sec2) H s hi u d ng KB có nh ng tr s gi i h n theo b ng 1.3. B ng 1.3. H s hi u d ng KB C c C cg C c thép C c bê tông Búa Búa hơi song ñ ng, Diezel ng 5 5,5 6 d n Búa hơi ñơn ñ ng, Diezel c t 3,5 4,0 5 d n Búa rơi t do (t i kéo, th ) 2 2,5 3 N u KB l n hơn tr s v a nêu, có nghĩa là búa quá n ng so v i c c và ngư c l i. c) V ñ ch i c a c c S. B ng các tính toán lý thuy t và ño ñ c th c nghi m, ñ ch i S h p lý c a c c ñư c khuy n cáo n m trong gi i h n. (1 − 2) cm < S < (3 − 5) cm Mu n v y, tr ng lư ng búa Q và c c q trong các trư ng h p thông thư ng có tương quan theo. Q = (1,5 − 2)q 1.4.2. H c c b ng rung ñ ng Nh ng trư ng h p không th dùng búa xung kích ñ ñóng c c như: tr ng lư ng c c quá l n so v i búa, ho c n n cát v.v... ngư i ta có th h c c b ng búa rung các lo i (rung n i c ng, n i m m, va rung). Búa rung tác ñ ng nh l c ly tâm t o ra b ng kh i l ch tâm quay. L c ly tâm ñây còn ñư c g i là l c kích ñ ng P tính theo bi u th c quen bi t. M . ω2 P= g Trong ñó: M − Mô men l ch tâm
ω − T c ñ góc g − Gia t c tr ng trư ng Ch n búa ch n ñ ng ñ h c c c n th a mãn các ñi u ki n sau: − L c kích ñ ng ph i ñ th ng l c c n c a n n. − Biên ñ rung ñ ng c a búa c n l n hơn biên ñ rung ñ ng c a c c. − T ng tr ng lư ng tĩnh c a h búa và c c c n l n hơn l c c n c a n n xu t hi n dư i mũi c c. Các ñi u ki n nêu trên ñư c khai tri n chi ti t ti p theo ph n chuyên m c v búa rung. 1.4.3. ðúc c c t i ch b ng khoan nh i Khoan nh i các ki u có m c ñích t o c c (ñúc c c) t i ch . Công ngh khoan nh i g m 2 bư c cơ b n: t o l khoan b ng máy khoan chuyên d ng và ñúc c c bê tông sau khi t o l . Công ngh khoan nh i (c c) ra ñ i t năm 1950 và ngày càng phát tri n m nh m . Nó cho phép t o ra các móng c c ch u l c r t l n xây d ng các công trình c u, các tòa nhà cao t ng, các công trình th y l i và th y ñi n. ð t o ra l khoan, ngư i ta áp d ng các lo i hình công ngh : − Công ngh ñúc khô − Công ngh dùng ng vách − Công ngh dùng dung d ch khoan. Vi c áp d ng lo i hình công ngh nào cho h p lý là r t quan tr ng, nó ph thu c r t nhi u vào ñ c ñi m ñ a ch t, thi t b khoan và trình ñ v n hành thi t b . Thi t b (khoan) t o l có nhi u d ng khác nhau, nhưng ñ u bao g m: máy cơ s có b di chuy n bánh xích (là ch y u), b công tác t o l ki u g u khoan − ki u vít xo n ho c ki u g u ñào..., và các thi t b ph tr phù h p v i công ngh t o l . Vi c ñúc c c bê tông ñư c ti n hành sau khi làm s ch l khoan và ñ t c t thép. C c ñúc xong ph i ti n hành ki m tra ch t lư ng nh các thi t b ki m tra hi n ñ i. MÁY THI CÔNG CHUYÊN DÙNG.11
Thi công c c khoan nh i b ng máy khoan ED.4000 v i b g u khoan xoay ñư ng kính 1,5m. . CHƯƠNG 2 BÚA ðIEZEL ðÓNG C C 2.1. CÔNG D NG VÀ PHÂN LO I BÚA ðIEZEL
2.1.1. Công d ng: Búa diezel dùng ñ ñóng các c c bê tông c t thép, ng thép, c c g và thư ng ch ñóng trên n n thông thư ng (không ph i n n y u ho c n n c ng). Búa lo i này dùng d u diezel và ho t ñ ng như m t ñ ng cơ diezel, gây n l n và ch n ñ ng m nh nên ch thích h p v i vi c xây d ng các công trình xa nơi dân cư, xa các công trình xây d ng ñã có. Riêng các lo i búa nh có th ñóng c c tre, c c g ñ kè b . ñây, thu t ng "búa ñiezel" ñư c hi u là c máy ñóng c c s d ng qu búa dùng d u diezel; ngoài qu búa ra còn có giá búa, khung sàn v i các thi t b c n thi t ho c máy cơ s là máy kéo, c n tr c, máy xúc bánh xích. Khi phân lo i búa diezel thư ng phân lo i theo qu búa, còn giá búa xét riêng. 2.1.2. Phân lo i búa diezel − Theo nguyên t c c u t o qu búa, có: búa diezel c t d n (xi lanh rơi) búa diezel ng d n (pittông rơi) − Theo tr ng lư ng qu búa Q: lo i nh , v i: Q = ≤ 0,6 − 1,2 − 1,8 t n lo i v a: Q = 2,5 − 3,5 − 4,5 t n lo i l n: Q = 5,5 − 6,5 − 10 t n Qu búa ki u c t d n thư ng có Q lo i nh , qu búa ki u ng d n có Q t 1,8 t n tr lên. Dư i ñây trình bày n i dung cơ b n c a qu búa diezel c t d n và qu búa diezel ng d n. B ng 2.1. Thông s k thu t búa diezel c t d n do Liên Xô (cũ) ch t o Mác hi u máy Thông s chính SP44 SP60 SP−6 S−263 (S−1010) (DM−240) (S−330) Tr ng lư ng qu búa (kg) 190 240 1800 2500 Năng lư ng va ñ p (kg.m) 150 175 1600 2000 S l n ñ p trong 1 phút 100 55 44−55 50−55 Chi u cao nâng búa (mm) 1000 1310 2100 2300 T s nén 16 16 26 25 ðư ng kính c c (g ) − (cm) 18−22 18−22 − − Kích thư c bao (mm) Cao 1970 1980 4335 4540 R ng 500 500 820 870 MÁY THI CÔNG CHUYÊN DÙNG.13
Mác hi u máy Thông s chính SP44 SP60 SP−6 S−263 (S−1010) (DM−240) (S−330) Dài 550 550 900 1100 − T ng tr ng lư ng (kg) 340 350 3650 4200 B ng 2.2. Thông s k thu t búa diezel ng d n (Liên Xô cũ ch t o) Làm mát b ng không khí Làm mát b ng nư c Thông s chính S858 S859 S949 S954 S996 S1047 S1048 SP54 Tr ng lư ng qu búa 1250 1800 2500 3500 1800 2500 3500 5000 (kg) Năng lư ng ñ p khi rơi 3300 4800 6700 9400 5400 7500 10.500 13000 3m (kg.M) ðư ng kính xi lanh 300 345 400 450 345 400 470 550 (mm) Hành trình pittông quá 335 370 372 376 370 370 376 − trình nén (mm) Dung tích xi lanh (lít) 23,6 35,6 46,5 59 35,6 46,5 59 − C li s ng trư t (mm) 360 360 360/625 625 365 625 625 625 T s nén 15 15 15 15 15 15 15 15 S l n va ñ p/phút 44−55 44−55 44−55 44−55 44−55 44−55 44−55 44−55 T ng tr ng lư ng (kg) 2500 3500 5800 7300 3650 5600 7650 11600 B ng 2.3: Thông s k thu t búa diezel ng d n do Nh t ch t o Tr ng lư ng, t n Kích thư c gi i h n qu búa Năng lư ng Hãng Mã hi u 1 nhát búa s n xu t Búa Toàn b Cao (m) R ng (m) Dài (m) KJ MH 15 1,5 3,35 4,255` 0,624 0,78 45 Mitsubishi MH 25 2,5 5,505 4,42 0,726 0,952 75 heavy ind MH 35 3,5 7,74 4,585 0,864 1,075 105 MH 45 4,5 10,305 4,785 0,924 1,275 135 Ishikawajima MH 45B 4,5 10,305 0,98
harima heavy IDH−25 2,5 5,5 4,565 0,78 0,897 75 ind IDH−35 3,5 7,8 4,013 0,886 0,986 105 IDH−45 4,5 11,0 4,696 1,0 1,125 135 K13 1,3 2,7 4,05 0,616 0,739 37 KC13 3,2 4,965 0,63 0,77 K25 2,5 5,2 4,55 0,768 0,839 75 KC25 5,5 5,1 0,78 0,87 K35 3,5 7,5 4,55 0,881 0,934 105 KC35 7,9 5,125 0,995 Kobe steel K45 4,5 10,5 4,825 0,996 1,074 135 KB45 11,0 5,46 KC45 11,2 5,46 1 1,172 KB60 6,0 15,0 5,77 1,135 1,301 160 KB80 8,0 20,5 6,1 1,385 1,466 220 K150 15,0 36,5 7,04 1,7 2 396 2.2. C U T O QU BÚA KI U C T D N VÀ QUÁ TRÌNH HO T ð NG 2.2.1. C u t o chung Hình 2.1. Búa diezel ki u c t d n SP.6 2.2.2. Quá trình ho t ñ ng Xy lanh 2 ñư c t i nâng búa nâng lên qua rùa 4 b ng móc 15 móc vào ch t 14. ð n h t hành trình trên móc 15 ñư c nh ra, xylanh 2 rơi t do theo c t d n hư ng 3 ch p vào piston 18 c ñ nh trên b 1 t o thành bu ng kín trong ch a không khí b nén. cu i hành trình rơi, do tác ñ ng c a ñ u 16, bơm nhiên li u 11 ho t ñ ng phun nhiên li u v i áp l c l n vào bu ng kín, ñây nhiên li u g p không khí nén có nhi t ñ cao t b c cháy ñ y xylanh lên và t o thêm xung l c nh n c c xu ng n n qua piston. Khi xylanh lên h t hành trình, nó l i rơi xu ng do t tr ng và chu kỳ m i b t ñ u. C như v y qu búa ho t ñ ng ñ n khi ng ng c p nhiên li u, hành trình c a xylanh ñư c ñi u ch nh b ng cách ñi u ch nh lư ng nhiên li u qua tay ñòn 8. MÁY THI CÔNG CHUYÊN DÙNG.15
Hình 2.1. Búa diezel ki u c t d n SP.6 1. Thân ñ búa có khoang ch a d u; 2. Xi lanh qu búa; 3. C t d n; 4. Rùa nâng qu búa;. 5. Khung gi ng ngang; 6. C n kh i ñ ng búa; 7. C n bơm nhiên li u; 8. Tay ñòn.; 9. Vòi phun nhiên li u.;10. ng d n d u; 11. B bơm nhiên li u; 12. Ch p mũ ñ u c c; 13. ð va ñ p; 14. Ch t ngang; 15. Móc.; 16. ð u tác ñ ng c n bơm; 17. Lò so gi móc; 18. Pít tông c ñ nh. Khi mu n d ng ho t ñ ng c a búa, ch c n kéo dây m m có 1 ñ u bu c vào l cu i tay ñòn 8, lúc này ñ u 16 không còn tác d ng vào c n 7, bơm 11 không bơm d u n a, qu búa s d ng ho t ñ ng. 2.3. C U T O QU BÚA KI U NG D N VÀ NGUYÊN LÍ LÀM VI C 2.3.1. C u t o chung qu búa Qu búa diezel ki u ng d n có 2 lo i: − Lo i thông thư ng có t n s n 45−55 l n/phút. − Lo i có t n s n cao 60−100 l n/phút. 2.3.1.1. C u t o c a búa diezel ng d n thông thư ng
Hình 2.2: C u t o búa ñóng c c diezel ki u ng d n thông thư ng 1. Th t búa (c i dư i); 2. Khoang ch a nư c làm mát; 3. Bơm nhiên li u; 4. Tay ñòn d n ñ ng bơm; 5. Xi lanh dư i; 6. Pittông búa. 7. H c ch a d u bôi trơn; 8. N p có rãnh d n d u; 9. Xi lanh d n hư ng (trên);10. C ch n trên; 11. N p bên; 12. Tay treo (l y) nâng qu búa; 13. C dư i; 14. Giá k p trư t búa; 15. N p trên; 16. Bu lông ch n; 17. Ch t ñ nh v c t; 18. Thanh n i; 19. Nút x ; 20. V t d u (l tra d u);21. Thi t b ñi u ch nh c p nhiên li u; 22. ng x khói; 23. N p ng x ; 24. ng m m d n d u; 25. Khoang ch a d u; 26. C a n p d u. 2.3.1.2. C u t o qu búa diezel lo i ng d n t n s n cao ð nâng cao hi u qu làm vi c c a qu búa b ng cách tăng t n s n mà v n gi nguyên năng lư ng xung kích ngư i ta ch t o qu búa diezen lo i ng d n t n s n cao (hình 2.3). V nguyên lý c u t o, qu búa này cũng gi ng như các qu búa diezel lo i ng d n thông thư ng khác. ði m khác bi t ñây là ph n xylanh trên ñư c s d ng và c u t o v i hai m c ñích: d n hư ng cho piston (như các qu búa thông thư ng) và gi m ch n khí nén (bu ng 16 − hình 2.3). Nh có gi m ch n này mà chu kỳ làm vi c gi m do gi m hành trình nhưng tăng t c ñ rơi c a pítông 12. ði n hình cho lo i qu búa này là lo i có ký hi u URB2500 (Liên Xô cũ) và B45 c a hãng BSP (Anh). MÁY THI CÔNG CHUYÊN DÙNG.17
Hình 2.3. Qu búa diezel lo i ng d n t n s n cao 1. ð u búa; 2,5. Gi m ch n; 3. ð m; 4. Bulông gi ñ u búa; 6. Vòng ñ m; 7. Xylanh; 8. Vòng găng ñ u búa; 9. Nút kh áp; 10. Vòng găng piston; 11. Bơm nhiên li u; 12. Piston; 13. Vòng găng piston trên; 14. Két nhiên li u; 15. ng d n hư ng; 16. Gi m ch n khí; 17. ð u trên piston; 18. Gu c trư t; 19. Khung nâng.
2.3.2. Nguyên lý làm vi c c a qu búa diezel ng d n Hình 2.4: Sơ ñ làm vi c c a búa diezel ki u ng d n. 1. Qu pittông; 2. Khoang ch a d u; 3. Th t búa (c i dư i); 4. ng n p khí − x khói; 5. Xi lanh; 6. Bơm d u nhiên li u; 7. Tay ñòn bơm; 8. Cơ c u móc kéo nâng qu búa (con rùa). I. Qu búa ñi lên (n p khí); II. Qu búa rơi xu ng và phun d u; III. Nén kích n − va ch m; IV. N − ñ y búa ñi lên − x . 2.3.3. C u t o m t s b ph n c a búa Xét 2 b ph n là ño n xi lanh làm vi c và bơm nhiên li u. 2.3.3.1. ðo n xi lanh làm vi c (hình 2.5) Hình 2.5: ðo n xi lanh làm vi c c a búa diezel ki u ng d n 1, 7. Vòng và vành b o hi m; 2. L ki m tra; 3. Gugiông c y; 4. ng x ; 5. T m n p d c; 6. L l p v i b bơm nhiên li u; 8. Gân tăng cư ng; 9. L tra d u; 10. ðai; 11. Nút d u; 12. d n hư ng (k p vào giá búa); 13. ng d n d u; 14. B u l c d u; 15. Thùng ch a nhiên li u; 16. Nút c a n p nhiên li u; 17. L ki m tra d u; 18. ðòn t a quay tay ñòn b móc treo qu búa. MÁY THI CÔNG CHUYÊN DÙNG.19
2.3.3.2. Bơm nhiên li u Hình 2.6. Bơm nhiên li u 1. Tay ñòn; 2. Piston; 3. ng bao; 4. Thân bơm; 5. B ñi u ch nh lư ng nhiên li u; 6. Lò so; 7.Van m t chi u; 8. Lò so van m t chi u; 9. Van m t chi u; 10. ð u n i v i két nhiên li u; 11. ðư ng d n nhiên li u phun vào bu ng cháy. Bơm nhiên li u là c m chi ti t quan tr ng c a qu búa, nó có nhi m v phun d u diezel t khoang ch a d u vào bu ng ñ t ñúng th i ñi m theo chu trình làm vi c c a búa. Bơm này có c u t o theo ki u bơm pittông áp l c th p. Khi pittông c a qu búa di chuy n t trên xu ng dư i s tác ñ ng vào tay ñòn 1, qua ñó pittông 2 c a bơm d ch chuy n xu ng dư i và t o áp l c trong bu ng ch a nhiên li u A, do ñó van m t chi u 9 ñư c ñóng l i không cho nhiên li u ch y qua ng m m (n i v i ñ u n i 10) ch y vào bu ng A. Lúc này van m t chi u 7 ñư c m ra dư i áp l c d u trongkhoang A ñ y nhiên li u t bu ng A vào bu ng ñ t trong xi lanh qu búa theo ñư ng d n 11.
hành trình ngư c l i, khi pittông qu búa thôi tác ñ ng vào c n 1, lò so 6 ñ y pittông ñi lên t o áp l c th p trong bu ng A, van 7 ñóng, van 9 m ñ nhiên li u ch y vào. ð ñi u ch nh lư ng nhiên li u dùng tay ñòn 5. Khi tay ñòn 5 quay theo chi u G thì lư ng nhiên li u vào bu ng A gi m ñi, và ngư c l i. 2.4. NH HƯ NG C A KHÍ CHÁY ð N QUÁ TRÌNH H C C Ta ñã bi t r ng: trong quá trình búa diezel ñóng c c luôn có 2 thành ph n l c tác d ng lên ñ u c c làm c c chìm xu ng n n, ñó là: − L c va ñ p c a qu búa qua ñ búa xu ng c c. − L c do khí cháy sinh ra truy n xu ng c c. Sau ñây ta xét nh hư ng c a khí cháy ñ n quá trình h c c. Xét trong 1 chu kỳ làm vi c c a búa: khi qu búa ñi xu ng t i v trí che kín c a x thì quá trình nén b t ñ u ñư c th hi n b ng ñi m a trên ñ th p (t). z P t1 t2 1 Hình 2.7: nh hư ng c a Px khí cháy ñ n quá trình h c c. c a τ b 1. ð th bi u di n s thay 0 t ñ i áp l c khí cháy P trong t bu ng ñ t búa diezel ng d n 0 − theo th i gian t. H1 2. ð th bi u di n ñ chìm Hp c a c c vào n n tương ng 2 Hn v i quá trình nén c c do khí H cháy. Áp l c khí nén trong bu ng ñ t qu búa tăng d n t a ñ n c và t1, t o ra m t l c F tác d ng lên ñ u c c, ví d ñi m c, ta có: Fc = Pc . A, v i A là ti t di n ngang c a qu búa, Pc − áp l c khí cháy t i th i ñi m c. Dư i tác d ng c a l c khí cháy c c chìm sâu vào n n và tăng ñ n giá tr l n nh t Hp khi khí cháy ñ t áp l c l n nh t Pz ng v i ñi m z trên ñ th . M t khác dư i tác d ng ñàn h i c a n n, c c s b ñ y lên m t ño n Hn, do ñó chi u sâu dìm c c ch còn là H1: H1 = Hp − Hn MÁY THI CÔNG CHUYÊN DÙNG.21
K t qu nghiên c u cho th y áp l c khí cháy tác d ng dìm c c th c s xu t hi n cu i quá trình nén. Khi h n h p b ñ t cháy, áp su t trong bu ng ñ t tăng v t và giai ño n cháy mãnh li t nh t x y ra trong kho ng th i gian τ = t2 − t1, khí cháy ñ t áp l c Pz = (10 − 13) MPa tác d ng làm c c chìm xu ng n n. Thư ng giai ño n ñ u c c chìm t i 20 cm/1 l n búa rơi xu ng, sau ñó gi m d n ñ sâu, vì càng v cu i l c c n c c c a n n càng tăng. V i búa diezel, nhiên li u s t b c cháy v i nhi t ñ t phát sinh kho ng 700oK áp su t (3−4) MPa. Mu n v y thì c c ph i có "ñ ch i" c n thi t ñ có t s nén yêu c u, th hi n qua l c c n ñ u c c R. L c c n R ph i th a mãn ñi u ki n: R ≥ [(3 ÷4) MPa] . A. N u R < [(3 ÷ 4) MPa] . A thì c c s t t nhanh hơn, búa gi m d n ñ n y, làm cho ñ nén gi m dư i m c c n thi t, nhi t phát sinh không ñ và k t qu là quá trình cháy không x y ra. 2.5. NH HƯ NG ð NG TH I C A ÁP L C KHÍ CHÁY VÀ L C XUNG KÍCH ð N QUÁ TRÌNH H C C C A BÚA DIEZEL Quá trình ñóng c c c a búa diezel khi xét ñ n nh hư ng ñ ng th i c a áp l c khí cháy và l c xung kích là quá trình ph c t p, nó ph n nh sát th c b n ch t làm vi c c a búa diezel. Có th mô t quá trình này trên 2 ñ th k t h p P(t) và H(t) dư i ñây: P z P 1 Hình 2.8: nh hư ng ñ ng th i c a áp l c khí cháy và l c xung kích ñ n quá trình h c c c. b 0 t 1. ðư ng bi u di n áp l c do khí cháy sinh ra tác d ng t" d t'd t làm chìm c c. 0 H3 2. ðư ng bi u di n ñ chìm c c vào n n ñ u quá H' n2 n4 H2 trình ñóng c c ng v i l c c n ñ u c c R1. 1 H1 n3 3. ðư ng bi u di n ñ chìm c c vào n n khi l c c n n1 ñ u c c ñ t tr s R2 > R1. H 3 2 t'ñ và t"ñ là th i gian tác d ng c a l c xung kích lên ñ u c c ng v i R1 và R2. τ − th i gian tác d ng do quá trình cháy sinh ra. H1− ñ s t c a c c giai ño n ñ u ñóng c c. H'1 − ñ s t c a c c giai ño n cu i khi có R2 > R1. n1,2,3,4 − Các ñi m ng v i quá trình s t c c do tác d ng c a l c xung kích, ñ ñàn h i c a n n, do áp l c khí cháy và ph n l c (ñ ch i) c a n n.