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

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