Thiết kế thiết bị ủi vạn năng và tổ chức thi công đất bằng máy ủi vạn năng

Mục lục Lời nói đầu Phần mở đầu : Giới thiệu chung về máy ủi 7 Chương 1 : Giới thiệu chung về máy ủi 7 I, Công dụng của máy ủi 7 II, Phân loại máy ủi 8 1, Dựa vào cơ cấu di chuyển 8 2, Dựa vào góc đặt của bàn ủi so với trục dọc của máy 8 3, Dựa vào công suất và lực kéo của máy 8 4, Dựa vào phương pháp điều khiến thiết bị ủi 9 III, Cấu tạo chung của máy ủi 9 IV, Hệ thống điều khiến 9 Phần I : Chọn máy ủi 12 Chương 2 : Tính chọn máy ủi 12 I, Tính chiều rộng bàn ủi 12 II, Tính chiều cao bàn ủi 13 Phần II : Thiết kể thiết bị ủi dựa trên máy cơ sở đã chọn 14 Chương 3 :Tính toán chung máy ủi 14 I, Xác định các thông số cơ bản 14 1, Xác định các thông số cơ bản của máy ủi 14 2, Xác định các thông số cơ bản của bàn ủi 14 II, Tính toán kéo máy ủi 14 1, Xác định các lực cản 14 2, Xác định lực bảm 20 3, Xác định công suất di chuyển máy 19 III, Xác định lực tác dụng lên máy ủi 22 1, Sơ đồ lực tác dụng lên máy ủi 22 2, Xác định các lực tác dụng lên máy ủi 23 IV, Tính ổn định máy ủi 39 1, Trường hợp thứ nhất 39 2, Trường hợp thứ nhất 40 Chương 4 :Tính toán các thiết bị chính của máy ủi 45 I, Chọn vị trí tính toán 45 II, Tính toán thiết kể thiết bị ủi 47 1, Tính toán thiết kể bàn ủi 47 a, Xác định các mô men uốn 50 b, Xác định mô men xoắn 51 c, Xác định ứng suất 59 2, Tính toán kiểm tra bền khung ủi 65 a, Xác dịnh lực tác dụng lên thiết bị ủi 65 b, Xác định lực tác dụng lên khung ủi vạn năng 68 c, Tính nội lực trong khung ủi 74 d, Kiếm tra sức bền khung ủi 79 3, Tính toán thiết kể thanh chống xiên 84 a, Xác định đường kính vít của thanh chống xiên 85 b, Xác định đường kính thân thanh chỗng xiên 86 4, Tính toán thiết kể hệ thống thuỷ lực 88 a, Tính chọn xylanh thuỷ lực 88 b, Tính chọn bơm thuỷ lực 91 c, Tính công suất làm việc của bơm thuỷ lực 93 Phần III : Tổ chức thi công bằng máy ủi vạn năng 93 Chương 5 : Quá trình làm việc của máy ủi 92 1, Khi đào và vận chuyển đất 92 2, Khi máy thực hiện chức năng san đất 93 Chương 6 : Các biện pháp và sơ đồ công nghệ thi công 94 I, Các biện pháp đào đất 94 1, Các biện pháp đào đất 94 2, Xác thông số liên quan đến quá trình đào đất của máy ủi 94 a, Xác định tốc độ di chuyển của dao cắt 96 b, Xác định chiều sâu cắt lớn nhất (h(max)) 97 II, Các biện pháp di chuyển máy 99 III, Tính toán năng suất máy ủi 102 1, Theo phương pháp cũ 102 a, Xác định thế tích khối đất trước bàn ủi 102 b, Xác định thời gian một chu kỳ làm việc 104 2, Theo phương pháp mới 106 a, Xác định thế tích khối đất trước bàn ủi 106 b, Xác định thời gian một chu kỳ làm việc 109 3, Sự phụ thuộc của năng suất máy ủi vào quảng đường vận chuyển đất 112 4, Các biện pháp thi công để nâng cao năng suất của máy ủi 115 Kết luận chung 118 Các tài liệu tham khảo 119

doc120 trang | Chia sẻ: banmai | Ngày: 25/03/2013 | Lượt xem: 1208 | Lượt tải: 9download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Thiết kế thiết bị ủi vạn năng và tổ chức thi công đất bằng máy ủi vạn năng, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
chÞu uèn cña tiÕt diÔn a - a , nã ®­îc x¸c ®Þnh b»ng tæng m« men qu¸n tÝnh do tõng ph©n tæ nhá t¹o nªn : Jx = 292763,4 cm4 Jz = 39951,6 cm4 Mx , Mz : C¸c m« men uèn ®­îc x¸c dÞnh ë trªn Mx = 95,3 KNm Mz = 226,9 KNm x0 , z0 : to¹ ®é t©m tiÕt diÔn a - a so víi trôc trung hoµ §Ó x¸c ®Þnh to¹ ®é x0 , z0 cña tiÕt diÔn a - a , ta dùng ®­êng o1o1 tiÕp tuyÕn víi tiÕt diÔn t¹i ®iÓm C vµ song song víi ®­êng trung hoµ oo . Gãc b0 t¹o bíi ®­êng trung hoµ oo víi trôc xx ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau : tg b0 = = = 17,4 b0 = arctg 9,3 = 860 Tõ ®ã ta sÏ dùng ®­îc ®­êng trung hoµ oo vµ cã thÕ x¸c ®Þnh gÇn ®óng gi¶ trÞ x0 , z0 nh­ sau : x0 = l . Cosb0 = 40 . Cos(.86) = 21,5 cm z0 = l . Sinb0 = 40 . Sin(.86) = 33,6 cm ( Trong ®ã : l - ChiÒu dµi c¹nh bc cña ph©n tæ abc , l = 40 cm ) H×nh 4.II.1 - 5 : MÆt c¾t cña tiÕt diÔn nguy hiÓm Thay c¸c gi¶ trÞ vµo c«ng thøc trªn ta cã : s = = 13,3 KN/cm2 c.2, X¸c ®Þnh øng suÊt tiÕp . D­íi t¸c dông cña m« men xo¾n ë trªn trong tiÕt diÔn a - a xuÊt hiÖn øng suÊt tiÕp t . §Ó x¸c ®Þnh øng suÊt tiÕp ta thõa nhËn gi¶ thiÕt sau : M« men xo¾n cña c¸c ph©n tæ tû lÖ thuËn víi ®é cøng cña chóng . Víi gi¶ thiÕt ®ã m« men xo¾n t¸c dông lªn tõng ph©n tæ ®­îc x¸c ®Þnh theo c¸c c«ng thøc sau : Mk1 = . (4.II.1 - 12) Mk2 = . (4.II.1 - 13) Mk3 = . (4.II.1 - 14) Trong ®ã : Mk : M« men xo¾n t¸c dông lªn t©m uèn cña toµn bé tiÕt diÔn a – a Jk : M« men qu¸n tÝnh chung cña toµn bé tiÕt diÔn khi chôi xo¾n Jk1 , Jk2 , Jk3 : M« men qu¸n tÝnh cña tõng tiÕt diÔn ph©n tæ abc , bd vµ defg khi chÞu xo¾n . Chóng ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau : * M« men qu¸n tÝnh cña ph©n tæ abc vµ defg ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : Jk1,3 = (4.II.1 - 15) Trong ®ã : Fo : DiÔn tÝch cña ph©n tæ abc hoÆc defg di : ChiÒu dµy cña c¸c thµnh tiÕt diÔn i cña ph©n tæ abc hoÆc defg Si : ChiÒu dµi trung b×nh ®­êng viÒn ngoµi cña c¸c tiÕt diÔn i cña ph©n tæ abc hoÆc defg Khi chiÒu dµy cña tiÕt diÔn kh«ng ®èi ta cã : Jk1,3 = (4.II.1 - 16) Tõ kÝch th­íc cña c¸c tiÕt diÔn ta cã : = 1,2 cm F01 = b1n . h1n - b1t . h1t = 8,4 . 12,4 – 6 . 10 = 44,2 cm2 F03 = (b3n . h3n - b3t . h3t) = (52,0 . 30,4 – 49,6 . 28) = 96,0 cm2 S1 = 2 . (btb1 + htb1) = 2 . (7,2 + 11,2) = 36,8 cm S3 = 50,8 + 2 . 38,8 = 128,4 cm Thay c¸c gi¶ trÞ vµo (4.II.1 - 16) ta cã : Jk1 = = 254,8 cm4 Jk3 = = 344,5 cm4 * M« men qu¸n tÝnh cña ph©n tæ bd ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : Jk2 = .( - 0,63) = .( - 0,63) = 25,9 cm4 * M« men qu¸n tÝnh chung cña tiÕt diÔn ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : Jk = Jk1 + Jk2 + Jk3 = 254,8+ 25,9 + 344,5 = 625,2 cm4 Thay c¸c gi¶ trÞ vµo c¸c c«ng thøc trªn ta cã : Mk1 = 18,9 . = 4,6 KNm = 460 KNcm Mk2 = 18,9 . = 0,77 KNm = 77,0 KNcm Mk3 = 18,9 . = 10,1 KNm = 1010 KNcm Tõ ®ã , ta x¸c ®Þnh ®­îc øng suÊt tiÕp do m« men xo¾n g©y ra t¹i tõng ph©n tæ nh­ sau : * Víi ph©n tæ abc vµ defg , øng suÊt tiÕp ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : ti = (i = 1 hoÆc 3) (4.II.1 - 17) Thay c¸c gi¶ trÞ vµo ta cã : t1 = = =4,3 KN/cm2 t3 = = = 4,4 KN/cm2 * Víi ph©n tæ bd , øng suÊt tiÕp ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : t2 = = = 0,3 KN/cm2 ViÖc kiÕm tra søc bÒn bµn ñi sÏ ®­îc tiÕn hµnh ®èi víi ph©n tæ nµo cã gi¶ trÞ øng suÊt tiÕp lín nhÊt trong c¸c ph©n tæ t¹o thµnh tiÕt diÔn chung a - a cña bµn ñi . Nh­ vËy , ph©n tæ dïng ®Ó kiÕm tra lµ ph©n tæ 3 (abc) víi : = 3 = 13,3 KN/cm2 t = t3 = 4,4 KN/cm2 Theo thuyÕt bÒn øng suÊt tiÕp ta cã : st® = = = 15,9 KN/cm2 Ta kiÕm tra bªn theo ®iÒu kiÖn sau : st® [s] = Trong ®ã : sch : øng suÊt ch¶y cña vËt liÖu lµm bµn ñi Bµn ñi lµm b»ng thÐp CT3 cã : sch = 22000 N/cm2 = 22 KN/cm2 [(B¶ng F.1 - 1) - 2] n : HÖ sè an toµn Víi bµn ñi n = 1.25 (Trang 230 - 2) , ta chän n = 1,3 => [s] = = = 16,9 KN/cm2 Ta thÊy : st® = 15,9 KN/cm2 < [s] = 16,9 KN/cm2 Nh­ vËy , tiÕt diÔn nguy hiÓm nhÊt cña bµn ñi ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn bÒn , do ®ã mäi tiÕt diÔn kh¸c cña bµn ñi còng ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn bÒn . Tãm l¹i , tiÕt diÔn cña bµn ñi nh­ d· chän lµ ®ñ kh¸ n¨ng chÞu lùc trong qu¸ tr×nh lµm viÖc . 2, TÝnh to¸n kiÓm tra bÒn khung ñi . §Ó tÝnh to¸n thiÕt kÓ khung ñi ta xÐt t¹i vÞ trÝ V . §iÒu kiÖn tÝnh to¸n nh­ sau : + Dao c¾t gÆp ch­íng ng¹i vËt t¹i ®iÓm gi÷a bµn ñi trong qu¸ tr×nh n©ng dÇn bµn ñi , gi¶m dÇn chiÒu s©u c¾t . + M¸y ñi di chuyÓn ngang víi tèc ®é sè II . + Lùc trªn c¬ cÊu n©ng ®¹t gi¶ trÞ lín nhÊt vµ ®­îc x¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn æn ®Þnh cña m¸y kÐo vµ kiÕm tra theo c«ng suÊt cña ®éng c¬ . HÖ sè t¶i träng ®éng k® = 1,5 . a, X¸c dÞnh lùc t¸c dông lªn thiÕt bÞ ñi . S¬ ®å lùc t¸c dông lªn thiÕt bi ñi ®­îc thÕ hiÖn trªn h×nh vÏ (h×nh 4.II.2 - 1) H×nh 4.II.2 – 1 : S¬ ®å lùc t¸c dông lªn thiÕt bÞ ñi v¹n n¨ng Trôc x , y n»m trong mÆt ph¨ng chøa khung ñi , cßn trôc z vu«ng gãc víi hÖ trôc nay. - C¸c ngoai lùc t¸c dông lªn thiÕt bÞ ñi v¹n n¨ng gåm : + Träng l­îng thiÕt bÞ ñi GTB , ®iÓm ®Æt cña lùc GTB ®­îc quy ­íc lµ n»m trªn trôc däc cña khung ñi . + Lùc n©ng thiÕt bÞ ñi S , còng cã ®iÓm ®Æt ®­îc quy ­íc n»m tren trôc däc cña m¸y . + Ph¶n lùc cña ®Êt t¸c dông lªn dao c¾t ®­îc ph©n thµnh 3 thµnh phÇn : P1 , P2 vµ P3 . - §Ó x¸c ®Þnh c¸c ph¶n lùc t¹i khíp liªn kÕt gi÷a khung ñi vµ m¸y c¬ së (khíp C) ta kh¶o s¸t tr­¬ng hîp bµn ñi tiÕn hµnh c¾t ®Êt b»ng mÐp ngoµi cïng cña dao c¹nh ë mét phÝa cña m¸y ñi . Lóc ®ã d­íi t¸c dông cña thµnh phÇn P3 sÏ xuÊt hiÖn thµnh phÇn ph¶n lùc ngang Yc (theo ph­¬ng y) . Ph¶n lùc Yc chñ yÕu xuÊt hiÖn t¹i khíp cña khung ñi ë phÝa cã ph¶n lùc P3 t¸c dông vµo bµn ñi . Cßn t¹i khíp phÝa bªn kia , khung ñi cã sù dÞch chuyÓn tù do däc trôc d­íi t¸c dông cña ph¶n lùc P3 . Do ®ã ph¶n lùc Yc do lùc P3 g©y ra t¹i khíp nµy cã thÕ bá qua . §©y lµ vÞ trÝ bÊt lîi nhÊt cña khung ñi , cho nªn ta sø dông vÞ trÝ nµy ®Ó tÝnh søc bÒn cho khung ñi cña m¸y ñi v¹n n¨ng . Gi¶ thiÕt r»ng : Bµn ñi ®ang tiÕn hµnh c¾t ®Êt b»ng dao c¾t c¹nh phÝa bªn ph¶i nªn ph¶n lùc cña ®Êt chñ yÕu t¸c dông lªn mÐp dao c¾t bªn ph¶i (phÝa khíp C2) . Do ®ã thµnh phÇn ph¶n lùc cña ®Êt P3 dån toµn bé lªn gèi tùa C2 vµ tai gèi nµy xuÊt hiÖn ph¶n lùc Yc n»m trong mÆt ph¾ng xC2y víi ph¶n lùc Xc2 . T¹i gèi tùa C1 khung ñi cã sù dÞch chuyÓn tù do däc trôc nªn ph¶n lùc Yc do ph¶n lùc p3 g©y ra t¹i C1 ®­îc xem nh­ lµ b»ng 0 . Khi ®ã , khung ñi ®­îc xem nh­ la khung tÜnh ®Þnh ®Ó tÝnh søc bÒn . §Ó x¸c ®Þnh c¸c thµnh phÇn ph¶n lùc t¹i C1 , C2 ta dïng c¸c ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc nh­ sau : = 0 , = 0 , = 0 , = 0 , = 0 Gi¶i hÖ ph­¬ng tr×nh trªn ta ®­îc : Xc1 = (4.II.2 - 1) Xc2 = Xc1 + S . cosq - GTB . sinq1 + P1 . cosq1 - P2 . sinq1 (4.II.2 - 2) Zc1 = (4.II.2 - 3) Zc2 = Zc1 - S . sinq + GTB . cosq1 + P1 . sinq1 + P2 . cosq1 (4.II.2 - 4) Yc = P3 (4.II.2 - 5) Trong ®ã : * P1 , P2 , P3 : C¸c ph¶n lùc cña ®Êt t¸c dông lªn bµn ñi víi hÖ sè t¶i träng ®éng lµ k® = 1,5 Theo tÝnh to¸n trªn ta cã : P1 = 151,8 KN , P2 = 22,5 KN , P3 = 18,1 KN * Lùc n©ng lín nhÊt cña c¬ cÊu n©ng cã kÓ ®Õn hÖ sè t¶i träng ®éng k® = 1,5 Theo tÝnh to¸n trªn ta cã : S = 146,7 KN * GTB : Träng l­îng thiÕt bÞ ñi GTB = 24,2 KN * q1 : Gãc nghiªng cña khung ñi so víi ph­¬ng ngang Th­êng q1 = 100 150 (Trang 227 - 2) Ta chän q1 = 120 * q : Gãc nghiªng cña lùc n©ng S so víi ph­¬ng ngang Th­êng q = 450 750 (Trang 227 - 2) Ta chän q = 450 * l1 : C¸nh tay ®ßn cña lùc P3 ®èi víi trôc z ®­îc x¸c dÞnh theo c«ng thøc (IV - 37) Theo tÝnh to¸n ë trªn l1 = 4,1 m * b : Kho¶ng c¸ch gi÷a t©m m¸y ®Õn trôc z b = 1,2 m (Theo lý thuyÕt m¸y ®ång d¹ng) * m1 : Kho¶ng c¸ch gi÷a lùc P3 vµ trôc x m1 = 0,25 m (Theo lý thuyÕt m¸y ®ång d¹ng) Thay c¸c gi¶ trÞ vµo c¸c c«ng thøc trªn ta cã : Xc1 = = - 9,8 KN ( Lùc Xc1 ng­îc chiÒu biÓu diÔn trªn h×nh vÏ 4.II.2 - 1) Xc2= -9,8 + 146,7.cos450- 24,2.sin120 + 151,8.cos120- 22,5.Sin120 = 233,4 KN Zc1= = 39,5 KN Zc2= 39,5 - 146,7.sin450+24,2.cos120+151,8.sin120+22,5.cos120 Zc2 = 6,0 KN Yc = 18,1 KN b, X¸c ®Þnh lùc t¸c dông lªn khung ñi v¹n n¨ng . Ta t¸ch bµn ñi ra khái khung ñi ®Ó xÐt . H×nh 4.II.2 – 2 : S¬ ®å lùc t¸c dông lªn khung ñi v¹n n¨ng Trôc x , y n»m trong mÆt ph¾ng chøa khung ñi Trôc z th¾ng ®øng Lùc t¸c dông lªn khung ñi ®­îc thÓ hiÖn trªn h×nh vÏ (h×nh 4.II.2 - 2) . C¸c lùc t¸c dông lªn khung ñi bao gåm : Ph¶n lùc t¹i khíp C1 : Xc1 , Zc1 . Ph¶n lùc t¹i khíp C2 : Xc2 , Zc2 , Yc . Ph¶n lùc t¹i khíp cÇu A : XA , YA , ZA . Ph¶n lùc tõ c¸c thanh chèng xiªn : PB1 , PB2 . Ph¶n lùc tõ c¸c thanh ®Êy n»m ngang : PE1 , PE2 . Lùc n©ng ë c¬ cÊu n©ng : S Träng l­îng khung ñi : Gk H×nh 4.II.2 - 3 : S¬ ®å biÕn d¹ng cña thanh ®Êy ngang Trong ®ã c¸c lùc Xc1 , Xc2 , Zc1 , Zc2 , Yc ®· x¸c ®Þnh ë trªn , cßn c¸c lùc XA , YA , ZA , PB1 , PB1 , PB2 , PE1 , PE2 lµ c¸c lùc ch­a biÕt . Do ®ã ®Ó x¸c ®Þnh c¸c lùc nµy ta cÇn gi¶i bµi to¸n phô , dùa trªn ®iÒu kiÖn biÕn d¹ng cña thanh ®Êy n»m ngang d­íi t¸c dông cña ngo¹i lùc : §ã lµ : Ta cã thÕ coi khung vµ bµn ñi nh­ mét hÖ thèng cøng (h×nh 4.II.2 - 3) vµ cã thÕ coi r»ng khi chôi t¸c dông cña ngo¹i lùc , gãc quay cña bµn ñi cã thay ®èi mét l­îng j , c¸c ®iÓm A1 , A2 cïng dÞch chuyÓn mét ®o¹n l vµ c¸c thanh A1E1 , A2E2 biÕn d¹ng mét l­îng cã gi¶ trÞ b»ng nhau nh­ng ng­îc dÊu , bíi v× c¸c thanh ®ã cã m« ®un ®µn håi gièng nhau , tiÕt diÔn ngang vµ chiÒu dµi nh­ nhau nªn ®é lín cña gi¶ trÞ biÕn d¹ng cña chóng lµ nh­ nhau , khi chôi t¸c dông cña nh÷ng lùc cã trÞ sè b»ng nhau . Do dã ta cã thÕ xem r»ng ph¶n lùc t¸c dông lªn c¸c thanh ®Êy n»m ngang lµ nh­ nhau . Tøc lµ ta cã : PE1 = PE2 (4.II.2 - 6) Dùa vµo ph­¬ng tr×nh (4.II.2 - 6) vµ c¸c ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc , ph­¬ng tr×nh c©n b»ng m« men víi c¸c trôc to¹ ®é , ta cã thÕ x¸c ®Þnh ®­îc c¸c t¸c dông lªn khung ñi nh­ sau : = 0 ZA = (4.II.2 - 7) = 0PB1 = (4.II.2 - 8) = 0 PB2 = (4.II.2 - 9) = 0 PE1 = PE2 = (4.II.2 - 10) = 0 XA = Gk.Sinq1 - S.Cosq - (Xc1 - Xc2) + (PB1 - PB2).Cosq2 (4.II.2 - 11) = 0 YA = Yc = P3 (4.II.2 - 12) Trong ®ã : * Lùc n©ng lín nhÊt cña c¬ cÊu n©ng cã kÓ ®Õn hÖ sè t¶i träng ®éng k® = 1,5 Theo tÝnh to¸n trªn ta cã : S = 146,7 KN * Gk : Träng l­îng khung ñi Gk = GTB - GB GTB = 24,2 KN - Träng l­îng thiÕt bÞ ñi GB = 12,1 KN - Träng l­îng bµn ñi (Theo tÝnh to¸n ë trªn) Gk = 24,2 - 12,1 = 12,1 KN * q1 : Gãc nghiªng cña khung ñi so víi ph­¬ng ngang Th­êng q1 = 100 150 (Trang 227 - 2) Ta chän q1 = 120 * q : Gãc nghiªng cña lùc n©ng S so víi ph­¬ng ngang Th­êng q = 450 750 (Trang 227 - 2) Ta chän q = 450 * m : Kho¶ng c¸ch gi÷a ®iÓm ®Æt cña lùc Gk ®èi víi trôc y’ , m = 1,1 m * a : Kho¶ng c¸ch gi÷a ®iÓm ®Æt cña lùc ZA ®èi víi trôc y’ , a = 1,5 m * c : Kho¶ng c¸ch gi÷a ®iÓm ®Æt cña lùc Zc1 ®èi víi trôc y’ , c = 0,5 m * c’ : Kho¶ng c¸ch gi÷a ®iÓm ®Æt cña lùc Zc2 ®èi víi trôc y’ , c’ = 1,6 m * lA : Kho¶ng c¸ch gi÷a ®iÓm ®Æt cña lùc YA ®èi víi trôc y lA = lk = 3,2 m * l1 : Kho¶ng c¸ch gi÷a ®iÓm ®Æt cña lùc S ®èi víi trôc y’ l1 = 1,1 m * q2 : Gãc hîp bíi thanh chèng xiªn vµ trôc däc khung ñi . q2 = 180 (Theo lý thuyÕt m¸y ®ång d¹ng) Thay c¸c gi¶ trÞ vµo c¸c ph­¬ng tr×nh trªn ta cã : ZA = = 77,4 KN PB1 = = 144,5 KN PB2 = = 33,2 KN PE1 = PE2 = = 82,7KN XA=12,1.Sin120-146,7.cos450- (-9,8-233,4) +(114,5- 82,7).cos180 = 172,3 KN YA = 18,1 KN §Ó ®¬n gi¶n ho¸ trong viÖc tÝnh søc bÒn khung ñi ta cã thÕ chuyÓn s¬ ®å lùc kh«ng gian trªn vÒ s¬ ®å c¸c lùc t¸c dông lªn khung ñi trong víi h×nh chiÕu ®øng vµ h×nh chiÕu b»ngnh­ sau : H×nh 4.II.2 - 4 : S¬ ®å lùc t¸c dông lªn khung ñi v¹n n¨ng (theo h×nh chiÕu) * Trong mÆt ph¾ng cña khung ñi t¹i ®iÓm D n»m trªn tiÕt diÔn d - d cã c¸c lùc vµ m«men sau : XD , YD , MD . Chóng ®­îc x¸c ®Þnh theo c¸c c«ng thøc sau : XD = XA + S . Cosq - Gk . Sinq1 (4.II.2 - 13) YD = YA (4.II.2 - 14) MD = YA . d (4.II.2 - 15) Trong ®ã : d : Kho¶ng c¸ch gi÷a khíp cÇu A vµ D , d = 200 mm = 0,20 m Thay sè vµo ta cã : XD = 172,3 + 146,7.cos450 - 12,1. sin120 = 273,5 KN YD = 18,1 KN MD = 18,1 . 0,2 = 3,62 KNm * C¸c ph¶n lùc t¹i khíp E1 , E2 trong mÆt ph¾ng cña khung ñi , ®­îc x¸c ®Þnh theo c¸c c«ng thøc sau : XE1 = PE1 + PB1 . Cosq2 (4.II.2 - 16) XE2 = PE2 + PB2 . Cosq2 (4.II.2 - 17) Thay c¸c sè vµo ta cã : XE1 = 82,7 + 144,5 . cos180 = 191,6 KN XE2 = 82,7 + 33,2 . cos180 = 114,3 KN * Trong mÆt ph¾ng ph¸p tuyÕn víi mÆt ph¾ng khung ñi , cã c¸c ph¶n lùc ZA , Zc1 , Zc2 , ZE1 , ZE2 , Sz . Chóng ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau : - C¸c ph¶n lùc : ZA , Zc1 , Zc2 ®­îc tÝnh ë trªn - C¸c ph¶n lùc : ZE1 , ZE2 , Sz ®­îc x¸c ®Þnh theo c¸c c«ng thøc sau : ZE1 = PB1 . Sin q2 (4.II.2 - 18) ZE2 = PB2 . Sin q2 (4.II.2 - 19) Sz = S . Sinq (4.II.2 - 20) Thay c¸c sè vµo ta cã : ZE1 = 144,5 . Sin180 = 35,5 KN ZE2 = 33,2 . Sin180 = 10,2 KN Sz = 146,7. Sin450 = 103,7 KN c, TÝnh néi lùc trong khung ñi . D­íi t¸c dông cña c¸c ngo¹i lùc nh­ trªn (cho phÐp bá qua träng l­îng b¶n th©n cña khung ñi) , t¹i c¸c tiÕt diÔn cña khung ñi xuÊt hiÖn c¸c m« men My trong mÆt ph¾ng xc2y , m« men Mz trong mÆt ph¾ng xc2z , lùc däc N h­íng theo trôc däc cña khung ñi vµ m« men xo¾n Mk . C¸c néi lùc nµy ®­îc x¸c ®Þnh theo c¸c ph­¬ng tr×nh sau : * T¹i ®o¹n khung C2E2 : My = - XC2 . rC2 - YC . lC Mz = ZC2 . mC2 N = - XC2 . cos- YC . sin Mk = ZC2 . nC2 * T¹i ®o¹n khung E2D : My = XC2 . rC2 - YC . lC - XE2 . rE2 Mz = ZC2 . mC2 – ZE2 . mE2 N = - (XC2 – XE2) . cos- YC . sin Mk = ZC2 . nC2 + ZE2 . nE2 * Trªn ®o¹n khung DE0 : My = - XC1 . rC1 + XE1 . rE1 Mz = - ZC1 . mC1 - ZE1 . mE1 N = (- XE1 + XC1) . cos Mk = ZC1 . nC1 + ZE1 . nE1 * Trªn ®o¹n khung E0E1 : My = XC1 . rC1 + XE1 . rE1 Mz = - ZC1 . mC1 - ZE1 . mE1 N = (- XE1 + XC1) . cos Mk = ZC1 . nC1 – ZE1 . nE1 * T¹i ®o¹n khung E1C1 : My = XC1 . rC1 Mz = - ZC1 . mC1 N = - XC1 . cos Mk = ZC1 . nC1 Trong c¸c c«ng thøc trªn : r , l , m vµ c¸c chÝ sè cña chóng lµ c¸c c¶nh tay ®ßn cña c¸c lùc so víi trôc qu¸n tÝnh chÝnh cña c¸c tiÕt diÔn ®ang tÝnh søc bÒn . n vµ c¸c chÝ sè cña chóng lµ c¸c c¶nh tay ®ßn cña c¸c lùc tiÕp tuyÕn víi trôc däc cña khung ñi t¹i tiÕt diÔn ®ang xÐt , lµ gãc gi÷a trôc x vµ ph­¬ng tiÕp tuyÕn víi trôc cña khung ñi t¹i tiÕt diÔn ®ang xÐt . Thay sè vµo c¸c c«ng thøc trªn ta cã : * Trªn ®o¹n khung C2E2 : T¹i C2 : My = - 233,4. 11 = - 2567,4 KNcm Mz = 6,0 . 0 = 0 KNcm N = - 233,4 . cos00- 18,1 . sin00 = - 233,4 KN Mk = 6,0 . 11 = 6,6 KNcm T¹i E2 : My = - 233,4 . 15 - 18,1 . 195,0 = - 7011,0 KNcm Mz = 6,0 .157,5 = 945,0 KNcm N = - 233,4 KN Mk = 6,6 KNcm * Trªn ®o¹n khung E2D : T¹i E2 : My = - 233,4 . 15 - 18,1 . 195,0 - 144,3 . 11 = - 8617,8 KNcm Mz = 945,0 KNcm N = - 233,4 . cos300- 18,1 . sin300 = - 211,2 KN Mk = 6,0 . 125,5 = 753,0 KNcm T¹i D : My = 233,4. 113,5 - 18,1 . 195,0 - 144,3 . 137,2 = 3163,4 KNcm Mz = 6,0. 123,5 - 10,2 . 82,5 = - 100,5 KNcm N = - (233,4 – 144,3) . Cos900- 18,1 . Sin900 = - 18,1 KN Mk = 6,0 . 83,5 + 10,2 . 62,5 = 1138,5 KNcm * Trªn ®o¹n khung DE0 : T¹i D : My = 3163,4 – 3,62 = 3159,8 KNcm Mz = - 100,5 KNcm N = - 18,1 Mk = 1138,5 KNcm T¹i E0 : My = 9,8 . 11 + 191,6 . 12 = 2287,0 KNcm Mz = - 39,5. 147,5 - 35,5 . 95,2 = - 7642,6 KNcm N = (- 222,8 - 42,3) . cos300 = - 225,3 KN Mk = 62,1 . 11 – 49,5 . 12 = 89,1 KNcm * Trªn ®o¹n khung E0E1 : T¹i E0 : My = - 9,8 . 11 + 191,6 . 12 = 2191,4 KNcm Mz = - 7642,6 KNcm N = - 191,6 cos00 - 9,8 . cos00 = - 201,4 KN Mk = 39,5 . 15 – 35,5 . 11 = 202,0 KNcm T¹i E1 : My = 2191,4 KNcm Mz = - 62,1 . 52,5 - 49,5 . 0 = - 3260,2 KNcm N = - 201,4 KN Mk = 202,0 KNcm * Trªn ®o¹n khung E1C1 : T¹i E1 : My = - 9,8 . 11 = - 107,8 KNcm Mz = - 39,5 . 52,5 = - 2073,8 KNcm N = - 9,8 . cos00 = - 9,8 KN Mk = 39,5 . 11 = 434,5 KNcm T¹i C1 : My = - 107,8 KNcm Mz = - 39,5 . 0 = 0 KNcm N = - 9,8 KN Mk = 434,5 KNcm Tõ c¸c sè liÖu ®· tÝnh to¸n ë trªn ta vÏ c¸c biÓu ®å néi lùc nh­ sau : H×nh 4.II.2 - 4 : BiÓu ®å m« men uèn My H×nh 4.II.2 - 4 : BiÓu ®å m« men uèn Mz H×nh 4.II.2 - 4 : BiÓu ®å m« men xo¾n Mk H×nh 4.II.2 - 4 : BiÓu ®å lùc däc N d, KiÕm tra søc bÒn khung ñi . Nh×n vµo c¸c biÓu ®å néi lùc ta thÊy : TiÕt diÔn nguy hiÓm cña khung ñi lµ c¸c tiÕt diÔn a - a , b - b , c - c (h×nh 4.II.2 - 4) T¹i c¸c tiÕt diÔn nguy hiÓm xuÊt hiÖn c¸c øng suÊt ph¸p vµ øng suÊt tiÕp ®­îc ¸c ®Þnh theo c¸c c«ng thøc sau : = + + (4.II.2 - 21) = (4.II.2 - 22) Trong ®ã : Wy , Wz , Wxoan lµ c¸c m« men chèng uèn vµ chèng xo¾n cña c¸c tiÕt diÔn nguy hiÓm . F : DiÔn tÝch cña c¸c tiÕt diÔn nguy hiÓm . Khung ñi cã tiÕt diÔn h×nh ch÷ nhËt , t¹i c¸c tiÕt diÔn nguy hiÓm nãi trªn c¸c m« men chèng uèn vµ c¸c m« men chèng xo¾n ®­îc x¸c ®Þnh theo c¸c c«ng thøc sau : Wy = (4.II.2 - 23) Wz = (4.II.2 - 24) Wxoan = 2.(h -).(b -). (4.II.2 - 25) TiÕt diÔn cña khung ñi coi nh­ lµ ®Òu vµ theo tËp b¶n vÏ M¸y lµm ®Êt ta cã kÝch th­íc nh­ sau (h×nh 4.II.2 - 5) : H×nh 4.II.2 - 5 : TiÕt diÔn khung ñi Víi kÝch th­íc nh­ vËy ta cã c¸c m« men chèng uèn vµ c¸c m« men chèng xo¾n nh­ sau : Wy = = 683,2 cm3 Wz = = 631,5 cm3 Wxoan = 2 . (21 - 1,5) . (20 – 1,5) . 1,5 = 918,0 cm3 F = 21 . 20 – 18 . 17 = 114 cm2 §iÒu kiÖn bÒn cña khung ñi ®­îc kiÕm tra theo lý thuyÕt thÕ n¨ng biÕt ®èi h×nh d¸ng : = < [] Trong ®ã : [] = sch : Giíi h¹n ch¶y cña vËt liÖu lµm khung ñi Khung ñi th­êng ®­îc lµm b»ng thÐp CT5 cã: sch = 26 KN/cm2 n : HÖ sè an toµn n = 1,4 1,5 (trang 240 - 2) Ta chän n = 1,4 [] = = 18,6 KN/cm2 V× tiÕt diÔn cña khung ñi lµ h×nh ch÷ nhËt vµ ®Òu trªn suèt chiÒu dµi khung ñi , do ®ã ta chi c©n kiÓm tra cho tiÕt diÔn cã néi lùc cã gi¶ trÞ tuyÖt ®èi lín nhÊt . Nh×n vµo c¸c biÓu ®å néi lùc ta thÊy ®ã chÝnh lµ tiÕt diÔn a – a , b – b vµ c – c (H×nh 4.II.2 – 4) Ta lÇn l­ît kiÕm tra cho tiÕt diÔn nµy : * T¹i tiÕt diÔn a – a : My = 8617,8 KNcm Mz = 945,0 KNcm N = 233,4 KN Mk = 753,0 KNcm Thay c¸c gi¶ trÞ vµo c«ng thøc (4.II.2 - 21) vµ (4.II.2 - 22) ta cã : = + + = 17,0 KN/cm2 = = 0,8 KN/cm2 = = 17,05 KN/cm2 Ta thÊy : = 17,05 KN/cm2 < [] = 18,6 KN/cm2 VËy , tiÕt diÔn a –a ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn bÒn . * T¹i tiÕt diÔn b – b : My = 3163,4 KNcm Mz = 100,5 KNcm N = 18,1 KN Mk = 1138,5 KNcm Thay c¸c gi¶ trÞ vµo c«ng thøc (4.II.2 - 21) vµ (4.II.2 - 22) ta cã : = + + = 5,3 KN/cm2 = = 1,2 KN/cm2 = = 5,7 KN/cm2 Ta thÊy : = 5,7 KN/cm2 < [] = 18,6 KN/cm2 VËy , tiÕt diÔn b – b ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn bÒn . * T¹i tiÕt diÔn c – c : My = 2287,0 KNcm Mz = 7642,6 KNcm N = 225,3 KN Mk = 89,1 KNcm Thay c¸c gi¶ trÞ vµo c«ng thøc (4.II.2 - 21) vµ (4.II.2 - 22) ta cã : = + + = 13,5 KN/cm2 = = 0,1 KN/cm2 = = 13,51 KN/cm2 Ta thÊy : = 13,51 KN/cm2 < [] = 18,6 KN/cm2 VËy , tiÕt diÔn c – c ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn bÒn . Tãm l¹i , khung ñi ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn bÒn 3, TÝnh to¸n thiÕt kÓ thanh chèng xiªn . Thanh chèng xiªn cña thiÕt bi ñi cã h×nh d¸ng nh­ h×nh vÏ (h×nh 4.II.3 - 1) . Nã gåm hai phÇn chÝnh lµ th©n thanh chèng xiªn vµ vÝt thanh chèng xiªn , phÝa trªn liªn kÕt víi bµn ñi b»ng khíp ch÷ thËp phÝa d­íi liªn kÕt khíp víi thanh ®Èy . ChiÒu dµi cña thanh chèng xiªn cã thÕ thay ®èi b»ng c¸ch thay ®èi mçi liªn kÕt ren , nhê ®ã ta cã thÕ thay ®èi gãc c¾t cña bµn ñi . H×nh 4.II.3 - 1 : H×nh d¹ng cña thanh chèng xiªn Thanh chèng xiªn ®­îc tÝnh søc bÒn trong tr­êng hîp bµn ñi tiÕn hµnh c¾t ®Êt b»ng dao c¾t c¹nh ë mét phÝa cña bµn ñi . Lóc ®ã , ¸p lùc cña khèi ®Êt tr­íc bµn ñi vµ lùc c¶n c¾t chÝ t¸c dông lªn thanh chèng xiªn ë phÝa ®ã vµ thanh chèng xiªn mµy chÞu lùc nÐn lín nhÊt cã gi¶ trÞ : PB = max{2 . PB1 ; 2 . PB2} Trong ®ã : PB1 , PB2 ®­îc x¸c ®Þnh ë trªn : PB1 = 144,5 KN PB2 = 33,2 KN PB = 2 . PB1 = 2 . 144,5 = 289,0 KN a, X¸c ®Þnh ®­êng kÝnh vÝt cña thanh chèng xiªn . §­êng kÝnh vÝt cña thanh chèng xiªn (d1) ®­îc x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn bÒn nÐn : = [] (4.II.3 - 1) Trong ®ã : F1 : TiÕt diÔn ngang cña vÝt . F1 = = [] (4.II.3 - 2) d1 (4.II.3 - 3) Trong ®ã : [] = (4.II.3 - 4) sch1 : Giíi h¹n ch¶y cña vËt liÖu lµm vÝt VÝt thanh chèng xiªn th­êng ®­îc lµm b»ng thÐp CT5 cã : sch1 = 26 KN/cm2 n : HÖ sè an toµn n = 1,2 1,3 (trang 241 - 2) Ta chän n = 1,3 Thay vµo c«ng thøc (4.II.3 - 4) ta cã : [] = = 20,0 KN/cm2 Thay vµo c«ng thøc (4.II.3 - 3) ta cã : d1 = 4,3 cm Chän d1 = 5,0 cm b, KiÕm tra bÒn th©n thanh chçng xiªn . Th©n thanh chèng xiªn cã d¹ng h×nh trô rçng víi ®­êng kÝnh ngoµi lµ D vµ ®­êng kÝnh trong lµ d , diÔn tÝch tiÕt diÔn ngang lµ F : H×nh 4.II.3 - 2 : TiÕt diÔn th©n th©n thanh chèng xiªn F = (4.II.3 - 5) D­íi t¸c dông cña lùc PB trong thanh chèng xiªn sÏ xuÊt hiÖn øng suÊt = = (4.II.3 - 6) Gi¸ trÞ øng suÊt nµy ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn bÒn sau: [] (4.II.3 - 7) Trong ®ã : [] = (4.II.3 - 8) sch : Giíi h¹n ch¶y cña vËt liÖu lµm th©n thanh chèng xiªn Th©n thanh chèng xiªn th­êng ®­îc lµm b»ng thÐp CT3 cã : sch = 22 KN/cm2 n : HÕ sè an toµn n = 1,2 1,3 (Trang 241 - 2) Ta chän n = 1,2 [] = = = 18,3 KN [] (4.II.3 - 9) Chän d = 8,0 cm D = 9,2 cm (4.II.3 - 10) Chän D = 9,5 cm 4, TÝnh to¸n thiÕt kÓ hÖ thèng thuû lùc . HÖ thèng thuû lùc cña c¬ cÊu n©ng thiÕt bÞ lµm viÖc bao gåm rÊt nhiÒu bé phËn nh­ lµ b¬m , xylanh , c¸c van hµnh tr×nh , van ®iÒu chÝnh , c¸c d©y dÉn d©ï , b×nh läc dÇu … S¬ ®å lµm viÖc ®­îc m« ta nh­ h×nh vÏ (h×nh 4.II - 2) . H×nh 4.II - 2 : HÖ thèng thuû lùc . a, TÝnh chän xylanh thuû lùc . §Ó chän xy lanh thuû lùc ta c¨n cø vµo lùc n©ng lín nhÊt t¸c dông lªn thiÕt bÞ ñi trong qu¸ tr×nh lµm viÖc cã kÓ ®Õn hÖ sè t¶i träng ®éng ( St ) vµ gi¶ trÞ ¸p suÊt dÇu trong xylanh thuû lùc mµ tøng lo¹i m¸y yªu cÇu [p] . Th«ng th­êng ta cã [p] = 700 750 N/cm2 Ta chän [p] = 750 N/cm2 §­êng kÝnh cña pit t«ng ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau : [p] = (4.II.4 - 1) D = (4.II.4 - 2) Trong ®ã : D : §­êng kÝnh cña xylanh thuû lùc [p] : ¸p suÊt dÇu cho phÐp , [p] = 750 N/cm2 S : Lùc lín nhÊt t¸c dông lªn mçi ®Çu cÇn pit«ng , ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau : S = (4.II.4 - 3) St : Lùc n©ng lín nhÊt cã kÓ ®Õn hÖ sè t¶i träng ®éng Theo tÝnh to¸n ë trªn cã : St = 145,7 KN S = = 73,35 KN Thay vµo c«ng thøc trªn ta cã : D = = 11,2 cm Chän ®­êng kÝnh cña xylanh lµ D = 12,0 cm * DiÔn tÝch lµm viÖc cña pit«ng ë khoang trªn pit«ng ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau : F1 = (4.II.4 - 5) F1 = = 113,1 cm2 * DiÔn tÝch lµm viÖc cña pit«ng ë khoang d­íi (cã cÇn pit«ng) pit«ng ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau : F2 = (4.II.4 - 6) H×nh 4.II - 3 : H×nh d¹ng cña xylanh thuû lùc . Trong ®ã : D : §­êng kÝnh cña pit«ng còng lµ ®­êng kÝnh trong cña xylanh D = 12,0 cm d : §­êng kÝnh cña cÇn pit«ng Th«ng th­êng lÊy d = 0,5 . D (4.II.4 - 7) d = 0,5 . 12,0 = 6,0 cm Thay vµo c«ng thøc trªn ta cã : F2 = = 84,8 cm2 * ThÕ tÝch lµm viÖc cña xylanh ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : V = F1 . L (4.II.4 - 8) F1 : DiÔn tÝch lµm viÖc cña pit«ng ë khoang trªn pit«ng F1 = 113,1 cm2 L : Hµnh tr×nh lµm viÖc cña pit«ng L < 15 . D ( D : §­êng kÝnh pit«ng) Ta chän : L = 8 . D = 8 . 12,0 = 96,0 cm V = 113,1 . 96,0 = 10857,6 cm3 * L­u l­îng dÇu . NÕu bá qua sù rß rÜ dÇu trong qu¸ tr×nh lµm viÖc th× l­u l­îng Q cã thÕ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau : Q = v . F1 (4.II.4 - 9) F1 : DiÔn tÝch lµm viÖc cña pit«ng ë khoang trªn pit«ng F1 = 113,1 cm2 v : VËn tèc chuyÓn ®éng cña pit«ng (vËn tèc n©ng) trong qu¸ tr×nh lµm viÖc . v = 0,12 m/s = 12,0 cm/s Q = 12,0 . 113,1 = 1357,2 cm3/s = 81,4 l/ph b, TÝnh chän b¬m thuû lùc . HiÖn nay , cã rÊt nhiÒu lo¹i b¬m thuû lùc : + Lo¹i kh«ng ®iÒu chÝnh ®­îc : B¬m c¶nh quÐt B¬m b¸nh r¨ng B¬m pit t«ng + Lo¹i ®iÒu chÝnh ®­îc : B¬m c¶nh quÐt B¬m h­íng trôc §Ó chän b¬m ta c¨n cø vµo l­u l­îng vµ ¸p suÊt yªu cÇu . Víi l­u l­îng Q = 8,2 l/ph ¸p suÊt p = 750 N/cm2 th× ta chän b¬m thÝch hîp lµ lo¹i b¬m b¸nh r¨ng mét chiÒu cã kû hiÖu lµ HW – 67 . Mét sè th«ng sè kû thuËt cña b¬m HW – 67 : ¸p lùc cña b¬m p = 750 KN/cm2 L­u l­îng Q = 100 l/ph c, TÝnh c«ng suÊt lµm viÖc cña b¬m thuû lùc . C«ng suÊt cña b¬m Nb = (4.II.4 - 10) Q : L­u l­îng lµm viÖc cña b¬m , Q = 81,4 l/ph p : ¸p suÊt dÇu , p = 750 N/cm2 = 75 KG/cm2 : HiÖu suÊt lµm viÖc cña b¬m , = 0,9 Thay c¸c gi¶ trÞ vµo (4.II.4 - 10) ta cã : Nb = = 11,2 KW PhÇn III Tæ chøc thi c«ng b»ng m¸y ñi v¹n n¨ng Ch­¬ng 5 Qu¸ tr×nh lµm viÖc cña m¸y ñi 1, Khi ®µo vµ vËn chuyÓn ®Êt . M¸y ñi nãi chung vµ m¸y ñi v¹n n¨ng nãi riªng khi ®µo vµ vËn chuyÓn d¸t chóng lµm viÖc theo chu kú . Mçi chu kú lµm viÖc cã thÕ chia thµnh 4 giai ®o¹n nh­ sau : - Giai ®o¹n 1 : Qu¸ tr×nh ®µo vµ tÝch dÊt tr­íc bµn ñi . M¸y ñi h¹ thiÕt bÞ lµm viÖc , nhê träng l­îng b¶n th©n thiÕt bÞ ñi cïng víi lùc ®Êy cña xy lanh thuû lùc ë c¬ cÊu n©ng dao c¾t Ên s©u vµo ®Êt , ®ång thêi m¸y ñi chuyÓn ®éng vÒ phÝa tr­íc (th­êng lµ víi tèc ®é thÊp nhÊt – tay sè I ®Ó tËn dông lùc kÐo) cho tíi khi tr­íc bµn ñi ®· tÝch ®Çy ®Êt (cã 3 s¬ då c¾t ®Êt sÏ tr×nh bµy ë phÇn sau) . - Gai ®o¹n 2 : Qu¸ tr×nh chuyÓn ®Êt vÒ phÝa tr­íc . Sau khi ®· tÝch ®Çy ®Êt , nhê lùc n©ng ë xy lanh thuû lùc n©ng thiÐt bÞ ñi , bµn ñi dÇn dÇn ®­îc n©ng lªn , khi ®Õn chiÒu s©u hmin(chiÒu s©u c¾t ®Ó bï l¹i l­îng ®Êt r¬i v·i sang hai bªn) m¸y ñi sÏ chuyÓn ®éng vÒ phÝa tr­íc víi tèc ®é lín h¬n (th­êng lµ sè II hoÆc III ) ®Ó rót ng¾n thêi gian chu kú lµm viÖc cho tíi vÞ trÝ ®æ ®Êt . - Giai ®o¹n 3 : Qua tr×nh ®æ ®Êt . Khi ®Õn vÞ trÝ ®æ ®Êt th× m¸y cã thÕ ®æ ®Êt theo mét trong c¸c c¸ch sau : NÕu n¬i ®æ cÇn l©y ®Êt dÓ san lÊp d¹ng r·i theo tõng líp thi cã thÕ cho m¸y ñi ®i theo c¸c ®­êng chÐo nhau gãc 400 450 . Khi ®ã võa cã t¸c dông san ®Êt õa cã t¸c dông ®Çm ®Êt . NÕu n¬i ®æ ®Êt lµ hæ s©u , dèc th× cã thÕ cho m¸y ®æ ®Êt tõ tõ trong ra , sau mçi lÇn dæ m¸y l¹i ch¹y lïi trë l¹i . Ph­¬ng ph¸p nµy th× diÔn tÝch ®Êt lÊp sÏ ®­îc ®Çm kh«ng ®Òu . NÕu n¬i ®æ dÊt kh«ng cÇn lÊy ®Êt th× nªn dæ ®Êt thµnh tõng ®èng ®Ó t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho m¸y xóc ®Êt vËn chuyÓn lªn « t« ®Ó vËn chuyÓn ®i n¬i kh¸c . - Giai ®o¹n 4 : Ch¹y kh«ng t¶i trí vÒ vÞ trÝ cò . Sau khi m¸y ®æ ®Êt xong cã thÕ quay ®Çu hay lµ chuyÓn ®éng lïi (tuú thuéc vµo ®Æc tÝnh kû thuËt cña m¸y vµ chiÒu dµi qu¶ng ®­êng ®µo - chuyÓn ®Êt) víi tèc ®é nhanh nhÊt ®Ó rót ng¾n thêi gian chu kú lµm viÖc . Qua qu¸ tr×nh lµm viÖc cña m¸y ta thÊy r¨ng trong mçi giai ®o¹n m¸y thùc hiÖn nh÷ng chøc n¨ng kh¸c nhau tøc lµ c¸c lùc t¸c dông lªn m¸y còng kh¸c nhau . Do ®ã ®Ó n©ng cao n¨ng suÊt cña m¸y th× trong tõng giai ®o¹n chóng ta cÇn cho m¸y chuyÓn ®éng víi vËn tèc thÝch hîp (tr¸nh cho m¸y chuyÓn ®éng víi cïng mét tèc ®é) ®Ó võa tËn dông d­îc lùc kÐo cña m¸y võa gi¶m ®­îc thêi gian mét chu kú lµm viÖc . 2, Khi m¸y thùc hiÖn chøc n¨ng san ®Êt . Lóc nµy m¸y ñi v¹n n¨ng cã chøc n¨ng nh­ lµ mét m¸y san ®Êt b×nh th­êng . Do ®ã qu¸ tr×nh lµm viÖc cña nã còng hoµn toµn t­¬ng tù qu¸ tr×nh lµm viÖc cña m¸y san b×nh th­êng . M¸y ñi h¹ thiÕt bÞ lµm viÖc xuèng ®Õn ®é cao thÝch hîp vµ di chuyÓn vÒ phÝa tr­íc , nhê bµn ñi hîp víi trôc däc cña m¸y mét gãc j = 450 600 nªn ®Êt sÏ ®­îc g¹t sang mét bªn , do ®ã dÇn ®Êt sÏ ®­îc san ®Òu . Khi ®Õn cuèi hµnh tr×nh san m¸y sÏ quay ®Çu vµ tiÕp tôc qu¸ tr×nh san . Ch­¬ng 6 C¸c biÖn ph¸p vµ s¬ ®å c«ng nghÖ thi c«ng Tõ qu¸ tr×nh lµm viÖc cña m¸y ñi ë trªn ta thÊy biÖn ph¸p thi c«ng cña m¸y ñi còng bao gåm rÊt nhiÒu giai ®o¹n song ë ®©y ta chÝ tr×nh bµy c¸c biÖn ph¸p thi c«ng trong qu¸ tr×nh m¸y thùc hiÖn qu¸ tr×nh c¾t (tøc lµ c¸c biÖn ph¸p c¾t ®Êt) vµ c¸c biÖn ph¸p di chuyÓn m¸y . I, C¸c biÖn ph¸p c¾t ®Êt . 1, C¸c biÖn ph¸p c¾t ®Êt . Qu¸ tr×nh c¾t vµ tÝch ®Êt tr­íc bµn ñi cã thÕ tiÕn hµnh theo mét trong 3 c¸ch sau (h×nh 6.I - 1) H×nh 6.I - 1: C¸c s¬ ®å ®µo ®Êt cña m¸y ñi Trong ®ã : * S¬ ®å (a) : Lµ qu¸ tr×nh c¾t vµ tÝch ®Êt cã chiÒu dµy phoi kh«ng thay ®æi (c1) trªn suèt qu¶ng ®­êng ®µo ®Êt L1 . Nh­ vËy biÖn ph¸p nµy kh«ng sø dông hîp lay chÕ dé lùc kÐo cña m¸y , chiÒu dµi qu¶ng ®­êng ®µo ®Êt lín , dÉn ®Õn thêi gian mét chu kú lµm viÖc dµi h¬n vµ n¨ng suÊt cuÈ m¸y sÏ thÊp . V× vËy , biÖn ph¸p nµy Ýt ®­îc sø dông trong thi c«ng . ChÝ khi nµo m¸y ñi lµm viÖc xuèng dèc víi dé dèc lín ta míi ¸p dông tr­êng hîp nµy . Bíi v× trong tr­êng hîp ®ã lùc c¶n di chuyÓn m¸y gi¶m ®i nhiÒu v× lùc c¶n dèc d· biÕn thµnh lùc ®Èy . * S¬ ®å (b) : Lµ biÖn ph¸p thi c«ng mµ chiÒu s©u c¾t thay ®èi theo nhiÒu lÇn trong suèt qu¸ tr×nh c¾t vµ tÝch ®Êt trªn chiÒu dµi L2 (chiÒu s©u c¾t lín nhÊt lµ c2) . BiÖn ph¸p nµy th­êng dïng khi thi c«ng gÆp ph¶i ®Êt r¾n cã lùc c¶n c¾t lín * S¬ ®å (c) : Lµ biÖn ph¸p c¾t ®Êt hîp lý h¬n c¶ . Theo biÖn ph¸p nµy qu¸ tr×nh c¾t ®Êt ®­îc chia thµnh 2 giai ®oan nh­ sau : - Giai ®o¹n 1 : M¸y ñi Ên s©u dao c¾t vµo ®Êt ®Ðn khi ®¹t chiÒu s©u lín nhÊt (c3) - Giai ®o¹n 2 : M¸y ñi nÇng dÇn ban ñi lªn vµ gi¶m dÇn chiÒu s©u c¾t cho ®Ðn khi ®¹t chiÒu s©u c¾t nhá nhÊt hmin (chiÒu s©u c¾t bï l¹i l­îng ®Êt r¬i v·i sang hai bªn) . Nhê chÕ ®é c¾t nh­ vËy mµ ta cã thÕ sø dông tèi ­u chÕ ®é lùc c¾t cña m¸y tõ , chiÒu dµi qu¶ng ®­êng c¾t ®Êt sÏ ng¾n h¬n . Do ®ã chóng ta cã thÕ rót ng¾n ®­îc thêi gian mét chu kú lµm viÖc , t¨ng n¨ng suÊt cña m¸y . Nh­ vËy , tuú vµo ®iÒu kiÖn thi c«ng (®é dèc n¬i lµm viÖc , tÝnh chÊt cña ®Êt thi c«ng …) mµ ta cã thÕ chän c¸c biÖn ph¸p thi c«ng thÝch hîp , song biÖn ph¸p thi c«ng ë tr­êng hîp (c) vÉn lµ tr­êng hîp cã nhiÒu ­u ®iÓm h¬n c¶ vµ ®­îc sø dông nhiÒu nhÊt . Sau ®©y ta ®i nghin cöu kü h¬n ph­¬ng ph¸p nµy . 2, X¸c th«ng sè liªn quan ®Õn qu¸ tr×nh ®µo ®Êt cña m¸y ñi . S¬ ®å ®µo ®Êt cã thÕ ®­îc m« t¶ nh­ h×nh vÏ (h×nh 6.I - 2) . Nh×n vµo vµo s¬ ®å ®ã ta thÊy m¸y ñi tiÕn hµnh c¾t ®Êt theo hai giai ®o¹n : - Giai ®o¹n 1 : M¸y ñi h¹ bµn ñi xuèng ®Ó dao c¾t ¨n s©u ®Çn vµo ®Êt ®Õn khi ®Ët chiÒu s©u c¾t lín nhÊt hmax . §ång thêi víi viÖc Ên s©u dao c¾t xuèng lµ qu¸ tr×nh di chuyÓn m¸y vÌ phÝa tr­íc . - Giai ®o¹n 2 : M¸y ñi nÇng dÇn ban ñi lªn ®Ó gi¶m dÇn chiÒu s©u c¾t cho ®Õn khi ®¹t chiÒu s©u c¾t nhá nhÊt hmin . §ång thêi víi viÖc Ên s©u dao c¾t xuèng lµ qu¸ tr×nh di chuyÓn m¸y vÌ phÝa tr­íc . H×nh 6.I - 2: C¸c th«ng sè cña qu¸ tr×nh ®µo ®Êt cña m¸y ñi Nh­ v©y , trong qu¸ tr×nh c¾t vµ tÝch ®Êt dao c¾t ®ång thêi thùc hiÖn hai chuyÓn ®éng : ChuyÓn ®éng theo ph­¬ng th¾ng ®øng cïng víi viÖc n©ng h¹ bµn ñi vµ chuyÓn ®éng theo ph­¬ng ngang vÒ phÝa tr­íc cïng víi m¸y ñi . a, X¸c ®Þnh tèc ®é di chuyÓn cña dao c¾t . Trong cïng mét thêi gian t (trong giai ®o¹n Ên s©u dao c¾t xuèng ®Êt), dao c¾t di chuyÓn theo ph­¬ng th¾ng ®øng víi chiÒu s©u h vµ ®ång thêi di chuyÓn theo ph­¬ng ngang cïng m¸y ñi mét ®o¹n lµ l . H×nh VII - 3: VËn tèc cña dao c¾t Quan hÖ gi÷a h vµ l ®­îc biÓu diÔn qua c«ng thøc sau : h = l . tga (6.I - 1) a : Gãc sau cña dao c¾t , a = 350 Gäi tèc ®é di chuyÓn cña dao c¾t lµ vc vµ tèc ®é di chuyÓn cña m¸y ñi khi c¾t ®Êt lµ vd ta cã : h = vv . t (6.I - 2) l = vd . t (6.I - 3) t = = (6.I - 4) Tõ (6.I - 1) vµ (6.I - 4) ta cã : t = = (6.I- 5) vc = vd . tga = 0,66 . tg 350 = 0,46 m/s b, X¸c ®Þnh chiÒu s©u c¾t lín nhÊt (h(max)) . ChiÒu s©u c¾t ®Êt t¹i thêi ®iÓm bÊt kú h(t) ®­îc x¸c ®Þnh dùa vµo ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc kÐo vµ lùc c¸n t¸c dông lªn m¸y ñi khi m¸y tiÕn hµnh c¾t ®Êt ë giai ®o¹n n©ng dÇn bµn ñi ®Ó gi¶m dÇn chiÒu s©u c¾t . Pk = W1 + W2 + W3 + W4 (6.I - 6) Pk : Lùc kÐo cña m¸y ñi , Pk = 100 KN W1 : Lùc c¸n c¾t ®Êt ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : W1 = kc . B . h(t) (6.I - 7) kc : Lùc c¸n c¾t riªng §Êt cÊp III cã : kc = 120 KN/m2 (Trang 205 – 1) B : ChiÕu réng c¾t ®Êt (ChiÒu réng bµn ñi) , B = 3,55 m h(t) : ChiÒu s©u c¾t t¹i thêi ®iÓm t W2 : Lùc c¶n di chuyÓn khèi ®Êt l¨n phÝa tr­íc bµn ñi sinh ra ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : W2 = V(t) . r . m2 (6.I - 8) V(t) : ThÕ tÝch khèi ®Êt tr­íc bµn ñi t¹i thêi ®iÓm t r : Träng l­îng riªng khèi ®Êt tr­íc bµn ñi m2 : HÖ sè ma s¸t gi÷a ®Êt vµ ®Êt W3 : Lùc c¶n di chuyÓn khèi ®Êt cuén lªn phÝa trªn bµn ñi sinh ra ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : W3 = m1 . V(t) . r . Cos2d (6.I - 9) m1 : HÖ sè ma s¸t gi÷a ®¸t vµ thÐp d : Gãc c¾t cña ®Êt W4 : Lùc c¶n di chuyÓn m¸y ñi W4 = G . (f i) (6.I - 10) G : Träng l­îng m¸y ñi , G = 145,2 KN f : HÖ sè c¶n l¨n M¸y ñi b¸nh xÝch , xem ®¸t kh« cã f = 0,10 0,12( Trang 207 - 1) Chän f = 0,11 i : §é ®é dèc cña bÒ mÆt lµm viÖc , i = 100/0 = 0,10 DÊu (+) khi lªn dèc vµ ng­îc l¹i Thay c¸c gi¶ trÞ vµo c«ng thøc tren ta cã : Pk = kc . B . h(t) + V(t) . r . m2 + m1 . V(t) . r . cos2d + G .(f i) (6.I - 11) §Æt m = r .( m2 + m1 . cosd) ta cã : Pk = kc . B . h(t) + m .V(t) + G . (f i) (6.I - 12) MÆt kh¸c t¹i thêi ®iÓm ®¹t chiÒu s©u c¾t lín nhÊt hmax , lùc kÐo chñ yÕu ®Ó kh¸c phôc lùc c¶n c¾t vµ lùc c¶n di chuyÓn m¸y ñi . Do ®ã ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc c¶n t¹i thêi ®iÓm nµy cã d¹ng : Pkmax = kc . B . hmax + G . (f i) (6.I - 13) hmax = (6.I - 14) Thay c¸c gi¶ trÞ trªn vµo (6.I - 14) ta cã : Khi ®µo lªn dèc : hmax = = 16 cm Khi ®µo xuèng dèc : hmax = = 23 cm II, C¸c biÖn ph¸p di chuyÓn m¸y . Khi ®µo - vËn chuyÓn ®Êt m¸y ñi cã thÕ di chuyÓn theo mét trong hai c¸ch sau ®©y : * Di chuyÓn theo kiÓu tiÕn lïi : Tøc lµ sau khi m¸y vËn chuyÓn ®Êt ®Õn n¬i ®æ vµ thùc hiÖn xong qu¸ tr×nh ®æ ®Êt th× m¸y sÏ chuyÓn sang sè lïi vµ di chuyÓn thôt lïi vÒ vÞ trÝ lµm viÖc míi chø kh«ng quay ®Çu (H×nh 6.II - 1 ) . H×nh 6.II - 1 : S¬ ®å di chuyÓn m¸y (KiÓu tiÓu lïi) H×nh 6.II - 2 : S¬ ®å di chuyÓn m¸y (KiÓu tiÕn quay) * Di chuyÓn theo kiÓu tiÕn quay : §©y lµ biÖn ph¸p ng­îc l¹i biÖn ph¸p trªn , tøc lµ m¸y sÏ kh«ng di chuyÓn thôt lïi mµ quay ®Çu vµ vµo s« víi tèc ®é cao h¬n vµ di chuyÓn trí vÒ vÞ trÝ lµm viÖc míi ( H×nh 6.II - 2 ) . Nh­ vËy , khi nµo th× nªn sö dông biÖn ph¸p tiÕn lïi vµ khi nµo th× sø dông biÖn ph¸p tiÕn quay , ®iÒu ®ã phô thuéc vµo ®Æc ®iÓm cña ®ia h×nh thi c«ng (chiÒu dµi qu¶ng ®­êng ®µo vµ chuyÓn ®Êt ) vµ tÝnh chÊt kû thuËt cña m¸y (vËn tèc t­¬ng øng c¸c tay sè vµ th¬i gian sang sè , thêi gian quay ®Çu) . §iÒu ®ã sÏ ®­îc thÕ hiÖn qua chiÒu dµi giëi h¹n qu¶ng ®­êng chuyÓn ®Êt ( Lgh) . ChiÒu dµi giëi h¹n qu¶ng ®­êng chuyÓn ®Êt ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau : Lgh = , m (6.II - 1) Trong ®ã : vt : VËn tèc di chuyÕn cña m¸y khi tiÕn vt = 10,15 Km/h = 2,8 m/s vl : VËn tèc m¸y khi lïi vl = 7,16 Km/h = 2,0 m/s tq : Thêi gian mét lÇn quay ®Çu , tq = 10 s ts : Thêi gian mét lÇn sang sè , ts = 5 s Thay c¸c gi¶ trÞ vµo c«ng thøc (VII - 15) ta cã : Lgh = = 70 m Ta thÊy : L2 = 45 m < Lgh = 70 m V× vËy , ta chän biÖn ph¸p thi c«ng lµ cho m¸y di chuyÓn theo kiÕu tiÕn lïi . Tãm lai , ta chän biÖn ph¸p thi c«ng nh­ sau : C«ng nghÖ c¾t ®Êt lµ theo s¬ ®å c (H×nh 6.II - 6 ) C«ng nghÖ di chuyÓn lµ theo kiÓu tiÕn lïi (H×nh 6.II - 7 ) H×nh 6.II - 6 : S¬ ®å c«ng nghÖ c¾t vµ tÝch ®Êt tr­íc bµn ñi H×nh 6.II - 7 : S¬ ®å di chuyÓn m¸y khi chuyÓn ®Êt vµ ch¹y lïi kh«ng t¶i III, TÝnh to¸n n¨ng suÊt m¸y ñi . Khi m¸y ®µo vµ chuyÓn ®Êt n¨ng suÊt ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau : Q® = (6.III - 1) Trong ®ã : V : ThÕ tÝch khèi ®Êt tr­íc bµn ñi kd : HÖ sè kÓ ®Õn ®é dèc n¬i lµm viÖc Víi ®é dèc i = 10 = 5,70 (gãc nghiªng mÆt b»ng lµm viÖc) Theo b¶ng 46.I.7 – (1) ta cã : Khi lªn dèc : kd = 0,5 0,67 , ta chän kd = 0,67 Khi xuèng dèc : kd =1,33 1,94 , ta chän kd = 1,50 ktg : HÖ sè sø dông th× gian , th­êng ktg = 0,8 0,9 (trang 231 - 1) Chän kt g= 0,9 kt : HÖ sè t¬i cña ®Êt , kt = 1,1 Tck : Thêi gian mét chu kú lµm viÖc cña m¸y ñi Nh­ vËy , khi cã biÖn ph¸p thi c«ng hîp lý , ®Þa h×nh x¸c ®Þnh vµ tÝnh chÊt ®Êt cô thÕ , tøc lµ ta ®· cã c¸c hÖ sè ktg , kd , kt x¸c ®Þnh th× n¨ng suÊt cña m¸y chÝ phô thuéc vµo c¸c th«ng sè h×nh häc cña m¸y ®Æc tr­ng bíi V vµ c«ng nghÖ thi c«ng thÕ hiÖn qua thêi gian mét chu kú lµm viÖc Tck . ViÖc x¸c ®Þnh chÝnh c¸c hai th«ng sè nµy cã ¶nh h­íng lín ®Õn ®é chÝnh x¸c khi x¸c ®Þnh n¨ng suÊt cña m¸y . Cã hai ph­¬ng ph¸p ®Ó x¸c ®Þnh hai th«ng sè trªn , ®ã lµ theo ph­¬ng ph¸p cò vµ ph­¬ng ph¸p míi , sau ®©y ta tiÕn hµnh theo c¶ hai ph­¬ng ph¸p nµy . 1, Theo ph­¬ng ph¸p cò . a, X¸c ®Þnh thÕ tÝch khèi ®Êt tr­íc bµn ñi . Tõ x­a ng­êi ta th­êng x¸c ®Þnh thÓ tÝch khèi ®Êt l¨n tr­íc bµn ñi theo ph­¬ng ph¸p gÇn ®óng nh­ sau : Ta coi thÓ tÝch nµy nh­ mét h×nh l¨ng trô cã ®¸y lµ mét tam gi¸c vu«ng (thÓ hiÖn trong h×nh vÏ sau : H×nh 6.III - 1) . Khi ®ã V ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau : V = (6.III - 2) H×nh 6.III - 1: M« h×nh x¸c ®Þnh thÕ tÝch ®Êt tr­íc bµn ñi theo ph­¬ng ph¸p cò Trong ®ã : B : ChiÒu réng bµn ñi , B = 3,55 m H : ChiÕu réng bµn ñi , H = 1,0 m g : Gãc ch¶y tù nhiªn cña ®Êt Th«ng th­êng g = 450 nªn : V = B . H2/2 = 0,5 . B . H2 (6.III - 3) Thay sè vµo c«ng thøc (6.III - 3) ta cã : V = 0,5 . 3,55 . 1,02 = 1.78 m3 Nh­ vËy , ph­¬ng ph¸p cæ ®iÓn nµy ®· bá qua nhiÒu th«ng sè profil cña bµn ñi nªn thiÕu sù chÝnh x¸c , dÉn ®Õn viÖc x¸c ®Þnh n¨ng suÊt m¸y ñi kh«ng ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c ®Çy ®ñ , g©y khã kh¨n cho viÖc ®¸nh gi¸ hiÖu qu¶ sö dông cña m¸y ñi . b, X¸c ®Þnh thêi gian mét chu kú lµm viÖc . Víi biÖn ph¸p thi c«ng nh­ trªn , tøc lµ cho m¸y di chuyÓn theo kiÕu tiÕn lïi ta cã c«ng thøc ®Ó x¸c ®Þnh thêi gian mét chu kú lµm viÖc theo ph­¬ng ph¸p cò lµ : Tck = t1 + t2 + t3 + ntd +mth (6.III - 4) (6.III - 5) Trong ®ã : + t1 , t2 , t3 : Thêi gian ®µo , chuyÓn - ®æ ®Êt vµ ch¹y kh«ng t¶i vÒ vÞ trÝ ban ®Çu + n.td : Sè lÇn vµ thêi gian mét lÇn thay ®æi tèc ®é (sang sè) vµ thêi gian mét lÇn thay ®æi tèc ®é , th­êng tõ tq = 4 ¸5 s ; n = 3 ¸ 4 lÇn (Trang 235 – 1) Ta chän tq = 5 s , n = 3 lÇn + m.th : Sè lÇn vµ thêi gian mét lÇn n©ng h¹ bµn ñivµ thêi gian mét lÇn n©ng h¹ bµn ñi , th­êng th = 4 ¸ 5 s ; m = 3 ¸ 4 lÇn (Trang 235 - 1) Ta chän th = 5 s , n = 3 lÇn + L1, L2 : T­¬ng øng lµ chiÒu dµi qu·ng ®­êng ®µo, chuyÓn vµ ®æ ®Êt . L1 : ChiÒu dµi qu¶ng ®­êng ®æ ®Êt L1 = 5 m (§Çu ®Ò thiÕt kÓ) L2 : Qu¶ng ®­êng chuyÓn ®Êt , L2 = 30 ¸ 60 m (Trang 235 - 1) Ta chän L2 = 45 m + v1, v2, v3: VËn tèc cña m¸y khi ®µo, chuyÓn - ®æ ®Êt vµ ch¹y kh«ng t¶i vÒ vÞ trÝ ban ®Çu : Theo kinh nghiÖm cã thÓ chän dùa vµo c¸c tay sè cña m¸y kÐo c¬ së nh­ sau : v1 : øng víi vËn tèc ë sè 1 , v1 =2,36 km/h = 0,66 m/s v2 : øng víi vËn tèc ë sè 2 hoÆc 3 Ta chän tay sè 3 , v2 = 4,66 km/h = 1,29 m/s v3 : øng víi vËn tèc ë sè cao nhÊt , v3 = 9,25 km/s = 2,56 m/s Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc (3.V - 5) trªn ta tÝnh ®­îc chu kú lµm viÖc cña m¸y ñi lµ : = 109,6 s Khi tiÕn hµnh x¸c ®Þnh thêi gian chu kú lµm viÖc cña m¸y ñi theo ph­¬ng ph¸p trªn ®· xem nh­ m¸y ñi chuyÓn ®éng ®Òu trong tõng giai ®o¹n lµm viÖc cña nã . §iÒu ®ã kh«ng ®óng víi thùc tÕ v× trong khi lµm viÖc m¸y ñi gÆp rÊt nhiÒu yÕu tè ngÉu nhiªn lµm cho m¸y chuyÓn ®éng kh«ng ®Òu nh­ lµ : - Dao c¾t gÆp ch­íng ng¹i vËt trong khi ®µo ®Êt . - NÒn ®Êt ­ít dÝnh, kh«ng æn ®Þnh hoÆc c¬ cÊu di chuyÓn bÞ mßn , g©y hiÖn t­îng tr­ît tr¬n cho c¬ cÊu di chuyÓn trong khi lµm viÖc .v.v.... Thay sè liÖu vµo c«ng thøc (6.III – 1) trªn ta ®­îc n¨ng suÊt lµm viÖc cña m¸y ñi trong tõng tr­êng hîp sau : * Khi lªn dèc : Q®l = = 32,1 (m3/h) * Khi xuèng dèc : Q®x = = 71,6 (m3/h). 2, Theo ph­¬ng ph¸p míi . a, X¸c ®Þnh thÕ tÝch khèi ®Êt tr­íc bµn ñi . Khi x¸c ®Þnh theo ph­¬ng ph¸p naú , ta cã thÓ kÓ ®Õn tÊt c¶ c¸c th«ng sè profin cña bµn ñi ( M« h×nh ®­îc m« t¶ trªn h×nh 6.III - 2) . H×nh 6.III - 2 : M« h×nh x¸c ®Þnh thÕ tÝch khèi ®Êt tr­íc bµn ñi theo ph­¬ng ph¸p míi Theo h×nh vÏ thÓ tÝch V cña khèi ®Êt tr­íc bµn ñi sÏ lµ: V = V1+ V2 + V3 + V4 (6.III - 6) + V1: Lµ thÓ tÝch h×nh l¨ng trô tam gi¸c giíi h¹n bëi G1G2K2K1S1S2 . Trªn h×nh vÏ ®ã lµ tam gi¸c GKS . §©y lµ thÓ tÝch mµ bÊy l©u nay vÉn ®­îc ¸p dông ®Ó tÝnh thÓ tÝch khèi ®Êt tr­íc bµn ñi, theo c«ng thøc. + V2: ThÓ tÝch giíi h¹n bëi mÆt trô G1EG2K2PK1 vµ hai mÆt ph¼ng K1K2G2G1; K1PK2K. Trªn h×nh vÏ ®ã lµ h×nh thang EGKP. + V3: ThÓ tÝch giíi h¹n bëi hai mÆt cong K1F1B1S1 vµ S2B2F2K2 vµ c¸c mÆt ph¼ng K2F2F1K1; S1B1B2S2 vµ S1K1KK2S2. Trªn h×nh vÏ ®ã lµ h×nh ph¼ng SBAFK. + V4: thÓ tÝch giíi h¹n bëi mÆt cong K2F2MF1 K1P vµ c¸c h×nh ph¼ng K1F1F 2K2; K1PK2K . Trªn h×nh vÏ lµ h×nh thang KPMF. VËy thÓ tÝch khèi ®Êt tr­íc bµn ñi ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: V = åVi , m3 (6.III - 7) Gi¸ trÞ c¸cVi cña mét sè lo¹i m¸y ñi do h·ng KOMATSU vµ Liªn Bang Nga chÕ t¹o ®· ®­îc x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiÖm nh­ b¶ng sau : Tõ kÕt qu¶ tÝnh to¸n theo b¶ng ®ã , víi c¸c lo¹i m¸y ñi kh¸c nhau cã thÓ rót ra ®­îc c¸c c«ng thøc ®Ó x¸c ®Þnh Vi theo V vµ theo V1 nh­ sau: V1 = (0,62 ¸ 0,63) . V V2 = (0,20 ¸0,21) .V = 0,33 . V1 V3 = 0,15. V = 0,24 . V1 V4 = (0,01 ¸ 0,02) . V= 0,03.V1 V = V1+ V2 + V3 + V4 = V1 + 0,6V1 VËy ta cã : V = (V1+ 0,6 V1) = 1,6 V1 MÆt kh¸c V1 ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: V1 = Þ V = (6.III - 8) Th«ng th­êng ®Êt ë tr­íc bµn ñi víi tr¹ng th¸i t¬i th× : g = 45o Þ tg g = 1 H·ng SX Lo¹i m¸y C¸c th«ng sè h×nh häc ThÓ tÝch khèi ®Êt tr­íc bµn ñi H,m B,m j(®é) Hk,m V1 V2 V3 V4 V Liªn bang Nga DZ-42 0.80 2.56 75 0.16 0.82 0.27 0.20 0.02 1.3 1 DZ-101 0.95 2.86 75 0.19 1.29 0.42 0.31 0.04 2.06 DZ-54C 1.20 3.20 75 0.24 2.30 0.76 0,55 0,07 3.68 DZ-110 1.30 3.22 75 0.26 2.72 0.90 0.65 0.08 4.35 DZ-35C 1.23 3.64 75 0.25 2.75 0.91 0.66 0.08 4.40 DZ-118 1.37 4.37 75 0.28 4.10 1.35 0.98 0.13 6.56 DZ-129 1.75 4.29 75 0.35 6.57 2.17 1.57 0.20 10.5 Komatsu D-150A 1.59 4.13 75 0,32 5.22 1.72 1.25 0.16 8.35 D-355A 1.88 4.32 75 0.37 7.63 2.52 1.83 0.23 12.2 D-375A 2.05 4.60 75 0.41 9.66 3.19 2.32 0.29 15.4 D-455A 2.14 4.80 75 0.43 11.0 3.63 2.64 0.33 17.6 D-555A 2.45 5.80 75 0.49 17.4 5.75 4.18 0.52 27.8 VËy : V = 0,8 . B . H2 Thay gi¶ trÞ vµo c«ng thøc trªn ta cã : V = 0,8 . 3,55 . 1,02 = 2,84 m3 b, X¸c ®Þnh thêi gian mét chu kú lµm viÖc . Khi ta x¸c ®Þnh theo ph­¬ng ph¸p nµy cã kÓ ®Õn yÕu tæ chuyÓn ®éng kh«ng æn ®Þnh vµ sù tr­ît tr¬n cña m¸y ñi trong qu¸ tr×nh lµm viÖc . Thêi gian mét chu kú lµm viÖc cña m¸y ñi ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau : Tck = t1 + t2 + t3 + n.td + m.th (6.III - 9) C¸c thµnh phÇn ®­îc x¸c ®Þnh theo c¸c c«ng thøc : * Thêi gian ®µo . t1 = , s (6.III - 10) Trong ®ã : kd : Lùc c¶n c¾t riªng Víi = 550, ®Êt cÊp III ta cã kd = 110 170 KN/m2 (trang 205 – 1) Chän kd = 120 KN/m2 V : ThÕ tÝch khèi ®Êt tr­íc bµn ñi ë cuèi giai ®o¹n ®µo V = L1. B . h (6.III - 11) L1 = 5 m : ChiÒu dµi qu¸ trinh ®µo ®Êt . B = 3,55 m : ChiÒu réng bµn ñi h : ChiÒu s©u c¾t h = 13 cm = 0,13 m (Theo biÓu ®å h×nh 46.I.10.b – 1) V = 5 . 3.55 . 0,13 = 2,3 m3 m1 : HÖ sè chuyÓn ®èi ®¬n vÞ tõ tÝch sè v1. T® thµnh c«ng suÊt N®/c (KW) m1 = 1 = N®/c= 74 KW : C«ng suÊt cña ®éng c¬ . : hiÖu suÊt truyÒn ®éng , = 0,85 k : HÖ sè tr­ît tr¬n cña c¬ cÊu di chuyÓn khi ®µo , k = 0,1 f : HÖ sè c¶n l¨n M¸y ñi b¸nh xÝch ,xem ®¸t kh« cã f = 0,10 0,12 ( Trang 207 - 1) Chän f = 0,11 i : §é ®é dèc cña bÒ mÆt lµm viÖc , i = 100/0 = 0,10 : HÖ sè b¸m cña m¸y kÐo c¬ së , = 0,7 kj : HÖ sè träng l­îng b¸m , m¸y ñi b¸nh xÝch kj = 1 : Khi lªn dèc lÊy dÊu (+) , xuèng dèc lÊy dÊu (-) Thay c¸c gi¶ trÞ vµo (6.III - 68) ta cã : Khi lªn dèc : t1l = = 7,0 s Khi xuèng dèc : t1x = = 4,9 s * Thêi gian chuyÓn ®Êt . t2 = , s (6.III - 12) Trong ®ã : m1 , N®/c , f , i , : Nh­ trªn G : Träng l­îng sø dông m¸y ñi , G = 145,2 KN dc : HÖ sè tr­ît tr¬n khi m¸y vËn chuyÓn ®Êt , dc = 0,05 kc : HÖ sè kÓ dÕn ¶nh h­íng cña lùc c¶n c¾t vµ lùc di chuyÓn khèi dÊt tr­íc bµn ñi ®Õn qu¸ tr×nh chuyÓn ®Êt , ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau : kc = 1 + (6.III - 13) Thay c¸c gi¶ trÞ ®· tÝnh to¸n tr­íc ®©y ta cã : kc = 1 + Khi lªn dèc : kc = 1 + = 3,26 Khi xuèng dèc : kc = 1 + = 48,38 L2 : ChiÒu dµi qu¶ng ®­êng chuyÓn ®Êt Khi ®µo vµ chuyÓn ®Êt chiÒu dµi vËn chuyÓn ®Êt hîp l¸ lµ kho¶ng (30 60) m (2) Ta lÊy L2 = 45 m Thay vµo c«ng thøc (6.III - 12) ta cã : Khi lªn dèc : t2l = = 74,8 s Khi xuèng dèc : t2x = = 52,9 s * Thêi gian ch¹y kh«ng t¶i vÒ vÞ trÝ ban ®Çu . t3 = , s (6.III - 14) Trong ®ã : G , L1 , L2 , f , i , m1 , N®/c , : Nh­ trªn dv : HÖ sè tr­ît tr¬n khi m¸y chuyÓn ®éng kh«ng t¶i trí vÒ , dc = 0,025 Thay c¸c gi¶ trÞ trªn vµo (3.V - 14) ta cã : Khi lªn dèc : t3l = = 24,8 s Khi xuèng dèc : t3x = = 1,2 s * C¸c thêi gian phô gièng nh­ theo ph­¬ng ph¸p cò : n = m = 3 lÇn tn = th = 5 s VËy , tæng thêi gian mét chu kú lµm viÖc theo ph­¬ng ph¸p míi lµ : Khi lªn dèc : Tckl = 7,0 + 74,8 + 24,8 + 3 . 5 + 3 . 5 = 136,6 s Khi xuèng dèc : Tckx = 4,9 + 52,9 + 1,2 + 3 . 5 + 3 . 5 = 88,0 s Thay c¸c gi¶ trÞ vµo (6.III - 59) ta cã : Khi lªn dèc : Q®l = = 41,0 m3/h Khi xuèng dèc : Q®x = = 142,6 m3/h 3, Sù phô thuéc cña n¨ng suÊt m¸y ñi vµo qu¶ng ®­êng vËn chuyÓn ®Êt . Thay c¸c c«ng thøc (6.III - 10) , (6.III - 12) vµ (6.III - 14) vµo c«ng thøc (6.III - 9) ta cã : Tck = + + + + (6.III - 15) Thay (6.III - 15) vµo (6.III - 1) ta cã c«ng thøc chung ®Ó tÝnh n¨ng suÊt cña m¸y khi ®µo chuyÓn ®Êt theo ph­¬ng ph¸p míi lµ : 3600 . V. k1 . ktg Q® = kt .[ + + + + ] (6.III - 16) Nh×n vµo c«ng thøc (6.III - 16) ta thÊy r»ng , khi tÝnh n¨ng suÊt cña m¸y ñi theo ph­¬ng ph¸p míi cã kÓ ®Õn ®iÒu kiÖn chuyÓn ®éng kh«ng æn ®Þnh cña m¸y . Khi ®ã n¨ng suÊt phô thuéc chñ yÕu vµo c«ng suÊt cña m¸y , hÖ sè tr­ît tr¬n cña c¬ cÊu di chuyÓn khi lµm viÖc vµ chiÒu dµi qu¶ng ®­¬ng chuyÓn ®Êt L2 . Nh­ vËy , víi mét m¸y ñi nhÊt ®Þnh th× n¨ng suÊt cña m¸y ñi chñ yÕu phô thuéc vµo chiÒu dµi qu¶ng ®­êng ®µo chuyÓn ®Êt (L2) . Do ®ã khi thi c«ng ®Êt b»ng m¸y ñi cÇn chó ý chän chiÒu dµi vËn chuyÓn ®Êt sao cho phï hîp . Sau ®©y ta ®i xÐt sù phô thuéc cña n¨ng suÊt m¸y khi ®µo chuyÓn ®Êt vµo chiÒu dµi chuyÓn ®Êt L2 . Ta vÏ biÓu ®å biÓu diÔn sù phô thuéc cña n¨ng suÊt vµo qu¶ng ®­êng vËn chuyÓn ®Êt L2 . Ta xÐt tr­êng hîp khi m¸y lªn dèc : Thay tÊt c¶ c¸c gi¶ trÞ vµo c«ng thøc (6.III - 15) vµ (6.III - 16) ta cã : Tck = [ + + + +3 . 5 + 3 . 5] Tck = 37,6 + 2,2 . L2 3600 . 2,84. 0,67 . 0,9 Q® = 1,1.[+ + + + 3 . 5 + 3 . 5 ] Q® = Ta lËp b¶ng thÕ hiÖn mçi quan hÖ gi÷a thêi gian mét chu kú lµm viÖc n¨ng suÊt cña m¸y khi ®µo chuyÓn ®Êt vµo chiÒu dµi chuÓn ®Êt L2 : L2 (m) 15 30 45 60 75 Tck (s) 70,6 103,6 136,6 169,6 202,6 Q(m/h) 79,4 54,1 41,0 33,1 27,7 H×nh 3.V - 3 : Quan hÖ gi÷a n¨ng suÊt m¸y ñi vµ qu¶ng ®­êng chuyÓn ®Êt L2 Nh×n vµo ®å thÞ ta thÊy r»ng : Khi chiÒu dµi qu·ng ®­êng ®µo chuyÓn ®Êt nhá th× n¨ng suÊt cña m¸y lín vµ ng­îc l¹i khi chiÒu dµi qu·ng ®­êng ®µo chuyÓn ®Êt cµng lín th× n¨ng suÊt cña m¸y cµng gi¶m . 4, C¸c biÖn ph¸p thi c«ng ®Ó n©ng cao n¨ng suÊt cña m¸y ñi . Tõ c«ng thøc (6.III - 1) ta thÊy r»ng : §Ó n©ng cao n¨ng suÊt cña m¸y ñi khi ®µo vµ chuyÓn ®Êt cÇn sø dông c¸c biÖn ph¸p sau : + T¨ng thÕ tÝch khèi ®Êt tr­íc bµn ñi b»ng c¸ch : - T¹o ra bê ®Êt hai bªn tr­íc khi cho m¸y ñi ®µo vµ chuyÓn ®Êt gi÷a hai bê ®ã . V× khi ®ã sÏ gi¶m ®­îc l­îng ®Êt r¬i v·i sang hai bªn trong qu¸ tr×nh m¸y ñi chuyÓn ®Êt vÒ phÝa tr­íc . - Dïng hai m¸y ñi lµm viÖc ®ång thêi vµ song hµnh víi nhau . Khi ®ã còng h¹n chÕ ®­îc l­îng ®Êt r¬i v·i trong qu¸ tr×nh vËn chuyÓn . + CÇn ph¶i gi¶m thêi gian chu kú lµm viÖc cña m¸y b»ng c¸ch : - Sö dông thËt hîp lý chÕ ®é lùc kÐo tiÕp tuyÕn cña m¸y trong tõng giai ®o¹n lµm viÖc . NghÜa lµ ph¶i cho m¸y di chuyÓn víi c¸c vËn tèc kh¸c nhau tuú thuéc vµo gi¶ trÞ lùc c¸n t¸c dông lªn m¸y ñi trong c¸c giai ®o¹n c¶u mét chu kú lµm viÖc. - Trong ®iÒu kiÖn cã thÕ , nªn cho m¸y lµm viÖc xuèng dèc (tr¸nh lµm viÖc lªn dèc) ®Ó gi¶m lùc c¶n dèc . Do ®ã sÏ gi¶m thêi gian mét chu kú lµm viÖc vµ t¨ng n¨ng suÊt cña m¸y . - Tuú thuéc tõng m¸y vµ chiÒu dµi ®µo chuyÓn ®µo chuyÓn ®Êt mµ cã thÕ cho m¸y thi c«ng theo kiÓu tiÕn lïi hay tiÕn quay cho thÝch hîp ®Ó rót ng¾n thêi gian chu kú lµm viÖc cña m¸y . + NÕu cø ly ®µo vµ chuyÓn ®Êt lín h¬n 100 m , nªn cho m¸y thi c«ng theo kiÓu “cuèn chiÕu”, nghÜa lµ ph©n chia thµnh c¸c ®o¹n thi c«ng cã cø ly thÝch hîp tõ 30 60 m . M¸y thi c«ng xong tõng ®o¹n råi míi thi c«ng ®o¹n tiÕp theo . H×nh 3.V - 4 : Thi c«ng theo kiÓu t¹o bê H×nh 3.V - 5 : Thi c«ng b»ng c¸ch cho hai m¸y lµm viÖc song song H×nh 3.V - 6 : Thi c«ng b»ng c¸ch cho m¸y lµm viÖc xuèng dèc H×nh 3.V - 7 : Thi c«ng b»ng c¸ch cho m¸y ñi theo tõng ®o¹n KÕt luËn chung Trong c¸c ngµnh c«ng nghiÖp nÆng , chÕ t¹o m¸y nãi chung vµ chÕ t¹o c¸c m¸y x©y dùng nãi riªng lµ mét ngµnh c«ng nghiÖp ®ßi hái mét c«ng nghÖ tiªn tiÕn , th­êng xuyªn cËp nhËt øng dông c¸c tiÕn bé khoa häc kû thuËt vµo trong c«ng nghÖ chÕ t¹o vµ s¶n xuÊt . Trong ®å ¸n tèt nghiÖp nµy , víi nhiÖm vô thiÕt kÕ thiÕt bÞ ñi v¹n n¨ng ®iÒu khiÕn b»ng thuû lùc em còng ®· tËn dông mäi c«ng nghÖ , kû thuËt cã thÕ ®Ó lµm cho viÖc chÕ t¹o ®­îc dÔ dµng , sø dông c¸c vËt liÖu s½n cã , th«ng dông vµ cã gi¶ thµnh rÏ . Tuy nhiªn , nã vÉn cã rÊt nhiÒu h¹n chÕ nh­ lµ : ChÕ t¹o thiÕt bÞ ñi v¹n n¨ng ®iÒu khiÕn thuû lùc mµ ph­¬ng ph¸p quay bµn ñi trong mÆt ph¾ng ngang vÉn b¨ng c¬ khÝ lµ kh«ng ­u viÖt so víi ph­¬ng ph¸p quay bµn ñi b»ng thuû lùc . MÆt kh¸c , nã l¹i cã ­u ®iÓm ®ã lµ tËn dông ®­îc m¸y hiÖn cã , tr¸nh ph¶i thiÕt kÕ c¸i t¹o l¹i c¸c chi tiÕt phøc t¹p dßi hái c«ng nghÖ chÕ t¹o cao gi¶ thµnh ®¾t . §ã chÝnh lµ mét ­u ®iªm trong ®iÒu kiÖn kinh tÕ vµ tr×nh ®é c«ng nghÖ , kû thuËt cña n­íc ta hiÖn nay . Trong c«ng cuéc c«ng nghiÑp ho¸ , hiÖn d¹i ho¸ ®Êt n­íc vµ xu h­íng héi nhËp hiÖn nay thi nÕu ®iÒu kiÖn cho phÐp th× viÖc nhËp c¸c m¸y mãc cña c¸c n­íc víi tÝnh n¨ng vµ kû thuËt cao nh»m ®¸p øng nhu cÇu sø dông hiÖn nay lµ rÊt cÇn thiÕt . C¸c tµi liÖu tham kh¶o 1 - M¸y lµm ®Êt - Ph¹m H÷u §çng (chñ biªn) Hoa V¨n Ngò L­u B¸ ThuËn 2 - TÝnh to¸n m¸y thi c«ng ®Êt - L­u B¸ ThuËn 3 - TËp b¶n vÏ m¸y lµm ®Êt 4 - M¸y x©y dùng (PhÇn bµi tËp) - Ph¹m Quang Dòng NguyÔn V¨n Hïng L­u B¸ ThuËn 5 - Sè Tay M¸y X©y Dùng - Vò Liªm ChÝnh §ç Xu©n §Inh NguyÔn V¨n Hïng Hoa V¨n Ngò Tr­¬ng Quèc Thµnh TrÇn V¨n TuÊn 6 - ThiÕt kÓ chi tiÕt m¸y - NguyÔn Träng HiÖp NguyÔn V¨n LÉm 7 - Søc bÒn vËt liÖu - Lª Ngäc Hång 8 - C¬ häc kÕt cÊu (TËp II) - LÒu Thä Tr×nh 9 - C«ng t¸c ®Êt vµ thi c«ng bª t«ng toµn khèi - Pgs. Lª KiÒu Ks. NguyÔn Duy Ngô Pts. NguyÔn §×nh Th¶m

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docchinh2.doc
  • dwgbO SUNGCHINH.dwg
  • dwgchinh thuc Ao A1.dwg
Tài liệu liên quan