unlock may xay dung

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

KHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN MÁY XÂY DỰNG

BÀI GIẢNG MÔN HỌC

MÁY XÂY DỰNG

Người biên soạn:

ThS. Nguyễn Ngọc Trung

Hà Nội, 2013

Bài giảng Máy xây dựng - ThS. Nguyễn Ngọc Trung 1

Trường Đại học Giao thông vận tải, Khoa Cơ khí, Bộ môn Máy xây dựng P.403-A6

MỤC LỤC CHƯƠNG 1: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ MÁY XÂY DỰNG ........................................... 5

1.1. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI TỔNG THỂ MÁY XÂY DỰNG VÀ XẾP DỠ ................ 5

1.1.1. Công dụng của máy xây dựng .................................................................................. 5

1.1.2. Phân loại chung ....................................................................................................... 5

1.2. CÁC HỆ THỐNG CƠ BẢN CỦA MXD ............................................................................. 6

1.2.1. Thiết bị động lực ...................................................................................................... 6

1.2.2. Hệ thống điều khiển ................................................................................................. 6

1.2.3. Hệ thống truyền động ............................................................................................... 6

1.2.4. Cơ cấu công tác ....................................................................................................... 6

1.2.5. Cơ cấu quay ............................................................................................................. 6

1.2.6. Hệ thống di chuyển .................................................................................................. 6

1.2.7. Khung và vỏ máy ..................................................................................................... 6

1.2.8. Các thiết bị phụ ........................................................................................................ 6

1.3. THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC ....................................................................................................... 6

1.3.1. Khái niệm ................................................................................................................ 6

1.3.2. Động cơ đốt trong: (Động cơ xăng và Diezel) .......................................................... 6

1.3.3. Động cơ điện: (Động cơ điện một chiều và xoay chiều) ........................................... 6

1.3.4. Động cơ thuỷ lực ..................................................................................................... 7

1.3.5. Động cơ khí nén ....................................................................................................... 7

1.4. HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ............................................................................................ 7

1.4.1. Truyền động cơ khí (TĐCK) dùng trên MXD .......................................................... 7

1.4.2. Truyền động thuỷ lực (TĐTL)................................................................................ 10

1.4.3. Hệ thống truyền động điện ..................................................................................... 10

1.4.4. Hệ thống truyền động khí nén ................................................................................ 11

1.5. HỆ THỐNG DI CHUYỂN ................................................................................................ 11

1.5.1. Hệ thống di chuyển bánh xích ................................................................................ 11

1.5.2. Hệ thống di chuyển bánh hơi .................................................................................. 11

1.5.3. Hệ thống di chuyển bánh sắt trên ray...................................................................... 11

1.5.4. Di chuyển trên Phao ............................................................................................... 11

1.5.5. Di chuyển Bước ..................................................................................................... 11

1.6. CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MXD-XD .................................................. 11

1.6.1. Chỉ tiêu về năng suất của MXD.............................................................................. 11

1.6.2. Chỉ tiêu về chi phí nhiên liệu .................................................................................. 12

1.6.3. Chỉ tiêu về hiệu quả kinh tế .................................................................................... 12

1.6.4. Chỉ tiêu về độ tin cậy ............................................................................................. 12

CHƯƠNG 2: MÁY NÂNG VÀ VẬN CHUYỂN..................................................................... 13

2.1. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI ....................................................................................... 13

2.1.1. Công dụng ............................................................................................................. 13

2.1.2. Phân loại ................................................................................................................ 14



2.2. MÁY NÂNG ..................................................................................................................... 15

2.2.1. Các thông số kỹ thuật cơ bản ................................................................................. 15

2.2.2. Chế độ làm việc của máy nâng ............................................................................... 16

2.2.3. Năng suất của máy nâng ........................................................................................ 16

2.2.4. Các cơ cấu chủ yếu của máy nâng .......................................................................... 17

2.2.5. Các loại kích .......................................................................................................... 19

2.2.6. Các loại tời ............................................................................................................ 21

2.2.7. Cần trục dựa tường (cột quay) ................................................................................ 22

2.2.8. Thang nâng xây dựng (vận thăng) .......................................................................... 23

2.2.9. Cần trục ôtô ........................................................................................................... 24

2.2.10. Cần trục bánh xích ................................................................................................. 24

2.2.11. Cần trục tháp.......................................................................................................... 25

2.2.12. Cầu trục (Cầu lăn) .................................................................................................. 26

2.2.13. Cổng trục ............................................................................................................... 27

2.3. MÁY VẬN CHUYỂN....................................................................................................... 28

2.3.1. Máy vận chuyển liên tục ........................................................................................ 28

2.3.2. Công dụng và phân loại ......................................................................................... 28

2.3.3. Nhóm băng tải ....................................................................................................... 28

2.3.4. Thiết bị vận chuyển bằng khí nén ........................................................................... 33

2.3.5. Máy vận chuyển theo chu kỳ .................................................................................. 35

CHƯƠNG 3: MÁY LÀM ĐẤT ............................................................................................... 38

3.1. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI ....................................................................................... 38

3.1.1. Công dụng ............................................................................................................. 38

3.1.2. Phân loại ................................................................................................................ 38

3.2. ĐẤT VÀ QUÁ TRÌNH ĐÀO CẮT ĐẤT........................................................................... 38

3.2.1. Tính chất cơ lý của đất ........................................................................................... 38

3.2.2. Quá trình đào cắt đất .............................................................................................. 39

3.3. MÁY ĐÀO - VẬN CHUYỂN ĐẤT .................................................................................. 39

3.3.1. Máy ủi ................................................................................................................... 39

3.3.2. Máy cạp ................................................................................................................. 42

3.3.3. Máy san ................................................................................................................. 44

3.3.4. Máy đào ................................................................................................................. 46

3.4. MÁY ĐẦM LÈN ĐẤT...................................................................................................... 50

3.4.1. Yêu cầu cơ bản của công tác đầm lèn và các yếu tố ảnh hưởng .............................. 50

3.4.2. Công dụng và phân loại máy đầm lèn ..................................................................... 51

3.4.3. Máy đầm lèn tĩnh ................................................................................................... 52

3.4.4. Máy đầm rung ........................................................................................................ 54

CHƯƠNG 4: MÁY VÀ THIẾT BỊ GIA CÔNG ĐÁ ................................................................ 57

4.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY VÀ THIẾT BỊ GIA CÔNG ĐÁ ..................................... 57

4.2. MÁY VÀ THIẾT BỊ NGHIỀN ĐÁ ................................................................................... 57




4.2.2. Các loại máy nghiền đá chu kỳ (máy nghiền má) ................................................... 58

4.2.3. Các loại máy nghiền liên tục .................................................................................. 60

4.3. MÁY VÀ THIẾT BỊ SÀNG ĐÁ ....................................................................................... 65


4.3.2. Máy sàng lắc lệch tâm ............................................................................................ 66

4.3.3. Máy sàng rung ....................................................................................................... 67

4.3.4. Máy sàng ống (máy sàng quay) .............................................................................. 68

4.4. TRẠM NGHIỀN SÀNG ĐÁ ............................................................................................. 69

4.4.1. Giới thiệu chung: ................................................................................................... 69

4.4.2. Sơ đồ công nghệ của trạm nghiền sàng đá .............................................................. 70

CHƯƠNG 5: MÁY VÀ THIẾT BỊ SẢN XUẤT BÊTÔNG ..................................................... 71

5.1. MÁY VÀ THIẾT BỊ TRỘN BÊTÔNG XI MĂNG ............................................................ 71


5.1.2. Máy trộn bêtông kiểu tự do, làm việc chu kỳ .......................................................... 72

5.1.3. Máy trộn bêtông kiểu cưỡng bức, làm việc chu kỳ ................................................. 74

5.1.4. Năng suất máy trộn bêtông làm việc theo chu kỳ .................................................... 75

5.2. THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN BÊTÔNG ............................................................................... 76


5.2.2. Xe ôtô trộn và vận chuyển...................................................................................... 76

5.2.3. Máy bơm bêtông .................................................................................................... 77

5.2.4. Năng suất của bơm bêtông ..................................................................................... 79

5.3. MÁY ĐẦM BÊTÔNG ...................................................................................................... 79


5.3.2. Đầm mặt ................................................................................................................ 80

5.3.3. Đầm trong (đầm dùi) .............................................................................................. 81

5.3.4. Đầm cạnh............................................................................................................... 81

5.3.5. Năng suất của máy đầm ......................................................................................... 82

5.4. TRẠM TRỘN BÊTÔNG XI MĂNG ................................................................................. 82


5.4.2. Sơ đồ công nghệ và nguyên lý làm việc của trạm trộn ............................................ 83

5.5. TRẠM TRỘN BÊTÔNG NHỰA NÓNG .......................................................................... 83

5.5.1. Khái niệm chung về công nghệ sản xuất BTNN và phân loại trạm trộn BTNN ....... 83

5.5.2. Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của trạm trộn BTNN ............................................ 85

5.5.3. Các thiết bị chủ yếu trong trạm trộn BTNN ............................................................ 85

CHƯƠNG 6: MÁY VÀ THIẾT BỊ GIA CỐ NỀN MÓNG ...................................................... 88

6.1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI ......................................................................................... 88

6.1.1. Khái niệm chung .................................................................................................... 88

6.1.2. Phân loại ................................................................................................................ 88

6.1.3. Phạm vi sử dụng .................................................................................................... 88



6.2. BÚA ĐÓNG CỌC DIEZEL .............................................................................................. 88


6.2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc ............................................................................... 89

6.3. BÚA RUNG ...................................................................................................................... 91


6.3.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc: .............................................................................. 92

6.4. BÚA THỦY LỰC ............................................................................................................. 92

6.5. THIẾT BỊ XỬ LÝ NỀN YẾU BẰNG BẤC THẤM .......................................................... 93

6.5.1. Khái niệm về bấc thấm........................................................................................... 93

6.5.2. Phân loại ................................................................................................................ 93

6.5.3. Phạm vi sử dụng .................................................................................................... 94

6.5.4. Máy ép cọc bấc thấm ............................................................................................. 94

6.6. MÁY KHOAN CỌC NHỒI............................................................................................... 95

6.6.1. Khái niệm và phân loại .......................................................................................... 95

6.6.2. Sơ đồ cấu tạo và trình tự tạo cọc khoan nhồi .......................................................... 96

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................................. 98



MÁY XÂY DỰNG CHƯƠNG 1: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ MÁY XÂY DỰNG

1.1. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI TỔNG THỂ MÁY XÂY DỰNG VÀ XẾP DỠ

1.1.1. Công dụng của máy xây dựng

Máy xây dựng là danh từ chung để chỉ các máy và thiết bị phục vụ công tác xây dựng cơ bản, xây dựng công nghiệp, giao thông, cầu cảng và sân bay,... Chủng loại về máy xây dựng có rất nhiều và cũng rất đa dạng. 1.1.2. Phân loại chung

Theo tính chất công việc hay theo công dụng người ta chia thành: - Máy phát lực hay còn gọi là động cơ. - Máy nâng - vận chuyển:

+ Máy vận chuyển ngang + Máy và thiết bị nâng (hay máy vận chuyển lên cao) + Máy vận chuyển liên tục.

- Máy làm đất. - Máy sản xuất vật liệu xây dựng:

+ Máy sản xuất đá + Máy sản xuất bê tông (bê tông xi măng và bê tông nhựa nóng,…).

- Máy chuyên dùng: + Máy gia công nền móng + Máy thi công Đường sắt + Máy thi công Cầu + Máy thi công Hầm + Máy thi công Đường bộ.

Theo dạng nguồn động lực - Máy chạy bằng động cơ điện - Máy chạy bằng khí nén - Máy chạy bằng thủy lực.

Theo hình thức bộ di chuyển - Máy di chuyển bằng bánh xích - Máy di chuyển bằng bánh hơi (bánh lốp) - Máy di chuyển bằng bánh sắt đặt trên ray - Máy di chuyển trên phao nổi - Máy di chuyển kiểu bước.

Theo hình thức điều kiển bộ công tác - Máy điều khiển cơ khí - Máy điều khiển bằng thủy lực - Máy điều khiển bằng khí nén.



1.2. CÁC HỆ THỐNG CƠ BẢN CỦA MXD

Mỗi máy xây dựng được coi là một hệ thống gồm các bộ phận chính sau: 1.2.1. Thiết bị động lực

1.2.2. Hệ thống điều khiển

1.2.3. Hệ thống truyền động

1.2.4. Cơ cấu công tác

1.2.5. Cơ cấu quay

1.2.6. Hệ thống di chuyển

1.2.7. Khung và vỏ máy

1.2.8. Các thiết bị phụ

Tùy theo yêu cầu và chức năng công tác mà máy có thể có đầy đủ các bộ phận trên hoặc chỉ cần một vài bộ phận. 1.3. THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC

1.3.1. Khái niệm

Thiết bị động lực được hiểu là động cơ dẫn động ban đầu của máy, từ đó năng lượng được chia ra dẫn động các hệ thống. 1.3.2. Động cơ đốt trong: (Động cơ xăng và Diezel)

Do nhà bác học Điezen người Đức thiết kế, chế tạo và từ năm 1894 đến nay nó vẫn được sử dụng rộng rãi trên MXD đặc biệt là ở những máy thường xuyên di động như ô tô, máy kéo, tàu hoả,... a. Ưu điểm:

- Khởi động nhanh - Dễ dàng thay đổi tốc độ quay bằng cách thay đổi lượng xăng hoặc dầu diezen phun vào

trong xi lanh. - Hiệu suất tương đối cao so với động cơ hơi nước 35¸40%. - Tính cơ động tốt.

b. Nhược điểm: - Không đảo được chiều quay. - Chịu quá tải kém. - Gây ô nhiễm môi trường. - Phụ thuộc vào thời tiết, mùa đông lạnh thường khó khởi động.

1.3.3. Động cơ điện: (Động cơ điện một chiều và xoay chiều)

Động cơ điện một chiều thường dùng ở những máy di động theo một quỹ đạo nhất định. Động cơ điện xoay chiều thường dùng ở những máy cố định (cần trục tháp).

a. Ưu điểm: - Kết cấu nhỏ gọn song có khả năng vợt quá tải tốt.



- Hiệu suất cao nhất trong các loại động cơ (80¸85%). - Khởi động nhanh, dễ dàng thay đổi chiều quay của trục động cơ (đối với động cơ điện xoay

chiều, dùng dòng điện ba pha). - Không gây ô nhiễm môi trờng, điều kiện làm việc tốt, sạch sẽ. - Dễ dàng tự động hoá. - Vì có những ưu điểm trên nên động cơ điện đang được sử dụng rộng rãi trên MXD cũng

nhu trong đời sống của chúng ta. b. Nhược điểm:

- Tính cơ động kém vì phụ thuộc vào nguồn điện. 1.3.4. Động cơ thuỷ lực

Động cơ này hoạt động được là nhờ động năng của dòng thuỷ lực với trị số áp suất cho phép do bơm thuỷ lực tạo ra. a. Ưu điểm:

- Làm việc an toàn, êm, khởi động nhanh. - Có thể thay đổi chiều quay của trục động cơ.

b. Nhược điểm: Cồng kềnh, phức tạp vì phải có hệ thống dẫn thuỷ lực và bơm thuỷ lực, dẫn đến hiệu suất

không cao do ma sát giữa dòng thuỷ lực và ống dẫn, do hiện tượng rò rỉ chất lỏng.

1.3.5. Động cơ khí nén

Động cơ này hoạt động được là nhờ động năng của dòng khí nén với trị số áp suất cho phép do máy nén khí tạo ra.

Ưu, nhược điểm của động cơ khí nén cũng giống như động cơ thuỷ lực. 1.4. HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG

1.4.1. Truyền động cơ khí (TĐCK) dùng trên MXD

Hiện nay truyền động cơ khí được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và chế tạo máy, đặc biệt chiếm ưu thế trong lĩnh vực chế tạo ôtô, máy kéo, và các MXD-XD. a) Những bộ phận chính của truyền động cơ khí:

- Truyền động xích



- Truyền động cáp

- Truyền động bánh răng, bánh răng - thanh răng, trục vít - bánh vít

- Truyền động đai

b) Các loại phanh

(a)- Phanh má điện - từ; (b)- Phanh má điện - thủy lực; (c) - Phanh đai



c) Hộp giảm tốc

Sơ đồ cấu tạo của hộp giảm tốc

Cách xác định tỉ số truyền của hộp giảm tốc

i= (z2 / z1).(z4 / z3).(z6 / z5) Z1 ,Z3,.Z5 – Số răng của các bánh răng chủ động Z 2,Z 4,Z 6 –Số răng của các bánh răng bị động

*) Ưu điểm: - Có khả năng truyền lực lớn - Hiệu suất truyền động tương đối cao - Có độ bền và độ tin cậy cao - Cho phép thay đổi đặc tính linh hoạt - Chế tạo đơn giản, giá thành hạ - Dễ bảo dưỡng sửa chữa

*) Nhược điểm - Cơ cấu làm việc ồn - Điều khiển nặng và kém nhậy



*) Các thông số cơ bản của TĐCK: - Tỉ số truyền động: i =n1/ n2 - Hiệu suất truyền động của cơ cấu : = N1/ N2 Trong đó:

N1: Công suất đầu vào [kW] N2: Công suất đầu ra [kW] Nm: Công suất tiêu hao trong bộ truyền [kW] n1: Số vòng quay trục vào [vòng/phút] n2: Số vòng quay trục ra [vòng/phút]

1.4.2. Truyền động thuỷ lực (TĐTL)

Ngày nay truyền động thủy lực ngày càng được sử dụng rộng rãi vì chúng có rất nhiều những ưu điểm nổi bật a. Ưu điểm:

- Năng suất cao, độ tin cật cao, điều khiển nhẹ nhàng, dễ dàng, linh hoạt và có khả năng tự động hóa.

- Cấu tạo gọn nhẹ, bố trí theo ý muốn - Truyền lực lớn và đi xa - Điều chỉnh vô cấp tốc độ cơ cấu - Tự bôi trơn, tự bảo vệ khi máy quá tải.

b. Nhược điểm: - Áp suất làm việc cao, đòi hỏi bộ truyền phải được chế tạo từ các vật liệu đặc biệt, giá thành

cao - Khó làm kín khít các bộ phận công tác, chất công tác dễ bị rò rỉ ra ngoài. - Cần tiến hành kiểm tra thường xuyên. TĐTL có hai dạng cơ bản là: TĐTL thủy tĩnh và TĐTL thủy động * Truyền động thủy tĩnh là loại truyền động trong đó sử dụng dầu công tác có áp suất cao

chuyển động với vận tốc nhỏ để dẫn động các cơ cấu. * Truyền động thuỷ động là loại truyền động mà năng lượng được truyền chủ yếu là nhờ động

năng của dầu, áp suất không cần lớn. Trong đó truyền động thủy tĩnh thường được sử dụng rộng rãi trên máy xây dựng.

1.4.3. Hệ thống truyền động điện

Hệ thống truyền động điện bao gồm các động cơ điện, bộ phận truyền động, dây dẫn và các thiết bị điều khiển... a. Ưu điểm

- Truyền động được xa và rất xa nhưng kích thước vẫn nhỏ gọn - Có khả năng tự động hóa cao, truyền động nhanh, chính xác. - Hoạt động êm, không gây ồn

Đầu vào

N2, n2 N1, n1

Đầu ra Nm



- Chăm sóc kỹ thuật dễ dàng - Đảm bảo vệ sinh môi trường

b. Nhược điểm - Đòi hỏi chặt chẽ các biện pháp và thiết bị đảm bảo an toàn cho người và thiết bị - Yêu cầu trình độ sử dụng cao.

1.4.4. Hệ thống truyền động khí nén

Trong các máy xây dựng truyền động khí nén được sử dụng rất rộng rãi như hệ thống phanh hơi, cơ cấu đóng mở ly hợp, dùng trong các máy công cụ cầm tay,… a. Ưu điểm

- Truyền lực với khoảng cách tương đối xa - Bộ truyền sạch sẽ - Tốc độ truyền nhanh, sơ đồ cấu trúc của mạch đơn giản - Chăm sóc, bảo dưỡng kỹ thuật dễ dàng.

b. Nhược điểm - Áp lực truyền nhỏ - Khó pháp hiện rò rỉ hơi - Công nghệ chế tạo chính xác, giá thành cao.

1.5. HỆ THỐNG DI CHUYỂN

Máy xây dựng thường dùng các loại hệ thống di chuyển sau: 1.5.1. Hệ thống di chuyển bánh xích

1.5.2. Hệ thống di chuyển bánh hơi

1.5.3. Hệ thống di chuyển bánh sắt trên ray

1.5.4. Di chuyển trên Phao

1.5.5. Di chuyển Bước

1.6. CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA MXD-XD

1.6.1. Chỉ tiêu về năng suất của MXD

Năng suất máy là khả năng sản xuất của máy trong một đơn vị thời gian làm việc (m3/h; T/h; T/ca,...). Năng suất máy phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: đối tượng mà máy phải thi công, chế độ làm việc, cấu tạo, trình độ kỹ thuật của người lái, cách tổ chức khai thác máy...

Có 3 loại năng suất chủ yếu: NS lý thuyết, NS kỹ thuật, NS thực tế. a. Năng suất lý thuyết: là khả năng tính theo cấu tạo của máy, dùng đề đánh giá giải pháp

cấu tạo của máy ở gia đoạn thiết kế. Ký hiệu: Qlt b. Năng suất kỹ thuật: là NS lớn nhất mà máy có thể đạt được sau một giờ làm việc thuần

túy và liên tục trong những điều kiện cụ thể phù hợp với khả năng kỹ thuật của máy. Dùng để đánh giá máy ở giai đoạn thử nghiệm xuất xưởng.



Ký hiệu: QK c. Năng suất thực tế: là năng suất được xác định dựa trên năng suất kỹ thuật có tính đến các

điều kiện sử dụng của máy. Ký hiệu: Qt; Qt = QK.Kt Với Kt là hệ số sử dụng máy theo thời gian.

1.6.2. Chỉ tiêu về chi phí nhiên liệu

- Chí phí nhiên liệu tính cho một giờ máy 1.6.3. Chỉ tiêu về hiệu quả kinh tế

- Giá thành một ca máy - Giá thành một đơn vị sản phẩm - Hiệu quả của việc khai thác máy mới - Hệ số sử dụng thời gian - Hệ số sử dụng máy

1.6.4. Chỉ tiêu về độ tin cậy

- Tính không hỏng - Tính sửa chữa - Độ bền lâu - Hệ số sẵn sàng. - Tuổi thọ phần trăm, tuổi thọ trung bình.



CHƯƠNG 2: MÁY NÂNG VÀ VẬN CHUYỂN

2.1. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI

2.1.1. Công dụng

Máy nâng - vận chuyển là thiết bị dùng để cơ giới hóa công tác nâng (hạ) và vận chuyển hàng hóa,

vật nặng trong không gian. Chúng được dùng để thực hiện các công việc như bốc xếp hàng hóa tại

các nhà ga, bến cảng, nhà kho, lắp ráp các thiết bị, xây lắp nhà cao tầng, phục vụ công tác thi công

cầu, ...

Hình 2-1. Một số hình ảnh về máy nâng - vận chuyển



2.1.2. Phân loại

Kích

MÁY NÂNG - VẬN CHUYỂN

Máy vận chuyển Máy nâng

Máy nâng đơn giản Thang máy Các loại máy trục Máy VC bằng thiết bị

cơ khí

Máy VC bằng khí nén

Tời

Palăng

Cần trục nhỏ

Kích vít, kích

thanh răng,

kích thủy lực

Tời quay tay, Tời máy

Palăng kéo tay, Palăng

điện

CT cột quay, CT cột buồm

CT ôtô, CT bánh xích,

CT bánh lốp, CT tháp, Cầu

trục, Cồng trục

CT nổi CT hải cảng

CT Đsắt

CT cố định

CT di động

CT dây cáp Băng đai

Băng tấm Băng xoắn Băng gầu

Băng rung động

Máy dạng hút Máy dạng đẩy Máy hỗn hợp



2.2. MÁY NÂNG

2.2.1. Các thông số kỹ thuật cơ bản

Hình 2-2. Các thông số kỹ thuật cơ bản của máy nâng a) Tải trọng nâng danh nghĩa: là trọng lượng vật nâng lớn nhất mà một máy trục được phép nâng. Nó gồm trọng lượng hàng nâng và trọng lượng cơ cấu móc hàng (móc câu, gầu ngoạm,...) Ký hiệu: Q [Tấn, kG, kN,...] b) Chiều cao nâng: là khoảng cách từ mặt nền máy đứng đến tâm móc câu ở vị trí làm việc cao nhất. Ký hiệu: H [m] c) Tầm với (R) và khẩu độ (L) - Đối với máy trục có cần tầm với R là khoảng cách từ tâm cơ cấu móc hàng đến tâm quay của cần trục. - Đối với máy trục không có (kiểu cầu) khẩu độ L là khoảng cách từ tâm bánh xe di chuyển này đến tâm bánh xe di chuyển kia. d) Tốc độ làm việc: là tốc độ của các thao tác làm việc, nâng hạ hàng, nâng hạ cần, di chuyển, quay,...

+ Tốc độ nâng hạ hàng: Vh = 10 ÷ 30 [m/phút]. + Tốc độ di chuyển toàn bộ máy: Vdc = 50 ÷ 200 [m/phút]. + Tốc độ quay: n = 1 ÷ 3 [vòng/phút]. + Tốc độ di chuyển xe con: Vxc = 20 ÷ 30 [m/phút].

e) Mômen tải: là tích số giữa tải trọng nâng và tầm với. M = Q.R hoặc M = Q.L [T.m] f) Trọng lượng bản thân: là trọng lượng của các cơ cấu trong máy hoặc tự trọng của toàn bộ máy. Ký hiệu: G [Tấn, kG]

g) Trọng lượng riêng của cơ cấu: GGk

Q.R hoặc G

GkQ.L

[tấn/tấn.m]

k) Công suất riêng: NNk

Q.R hoặc N

NkQ.L

[kW/tấn.m]

N: Tổng công suất toàn bộ máy, [kW]

i) Giá thành riêng: kg CG

; C: Giá thành toàn bộ máy.

L

dcv

vxc

hv

R

QH

ho

nvdc

cv

hv



Chú ý: kG, kN, kC có trị số càng nhỏ thì tính kinh tế và hiệu suất làm viêc của máy càng cao. Các thông số này chỉ dùng để so sánh giữa các máy cùng loại về tính hợp lý trong thiết kế và chế tạo. k) Kích thước bao hình học của máy: lxbxh [m]

trong đó: l: Chiều dài của máy [m]. b: chiều rộng của máy [m]. h: chiều cao của máy [m].

l) Áp lực đè của máy xuống nền: pđ [kG/cm2], thường pđ = 0,4 ÷ 1,2 [kG/cm2]. 2.2.2. Chế độ làm việc của máy nâng

Những chỉ tiêu chủ yếu để đánh giá, xếp loại chế độ làm việc của máy nâng 1- Hệ số sử dụng trong ngày

kng = Số giờ làm việc trong ngày / 24 giờ 2- Hệ số sử dụng trong năm

kn = Số ngày làm việc trong năm / 365 ngày 3- Hệ số sử dụng theo tải trọng

tbQ

QkQ

trong đó: Qtb - trọng lượng trung bình một ca làm việc [Tấn] Q - tải trọng nâng danh nghĩa [Tấn].

4- Cường độ làm việc của máy

0TCD% .100T

trong đó: To - Tổng thời gian làm việc của máy trong một chu kỳ [s] T - Thời gian hoạt động trong một chu kỳ [s].

5- Số lần đóng mở máy trong một giờ (m) 6- Số chu kỳ làm việc trong một giờ (n) 7- Ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường (to). 2.2.3. Năng suất của máy nâng

Máy nâng là máy làm việc theo chu kỳ, do đó năng suất tính theo công thức sau:

tb tCK

3600N .Q .kT

hoặc Q tCK

3600N .Q.k .kT

[Tấn/giờ]

Trong đó: Q - tải trọng nâng danh nghĩa [T] kt - hệ số sử dụng thời gian kQ - hệ số sử dụng tải trọng TCK - thời gian một chu kỳ làm việc [s] TCK = tm + tn + tq + th + tt + tn’ + tq’ + th’ tn, tq, th - thời gian nâng, quay, hạ hàng [s] tn’, tq’, th’ - thời gian nâng, quay, hạ không có hàng [s] tm, tt - thời gian móc và tháo hàng [s].



*) Đối với gầu ngoạm Qtb = V..

V - dung tích gầu [m3] - trọng lượng riêng vật liệu [kG/m3] - hệ số điền đầy (tra bảng).

2.2.4. Các cơ cấu chủ yếu của máy nâng

a) Cơ cấu nâng hạ hàng

Là để nâng hạ hàng với tốc độ khác nhau

Hình 2-3. Sơ đồ cơ cấu nâng hạ hàng 1- Động cơ; 2- Phanh hãm; 3- Hộp giảm tốc;

4- Tang cuốn cáp; 5- Ròng rọc (puly); 6- Cụm móc câu Động cơ (1) hoạt động sẽ truyền chuyển động quay qua hộp giảm tốc (3) làm quay tang cuốn cáp (4). Khi tang cuốn cáp (4) quay sẽ cuốn hoặc nhả cáp nhờ vậy mà cụm móc câu (6) cùng hàng được nâng lên hoặc hạ xuống. b) Cơ cấu thay đổi tầm với

Người ta thường dùng hai phương pháp sau để thay đổi tầm với:

Hình 2-4. Cơ cấu thay đổi tầm với 1- Động cơ; 2- Phanh hãm; 3- Hộp giảm tốc; 4- Tang cuốn cáp; 5- Cáp thép;

6- Cần; 7- Puly; 8- Cụm móc câu; 9- Xe con.

1 - § éng c¬

5 - Puly dÉn huí ng

6 - Pu ly mãc c©u

6

5

4

3

21

1 - § éng c¬ 6 - Pu ly mãc c©u 2 - Phanh khí p nèi 7 - Xe con 3 - Hép gi¶m tèc 4 - Tang cuèn c¸ p 5 - Puly dÉn huí ng

7

7 6

4

3

2

1

1 - § éng c¬ 6 - CÇn

5 - Côm Puly n©ng cÇn

- H3.3 S¬ ®å c¬ cÊu n©ng h¹ cÇn

8

765

4321

1 2 3

5 6

7

8 4

1

2

3

4 9 7

8

a) b)



- Thay đổi góc nghiêng của cần mà ở đỉnh cần có ròng rọc của cơ cấu nâng hạ hàng (Hình 2-4.a): Động cơ (1) hoạt động sẽ truyền chuyển động quay qua hộp giảm tốc (3) làm quay tang cuốn cáp (4). Khi tang cuốn cáp (4) quay sẽ cuốn hoặc nhả cáp nhờ vậy mà cần (6) được nâng lên hoặc hạ xuống để thay đổi góc nghiêng của cần. - Dùng xe con, trên xe con có tới hàng (Hình 2-4.b): Động cơ (1) hoạt động sẽ truyền chuyển động quay qua hộp giảm tốc (3) làm quay tang cuốn cáp (4). Khi tang cuốn cáp (4) quay một đầu nhả cáp, một đầu cuốn cáp để kéo xe con di chuyển. c) Cơ cấu quay

+ Dùng truyền động bánh răng + Dùng truyền động cáp + Dùng truyền động thủy lực - cáp.

Hình 2-5. Cơ cấu quay Động cơ (1) hoạt động sẽ truyền chuyển động quay qua hộp giảm tốc (3) làm quay bánh răng nhỏ (4) được ăn khớp với vành răng lớn (5) cố định vào bệ máy, nhờ vậy mà toàn bộ cơ cấu phía trên bánh răng được quay tròn. d) Cơ cấu di chuyển Là cơ cấu di chuyển toàn bộ máy trong quá trình làm việc. Trong máy nâng người ta thường sử dụng các loại cơ cấu di chuyển như cơ cấu di chuyển bánh lốp, di chuyển bánh xích và di chuyển bằng bánh sắt trên ray.

Hình 2-6. Cơ cấu di chuyển Động cơ (1) hoạt động sẽ truyền chuyển động quay qua hộp giảm tốc (3) làm quay bánh săt (4) nhờ vậy mà bộ máy có thể di chuyển trên ray.

54

3 2

1

1- Động cơ; 2- Phanh hãm; 3- Hộp giảm tốc; 4- Bánh răng hành tinh; 5- Vành răng lớn cố định.

1 23

4

5

1- Động cơ điện; 2- Phanh hãm; 3- Hộp giảm tốc; 4- Bánh sắt; 5- Ray.



d) Cơ cấu phanh hãm

1110

9

8

76

5

4

32 1

Hình 2-7. Cơ cấu phanh hãm

2.2.5. Các loại kích

1) Kích thanh răng *) Sơ đồ cấu tạo

Hình 2-8. Kích thanh răng *) Nguyên lý làm việc: - Khi quay tay quay theo chiều nâng thông qua hệ thống các cặp bánh răng trung gian (6) làm thanh răng (2) di chuyển lên xuống để nâng hạ vật. - Vật được giữ ở một vị trí nào đó là nhờ hệ thống phanh (cóc hãm). - Lực cần thiết của tay người:

P Q.rl.i.

1- Má phanh 2- Tang phanh 3- Cần phanh 4- Chốt liên kết 5- Hệ thống lò xo điều chỉnh 6- Thanh kéo 7- Tam giác truyền lực 8- Cần đẩy 9- Piston thủy lực 10- Lò xo 11- Ống dẫn hướng

6

5

4

321

l

1-Thân kích 2- Thanh răng 3- Đầu quay 4- Bàn đỡ 5- Tay quay 6- Truyền động bánh rằng



Trong đó: i - tỷ số truyền - hiệu suất cơ cấu

2) Kích trục vít *) Sơ đồ cấu tạo: (hình 2-9) *) Nguyên lý làm việc: - Tùy theo chiều nâng hay hạ vật, người ta sẽ điều chỉnh vị trí thích hợp của khớp nối (3). - Khi lắc qua lắc lại tay quay (4) quanh trục thẳng đứng mômen sẽ được truyền từ tay quay qua khớp nối (3) đến vít nâng (2) làm trục vít di chuyển lên xuống để nâng hạ hàng. - Vật nâng được giữ nguyên tại vị trí nhờ khả năng tự hãm của ren. - Lực cần thiết của tay người

+ Khi nâng: Pn Q.r

l.tg(r+)

+ Khi hạ: Ph Q.r

l.tg(r-)

Trong đó: r - góc ma sát tương đương - góc của ren vít (4¸6o) r - bán kính vòng chia.

3) Kích thủy lực *) Sơ đồ cấu tạo:

Hình 2-10. Kích thủy lực

10

98

7

6

543

2

1

Q

q

F

r

l

P

d

D

1 - Piston c«ng t¸ c 7 - Van ¸ p lùc

3 - Van hót 9 - T©m l¾c4 - Piston 10 - CÇn l¾c5 - chèt liª n kÕt 6 - Van x¶

P

F

1- Piston kích; 2- Thân kích; 3- Van hút; 4- Piston bơm; 5- Chốt liên kết; 6- Van xả dầu; 7- Van tăng áp;

8- Xylanh bơm;

9- Tâm lắc;

10- Cần

7

6

5

43

2

1

1. Th©n kÝch 2. VÝt n©ng 3. Khíp nèi 4. Tay quay5. Bu l«ng6. Bµn n©ng7. §Õ m¸y

1

2

3

6

4

5

7

1-Thân kích 2- Vít nâng 3- Khớp nối 4- Tay quay 5- Bu lông 6- Bàn nâng 7- Đế máy

Hình 2-9. Kích trục vít



1

2

3

Mt

4 5

Dt

Mđ

Hình 2-11. Tời quay tay

1- Tang cuốn cáp; 2- Giá tời;

3,4,5- Các bánh răng

*) Nguyên lý làm việc: - Khi làm việc điều khiển cần (10) để di chuyển piston bơm (4), khi piston bơm di chuyển từ trái sang phải van tăng áp (7) đóng van hút (3) mở dầu được hút vào xy lanh thuỷ lực, khi piston bơm (4) di chuyển ngược lại từ phải sang trái van hút (3) đóng van tăng áp (7) mở, dầu được đẩy vào trong thân kích (2), cứ như vậy áp lực dầu sẽ tăng dần và đẩy vật nặng đi lên. - Khi cần hạ vật mở van xả dầu (6), dầu được xả về thùng, áp lực dầu giảm dần do đó vật nặng từ từ được hạ xuống. - Lực tác động lên tay quay để nâng vật:

P.lF.p.r. 1

Mà F p.d2

4; 2

Qp.D4

p

ÞP Q.rl

. d2

D2. 1

Trong đó: Q - trọng lượng nâng vật d, D - đường kính piston bơm và piston kích r, l - các cánh tay đòn - hiệu suất chung của truyền động ( = 0,75 ¸ 0,8).

2.2.6. Các loại tời

1) Tời tay quay *) Sơ đồ cấu tạo: (hình 2-11) *) Nguyên lý làm việc: - Trọng lượng hàng nâng Q = 0,5 ¸ 1 [T]; chiều dài cáp thường từ 100 ¸ 300 [m]. - Người công nhân quay tay quay thông qua các cặp bánh răng (3), (4), (5) truyền mômen đến trục tang và làm cho tang quay, thông qua hệ thống palăng cáp để nâng, hạ hoặc kéo vật. - Mômen tang: Mt = Mđ.i. - Mômen dẫn động tay người: Mđ = z.P.l.k Trong đó:

P - lực tác động của tay người l - chiều dài tay quay k - hệ số kể đến sự không đều của người công nhân z - số người công nhân

F

r

l

P

O

P

F.p



z = 1 -> k = 1 z = 2 -> k = 0,8 z = 4 -> k = 0,7

2) Tời điện *) Sơ đồ cấu tạo:

Hình 2-12. Sơ đồ cấu tạo tời điện 1- Động cơ điện; 2- Phanh hãm; 3- Hộp giảm tốc; 4- Tang tời *) Nguyên lý làm việc: - Động cơ (1) quay qua hộp giảm tốc (3) truyền chuyển động đến tang (4) để cuốn cáp nâng, hạ hàng hoặc kéo vật nặng.

- Lực kéo cáp: Sc Q

a.p

- Công suất: NSc .vc

1000.c

Trong đó: Q - trọng lượng vật nâng p - hiệu suất của palăng cáp a - bội suất cáp vc - vận tốc cuốn cáp vào tang c - hiệu suất truyền động chung của cơ cấu.

2.2.7. Cần trục dựa tường (cột quay)

- Cần trục dựa tường là loại cần trục kiểu cần, đặt cố định tại một chỗ. Các chuyển động chính của cần trục gồm nâng hạ vật và quay. Cần trục có thể có tầm với không đổi hoặc thay đổi, trong trường hợp cần trục có tầm với thay đổi thì có thêm cơ cấu thay đổi tầm với. - Cần trục dựa tường được dùng nhiều trong các phân xưởng để phục vụ công tác sửa chữa, lắp ráp máy móc thiết bị có tải trọng nhỏ từ 0,25 ¸ 3,5 tấn. - Đăc điểm của loại cần trục này là kết cấu thép quay trong các gối tựa cố định trên nền và kết cấu của tòa nhà. Để tiết kiệm diện tích thì kết cấu thường đặt sát tường hoặc các cột cố định trong nhà xưởng.

1 2 3

4 Sc

a

Q

1

Vc

M

Vn



1 2

3

4

5 6

7

8

7

6

- Sơ đồ cấu tạo

Hình 2-13. Các loại cần trục dựa tường 1- Kết cấu thép; 2- Tời hàng; 3- Ổ đỡ; 4- Ổ chặn; 5- Bộ máy quay; 6- Hộp điều khiển

2.2.8. Thang nâng xây dựng (vận thăng)

*) Công dụng: Khi thi công các nhà cao tầng, để vận chuyển vật liệu lên cao và tạo điều kiện thuận lợi cho công nhân trong việc đi lên (hoặc xuống) người ta sử dụng thang nâng xây dựng kết hợp chở hàng và người trong cabin. Nó có thể phục vụ cho các toà nhà cao 30 tầng (110m). Cấu tạo của thang nâng chở hàng và người cơ bản giống thang nâng chở hàng chỉ khác là: Bàn nâng được thay bằng cabin để xếp hàng và người đứng trong cabin sẽ an toàn hơn. Bộ phận mang hàng cũng có thể là gầu để bốc dỡ vật liệu rời hoặc dính, nhão. *) Sơ đồ cấu tạo: Hình 2-14. Sơ đồ cấu tạo thang nâng xây đựng

1- Nền móng 2- Bộ tời điện 3- Cáp thép 4- Cột thép 5- Hệ thống liên kết với công trình 6- Ray trượt 7- Bàn nâng 8- Cụm puly di động

*) Nguyên lý làm việc: - Kết cấu thép được chế tạo thành từng đoạn ngắn (3m) để dễ chế tạo và vận chuyển lắp ráp, nếu chiều cao hơn 10m thì phải liên kết vào nhà. - Bộ phận mang hàng di chuyển theo cơ cấu dẫn hướng cứng.

1 2

6

3

4

4 5

6

2 1 3



2.2.9. Cần trục ôtô

*) Sơ đồ cấu tạo:

Hình 2-15. Sơ đồ cấu tạo cần trục ôtô 1- Cụm puly móc câu; 2- Puly đầu cần; 3- Đoạn cần di động; 4- Cáp kéo; 5- Đoạn cần cố định; 6- Xy lanh nâng hạ cần; 7- Cabin; 8- Cụm tời nâng hàng; 9- Đối trọng; 10- Xy lanh chân chống;

11- Bánh di chuyển; 12- Mâm quay; 13- Cabin *) Nguyên lý làm việc: - Nguồn động lực từ máy cơ sỡ sẽ truyền động đến các bộ phận cơ bản sau:

+ Cơ cấu quay để quay phần cần trục + Dẫn động bơm dầu tạo ra dầu cao áp cung cấp cho hệ thống các xy lanh thuỷ lực (xy lanh chân chống, xy lanh nâng hạ cần, xy lanh điều khiển cần).

- Cần trục dạng ống lồng có các đoạn cần di động và cố định được lồng vào nhau và được điều khiển bằng xy lanh 2 chiều đặt bên trong. 2.2.10. Cần trục bánh xích


Hình 2-16. Sơ đồ cấu tạo cần trục bánh xích *) Nguyên lý làm việc: - Thường dùng động cơ diesel chạy máy phát điện cung cấp nguồn điện cho các cơ cấu hoạt động.

13

1211

10

9

8

76

5

4

3

2

11

2

3 4

5 6 7

8

9

10 11 12

13

9

109

8

7

6

5

4

321 3 2 1

9

8

7

6

5

4

10 11

1- Bánh xích; 2- Mâm quay; 3- Cabin điều khiển; 4- Cần; 5- Puly móc câu; 6- Puly đỉnh cần; 7- Cụm puly di động; 8- Giá chữ A; 9- Đối trọng; 10- Tời thay đổi góc nghiêng cần; 11- Tời nâng hạ hàng.



+ Cụm tời để nâng hạ cần thông qua cụm puly đặt trên giá chữ A. + Cụm tời để nâng hạ hàng thông qua puly đặt ở đỉnh cần. + Cơ cầu quay để vận chuyển hàng trong không gian.

- Hệ di chuyển bánh xích gồm 2 dải xích được dẫn động bởi 2 động cơ độc lập thông qua bánh sao chủ động. - Đặc điểm của cần trục bánh xích là áp lực đè xuống nền thấp, không cần chân chống: 2.2.11. Cần trục tháp *) Công dụng: Cần trục tháp là cần trục có chiều cao nâng lớn, sức nâng trung bình (Q = 1¸80 tấn) bình thường là 5 ¸ 15 tấn, tầm với lớn. Cần trục tháp thường dùng để xây dựng các nhà cao tầng (để nâng các cấu kiện xây dựng). *) Phân loại: - Theo đặc tính thay đổi tầm với:

+ Cần trục tháp thay đổi tầm với bằng cách thay đổi góc nghiêng cần + Cần trục tháp thay đổi tầm với bằng cách thay đổi vị trí xe con mang vật

- Theo dạng cơ cấu quay: + Cần trục có tháp quay + Cần trục có tháp không quay

-Theo dạng di chuyển: + Cần trục tháp di động + Cần trục tháp cố định.

*) Sơ đồ cấu tạo: - Cần trục tháp với tháp quay và thay đổi tầm với bằng cách nghiêng cần

Hình 2-17. Cần trục tháp với tháp quay và thay đổi tầm với bằng cách nghiêng cần

1- Đường ray 2- Bộ di chuyển bánh thép 3- Khung đỡ 4- Cụm tời nâng hạ hang 5- Cụm tời nâng hạ cần 6- Đối trọng 7- Cụm puly di động 8- Đoạn tháp dâng 9- Cột tháp 10- Cabin 11- Cần 12- Puly móc câu 13- Puly đỉnh cột 14- Puly đỉnh cần 15- Mâm quay



+ Cột tháp (9) đặt trên mâm quay (15) và được đặt trên bộ di chuyển bánh thép, dẫn động bởi động cơ riêng biệt, thay đổi tầm với bằng thay góc nghiêng của cần. + Cụm tời (4) được nối với puly đầu cần và puly móc câu để nâng hạ hàng. + Cụm tời (5) được nối với cụm puly di động và puly ở đỉnh tháp để nâng hạ cần. - Cần trục tháp với tháp không quay và thay đổi tầm với bằng xe con + Cần trục tháp cột tháp cố định có cần nằm ngang, thay đổi tầm với bằng xe con di chuyển trên cần (3) nhờ cụm tời (7) thông qua puly ở đầu cần, nâng hạ cần nhờ vào nguồn động lực từ động cơ của cụm tời (8) thông qua puly đặt trên xe con và puly móc câu. + Khi cần nâng cao chiều cao của cột tháp, sử dụng đốt tháp (10).

Hình 2-18. Cần trục tháp với tháp không quay và thay đổi tầm với bằng xe con

2.2.12. Cầu trục (Cầu lăn)

*) Công dụng: - Cầu trục là loại máy trục có kết cấu thép dạng cầu đặt trên các cụm bánh xe di chuyển trên đường ray chuyên dùng, các đường ray này được đặt trực tiếp trên các vai cột của nhà xưởng. - Cầu trục thường dùng kiểu dẫn động điện bằng mạng điện công nghiệp. - Cầu trục để xếp dỡ hàng hoặc nâng chuyển vật liệu trong các nha kho, đồ mang có thể là móc câu, nam châm điện hay gầu ngoạm.

4

8

9

10

5

61

2

3

11

12

1 - Xe con 2 - Puly ®Çu cÇn 3 - CÇn 4 - § Çu cét th¸ p 5 - Ca bin 6 - M©m xoay 7 - Côm têi di chuyÓn xe con8 - Côm têi n©ng h¹ hµng

10 - § o¹ n cét d©ng th¸ p

12 - Ch©n ®Õ cÇn trôc13 - Côm puly mãc c©u

13

7

1- Xe con 2- Puly đầu cần 3- Cần 4- Đầu cột tháp 5- Cabin 6- Mân quay 7- Cụm tời di chuyển xe con 8- Cụm tời nâng hạ hàng 9- Đối trọng 10- Đoạn cột dâng tháp 11- Cột tháp 12- Chân đỡ 13- Cụm puly móc câu




Hình 2-19. Sơ đồ cấu tạo cầu trục 1- Ray; 2- Cơ cấu di chuyển; 3- Tường đỡ; 4- Dầm chính;

5- Xe con; 6- Palăng; 7- Động cơ điện; 8- Cụm puly móc câu. *) Nguyên lý làm việc: - Khi làm việc điều khiển bằng hộp hoặc cabin, cơ cấu di chuyển (3) giúp cầu trục di chuyển trên ray, động cơ trên xe con cung cấp nguồn động lực để xe con di chuyển trên dầm chính, động cơ (7) của palăng dẫn động tang cuốn cáp để nâng hạ hàng. - Thông số kỹ thuật: Q = 5 ¸ 12 [T]; L = 10 ¸ 35 [m]; Vn = 8 ¸ 20 [m/ph]; Vxc = 10 ¸ 50 [m/ph]; Vdc = 40 ¸ 150 [m/ph]. 2.2.13. Cổng trục

- Cổng trục (cần trục long môn, chữ U, chân đế) có kết cấu thép tầng trên giống như cầu trục, nhưng khác cầu trục ở chỗ nó được trang bị thêm các chân đỡ để tạo ra chiều cao nâng H, các chân đỡ này được đặt trên các cụm bánh xe di chuyển trên các ray chuyên dụng. - Tải trọng: Q = 1¸500 [tấn]; Đặc biệt Q = 1000 [tấn]. - Dùng mạng điện công nghiệp dẫn động riêng. - Cổng trục được sử dụng rộng rãi trên các công trường xây dựng để phục vụ xếp dỡ hàng hóa, phục vụ sản xuất cấu kiện xây dựng, lao lắp dầm cầu, lắp ráp các máy móc thiết bị, hoặc bốc xếp hàng hóa ở các nhà ga, bến cảng. *) Sơ đồ cấu tạo:

Hình 2-20. Sơ đồ cấu tạo cổng trục *) Nguyên lý làm việc: Người lái chuyên nghiệp vận hành cổng trục bằng hộp điều khiển hoặc ngồi trong cabin thực hiện các thao tác nâng hạ hàng, di chuyển xe con, di chuyển cổng trục.

8

7 6

5

4

1

3

3

6 1

3

2

4 7

5

8

1

2

3

4

5

67

8

- S¬ ®å cÊu t¹ o cæng trôc1. Ray 5. Xe con2. C¬ cÊu di chuyÓn 6. Pal¨ng3. Ch©n cæng trôc 7.§éng c¬4. DÇm chÝnh 8. Côm puly mãc c©u

1 2

3

4 7

5

6

8

1- Ray; 2- Cơ cấu di chuyển; 3- Chân cổng trục; 4- Dầm chính; 5- Xe con;

6- Palăng;

7- Động cơ điện;

8- Cụm puly móc



2.3. MÁY VẬN CHUYỂN

2.3.1. Máy vận chuyển liên tục

2.3.2. Công dụng và phân loại

*) Công dụng: Máy vận chuyển liên tục được dùng để vận chuyển vật liệu thành một dòng liên tục với năng suất và quỹ đạo nhất định. Các quá trình nạp liệu và dỡ liệu được thực hiện liên tục trong quá trình làm việc, năng suất máy cao. Máy thường được sử dụng trong các xí nghiệp, hầm mỏ, công trường, để vận chuyển các loại hàng rời, hàng cục như: xi măng, than, đá, cát, sỏi, gạch, hỗn hợp bê tông,... trong một cự ly không xa. *) Phân loại: Theo nguyên tác hoạt động

+ Nhóm băng tải: băng tải đai, băng gầu, băng xoắn + Nhóm máy vận chuyển bằng khí nén

Theo phương vận chuyển + Nhóm máy vận chuyển theo phương ngang + Nhóm máy vận chuyển theo phương nghiêng + Nhóm máy vận chuyển theo phương thẳng đứng.

2.3.3. Nhóm băng tải

1- Băng tải cao su *) Sơ đồ cấu tạo:

Hình 2-21. Sơ đồ cấu tạo băng tải cao su 1- Động cơ; 2- Hộp giảm tốc; 3- Cơ cấu căng đai; 4- Bánh đai bị động; 5- Phễu cấp liệu;

6- Đai cao su; 7- Con lăn đỡ trên; 8- Bánh đai chủ động; 9- Phễu dỡ liệu; 10- Cơ cấu làm sạch đai; 11- Chân đỡ; 12- Con lăn đỡ dưới; 13- Hệ khung đỡ.

98137

6

5

4

1 - § éng c¬ 7 - Con l¨ n ®ì trª n 2 - Hép gi¶m tèc 8 - B¸ nh ®ai chñ ®éng 3 - C¬ cÊu c¨ ng ®ai 9 - PhÔu dì liÖu4 - B¸ nh ®ai bÞ ®éng 10 - C¬ cÊu lµm s¹ ch ®ai5 - PhÔu cÊp liÖu 11 - Ch©n ®ì 6 - § ai cao su 12 - Con l¨ n ®ì duí i 14- KÕt cÊu thÐp

- S¬ ®å cÊu t ¹ o b¨ ng t ¶i ®ai( cao su )

12 11 10

3

2

1



*) Nguyên lý làm việc: - Động cơ (1) hoạt động thông qua hộp giảm tốc (2) truyền chuyển động đến bánh đai (8), nhờ đó mà đai cao su (6) mang vật liệu di chuyển thành dòng liên tục. - Phương vận chuyển của băng là phương nằm ngang hoặc nghiêng (25o).

Hình 2-22. Cách bố trí băng tải với cự ly xa - Người ta chọn băng tải theo lực kéo lớn nhất Smax *) Năng suất tính toán của băng tải: - Khi vận chuyển vật liệu rời:

Q = 3600.F..v [T/h] Trong đó:

F - diện tích mặt cắt ngang của lớp vật liệu trên băng, F = Fo.Kn [m2] Fo - diện tích mặt cắt ngang của lớp vật liệu khi băng đặt nằm ngang Kn - hệ số kể đến độ nghiêng của băng (tra bảng) v - vận tốc chuyển động của băng đai [m/s] - trọng lượng riêng của vật liệu vận chuyển [T/m3].

- Khi vận chuyển hàng, bao gói, hàng cục và hàng kiện:

0v.GQ 3,6t

[T/h]

Trong đó: G0 - trọng lượng của một gói, kiện hàng [kG] t - khoảng cách giữa các kiện hàng [m].

2- Băng tấm *) Sơ đồ cấu tạo: Hình 2-23. Sơ đồ cấu tạo băng tấm

G

t

o

321

Vận chuyển phuơng ngang

Vận chuyển phuơng nghiêng

1

2

3

9 8 7 6 5 4 3

2 1

1- Đế 2- Cơ cấu căng xích 3- Đĩa xích bị động 4- Phễu cấp liệu 5- Khung thép 6- Con lăn 7- Dải xích 8- Tấm băng kim loại 9- Bánh xích chủ động



- Băng tấm được dùng để vận chuyển các loại vật liệu có tính nhám, thô, nóng hoặc bao gói, kiện lớn - Vận chuyển theo phương ngang hoặc phương nghiêng 20o - v = 0,06¸0,63 m/s, thường v = 0,2¸0,5 m/s *) Nguyên lý làm việc: Động cơ (9) hoạt động thông qua hộp giảm tốc (10) truyền chuyển động đến hai đĩa xích chủ động (1). Khi (1) quay, do ăn khớp với hai dải xích (4) kéo theo các tấm băng gắn chặt với nó di chuyển theo để vận chuyển vật liệu. *) Năng suất: tương tự băng tải cao su

Q = 3600.F..v [T/h] 3- Băng gạt - Băng gạt là máy vận chuyển liên tục thuộc loại băng xích. Trên xích có gắn cố định các tấm gạt, khi xích di chuyển thì các tấm gạt cũng di chuyển theo và gạt vật liệu di chuyển trong máy. - Nó dùng để vận chuyển các loại vật liệu rời tơi như than đá, ngũ cốc…. - Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, có thể dỡ hàng ở vị trí bất kỳ. - Nhược điểm: + Đĩa xích, máng nhanh bị mòn + Tổn hao năng lượng lớn + Hàng hóa dễ bị dập nát. *) Sơ đồ cấu tạo:

Hình 2-24. Sơ đồ cấu tạo của băng gạt 1- Đĩa xích chủ động; 2- Dải xích; 3- Tấm gạt; 4- Đĩa xích bị động;

5- Vỏ; 6- Cửa dỡ liệu; 7- Cơ cấu căng xích; 8- Cửa nạp vật liệu *) Nguyên lý làm việc: Động cơ dẫn động đĩa xích (1) quay, kéo theo xích (2) có gắn các tấm gạt di chuyển để gạt, vật liệu trong máng (5), vật liệu được gạt từ cửa nạp vật liệu (8) đến cửa xả vật liệu (6). *) Năng suất tính toán của băng:

Q = 3600.F..v.K1.Kn [kG/h]

A 1 2 3 8

4

5

6

7

A A-A



1 - § éng c¬ 6 - C¸ nh xo¾n 2 - Hép gi¶m tèc 7 - Trôc xo¾n 3 - æ ®ì 8 - C÷a x¶ liÖu4 - C÷a n¹ p liÖu 5 - Vá che

- S¬ ®å cÊu t ¹ o b¨ ng xo¾n ( vÝt t ¶i )9

8

7654

3

2

11

2 3

8 9

4 5 6 7

Trong đó: F - diện tích mặt cắt của dòng vật liệu trên máng [m2] - tỷ trọng của vật liệu [kG/m3] v - vận tốc làm việc [m/s] K1 - hệ số điền đầy vật liệu

Khi vận chuyển vật liệu nhẹ, khoảng cách giữa 2 tấm gạt lớn, K1 = 0,5¸0,8 Kn - hệ số kể đến ảnh hưởng của độ dốc băng ( = 0¸60o -> Kn = 1¸0,4)

4- Băng xoắn (băng vít, vít tải) - Băng xoắn là loại băng vận chuyển vật liệu liên tục theo phương nằm ngang, hoặc hơi nghiêng với độ dốc 20o, cự ly ngắn 30¸40 m, năng suất 20¸40 m3/h và cao nhất tới 100m3/h. - Ưu điểm: + Kết cấu nhỏ gọn + Vật liệu vận chuyển được che kín + Không gây ô nhiễm môi trường. - Nhược điểm: + Có sự ma sát lớn giữa vật liệu với cánh vít vào thành bên của đường ống vận chuyển làm cho mặt vít và vỏ nhanh mòn. + Tổn hao năng lượng. *) Sơ đồ cấu tạo:

Hình 2-25. Sơ đồ cấu tạo của băng xoắn 1- Động cơ; 2- Hộp giảm tốc; 3- Ổ đỡ; 4- Cửa nạp vật liệu; 5- Vỏ che;

6- Cánh xoắn; 7- Trục xoắn; 8- Cửa xả vật liệu; 9- Chân đỡ. *) Nguyên lý làm việc: Động cơ (1) hoạt động qua hộp giảm tốc (2) và khớp nối truyền chuyển động làm quay trục xoắn (7), khi trục vít quay nhờ ma sát và trọng lượng vật liệu nên vật liệu được cánh vít vận chuyển dọc theo ống từ cửa nạp vật liệu (4) đến cửa xả (8). *) Năng suất tính toán của băng xoắn:

Q = 0,047.S...n.D2.C [T/h] Trong đó:

S - bước của cánh vít [m] - hệ số làm đầy ống máng

D

s



n - số vòng quay của trục cánh vít [vòng/phút] D - đường kính ngoài của cánh vít [m] C - hệ số kể đến ảnh hưởng của độ nghiêng của ống.

5- Băng gầu: - Băng gầu dùng để vận chuyển liên tục vật liệu theo phương đứng hay phương nghiêng với góc nghiêng lớn ( 60o). - Chúng được sử dụng rộng rãi trong các xí nghiệp gia công đường sắt, nhà máy sản xuất bêtông xi măng, bêtông atfan để vận chuyển cát, đá, sỏi, xi măng….. - Chúng cũng được dùng trong các dây truyền sản xuất xi măng để vận chuyển hàng rời, hàng cục nhỏ lên cao theo phương đứng hoặc nghiêng không nhỏ hơn 60o - Ưu điểm: kích thước nhỏ gọn, có khả năng vận chuyển vật liệu lên độ cao tương đối lớn từ 30¸50m, năng suất có thể đạt từ 5¸140 m3/h hoặc có thể cao hơn. - Nhược điểm: khả năng chịu tải rất kém, quá trình nạp vật liệu phải đều, thời điểm dỡ hàng phải chính xác. *) Sơ đồ cấu tạo:

Hình 2-26. Sơ đồ cấu tạo băng gầu

1- Cửa nạp liệu 2- Đĩa xích bị động 3- Gầu 4- Xích gầu 5- Vỏ che 6- Cửa dỡ liệu 7- Đĩa xích chủ động 8- Động cơ 9- Hộp giảm tốc 10- Cơ cấu căng xích

12

3

4

5

6

7

8

9

3

4

10

2 1

3

10

3

9 8

6 7

5

4

4



h

tq

*) Nguyên lý làm việc: Khi động cơ (8) hoạt động sẽ làm đĩa xích (7) quay, kéo xích (4) chuyển động mang gầu đi lên vận chuyển vật liệu từ cửa nạp vật liệu (1) tới cửa dỡ vật liệu (6). *) Năng suất tính toán của băng gầu:

Q3,6.q.v 3,6.Vo

i...v [T/h]

Trong đó: Vo - thể tích một gầu [m3] i - bước gầu [m], i = (2¸3).h h - chiều cao gầu [m] - trọng lượng riêng của vật liệu [kG/m3] - hệ số đầy gầu, phụ thuộc vào vật liệu vận chuyển và tốc độ băng v v - tốc độ chuyển động của băng gầu [m/s].

2.3.4. Thiết bị vận chuyển bằng khí nén

1) Công dụng: - Máy vận chuyển bằng khí nén dùng để vận chuyển vật liệu rời trong ống kín nhờ năng lượng của luồng khí chuyển động với tốc độ cao. Nó thường được sử dụng để vận chuyển các loại vật liệu rời, không dính như: than nhỏ, ngũ cốc, cát, ximăng, các vật liệu dạng bột. - Đường kính ống: D = 50¸200 [mm] - Khoảng cách vận chuyển: L = 2 [km] - Chiều cao nâng: h = 100 [m] - Năng suất: 200¸300 [T/h] hoặc cao hơn. - Ưu điểm:

+ Do vận chuyển trong ống kín nên vật liệu không bị hao hụt. + Kích thước nhỏ gọn và các đường ống có thể uốn cong với bán kính nhỏ nên máy có thể sử dụng được ở nơi có địa hình chật hẹp. + Có thể cơ giới hóa việc nạp và dỡ liệu, tự động hóa quá trình vận chuyển.

- Nhược điểm: + Tiêu tốn năng lượng. + Các chi tiết máy bị mòn nhanh khi vận chuyển vật liệu rời có tính mài mòn cao. + Không vận chuyển được các loại vật liệu dẻo và dính ướt.

2) Phạm vi sử dụng: Thông thường vận chuyển bằng khí nén thường dùng hệ thống hút, hệ thống nén đẩy hoặc bố trí hỗn hợp.



3- Cấu tạo và nguyên lý làm việc: - Nguyên lý hoạt động của thiết bị vận chuyển bằng khí nén dựa trên sự vận chuyển vật liệu rời hoặc vật liệu dạng kiện nhỏ dưới tác dụng của dòng khí trong đường ống vận chuyển. Biến thể của thiết bị vận chuyển bằng khí nén là thiết bị hoạt động theo nguyên lý bão hòa khí (ngậm khí) của các vật liệu dạng bụi và dạng cục nhỏ, do chúng có tính chất chảy lỏng. - Thiết bị khí nén có thể đặt tĩnh tại hoặc lưu động. Theo kết cấu người ta phân chúng ra thành thiết bị hút (Hình 2-27.a), thiết bị đẩy (Hình 2-27.b) và thiết bị phối hợp (Hình 2-27.c).

Hình 2-27. Sơ đồ thiết bị vận chuyển bằng khí nén

- Trong thiết bị kiểu hút quạt hút (6) tạo ra chân không, nhờ đó mà không khí qua miệng hút (1) cùng với vật liệu được hút vào đường ống (2). Trong bộ tách ly (3) xảy ra sự lắng của vật liệu và không khí có chứa bụi nhỏ đi qua bộ lọc (5). Không khí được làm sạch nhờ có quạt hút (6) được xả vào khí quyển. Các van (4) dùng để xả vật liệu ra và ngăn ngừa sự hút khí từ bên ngoài vào. - Trong thiết bị đẩy thì máy nén khí (7) cung cấp khí nén vào bình chứa (8), sau đó khí nén đi qua bộ tách ẩm (9) vào đường ống (10). Bộ cấp liệu (11) cưỡng bức đưa vật liệu vào đường ống rồi sau đó vật liệu được lắng trong bộ tách ly (3), tiếp theo không khí qua bộ lọc (5) và đi ra ngoài trời. - Thiết bị kiểu phối hợp cho phép gom vật liệu từ một số điểm chất tải và cung cấp nó đến nhiều nơi dỡ tải. *) So sánh hai hệ thống trên chúng ta thấy hệ thống hút được dùng trên cự ly ngắn và cho phép vận chuyển vật liệu từ nhiều nơi đến một nơi, còn hệ thống đẩy thì có thể vận chuyển vật liệu từ một nơi đến nhiều nơi và trên cự ly dài (2 km). Thiết bị kiểu hỗn hợp cho năng suất cao từ 10¸50 (T/h).

b)

c)

1

2 3 4 5 6

7 8 9

1

11

3 4 5 10

2 4 5 3

3 11 5 6

1- Miệng hút 2- Đường ống 3- Bộ tách ly 4- Van 5- Bộ lọc 6- Quạt hút 7- Máy nén khí 8- Bình chứa 9- Bộ tách ẩm 10- Đường ống 11- Bộ cấp liệu

a)



4- Năng suất tính toán:

Q 3600.Vk .k .m

1000 [T/h]

Trong đó: Vk - mức tiêu hao không khí trong 1 giờ [m3] k - tỷ trọng của không khí, k = 0,1244 [kg/m3] m - hệ số đậm đặc của hỗn hợp

m = 3¸20: vật liệu là đá dăm, cát, sỏi.

m = 20¸100: vật liệu là ximăng, bột.

Khi cho trước năng suất ta có thể tính được mức tiêu hao không khí trong 1 giờ Vk:

Vk Q

3,6.k .m

2.3.5. Máy vận chuyển theo chu kỳ

1- Xe nâng tự hành

*) Công dụng - Xe nâng hàng là một loại máy nâng, vận chuyển chuyển hàng theo cự ly trung bình, thuộc nhóm máy xếp dỡ chu kỳ. - Nó được sử dụng rộng rãi ở trong các kho bãi, nhà ga, bến cảng để vận chuyển, xếp dỡ hàng kiện, gỗ xẻ, thép định hình, bê tông cốt thép,… *) Phân loại - Theo nguồn động lực người ta chia thành:

+Xe nâng hàng chạy điện +Xe nâng hàng dùng động cơ đốt trong xăng hoặc diesel

- Theo kiểu truyền động người ta chia thành: + Truyền động cáp + Truyền động xích và thủy lực (phổ biến)

- Theo tải trọng nâng + Xe nâng loại nhỏ Q 5 tấn + Xe nâng loại trung bình Q = 5¸10 tấn + Xe nâng loại lớn Q 10 tấn

- Theo chiều cao nâng: +Xe nâng có chiều cao nâng nhỏ 15¸20 cm (di chuyển ngang) + Xe nâng có chiều cao nâng lớn 1,5¸6,4 m

Các thông số kỹ thuật thông thường Q = 3,2¸5 T; H = 4¸5 m; Vn = 0,27 m/s; Vdc = 20 km/h



1

2

3

4

5 1- Bàn nâng 2- Xy lanh thủy lực nghiêng khung chính 3- Khung chính 4- Khung phụ 5- Nguồn động lực

*) Sơ đồ cấu tạo

Hình 2-28. Sơ đồ cấu tạo xe nâng hàng *) Đặc điểm cấu tạo: - Bộ di chuyển bánh lốp tương tự như ôtô nhưng ở phía trước do có bộ công tắc và hàng nâng nên người ta đặt cầu chủ động ở phía trước, cầu định hướng ở phía sau. - Không có nhịp (giảm chấn). - Khung chính và khung phụ làm bằng thộp chữ U lồng vào nhau:

+ Trường hợp tải nhỏ sử dụng ma sát trượt + Trường hợp tải lớn sử dụng ma sát lăn.

*) Nguyên lý làm việc Người lái điều khiển hệ thống thủy lực để thực hiện các thao tác làm việc của xe như di chuyển, xếp dỡ hàng hóa. Các thao tác (SGK) 2- Máy bốc xúc một gầu (máy xúc lật)

*) Công dụng Máy bốc xúc một gầu được dùng để xếp dỡ, vận chuyển hàng hóa với cự ly ngắn, vật liệu cần vận chuyển thường là hàng rời, tơi hoặc dính. Nó được sử dụng rộng rãi trong các mỏ khai thác đá, các xí nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng, phục vụ các trạm trộn BTNN, bêtông xi măng,… Nó có nhiều loại khác nhau như loại dỡ tải phía trước, loại đổ vật liệu sang 2 bên sườn và loại đổ ra phía sau. Bộ di chuyển thường dùng bánh lốp và bộ công tác cũng rất đa dạng. *) Sơ đồ cấu tạo:

Hình 2-29. Cấu tạo máy bốc xúc một gầu

1- Động cơ; 2- Cabin; 3- Khung máy; 4- 2 xilanh thủy lực lật gầu; 5- Cần; 6- Cặp đòn gánh; 7- Thanh quay; 8- Gầu; 9- Bộ di chuyển bánh lốp; 10- Khớp bản lề; 11- Xy lanh thủy lực lái.

1 8

9

7 6 5 4 3 2

10 11



*) Nguyên lý làm việc - Di chuyển xe tới nơi cần xúc vật liệu đồng thời hạ gầu và cho xe đẩy sâu gầu ăn vào đống vật liệu (với lực đẩy hàng chục tấn). - Nâng cần và gầu, lùi và vận chuyển vật liệu đến nơi cần đổ sau đó lật gầu để đổ vật liệu lên xe, lên phễu chứa hay đổ thành đống. *) Năng suất bốc xúc của máy một gầu

dt

ck tx

k3600Q .q. .kT k

[m3/h]

Trong đó: Q - năng suất [m3/h] q - dung tích gầu [m3] kd - hệ số đẩy gầu ktx - hệ số tơi xốp của vật liệu kt - hệ số sử dụng thời gian (Kt=0,85¸0,90) TCK - thời gian 1 chu kỳ làm việc [s] TCK = t1+t2+t3+t4 [s] t1=5¸6 [s] - thời gian xúc vật liệu

21

ltv

- thời gian di chyển đến nơi cần đổ vật liệu

t3=3¸4 [s] - thời gian đổ vật liệu

42

ltv

- thời gian quay về

l - quãng đường v1 - vận tốc di chuyển v2 - vận tốc quay trở về.



CHƯƠNG 3: MÁY LÀM ĐẤT

3.1. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI

3.1.1. Công dụng

Máy làm đất là những thiết bị được sử dụng để thực hiện công tác đất bao gồm: đào, vận chuyển, san và đầm đất. Đào và vận chuyển đất là những công việc chính của công tác đất trong các công trình xây dựng, chiếm một khối lượng lớn. Ở nhiều công trình, công việc này chiếm đến 60% khối lượng công việc như: xây dựng thủy lợi, thủy điện, cầu cống, sân bay, hải cảng,… 3.1.2. Phân loại

- Theo công dụng, máy làm đất được phân thành: + Máy đào: để đào, xúc đất đổ vào các phương tiện vận chuyển hoặc đổ thành đống (máy đào một gầu, máy xúc, máy đào nhiều gầu). + Máy đào và vận chuyển: bao gồm những máy đào đất gom lại thành đống hay vận chuyển đi hoặc san ra thành từng lớp (máy ủi, máy cạp, máy san). + Máy đầm: đầm tĩnh, đầm rung, đầm động. + Máy chuyên dùng: máy đào nạo vét kênh, máy đào rãnh tiêu nước, các thiết bị khai thác đất bằng thủy lực.

- Theo hệ thống truyền động: + Máy đào truyền động thủy lực. + Máy đào truyền động cáp.

- Theo bộ công tác: + Máy đào một gầu: máy đào gầu ngửa, máy đào gầu sấp. + Máy đào nhiều gầu: máy đào roto và máy đào kiểu guồng.

3.2. ĐẤT VÀ QUÁ TRÌNH ĐÀO CẮT ĐẤT

3.2.1. Tính chất cơ lý của đất

- Khối lượng riêng của đất (t/m3): khối lượng đất trên 1 dơn vị thể tích (t/m3), nó có ảnh hưởng đến quá trình làm việc, liên quan đến lực cản ma sát, khả năng nâng, dung tích gầu. - Thành phần cấp phối: là tỷ lệ các hạt trong đất có kích cỡ khác nhau. Thành phần cấp phối có ảnh hưởng đến mức độ khó đào, đầm nén của đất. - Độ ẩm (): độ ẩm tính bằng phần trăm theo tỷ số giữa trọng lượng mực nước chứa trong đất và trọng lượng cũng khối đất đó nhưng ở trạng thái khô, liên quan đến lực cản cắt và khả năng dỡ tải:

n

k

g .100%g

gn: trọng lượng nước gk: trọng lượng đất sau khi sấy khô.

- Độ dẻo: là tính chất thay đổi hình dáng của đất khi có ngoại lực tác dụng, lúc thôi tác dụng hình dáng đất thay đổi vẫn tồn tại.



- Độ tơi xốp: là độ tăng thể tích cho đất sau khi bị đào xới, được xác định bằng hệ số tơi xốp Ktx:

1tx

0

VKV

trong đó: V1 - thể tích đất sau khi bị đào xới V2 - thể tích đất trước khi bị đào xới. Đất nhẹ: Ktx =1,2 Đất vừa: Ktx =1,3 Đất nặng: Ktx =1,75

- Cấp đất: căn cứ vào mức độ khó đào, đất đá được phân làm nhiều cấp. Máy làm đất có thể làm việc trực tiếp với các loại đất đá từ cấp I đến cấp IV, các loại đất đá cấp cao hơn thường phải nổ mìn hoặc xới tơi trước. 3.2.2. Quá trình đào cắt đất

Đất là một môi trường phức tạp nên đào đất cũng phải là một quá trình rất phức tạp, được phân thành 2 loại cơ bản: - Đào đất thuần túy: là tách đất bằng bộ công tác dùng lưỡi xới, cuốc,… - Đào và tích đất: là dùng bộ công tác của máy làm đất để tách đất, phá vỡ đất rồi tích lại như gầu máy đào, thùng máy cạp, lưới ủi của máy ủi. 3.3. MÁY ĐÀO - VẬN CHUYỂN ĐẤT

3.3.1. Máy ủi

a) Công dụng: Máy ủi thuộc loại máy chủ đạo trong nhóm máy đào vận chuyển đất có bộ công tác là lưỡi ủi. Máy được sử dụng rộng rãi và rất có hiệu quả để làm các công việc sau: - Đào vận chuyển đất từ loại I¸IV trong cự ly tới 150 m, vận chuyển tốt nhất từ 60÷80 m đối với máy ủi di chuyển bánh xích và 100¸150 m với máy ủi bánh lốp. - Lấp hào hố và san bằng nền móng công trình. - Đào và đắp nền cao tới 2 m. - Ủi hoặc san rải vật liệu như đá dăm, cát, đá, sỏi,... - Ngoài ra còn làm các công việc chuẩn bị mặt nền như bào cỏ, bóc lớp tầng phủ,... b) Phân loại: - Theo công dụng chia thành:

+ Máy ủi có công dụng chung: làm được nhiều công việc. + Máy ủi có công dụng riêng: chỉ làm được một số công việc nhất định.

- Theo công suất động cơ và lực kéo danh nghĩa: + Loại rất nặng: công suất trên 300 ml; lực kéo 30T. + Loại nặng: công suất 150¸300 ml; lực kéo 20¸30T. + Loại trung bình: công suất 75¸150 ml; lực kéo 13,5¸20T.



+ Loại nhẹ: công suất 35¸75 ml; lực kéo 2,5¸13,5T. + Loại rất nhẹ: công suất tới 35 ml; lực kéo tới 2,5 T.

- Theo bộ di chuyển: + Máy ủi di chuyển bánh xích. + Máy ủi di chuyển bánh lốp.

- Theo hệ thống điều khiển: + Máy ủi điều khiển thủy lực. + Máy ủi điều khiển cáp.

- Theo khả năng quay của lưỡi ủi: + Máy ủi có lưỡi đặt cố định. + Máy ủi có lưỡi quay được.

c) Sơ đồ cấu tạo

Hình 3-1. Máy ủi điều khiển thủy lực 1- Lưỡi ủi; 2- Thanh chống; 3- Xylanh nâng hạ lưỡi ủi; 4- Động cơ; 5- Cabin điều khiển;

6- Con lăn đỡ; 7- Bánh sao chủ động; 8- Bánh sao bị động; 9- Con lăn chịu tải; 10- Khớp cầu; 11- Xích; 12- Khung ủi.

c) Nguyên lý làm việc: - Hạ lưỡi ủi xuống nền đào, cho máy tiến, đất dần được tích tụ trước lưỡi ủi. Khi đã tích đầy đất, tiến hành vận chuyển đất bằng cách nâng lưỡi ủi lên một chút (chưa thoát khỏi nền đào) với mục đích đào thêm một chút ít bù lượng hao phí khi vận chuyển. - Nếu ta muốn rải đều khối đất đã vận chuyển, cần phải nâng lưỡi ủi theo chiều dầy muốn rải và tiếp tục cho máy tiến. d) Năng suất của máy ủi - Trường hợp đào và vận chuyển đất:

d t dck

3600Q .V .K .KT

[m3/h]

1

2

3

4 5

6

7

8

9 10 11 12



Trong đó: Vd - thể tích khối đẩt trước lưỡi ủi [m3] Kt - hệ số sử dụng thời gian (Kt=0,8¸0,85) Kd - hệ số ảnh hưởng độ dốc

Lên dốc: 0¸15 (độ) Kd = 0,4¸1 Xuống dốc: 0¸15 (độ) Kd = 1¸2,25

TCK - thời gian làm việc của 1 chu kỳ [s]

31 2ck o s q

1 2 3

ll lT t t tv v v

+ + + + +

l1, l2, l3, v1, v2, v3 - quãng đường và vận tốc: cắt, vận chuyển và quay về to - thời gian hạ lưỡi ủi, to = 1,5¸2,5 [s] ts - thời gian thay đổi số, ts = 4¸5 [s] tq - thời gian quay máy, tq = 8¸15 [s].

- Trường hợp san đất:

t

q

3600(L.sin b).lQ .Kln tv

-

+

[m3/h]

Trong đó: l - chiều dài quãng đường cần san [m] L - chiều dài lưỡi ủi [m] v - tốc độ san [m/s] n - số lần san tại 1 chỗ b - chiều rộng trùng lặp khi san (b 0,5 [m]) - góc giữa lưỡi ủi và hướng chuyển động của máy khi ủi đất về một bên Kt - hệ số sử dụng thời gian tq - thời gian máy quay [s]

e) Các biện pháp nâng cao năng suất máy ủi:

+ Thi công theo sơ đồ hình thang hoặc hình thang lệch. + Tiến hành ủi song hành. + Đào theo rãnh. + Tận dụng độ dốc.



3.3.2. Máy cạp

a) Công dụng: - Máy cạp là máy đào và vận chuyển đất dùng để bóc lớp đất trên bề mặt trong xây dựng các công trình thủy lợi, thủy điện, giao thông, khai thác mỏ,… - Máy cạp đào trực tiếp được các loại đất thuộc nhóm I và II. Với loại đất cứng hơn thì phải xới trước khi cạp. - Cự ly làm việc thích hợp là 300 m với máy cạp kéo theo, 5000¸8000 m với máy cạp tự hành. Máy có thể cắt đất với chiều sâu cắt 0,12¸0,53 m, rải đất với chiều dầy 0,15¸0,45 m. Ưu điểm:

- Sử dụng rộng rãi, có tính cơ động cao. - Bảo dưỡng dễ. - Vận chuyển xa mà không bị hao hụt. - Năng suất cao, giá thành rẻ.

Nhược điểm: - Không làm việc được ở những nơi có lẫn đất đá, có rễ cây, gốc cứng. - Làm việc ở đất dính, ẩm ướt năng suất giảm. - Mặt bằng làm việc phải phẳng và rộng, có đường di chuyển riêng.

b) Phân loại: - Theo khả năng di chuyển chia làm 3 loại:

+ Máy cạp kéo theo + Máy cạp nửa kéo theo + Máy cạp tự hành

- Theo phương pháp điều khiển: + Máy cạp điều khiển thủy lực + Máy cạp điều khiển cáp

- Theo phương pháp dỡ tải: + Máy cạp đổ đất tự do + Máy cạp đổ đất cưỡng bức + Máy cạp đổ đất nửa cưỡng bức + Máy cạp đổ đất qua khe hở đáy thùng

- Theo dung tích thùng cạp: + Máy cạp có dung tích nhỏ: q 4m3 + Máy cạp có dung tích vừa: q = 4¸12 m3 + Máy cạp có dung tích lớn: q 12 m3

- Theo hình dáng lưỡi cắt: + Lưỡi cắt thẳng + Lưỡi cắt bậc + Lưỡi cắt hình bán nguyệt



c) Sơ đồ cấu tạo:

Hình 3-2. Sơ đồ cấu tạo máy cạp đổ đất cưỡng bức 1- Động cơ; 2- Cabin; 3- Ổ liên kết; 4- Xylanh lái; 5- Khung đỡ; 6- Xylanh nâng hạ thùng cạp; 7- Nắp thùng; 8- Xylanh điều khiển nắp thùng; 9- Thùng cạp; 10- Tấm gạt; 11- Xylanh điều khiển tấm gạt; 12- Đầu đấm;

13- Bánh bị động; 14- Lưỡi cạp; 15- Khung cạp; 16- Bộ truyền động; 17- Bánh chủ động. d) Nguyên lý làm việc: Chu kỳ làm việc của máy cạp gồm 3 công đoạn: - Cắt và tích đất vào thùng: máy cạp đến vị trí cắt đất, thùng cạp được hạ xuống nhờ cặp xylanh (6), nắp thùng được nâng lên nhờ xylanh (8), lưỡi cắt được ấn sâu xuống đất nhờ trọng lượng thùng cạp và lực ấn của xylanh thủy lực kết hợp với lực kéo của đầu kéo thực hiện việc cắt đất. - Vận chuyển đất tới nơi cần xả đất (lúc này máy cạp như ôtô vận chuyển đất). - Xả đất: đất được xả khi máy di chuyển, cửa phía trước được nâng lên và đất được xả theo 4 cách:

+ Xả đất tự do + Xả đất qua khe hở ở đáy thùng + Xả đất nửa cưỡng bức + Xả đất cưỡng bức.

e) Năng suất của máy cạp:

t d

ck tx

3600.q.K .KQT .K

[m3/h]

Trong đó: q - dung tích thùng [m3] Tck - thời gian làm việc của 1 chu kỳ [s]

31 2 4ck s q

1 2 3 4

ll l lT t tv v v v

+ + + + +

l1, l2, l3, l4 - tương ứng là quãng đường: cắt, vận chuyển, dỡ tải, quay về [m] v1, v2, v3, v4 - tương ứng là vận tốc cắt, vận chuyển, xả, quay về [m/s] tq - thời gian quay vòng [s] ts - thời gian sang số [s] Kt - hệ số sử dụng thời gian Kđ - hệ số đầy thùng Ktx - hệ số tơi xốp của đất.

1

2

3 4 56 7

8 910

11

121314

151617



3.3.3. Máy san

a) Công dụng: - Máy san là loại máy làm đất tự hành, di chuyển bằng bánh lốp, điều khiển bằng thủy lực, là một trong những máy làm đất chủ đạo được dùng rộng rãi và rất có hiệu quả trong các công tác làm đất sau:

+ Làm công tác chuẩn bị như bào cỏ, xới đất cứng. + San rải, trộn cấp phối đá, dăm, sỏi,... + San lấp hố rãnh, bạt ta-luy, đào rãnh thoát nước. + San nền đường, sân bay,…

- Đối tượng nền mà máy có thể thi công là đất thuộc loại I¸III, nhưng chủ yếu là loại I, II. Cự ly san đất có hiệu quả lớn hơn 500 m, còn khi ủi đất thì cự ly 30m b) Phân loại: - Theo trọng lượng và công suất động cơ người ta chia thành:

Loại Trọng lượng (T) Công suất (HP) Nhẹ 7¸9 50¸63 Trung bình 10¸13 65¸100 Nặng 13¸19 130¸160 Rất nặng 19 160

- Theo phương pháp điều khiển: + Máy san điều khiển cơ học + Máy san điều khiển thủy lực + Máy san điều khiển phối hợp

- Theo sơ đồ bánh xe: + Máy san loại hai trục + Máy san loại ba trục

c) Sơ đồ cấu tạo:

Hình 3-3. Sơ đồ cấu tạo máy san 1- Động cơ; 2- Cabin; 3- Cần lái; 4- Xylanh nghiêng lưỡi san; 5- Xylanh nâng hạ lưỡi san; 6-

Khung chính; 7- Cơ cấu lái; 8- Bánh lái; 9- Khớp cầu; 10- Khung kéo; 11- Mâm quay; 12- Lưỡi san; 13- Cơ cấu điều khiển lưỡi san; 14- Bánh chủ động; 15- Cơ cấu truyền động.

1

2

34 5 6

7

9

8

10

1112131415



d) Nguyên lý làm việc: - Lưỡi san (12) được bắt với khung kéo (10) qua mâm quay (11). Khung kéo (10) liên kết với khung chính (6) ở phía trước bằng khớp cầu (9) và treo vào khung chính ở phía sau nhờ các xylanh thủy lực (4) và (5). Hai xylanh thủy lực (5) làm việc độc lập, có thể nâng khung kéo và làm nghiêng trong mặt phẳng đứng. Xylanh thủy lực (4) để đưa khung kéo lệch sang 1 bên so với đường dọc trục máy. Lưỡi san có thể quay tròn trong mặt phẳng nhờ mâm quay (11). - Cơ cấu điều khiển (13) để điều chỉnh góc cắt của lưỡi san. - Chính nhờ sự di chuyển linh hoạt lưỡi san mà lưỡi san có thể san lấp hố, tạo dáng mặt nền, bạt ta-luy hay đào rãnh thoát nước. - Máy san cũng có thể lắp thêm các thiết bị phụ như lưỡi ủi, lưỡi xới để tăng tính đa năng khi làm việc. e) Năng suất máy san: - Trường hợp cắt và vận chuyển đất:

d t

ck tx

3600.V .KQT .K

[m3/h]

Trong đó: Vd - thể tích khối đất trước lưỡi san tính cho 1 chu kỳ làm việc [m3] Kt - hệ số sử dụng thời gian (Kt = 0,8¸0,95) Ktx - hệ số tơi xốp của đất Tck - thời gian 1 chu kỳ làm việc [s] Tck = t1+t2+t3+t4+t5+t6 Với t1: thời gian cắt và vận chuyển đất [s] t2: thời gian lùi máy [s] t3, t4: thời gian nâng hạ lưỡi san [s] t5, t6: thời gian quay máy ở cuối hành trình công tác và ở cuối hành trình trở về [s].

- Trường hợp san phẳng:

t

q

3600(L.sin b).lQ .Kln tv

-

+

[m3/h]

Trong đó: l - chiều dài quãng đường cần san [m] L - chiều dài lưỡi san [m] v - tốc độ san [m/s] n - số lần san tại 1 chỗ b - chiều rộng trùng lặp khi san (b 0,5 [m]) - góc giữa lưỡi san và hướng chuyển động của máy khi san đất về một bên Kt - hệ số sử dụng thời gian tq - thời gian máy quay [s]



3.3.4. Máy đào

Máy đào thuộc nhóm máy làm đất chủ đạo, chúng được dùng phổ biến để xây dựng giao thông, thủy lợi, xây dựng các công trình dân dụng, để khai thác đá quặng hay đào kênh mương, bốc xúc vật liệu, ngũ cốc,… rồi đổ lên phương tiện vận chuyển hay đổ thành đống. Theo thời gian đào đất và nguyên lý làm việc, người ta chia máy đào làm 2 nhóm chính:

+ Nhóm máy đào hoạt động liên tục (máy đào nhiều gầu). + Nhóm máy đào hoạt động chu kỳ (máy đào một gầu).

1- Máy đào một gầu

a) Công dụng: Máy đào một gầu là loại máy làm đất tự hành làm việc theo chu kỳ, dùng để đào đất, bốc xúc vật liệu, khai thác mỏ, bào nền, hớt đất đá mặt đường cũ,… Ngoài ra khi thay thế thiết bị làm việc có thể làm cần trục, máy búa đóng cọc,... b) Phân loại: - Theo công dụng người ta chia thành:

+ Máy đào vạn năng + Máy đào chuyên dùng

- Theo hệ thống treo bộ công tác: + Máy đào truyền động cáp (treo mềm) + Máy đào truyền động thủy lực (treo cứng)

- Theo hệ thống di chuyển: + Máy đào di chuyển bánh xích + Máy đào di chuyển bánh lốp

- Theo khả năng quay của cơ cấu quay: + Máy đào quay toàn vòng + Máy đào quay không toàn vòng

- Theo thiết bị công tác: + Máy đào gầu thuận (gầu ngửa) + Máy đào gầu nghịch (gầu sấp) + Máy đào gầu kéo (gầu dây) + Máy đào gầu ngoạm + Máy đào gầu gọt.



- S¬ ®å c Êu t ¹ o m¸ y ®µo 1 g Çu t h u û l ù c1 - Khung m¸ y 7 - CÇn 2 - Con l¨ n 8 - Xi lanh n©ng h¹ cÇn 3 - B¸ nh xÝch 9 - Xi lanh ®/k tay gÇu 4 - § éi träng 10 - Tay gÇu5 - § éng c¬ 11 - Xi lanh ®/k gÇu 6 - Cabin 12 - C¬ cÊu b¶n lÒ 13 - GÇu

131211

10

9

8

7

6

54

3

2 1

32

1

Hình 3-4. Các thiết bị công tác của máy đào a- Máy đào sử dụng dây cáp; b- Máy đào sử dụng thủy lực

c) Sơ đồ cấu tạo của máy đào một gầu: *) Máy đào gầu nghịch (gầu sấp) truyền động thủy lực:

Hình 3-5. Sơ đồ cấu tạo của máy đào thủy lực gầu nghịch 1- Khung máy; 2- Con lăn; 3- Bánh xích; 4- Đối trọng; 5- Động cơ; 6- Cabin; 7- Cần; 8- Xylanh nâng hạ cần; 9- Xylanh quay tay gầu; 10- Tay gầu; 11- Xylanh điều khiển gầu; 12- Cơ cấu hình

bình hành; 13- Gầu. d) Nguyên lý làm việc: Xylanh (8) nâng cần đảm bảo độ nghiêng thích hợp, co xylanh (9) thực hiện việc duỗi gầu, kết hợp hạ cần bằng xylanh (8) để đặt gầu vào vị trí cắt đất.

a) b)

gầu ngoạm

gầu kéo

gầu thuận

gầu nghịch gầu nghịch

gầu thuận

gầu ngoạm



Dùng xylanh (11) để điều chỉnh chiều dày lát cắt Khi gầu đầy đất ta quay tay gầu (10) về phía cần nhờ xylanh (9) để đất không đổ ra ngoài. Quay gầu cùng toa quay đến vị trí đổ đất, kết hợp duỗi xylanh (8) để nâng gầu lên độ cao nhất định. Thu xylanh (9) và (11) đất được đổ qua miệng gầu. Sau khi đổ đất xong máy quay lại để thực hiện 1 chu kỳ mới. e) Năng suất của máy đào một gầu:

d t

ck tx

3600.q.K .KQT .K

[m3/h]

Trong đó: Q - năng suất máy [m3/h] q - dung tích của gầu [m3] Kd - hệ số làm đầy gầu (phụ thuộc vào vật liệu, tra bảng) Kt - hệ số sử dụng máy theo thời gian Ktx - hệ số tơi xốp của đất Tck - thời gian 1 chu kỳ làm việc (gồm thời gian đào, quay có tải, dỡ tải, quay về không tải).

2- Máy đào nhiều gầu

a) Công dụng: Máy đào nhiều gầu là loại máy làm đất hoạt động liên tục, có năng suất rất cao, thường dùng để đào rãnh đặt đường ống, đặt cáp hoặc đào giao thông hào trong quân sự. Trong xây dựng thủy lợi, máy đào nhiều gầu có thể dùng để đào hoặc nạo vét kênh mương. Trong khai thác đất và khoáng sản, máy đào nhiều gầu có thể dùng ở các mỏ lộ thiên. b) Phân loại: - Theo đặc điểm của thiết bị công tác người ta chia thành:

+ Máy đào nhiều gầu hệ xích (gầu gắn trực tiếp vào xích) + Máy đào nhiều gầu roto (gầu gắn vào vành roto)

- Theo phương làm việc với phương di chuyển: + Máy đào nhiều gấu đào dọc (phương làm việc của thiết bị trùng với phương di chuyển của máy) + Máy đào nhiều gầu đào ngang (phương làm việc của thiết bị vuông góc với phương di chuyển của máy)

- Theo dung tích gầu: + Máy đào cỡ nhỏ: q = 15¸200 lít + Máy đào cỡ vừa: q = 200¸450 lít + Máy đào cỡ lớn: q = 450¸4500 lít

- Theo công dụng chia thành: + Máy đào chuyên dùng để khai thác đất, đá, quặng,… + Máy đào thi công dọc tuyến như để đào kênh mương, giao thông hào.



*) Ưu điểm: so với máy đào 1 gầu, máy đào nhiều gầu có những ưu điểm sau: + Năng lượng tiêu hao (trên 1 đơn vị dung tích gầu) nhỏ hơn. + Trọng lượng riêng (tính trên 1 đơn vị năng suất) nhỏ hơn ở máy đào 1 gầu (từ 1,5¸2 lần). + Năng suất lớn hơn (thường gấp 1,5¸2,5 lần). + Có thể cơ giới hóa toàn bộ và có khả năng hoàn thiện tầng đào, thi công theo tuyến, đảm bảo tự động góc nghiêng quy định trước của công trình. + Quá trình điều khiển các bộ máy đơn giản, nhẹ nhàng.

*) Nhược điểm: + Thiếu tính vạn năng. + Giá thành chế tạo đắt. + Khối lượng về chăm sóc kỹ thuật nhiều. + Thích hợp với môi trường đất nhất định.

*) Phạm vi sử dụng: Chỉ được dùng ở những nơi có môi trường đồng nhất, nếu là đất cứng thì phải được xới trước. Máy làm việc không hiệu quả ở những nơi nhiều gạch, đá hộc hay gốc cây. Máy đào nhiều gầu chỉ có hiệu quả kinh tế cao hơn máy đào 1 gầu khi thi công ở những nơi công việc được định hình hóa, chuyên môn hóa cao với khối lượng tập trung và lớn. c) Cấu tạo: *) Máy đào nhiều gầu đào dọc hệ xích:

Hình 3-6. Máy đào nhiều gầu hệ xích

Máy đào nhiều gầu đào dọc hệ xích được sử dụng để đào mương, rãnh hoặc giao thông hào có chiều rộng rãnh từ 0,2¸3,6 m, chiều sâu từ 0,5¸8 m. Kiểu máy này có hình dáng rất đa dạng, độ lớn khác nhau,… Ưu điểm:

Trọng lượng, kích thước bộ công tác tương đối nhỏ nhưng lại đào được kênh mương, giao thông hào có chiều sâu lớn.

Nhược điểm: Hiệu suất thấp, xích gầu mau mòn.



*) Máy đào nhiều gầu đào dọc kiểu roto: Máy xúc nhiều gầu đào dọc kiểu roto về cơ bản có công dụng giống như máy xúc nhiều gầu đào kiểu xích như đào kênh, rãnh, giao thông hào. Máy này có đặc điểm là các gầu được lắp chặt trên vành gầu cứng tròn.

Hình 3-7. Máy đào nhiều gầu kiểu roto

Ưu điểm: so với máy đào nhiều gầu kiểu xích loại máy này có những ưu điểm sau: - Tốc độ cắt được nâng cao năng suất lớn - Năng lượng tiêu tốn cho quá trình đào rất nhỏ - Hiệu suất truyền động lớn: =0,8¸0,9 (hệ xích:=0,4¸0,6)

Nhược điểm: - Bộ công tác nặng nề, cồng kềnh, đường kính roto thường lớn hơn 1,5 lần chiều sâu rãnh đào.

e) Năng suất máy đào nhiều gầu đào dọc:

d1 t

tx

KQ 3600.B.H.v . .KK

[m3/h]

Trong đó: B - chiều rộng rãnh đào [m] H - chiều sâu rãnh đào [m] v1 - tốc độ di chuyển máy khi làm việc [m/s] Kd - hệ số làm đầy gầu Ktx - hệ số tơi xốp của đất Kt - hệ số sử dụng thời gian.

3.4. MÁY ĐẦM LÈN ĐẤT

3.4.1. Yêu cầu cơ bản của công tác đầm lèn và các yếu tố ảnh hưởng

a) Các yêu cầu cơ bản của công tác đầm lèn

- Đất sau khi được đào đắp dùng làm nền cho các công trình thường không đảm bảo độ bền chắc cần thiết, do đó cần phải đầm lèn hoặc tự nhiên hoặc nhân tạo. - Đầm lèn là quá trình làm thu nhỏ dần thể tích của các hạt đất (hay vật liệu) làm cho khe hở không khí giữa chúng mất đi, tổ chức của các hạt đất được sắp xếp và nén lại, độ bền của mặt nền tăng. Mặt khác, đầm lèn còn có tác dụng chống lún, chống thấm cho các công trình. - Chất lượng đầm lèn được xác định bởi 2 thông số quan trọng là tỷ trọng và mođun biến dạng. - Có 3 phương pháp cơ bản thường được dùng:



+ Đầm lèn bằng lực tĩnh (Hình 3-8.a): chủ yếu do trọng lượng bản thân máy đầm truyền qua quả lăn hay bánh xe xuống nền. Trong quá trình đầm lực tác dụng không thay đổi theo thời gian + Đầm lèn bằng lực động (Hình 3-8.b): đất hay vật liệu được đầm do động năng của quả đầm khi rơi. Lực tác dụng thay đổi theo chu kỳ. + Đầm lèn bằng lực rung động (Hình 3-8.c): bệ máy truyền cho nền một dao động, làm cho các hạt vật liệu chuyển động tương đối với nhau và liên kết chặt lại.

Hình 3-8. Các phương pháp đầm lèn *) Yêu cầu cơ bản của máy đầm lèn:

- Khi đầm nền đất cần độ chặt và độ đồng nhất (không phân lớp). - Khi đầm mặt công trình cần độ chặt và độ bằng phẳng.

b) Các yếu tố ảnh hưởng

- Độ ẩm (W%) là một chỉ tiêu quan trọng có ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng và hiệu quả đầm lèn. - Quá trình đầm được tiến hành với các độ ẩm khác nhau. Sau khi đầm xong đo độ chặt nén của nền. Từ đó ta có mối quan hệ tỷ trọng (độ chặt ) và độ ẩm WOPT gọi là đường cong đầm chuẩn. 3.4.2. Công dụng và phân loại máy đầm lèn

a) Công dụng

Các máy đầm lèn được sử dụng trong công việc gia cố nền móng và bề mặt công trình. Dưới tác động của lực đầm lèn, các phân tử trong hỗn hợp đất hoặc vật liệu sẽ được sắp xếp lại sát nhau hơn, tạo cho mặt nền có độ chắc theo yêu cầu. b) Phân loại

- Theo phương pháp làm việc người ta chia thành: + Máy đầm tĩnh: Lu bánh thép Lu bánh hơi Lu chân cừu Lu bánh cao su đặc + Máy đầm do lực động: Đầm rơi kiểu chống lăn Đầm rơi kiểu treo Đầm rơi do gẫy nổ

a) b) c)



+ Máy đầm rung động: Đầm bàn rung động Lu rung kiểu trống lăn có vấu và trơn - Theo mục đích sử dụng: + Nhóm máy đầm dùng cho việc đầm lèn đất và mặt công trình + Nhóm máy đầm dùng cho việc đầm mặt bêtông. 3.4.3. Máy đầm lèn tĩnh

*) Công dụng và phân loại

Công dụng: Máy đầm lèn loại này hoạt động với tốc độ thấp, dưới tác dụng lực, trọng lượng của máy đè xuống nền đất, độ chắc của đất dưới nền tăng lên tương ứng với lượt tác dụng. Qua mỗi lượt tác dụng cường độ biến dạng của đất dưới nền ngày càng giảm đi và tiến tới bằng không ở những lượt cuối cùng. Muốn nền tiếp tục cho nền biến dạng ta phải dùng máy đầm có trọng lượng lớn hơn. Phân loại: - Theo đặc điểm cấu tạo:

+ Lu bánh thép + Lu bánh hơi + Lu chân cừu + Lu bánh cao su đặc

- Theo khả năng di chuyển: + Loại tự hành + Loại không tự hành (kéo theo hoặc nửa kéo theo)

- Theo số lượng trục bánh: + Loại một trục + Loại dùng trục riêng (có nhiều đoạn trục)

1. Lu bánh cứng trơn (lu bánh thép)

Loại máy này được dùng để đầm lèn kết cấu bề mặt công trình (mặt đường ôtô). *) Sơ đồ cấu tạo:

Hình 3-9. Sơ đồ cấu tạo lu tĩnh bánh thép trơn

12

3

4 5 6

7

8

1 - § éng c¬ 7 - Khung l i - S¬ ®å c Êu t ¹ o m¸ y l u r u n g

1- Động cơ; 2- Cabin; 3- Thân máy; 4- Trống lu; 5- Cơ cấu làm sạch; 6- Khung lu; 7- Khung lái; 8- Xylanh lái.



*) Nguyên lý làm việc: Đặc điểm của loai máy này là hoạt động với tốc độ nhỏ, vì vậy để đạt hiệu quả đầm người ta thường cho máy di chuyển với tốc độ 1,5¸2,5 km/h ở lượt lu đầu và lượt cuối cùng, còn ở các lượt khác tốc độ máy có thể nhanh hơn. *) Nhược điểm:

- Chiều sâu ảnh hưởng nhỏ (15¸25 cm) - Năng suất thấp - Sức bám kém, cồng kềnh và nặng nề - Bề mặt sau khi đầm nhẵn mịn nên lớp đầm sau khó liên kết với lớp đầm trước.

2. Máy đầm bánh lốp (đầm bánh hơi)

Là loại máy đầm tĩnh được sử dụng rất phổ biến để đầm đất cũng như đầm kết cấu bề mặt công trình đường. Cơ cấu đầm lèn của loại này chính là bánh hơi của máy được lắp thành 1 hàng hoặc 2 hàng trên một trục hoặc hai trục. Đầm bánh hơi có thể là kiểu tự hành hoặc không tự hành. *) Ưu điểm:

- Điều chỉnh được áp lực đè lên nền dễ dàng nhờ thay đổi áp suất hơi trong bánh. - Tốc độ lu lèn lớn (30¸35 km/h) - Năng suất cao, chiều sâu ảnh hưởng tới 40¸45 cm - Cấu tạo đơn giản, vận chuyển dễ dàng, thuận tiện - Thích hợp với mọi loại nền đất.

*) Cấu tạo:

Hình 3-10. Lu tĩnh bánh lốp

3. Máy đầm chân cừu

Lu chân cừu là loại máy đầm dùng rất thích hợp cho việc đầm lèn đất. *) Ưu điểm:

- Chiều sâu ảnh hưởng lớn (so với lu bánh hơi) - Cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ - Năng suất cao, chất lượng đầm lèn tốt



- Nền đắp gồm nhiều lớp đầm riêng biệt chồng lên nhau nhưng vẫn đảm bảo được thống nhất, độ lèn chắc.

*) Nhược điểm: - Việc vận chuyển phiền phức - Máy chỉ làm việc thích ứng với loại đất rời có độ ẩm được quy định chặt chẽ - Tầng dưới được đầm lèn chặt, nhưng tầng trên bề mặt không chặt - Sức kéo đòi hỏi lớn do hệ số cản di chuyển lớn.

*) Cấu tạo:

Hình 3-11. Máy đầm chân cừu

- Lu chân cừu thường có cấu tạo dưới dạng không tự hành, gồm có một trống lăn trơn gá trên khung kéo. Tang trồng được bao quanh bằng những vành đai trên có gắn những vấu hình “chân cừu”. - Để hạn chế sự dính bám của đất vào vấu chân cừu, trên trống có lắp các tấm gạt đất theo chiều lăn của trống. - Các vấu chân cừu có nhiều hình dạng khác nhau tùy theo tính chất làm việc. 4. Năng suất máy đầm lèn tĩnh

Q L(B-A).HLv+ t

.n

.K t [m3/h]

Trong đó: L - chiều dài đợt đầm lèn [m] B - chiều rộng vệt đầm khi máy đi qua [m] A - chiều rộng trừ hao khi 2 vệt chồng lên nhau (A = 0,2 [m]) H - chiều sâu ảnh hưởng trung bình [m] v - vận tốc đầm lèn [m/h] t - thời gian máy quay đầu (t = 0,02 [h]) Kt - hệ số sử dụng thời gian n - số lần lu lèn tại một vị trí.

3.4.4. Máy đầm rung

1. Đầm bàn rung động

- Máy đầm lèn nhờ lực rung động rất có hiệu quả đối với đất rời kích thước các hòn đất tương đối khác nhau và lực liên kết giữa chúng có giá trị nhỏ (như: cát, sỏi, đá dăm nhỏ,…)



- Không thích hợp với loại đất dính và khô như đất sét. - Máy đầm bàn rung động có 2 kiểu:

+ Kiểu tự hành nhờ động cơ di chuyển hoặc nhờ lực ly tâm + Kiểu không tự hành.

*) Cấu tạo:

Hình 3-12. Đầm bàn rung động

2. Lu rung

*) Công dụng: - Trong công nghệ thi công hiện đại, lu rung được sử dụng rất phổ biến để đầm lèn nền móng và bề mặt công trình. So với lu tĩnh, lu rung có nhũng ưu điểm như chiều sâu ảnh hưởng đầm lèn lớn hơn hẳn, chúng rất thích hợp với các loại nền á cát, á sét, các loại vật liệu có tính chất hạt như đá dăm, sỏi, bêtông asphalt,... So với đầm bàn rung động, lu rung cho năng suất và tính chất cơ động cao hơn hẳn. *) Phân loại: - Theo khả năng di chuyển:

+ Lu rung tự hành + Lu rung không tự hành (kéo theo) + Lu rung nửa kéo theo

- Theo đặc điểm trống lăn: + Loại trống trơn + Loại trống có vấu

- Theo cấu tạo bộ di chuyển: + Loại di chuyển bánh lốp + Loại di chuyển bánh sắt + Loại di chuyển bánh xích

- Theo dạng truyền động: + Truyền động cơ khí + Truyền động thủy lực



*) Cấu tạo:

1

2

3456

7

89 10

Hình 3-13. Sơ đồ cấu tạo lu rung

1- Động cơ; 2- Cabin; 3- Chốt liên kết; 4- Bệ liên kết; 5- Đường dầu thủy lực; 6- Trống lu; 7- Khung lu; 8- Bộ gây rung; 9- Xylanh lái; 10- Bánh chủ động.

*) Nguyên lý làm việc: Lu rung thường có 2 bộ phận cơ bản: máy cơ sở và bộ phận công tác - Động cơ (1) dẫn động bơm thủy lực cung cấp dầu cao áp thông qua đường dầu (5) làm động cơ thủy lực (8) hoạt động dẫn động bánh lệch tâm nằm bên trong trống lu quay, nhờ đó trống lu (6) rung với tần số nhất định. - Trong quá trình làm việc để lái máy lu chúng ta điều khiển 2 xi lanh lái (9). Máy đầm rung động có chiều sâu ảnh hưởng lớn, gồm có:

+ Máy đầm rung có bánh trơn nhẵn được sử dụng để đầm bề mặt công trình hoặc nền có tính chất hạt.

+ Máy đầm rung chân cừu được dùng để đầm đất á sét. 3. Năng suất máy đầm rung động

t(B b).v.h.TQ .K

m-

[m3/ca]

Trong đó: B - chiều rộng vệt đầm [m] b - chiều rộng trừ hao khi 2 vệt đầm trùng nhau; b = 0,1¸0,15 [m] v - tốc độ di chuyển trung bình cúa máy [m/h] h - chiều sâu ảnh hưởng [m] T - thời gian làm việc 1 máy trong 1 ca [h/ca] m - số lần đầm lền tại 1 vị trí Kt - hệ số sử dụng thời gian máy.



CHƯƠNG 4: MÁY VÀ THIẾT BỊ GIA CÔNG ĐÁ

4.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY VÀ THIẾT BỊ GIA CÔNG ĐÁ

Đá là một trong những vật liệu xây dựng được sử dụng nhiều trong các công trình xây dựng dân dụng, xây dựng công nghiệp và giao thông. Ví dụ: để rải mặt đường sắt, xây dựng đường ôtô hoặc để sản xuất bêtông, xây dựng các công trình cần phải sử dụng một số lượng lớn vật liệu đá như: đá hộc, đá dăm, đá cuội sỏi, đá mạt và bột đá,... Đá cung cấp cho công trình xây dựng cần phải đảm bảo cường độ, kích thước và được làm sạch,…Vậy đá sau khi khai thác ở mỏ, trước khi đưa vào sử dụng cần phải tiến hành gia công theo 3 bước sau: nghiền đá vỡ, sàng và phân loại đá thành kích cỡ khác nhau, rửa đá và làm sạch tạp chất. Máy và thiết bị gia công đá được chia thành 3 nhóm:

- Nhóm máy nghiền đá - Nhóm máy sàng phân loại đá - Nhóm máy rửa và làm sạch tạp chất

Ngoài ra, để tăng năng suất, tiện lợi trong khi thi công khai thác, người ta dùng tổ hợp máy gọi là máy nghiền sàng liên hợp. 4.2. MÁY VÀ THIẾT BỊ NGHIỀN ĐÁ


*) Công dụng: Nghiền đá là quá trình gia công nhằm biến đổi đá cỡ lớn thành cỡ nhỏ hơn. Quá

trình gia công này không phải tiến hành ngay một lần là xong mà cần phải làm qua nhiều lần với

nhiều công đoạn khác nhau để đạt chất lượng sản phẩm sao cho đông đều.

Đại lượng đặc trưng cho quá trình nghiền là tỷ số nghiền: Did

với D - đường kính đá trước khi nghiền [mm] d - đường kính đá sau khi nghiền [mm] i - tỷ số nghiền (phụ thuộc vào loại máy và tính chất vật liệu nghiền). *) Phân loại

- Theo cấu tạo người ta chia thành: + Máy nghiền kiểu má + Máy nghiền kiểu nón + Máy nghiền kiểu trục + Máy nghiền kiểu va đập + Máy nghiền kiểu tán + Máy nghiền kiểu bi

- Theo Nguyên lý làm việc: + Máy nghiền chu kỳ + Máy nghiền liên tục



- Theo đường kính viên đá trước và sau khi nghiền: Hình thức nghiền Đ/k đá trước khi nghiền

D (mm) Đ/k đá sau khi nghiền

d (mm) Nghiền sơ bộ (thô) 500 - 1200 100 - 300

Nghiền vừa 100 - 500 40 - 100 Nghiền nhỏ 20 - 100 10 - 40 Nghiền bột 3 - 20 0,1 - 5

- Theo phương pháp nghiền chia làm 4 phương pháp:

Thực tế để nâng cao hiệu quả nghiền đá người ta có kết hợp các phương pháp trên với nhau 4.2.2. Các loại máy nghiền đá chu kỳ (máy nghiền má)

Máy nghiền chu kỳ dùng để nghiền thô và nghiền vừa các loại đá có độ bền trung bình và cao 1- Máy nghiền má có chuyển động lắc đơn giản


Hình 4-1. Sơ đồ cấu tạo máy nghiền má có chuyển động lắc đơn giản *) Nguyên lý làm việc: Động cơ truyền chuyển động qua các bộ truyền làm trục lệch tâm (8) quay, khi đó mà nghiền di động (2) sẽ dao động giống con lắc đơn quay quanh trục treo (12). Trong nửa vòng quay thứ nhất của trục lệch tâm, đá trong khoang nghiền được ép vỡ do má nghiền di động tiến lại gần má cố định. Ở nửa vòng sau má nghiền di động lùi ra xa má cố định, đá được xả ra ngoài. Cơ cấu điều

Ép vỡ Chẻ vỡ Đập vỡ Nghiền vỡ

65432

8

10

1

11 7

912

1- Má nghiền cố định; 2- Má nghiền di động; 3- Thanh đẩy; 4- Thanh giằng; 5- Cơ cấu nêm; 6- Lò xo; 7- Cơ cấu điều chỉnh của xả; 8- Trục lệch tâm; 9- Bánh đà; 10- Thân máy; 11- Thanh biên; 12- Trục treo



chỉnh (7) dạng nêm để điều chỉnh khe hở của cửa xả đá, thanh giằng (4) và lò xo (6) giúp má nghiền (2) làm việc êm. 2- Máy nghiền kiểu má có chuyển động lắc phức tạp

*) Cấu tạo:

Hình 4-2. Sơ đồ cấu tạo máy nghiền má có chuyển động lắc phức tạp 1- Má nghiền cố định; 2- Mà nghiền di động; 3- Thanh đẩy; 4- Thanh giằng; 5- Cơ cấu nêm;

6- Lò xo hồi vị; 7- Trục vít điều chỉnh; 8- Trục lệch tâm; 9- Bánh đà; 10- Thân máy; 11- Bộ truyền đai; 12- Động cơ.

*) Nguyên lý làm việc: Động cơ (12) quay thông qua bộ truyền đai (11) làm trục lệch tâm (8) quay. Khi trục lệch tâm quay làm cho má nghiền di động (2) có chuyển động lắc phức tạp (vừa ép đồng thời vừa miết vỡ đá), Trong nửa vòng quay thứ nhất của trục lệch tâm, má nghiền di động (2) tiến lại gần má nghiền cố định (1) đá trong khoang nghiền được nghiền vỡ, ở nửa vòng sau má nghiền di động lùi ra xa đá được xả ra ngoài, do đó mà đá được nghiền và xả theo chu kỳ. Cơ cấu điều chỉnh (7) dạng nêm để điều chỉnh khe hở của cửa xả đá, thanh giằng (4) và lò xo (6) giúp má nghiền (2) làm việc êm. 3- Năng suất máy nghiền đá chu kỳ

VQ 3600. .T

[m3/h]

Hoặc Q 60.V.n.K tx .K t [m3/h]

Trong đó: V - thể tích đá được xả từ buồng nghiền sau 1 chu kỳ [m3] V = F.L

F - diện tích mặt cắt khối đá theo chiều xả [m2]

12

11

1

2 8

S¬ ®å c Êu t ¹ o m¸ y n g h iÒn m¸ c ã c h uy Ón ®é n g l ¾c ph øc t ¹ p

210

6543

1

9

8

7



(e s e)h (2e s) sF .2 2 tg

+ + +

- góc ngoạm đá; e- chiều rộng miệng xả đá h - chiều cao khối đá; s- hành trình của má nghiền

L - chiều dài của buồng nghiền [m] n - tốc độ quay của trục lệch tâm [v/p] Ktx - hệ số đặc trưng cho độ tơi xốp của đá (Ktx=0,3 ¸ 0,7) Kt - hệ số sử dụng thời gian - hệ số tơi xốp của vật liệu nghiền T - thời gian 1 chu kỳ dao động [s].

4.2.3. Các loại máy nghiền liên tục

1- Máy nghiền nón

a) Máy nghiền nón cao *) Cấu tạo: trục nón nghiền được treo lên ở đỉnh cối nghiền, phía dưới trục nón đặt nghiêng một góc = 2¸3 độ. Máy được dùng để nghiền các loại đá rắn và giòn

Hình 4-3. Sơ đồ cấu tạo máy nghiền nón cao 1- Động cơ; 2- Bộ truyền đai; 3- Bộ truyền bánh răng nón; 4- Ổ đỡ; 5- Bạc lệch tâm;

6- Nón nghiền cố định; 7- Cửa nạp vật liệu; 8- Ổ treo; 9- Nón nghiền di động *) Nguyên lý làm việc: Khi động cơ (1) hoạt động thông qua bộ truyền đai (2) và bộ truyền bánh răng nón (3) làm bạc lệch tâm (5) quay. Khi bạc lót lệch tâm (5) quay làm nón nghiền di động (9) vừa chuyển động quay vừa chuyển lắc để thực hiện đồng thời quá trình nghiền đá và xả đá một cách liên tục.

e s

ho

2

1

3 4

5

6

7 8

9



b) Máy nghiền nón thấp *) Cấu tạo:

Hình 4-4. Sơ đồ cấu tạo máy nghiền nón thấp 1- Động cơ; 2- Bộ truyền đai; 3- Bộ truyền bánh răng côn; 4- Ổ đỡ; 5- Bạc lệch tâm;

6- Gối đỡ lòng cầu; 7- Nón nghiền cố định; 8- Nón nghiền di động *) Nguyên lý làm việc: Máy nghiền nón thấp làm việc có tính chất liên tục, trong khoang nghiền luôn luôn tồn tại 2 vùng, vùng nghiền và vùng xả sản phẩm.Khi nguồn động lực từ động cơ qua bộ truyêng đai (2) và bánh răng nón (3) sẽ làm bạc lệch tâm (5) quay. Bạc lệch tâm (5) làm nón nghiền di động (8) sẽ vừa chuyển động quay vừa chuyển động lắc và thực hiện quá trình nghiền, xả đá. c) Năng suất của máy nghiền côn

Q = 60.V.n.Ktx.Kt [m3/h] Trong đó

n - tốc độ quay của bạc lêch tâm [v/p] Ktx - hệ số tơi xốp của vật liệu nghiền Ktx =0,3¸0,7 Kt - hệ số sử dụng thời gian V - thể tích khối đá được xả ra sau 1 vòng quay của nón

V= F.Da.p [m3] Da - đường kính trung bình của khe xả [m] F - diện tích tiết diện hình vành khăn của khối đá được xả ra sau mỗi chu kỳ [m2]

(e e 2r).hF (e r).h2

+ + +

Da

h

e s s1 2

2rs2 s1

1

2

3

4

5

6

7

8



1 11 2 1 2

2 2

1 2

s h.tg s s h(tg tg ) 2.rs h.tg2rh

(tg tg )

Þ + +

Þ +

e - chiều rộng khe xả [m] r - bán kính lệch tâm [m] h - chiều cao tiết diện khối đá [m].

2- Máy nghiền va đập (búa máy đập đá)

*) Công dụng: máy nghiền va đập hay còn gọi là búa máy đập đá dùng để nghiền nhỏ và nghiền trung bình các loại đá mềm và không dính như đá vôi, xỉ lò,… Búa máy đập đá không dùng để nghiền đá dính hoặc vật liệu dính, mềm vì chúng bết vào đầu búa làm cho các cơ cấu của máy không hoạt động được. Trong búa đập đá, sự va đập giữa các búa lắp trên trục quay tác dụng với đá làm cho đá bị vỡ ra. *) Phân loại: - Theo phương pháp liên kết của búa với roto:

+ Máy nghiền va đập kiểu roto + Máy nghiền va đập kiểu búa

- Theo số lượng roto người ta chia thành: + Búa 1 roto + Búa 2 roto + Búa nhiều roto

- Theo số vòng quay của roto trong 1 phút: + Nghiền với số vòng quay định mức: 300¸1900 v/p + Nghiền với số vòng quay tăng: 375¸2400 v/p + Nghiền với số vòng quay cực nhanh: 500¸3000 v/p

a) Máy nghiền va đập kiểu rôto *) Cấu tạo:

Hình 4-5. Cấu tạo máy nghiền va đập kiểu rôto 1- Thân dưới của máy; 2- Thân trên; 3- Tấm lót; 4- Cửa nạp vật liệu; 5- Xích chắn đá;

6- Tấm phản hồi; 7- Cơ cấu an toàn; 8- Sàng; 9- Rôto;10- Búa; 11- Trục



*) Nguyên lý làm việc: Động cơ hoạt động thông qua bộ truyền làm trục (11) quay kéo theo các búa (10) được gắn đàn hồi trên roto (9) quay. Đá từ cửa nạp (4) được nạp vào khoang nghiền sẽ gặp đầu búa đang quay với vận tốc lớn và bị hất va đập vào tấm phản hồi (6) nhờ đó mà đá bị vỡ. Khi kích thước của đá nhỏ hơn kích thước lỗ sàng đá sẽ lọt ra ngoài, còn lại những viên đá có kích thước lớn hơn tiếp tục được đầu búa hất va đập vào thành máy và các tấm phản hồi. b) Máy nghiền va đập kiểu búa *) Cấu tạo:

Hình 4-6. Cấu tạo máy nghiền va đập kiểu búa

1- Thân dưới; 2- Thân trên; 3- Tấm lót; 4- Cửa nạp vật liệu; 5- Xích chắn đá; 6- Tấm phản hồi; 7- Cơ cấu an toàn; 8- Sàng; 9- Búa; 10- Roto; 11- Bệ sàng; 12- Bộ truyền đai.

*) Nguyên lý lànm việc: Tương tự như máy nghiền kiểu roto c) Năng suất máy nghiền kiểu va đập (xác định theo công thức kinh nghiệm)

1,5r r

b0,35 0,5b

L .DQ 480. .kv .z

[m3/h]

Trong đó: Lr - chiều dài của roto (m) Dr - đương kính của roto (m) Vb - vận tốc của búa z - số dãy đầu búa Kb - hệ số kể tới vị trí đặt các tấm lót đàn hồi (Kb = 1,3¸5,2)

3- Máy nghiền trục (máy ép)

*) Công dụng: máy nghiền trục dùng để nghiền vỡ vật liệu có độ bền trung bình (n=80MN/m2) như vôi, đá hoa cương, đát sét chịu lửa, đất mỏ lộ thiên,… Chúng được dùng rộng rãi trong các trạm nghiền sàng và trong dây truyền công nghệ sản xuất ximăng.



Tỷ số nghiền: + Khi nghiền các loại vật liệu có độ bền trung bình i = 4 + Khi nghiền các loại vật liệu giòn, bở i = 5

*) Phân loại: - Theo kết cấu máy nghiền trục được chia thành: + Loại có 2 trục cán cố định: loại này do trục cán không xê dịch được nên khi cán phải các loại vật liệu rắn dễ hỏng trục nghiền. Vì vậy, loại máy này chỉ dùng để nghiền các loại vật liệu mềm như thạch cao, đất sét khô,… + Loại có 1 trục cán di động: một trục tang nghiền đặt trên ổ đỡ di động, được giữ bằng lò xo, khi cán phải đá rắn nó sẽ đẩy trục lùi ra và rơi xuống, nhờ đó mà trục không bị hư hỏng. Loại này được dùng phổ biến. + Loại 2 trục di động: trục của 2 tang nghiền đều được đặt ở trên ổ đỡ di động. Máy nghiền trục một trục di động *) Cấu tạo:

Hình 4-7. Sơ đồ cấu tạo máy nghiền trục một trục di động 1- Động cơ; 2- Bộ truyền đai; 3- Cặp bánh răng ăn khớp; 4- Ổ đỡ cố định;

5- Cặp bánh răng đặc biệt; 6- Ổ đỡ di động; 7- Lò xo; 8- Đai ốc điều chỉnh; 9- Tang nghiền di động; 10- Tang nghiền cố định

*) Nguyên lý làm việc: - Động cơ (1) hoạt động qua bộ truyền đai (2) sẽ truyền lực tới làm quay cặp bánh răng (3) và tang nghiền cố định (10), nhờ cặp bánh răng (5) làm tang nghiền di động (9) quay theo để thực hiện việc nghiền đá. Muốn điều chỉnh khe hở giữa hai ống cán hoặc giải quyết hiện tượng kẹt đá trong khoang nghiền ta chỉ cần xoay đai ốc (8) để vặn chặt hay nới lỏng lò xo (7).

89

c h ó t h Ýc h

1 - §éng c¬ 2 - Bé truyÒn ®éng ®ai3 - CÆp b¸ nh r¨ ng ¨ n khí p 4 - æ ®ì cè ®Þnh5 - CÆp b¸ nh r¨ ng ®Æc biÖt6 - æ ®ì di ®éng7 - Lß xo8 - §ai èc ®iÒu chØnh9 - Tang nghiÒn di ®éng

5

7

10

4

6

2

1 3



*) Năng suất của máy nghiền trục: - Trường hợp máy cán đá có hai trục cố định:

Q = 3600.v.F.K [m3/h] Trong đó:

v - vận tốc tiếp tuyến của trục nghiền [m/s]

D .n.Dv .2 60

p [m/s]

D - đường kính trục nghiền [m] n - tốc độ quay của trục nghiền [v/p]

F - tiết diện khối đá rơi xuống [m2] F = 2e.L [m2]

2e - khe hở giữa hai trục nghiền [m] L - chiều dài trục nghiền [m]

K - hệ số kể tới độ rỗng của vật liệu và tính đến mức sử dụng chiều dài của trục: + vật liệu rắn K = 0,2¸0,3 + vật liệu dẻo, dính K = 0,4¸0,6

.n.DQ 3600. .2e.L.K60p

Þ Q 188,4.n.D.2e.L.KÞ [m3/h]

- Trường hợp máy cán đá có một trục di động: .n.DQ 3600. .(2e a).L.K60p

+

a - độ dịch chuyển của trục nghiền ea2

.n.D eQ 3600. .(2e ).L.K60 2p

Þ + Q 235,6.n.D.2e.L.KÞ [m3/h]

4.3. MÁY VÀ THIẾT BỊ SÀNG ĐÁ


*) Công dụng: máy sàng dùng để phân loại vật liệu thành từng nhóm có kích thước trong phạm vi nhất định và để loại bỏ các cỡ không hợp quy cách. Trong quá trình sàng có thể kết hợp với việc phun rửa vật liệu. - Bộ phận chủ yếu của máy sàng gồm mặt sàng và cơ cấu dẫn động. - Mặt sàng có thể chế tạo bằng cách đan, hàn từ các sợi thép hoặc đục lỗ các tấm thép. - Mặt sàng có thể bố trí liên tiếp, song song, hoặc hỗn hợp và mặt sàng có thể đặt ngang, nghiêng hoặc cuộn thành ống. *) Phân loại: - Theo tính chất chuyển động của mặt sàng người ta chia thành:

+ Mặt sàng cố định + Mặt sàng chuyển động

D

e2

n



1 - § «ng c¬ 8 - Hép sµng 2 - Bé truyÒn ®ai 5 - Cæ trôc 3 - B¸ nh ®èi träng 7 - Gi¶m chÊn lß xo 4,6 - MÆt sµng

- S¬ ®å c Êu t ¹ o m¸ y s µn g l ¾c l Öc h t ©m1

3

73

2

1

2

8

6

45

- Theo hình dáng mặt sàng + Máy sàng có mặt sàng phẳng + Máy sàng có mặt sàng cong

- Theo đặc tính chuyển động của mặt sàng máy sàng phẳng: + Máy sàng rung + Máy sàng lắc

- Theo cách bố trí mặt sàng + Máy sàng bố trí mặt sàng nối tiếp + Máy sàng bố trí mặt sàng song song + Máy sàng bố trí mặt sàng hỗn hợp

4.3.2. Máy sàng lắc lệch tâm

*) Cấu tạo:

Hình 4-8. Sơ đồ cấu tạo máy sàng lắc lệch tâm 1- Động cơ; 2- Bộ truyền đai; 3- Bánh đối trọng; 4, 6- Mặt sàng; 5- Trục lệch tâm;

7- Giảm chấn lò xo; 8- Hộp sàng *) Nguyên lý làm việc: Trục lệch tâm (5) nhận chuyển động quay từ động cơ (1) truyền tới qua bộ truyền đai (2). Khi trục lệch tâm quay, hộp sàng cùng với mặt sàng và vật liệu trên mặt sàng sẽ dao động theo quỹ đạo với biên độ nhất định. *) Năng suất của máy sàng lắc:

Q=3600.B.h.v.C1.C2.C3 [m3/h] Trong đó:

B - chiều rộng của sàng [m] h - chiều dầy trung bình của lớp vật liệu [m] v - vận tốc vận chuyển lý thuyết [m/s] C1 - hệ số kể đến sự va đập và sự trượt giữa vật liệu và sàng C2 - hệ số phụ thuộc vào đặc tính của vật liệu cần vận chuyển



1

2

3

4

5

6

7

8

9

S¬ ®å cÊu t¹ o m¸ y sµng rung cã huí ng

1 - Bé truyÒn ®ai 7 - Hép sµng

c h ó t h Ýc h 10

C2=0,8¸0,9 nếu là vật liệu ướt, dính C2=0,9¸1,0 nếu là vật liệu khô dạng hạt

C3 - hệ số phụ thuộc vào chiều dầy lớp vật liệu. 4.3.3. Máy sàng rung

1- Máy sàng rung vô hướng

*) Cấu tạo:

Hình 4-9. Sơ đồ cấu tạo máy sàng rung vô hướng 1- Động cơ; 2- Bộ truyền đai; 3- Bánh lệch tâm; 4- Trục lệch tâm; 5, 6- Mặt sàng;

7- Hộp sàng; 8- Các lò xo giảm chấn *) Nguyên lý làm việc: - Động cơ (1) quay qua bộ truyền đai (2) làm quay trục (4). Trên trục (4) có gắn các bánh lệch tâm (3). Khi các bánh lệch tâm (3) quay sẽ tạo ra lực ly tâm làm cả hộp sàng, mặt sàng rung để sàng vật liệu. - Khi làm việc, quỹ đạo dao động của vật liệu có thể là dạng tròn hoặc elíp tùy thuộc vào vị trí bánh lệch tâm và hộp sàng. 2- Máy sàng rung có hướng

*) Cấu tạo

Hình 4-10. Sơ đồ cấu tạo máy sàng rung có hướng 1- Bộ truyền đai; 2- Bánh lệch tâm; 3- Bộ truyền bánh răng; 4- Vỏ che; 5- Khung đỡ;

6- Giảm chấn lò xo; 7- Hộp sàng; 8- Mặt sàng; 9- Bộ gây rung; 10- Động cơ

8

7 1 - § «ng c¬ 7 - Hép sµng 2 - Bé truyÒn ®ai 3 - B¸ nh lÖch t©m 4 - Trô lÖch t©m 5,6 - MÆt sµng 8 - Gi¶m chÊn lß xo

3

1

2 6

2

1

4

5

3



*) Nguyên lý làm việc: - Nguồn động lực từ động cơ (10) thông qua bộ truyền đai (1) sẽ dẫn động bộ gây rung (9), bộ gây rung bao gồm các bánh lệch tâm đặt song song, khi làm việc sẽ tạo ra lực rung động theo phương vuông góc với đường nối tâm của 2 bánh lệch tâm. - Phương của lực gây rung thường được đặt nghiêng 1 góc α so với phương của mặt sàng, khi rung động các hạt vật liệu sẽ được sắp xếp theo một trật tự nhất định nên năng suất và hiệu quả sàng sẽ cao hơn. - Hệ thống giảm chấn (6) giúp cho máy sàng giảm chấn động xuống nền. 3- Năng suất của máy sàng rung

Q=q.F.K1.K2.K3.m [m3/h] Trong đó:

q - năng suất riêng [m3/m2.h] (Phụ thuộc vào kích thước lỗ sàng- tra bảng) F - diện tích mặt sàng [m2] K1 - hệ số kể tới góc nghiêng sàng (góc nghiêng sàng: 9o¸24o -> K1=0,45¸1,54) K2 - hệ số kể tới lượng vật liệu có kích cỡ nhỏ hơn mắt sàng chứa trong vật liệu K3 - hệ số kể tới lượng vật liệu có kích cỡ nhỏ hơn 1/2 mắt sàng chứa trong vật liệu m - hệ số phụ thuộc vào loại máy và loại vật liệu đem sàng

+ sàng cuội sỏi m=0,6 + sàng đá dăm m=0,5.

4.3.4. Máy sàng ống (máy sàng quay)

- Máy sàng ống là loại máy sàng có mặt sàng ống có mặt sàng cuốn thành ống, thường dùng để sàng sỏi, cát. Ưu điểm:

+ Sàng kết hợp với công tác rửa đá + Mặt sàng có kết cấu bền chắc, ít bị tắc mặt sàng

Nhược điểm: + Do diện tích hữu hiệu để sàng chỉ chiếm 1/6 diện tích toàn bộ mặt sàng nên cho năng suất thấp + Trọng lượng nặng.

*) Cấu tạo:

Hình 4-11. Máy sàng ống



- Ống sàng thường được đặt nghiêng một góc 3¸7 độ - Ống sàng thường gồm 2 hoặc 3 đoạn với 3 loại mắt sàng khác nhau: 6; 25; 50mm *) Năng suất của máy sàng ống:

Q = 3600.F.V.Ktx [m3/h] Trong đó:

F- diện tích tiết diện ngang của vật liệu trong ống sàng [m2] 3F 1,9. R.h

R- bán kính ống sàng [m] h- chiều dày lớp vật liệu [m]. Để đảm bảo chất lượng sàng, chiều dày h không được lớn hơn 2 lần kích thước lớn nhất của hạt vật liệu sàng.

V- vận tốc di chuyển của hạt vật liệu dọc ống sàng [m/s] .n.RV .tg(2 ) 0,105.R.n.tg(2 )30p

n- tốc độ quay của ống sàng [vg/ph] 8 14nR R

¸

- góc nghiêng của ống sàng [độ] Ktx- hệ số tơi xốp của vật liệu sàng

Thay các giá trị vào ta có: 3 3

txQ 718.n.tg(2 ).K . R h [m3/h]

4.4. TRẠM NGHIỀN SÀNG ĐÁ

4.4.1. Giới thiệu chung:

- Trạm nghiền sàng đá là một tập hợp các máy nghiền, máy sàng đá và một số thiết bị phụ trợ khác được bố trí làm việc phối hợp hợp lý để cho những sản phẩm có kích cỡ và khối lượng theo yêu cầu. - Trạm thường được bố trí theo 2 hoặc 3 công đoạn để đá được nghiền 2 hoặc 3 lần - Sơ đồ công nghệ của các trạm nghiền sàng có thể được bố trí theo chu trình kín hoăch hở.



4.4.2. Sơ đồ công nghệ của trạm nghiền sàng đá

Hình 4-12. Sơ đồ công nghệ của trạm nghiền sàng đá 1- Máy nghiền má; 2- Băng tải; 3- Máy nghiền nón; 4- Máy sàng; 5- Máy nghiền trục

Nguyên lý làm việc: Vật liệu được cấp vào máy nghiền má (1) nhờ băng tấm, ở đây đá có đường kính lớn được nghiền ra nhỏ hơn, một phần đá bị vỡ nhỏ sẽ được máy sàng phân loại và vận chuyển ra ngoài nhờ băng tải, phần lớn còn lại sẽ lại tiếp tục được đưa vào máy nghiền má để nghiền nhỏ hơn. Sau khi qua máy nghiền má đá tiếp tục được vận chuyển trên băng tải (2) rồi được đưa vào máy nghiền nón (3), ở đây đá sẽ được tiếp tục nghiền nhỏ hơn nữa. Đá được xả ra từ máy nghiền nón (3) lại được băng tải vận chuyển tới máy sàng phân loại (4), máy sàng (4) gồm 2 mặt sàng để phân loại đá thành ba nhóm kích cỡ, nhóm đá có đường kính nhỏ sẽ rơi xuống dưới cùng và được băng tải vận chuyển thành đống, nhóm đá có kích cỡ lớn sẽ nằm ở mặt sàng trên cùng sẽ được đưa trở lại máy nghiền nón (3) để nghiền nhỏ hơn, còn nhóm đá có kích cỡ trung bình sẽ được đưa tới máy các máy nghiền trục (5) để nghiền tiếp.

1

3

4

5

2



CHƯƠNG 5: MÁY VÀ THIẾT BỊ SẢN XUẤT BÊTÔNG

Ngày nay các công trình xây dựng dân dụng, các công trình xây dựng công nghiệp thường được xây dựng bằng bêtông và bêtông cốt thép vì vật liệu này có tính bền vững, mỹ quan và phòng chống cháy nổ tốt. Máy và thiết bị tham gia vào công tác bêtông có rất nhiều chủng loại khác nhau, theo công dụng người ta chia thành các nhóm máy chính sau:

- Nhóm máy trộn bêtông - Nhóm máy vận chuyển bêtông - Nhóm máy đầm lèn - Nhóm máy gia công cốt thép

5.1. MÁY VÀ THIẾT BỊ TRỘN BÊTÔNG XI MĂNG


*) Công dụng: máy trộn bêtông dùng để tạo ra bêtông đồng nhất từ hỗn hợp các cốt liệu được định lượng theo hàm lượng cấp phối xác định. *) Phân loại: - Theo phương pháp trộn

+ Máy trộn tự do (Hình 5-1.a): các cánh trộn được gắn trực tiếp vào thùng trộn, khi thùng trộn quay các cánh trộn sẽ quay theo để trộn các cốt liệu tạo thành hỗn hợp bêtông. Loại này có cấu tạo đơn giản, tiêu hao năng lượng ít, nhưng thời gian trộn lâu, chất lượng hỗn hợp không tốt. + Máy trộn cưỡng bức (Hình 5-1.b, c, d): loại máy này có thùng trộn cố định còn trục trộn trên có gắn các cánh trộn, khi trục quay cánh trộn khuấy đều hỗn hợp bêtông. Hỗn hợp bêtông có chất lượng tốt và đồng đều nhưng loại náy có kết cấu phức tạp, năng lượng tiêu hao lớn.

Hình 5-1. Các phương pháp trộn bêtông

1- Thùng trộn; 2- Cánh trộn - Theo phương pháp đổ bêtông ra khỏi thùng người ta chia thành:

Hình 5-2. Các phương pháp đổ bêtông ra khỏi thùng

1- Thùng trộn; 2- Máng đổ; 3- Nắp thùng



+ Đổ bằng cách lật thùng (Hình 5-2.a): thường được lật úp xuống, bêtông tự chảy ra. Chỉ thích hợp cho loại có dung tích thùng nhỏ hơn 250 lít. + Đổ bằng máng hứng(Hình 5-2.b): khi muốn lấy BTXM ra ta đưa máng vào, thùng trộn sẽ đổ bêtông vào máng. Phương pháp này đổ chậm và không triệt để, thường dùng với loại thùng có dung tích 450- 1000lít. + Đổ bằng cách nghiêng và quay thùng(Hình 5-2.c): khi thùng được nghiêng và quay bêtông sẽ được chảy ra ngoài. Loại này thường có dung tích thùng 1000lít + Đổ bằng cách quay thùng ngược với chiều quay ban đầu: các cánh trộn sẽ đẩy bêtông ra khỏi thùng khi thùng quay ngược, thường áp dụng với các xe vận chuyển BTXM.

- Theo chế độ làm việc: + Máy trộn chu kỳ: quá trình đưa cốt liệu và dỡ sản phẩm theo từng mẻ. Khống chế được thời gian trộn, hỗn hợp bêtông tốt. + Máy trộn liên tục: quá trình đưa cốt liệu và dỡ sản phẩm được tiến hành liên tục. Năng suất trộn cao nhưng khó kiểm tra được chất lượng trộn, ít sử dụng.

- Theo hình dáng thùng: + Máy trộn bêtông hình nón cụt + Máy trộn bêtông hình trụ + Máy trộn bêtông hình quả tram

- Theo khả năng di chuyển của máy + Máy trộn bêtông cố định + Máy trộn bêtông di động

5.1.2. Máy trộn bêtông kiểu tự do, làm việc chu kỳ

1- Máy trộn hình nón cụt


Hình 5-3. Sơ đồ cấu tạo máy trộn hình nón cụt

1- Động cơ; 2- Hộp giảm tốc; 3- Khung lật thùng; 4- Cáp thép; 5- Phễu cấp liệu; 6- Vô lăng quay thùng; 7- Bộ truyền bánh răng; 8- Thùng trộn; 9- Phanh ma sát; 10- Trục; 11- Puly; 12- Ly hợp 13- Bộ truyền xích; 14- Bộ truyền bánh răng côn

14

13

1211 10

9

8

7

6

5

4

321

15



*) Nguyên lý làm việc: - Quá trình nạp vật liệu: động cơ (1) hoạt động thông qua hộp giảm tốc (2) làm quay bộ truyền xích (13) hoạt động, lúc đầu khi chưa đóng ly hợp (12) đĩa xích sẽ quay trơng trên trục (10). Khi cần cấp liệu ta tác động vào tay gạt để đóng ly hợp (12), đồng thời nhả phanh (9) để trục (10) quay kéo cáp cùng phễu cấp liệu (5) lên đổ vật liệu vào thùng. - Quá trình trộn: động cơ (1) quay thông qua hộp giảm tốc (2) truyền chuyển động đến cặp bánh răng côn (14). Khi cặp bánh răng côn quay sẽ làm quay thùng trộn để hòa trộn vật liệu. - Quá trình dỡ liệu: để quay nghiêng thùng trộn khi cấp liệu, trộn và dỡ sản phẩm người ta quay vôlăng (6). - Quá trình dỡ sản phẩm ra khỏi thùng bằng phương pháp lật thùng nên đổ tương đối sạch, nhưng quá trình nghiêng thùng cần lực lớn. Vì vậy chỉ dùng cho máy trộn có dung tích thùng nhỏ. 2- Máy trộn hình quả trám

- Loại máy trộn này thường có dung tích thùng tương đối lớn - Thành phần cốt liệu được nạp vào thùng nhờ cơ cấu kéo nâng gầu tiếp liệu như trong máy trộn nón cụt - Các cánh trộn được bố trí trong thùng trộn có góc nghiêng 30¸60o - Các cơ cấu dẫn động quay thùng trộn, cấp liệu và quay nghiêng thùng để dỡ sản phẩm hoạt động độc lập và do từng động cơ đảm nhiệm - Cơ cấu nghiêng để dỡ sản phẩm có thể dùng hệ thống thủy lực hoặc hệ thống hơi ép

Hình 5-4. Sơ đồ cấu tạo máy trộn hình nón cụt Sơ đồ của máy trộn bêtông có điều khiển nghiêng lật thùng bằng truyền động thủy lực

1- Động cơ;

2- Hộp giảm tốc;

3- Cửa nạp vật liệu;

4- Thùng trộn;

5- Vành răng dẫn động

thùng trộn;

6- Cửa xả;

7- Xylanh nghiêng thùng.



3- Máy trộn hình trụ


Hình 5-5. Sơ đồ cấu tạo máy trộn hình trụ *) Nguyên lý làm việc: - Quá trình cấp liệu: sử dụng phễu cấp liệu. - Quá trình trộn: động cơ (1) quay truyền chuyển động qua hộp giảm tốc làm quay bánh răng nhỏ (4). Bánh răng nhỏ (4) ăn khớp với vành răng lớn (6) nên thùng trộn có gắn các cánh quay sẽ trộn vật liệu. - Quá trình dỡ liệu: để dỡ vật liệu ra ta hạ máng dỡ liệu (9) xuống, khi đó các cánh trộn sẽ múc vật liệu vào máng để đưa ra ngoài. Do dỡ liệu bằng máng nên quá trình dỡ liệu chậm và không triệt để. 5.1.3. Máy trộn bêtông kiểu cưỡng bức, làm việc chu kỳ

1- Máy trộn cưỡng bức trục thẳng đứng


11 109

8

7

65

4

3

2

1

12

Hình 5-6. Sơ đồ cấu tạo máy trộn cưỡng bức trục thẳng đứng

1- Cửa nạp vật liệu; 2- Ống dẫn nước; 3- Cánh tay trộn; 4- Thùng trộn; 5- Bàn tay trộn; 6- Động cơ; 7- Hộp giảm tốc; 8- Bộ truyền đai; 9- Bộ truyền bánh răng;

10- Trục trộn; 11- Cửa xả; 12- Xy lanh đóng mở của xả.

9 8 7 6

5 4

3

2 1 10

1- Động cơ; 2- Khớp nối; 3- Hộp giảm tốc; 4- Bánh răng nhỏ; 5- Ổ đỡ; 6- Vành răng lớn; 7- Thùng trộn; 8- Vành đỡ; 9- Máng dỡ liệu; 10- Con lăn đỡ.



*) Nguyên lý làm việc: - Quá trình nạp vật liệu: vật liệu trộn được nạp vào thùng trộn thông qua của nạp (1). - Quá trình trộn được thực hiện nhờ động cơ (6) quay truyền chuyển động qua các bộ truyền trung gian làm quay cặp bánh răng (9). Các bàn tay trộn (5) được gắn trên trục (10) sẽ quay để thực hiện quá trình trộn. - Quá trình xả: khi hỗn hợp bêtông đã được trộn xong người ta dỡ liệu bằng cách mở cửa xả (11) ở dưới đáy thùng nhờ xylanh thủy lực (12). 2- Máy trộn cưỡng bức trục nằm ngang


Hình 5-7. Sơ đồ cấu tạo máy trộn cưỡng bức trục nằm ngang

1- Động cơ; 2- Bộ truyền đai; 3- Hộp giảm tốc; 4- Khớp nối; 5- Bộ truyền bánh răng; 6- Cửa nạp cốt liệu; 7; 8- Cánh trộn; 9, 10- Trục trộn; 11- Ổ đỡ

*) Nguyên lý làm việc: - Quá trình nạp vật liệu: vật liệu trộn được nạp vào thùng trộn thông qua của nạp (6). - Quá trình trộn: động cơ (1) quay thông qua các bộ truyền động làm quay cặp bánh răng đồng tốc (5). Khi đó các cánh trộn (8) được gắn trên trục trộn (9) nhờ sự dẫn động của cặp bánh răng (5) sẽ quay để trộn hỗn hợp vật liệu trong thùng trộn. - Quá trình xả: để dỡ liệu người ta quay cửa dỡ liệu ở đáy thùng trộn nhờ xylanh thủy lực. 5.1.4. Năng suất máy trộn bêtông làm việc theo chu kỳ

Q=VTR. KXL. Kt. m [m3/h] Trong đó:

VTR - dung lượng của hỗn hợp vật liệu được cấp vào thùng [m3] KXL - hệ số xuất liệu

KXL Vb

VTR

Vb- dung tích hỗn hợp bêtông sau khi được trộn xong được dỡ ra khỏi thùng [m3] + khi trộn bêtông: KXL=0,65 ¸ 0,7 + khi trộn vữa: KXL=0,75 ¸ 0,85

Kt - hệ số sử dụng thời gian m - số mẻ bêtông trộn được trong một giờ

CK

3600mT



TCK - thời gian một chu kỳ trộn [s] t1 - thời gian cấp liệu [s] t2 - thời gian trộn [s] t3 - thời gian dỡ liệu [s] t4 - thời gian quay thùng về vị trí ban đầu [s].

5.2. THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN BÊTÔNG


*) Công dụng: thiết bị vận chuyển bêtông được sử dụng để vận chuyển hỗn hợp bêtông trong phạm vi nhà máy, công trường hoặc vận chuyển bêtông từ trạm trộn tới công trường để tạo hình cấu kiện nhue bơm bêtông, vít tải, các thùng chứa hay các ôtô trộn, ôtô chuyên dùng. Khi vận chuyển bêtông cần lưu ý tránh các ảnh hưởng của không khí, nhiệt độ, thời tiết,… *) Phân loại: - Theo phạm vi làm việc:

+ Loại vận chuyển cự ly ngắn như: bơm bêtông, vít tải. + Loại vận chuyển cự ly xa như: ôtô vận chuyển

- Theo dạng truyền động: + Thiết bị vận chuyển truyền động cơ học + Thiết bị vận chuyển truyền động thủy lực

- Theo nguyên lý làm việc + Thiết bị vận chuyển bêtông liên tục + Thiết bị vận chuyển bêtông chu kỳ

- Theo khả năng di chuyển + Thiết bị vận chuyển cố định + Thiết bị vận chuyển di động

5.2.2. Xe ôtô trộn và vận chuyển

*) Công dụng: - Ôtô chở bêtông dùng để trộn và vận chuyển bêtông với cự ly vài km tới vài chục km - Khi vận chuyển ở cự ly ngắn người ta đổ bêtông đã trộn vào thùng trộn và cho quay với vận tốc chậm (3- 4vg/ph). - Khi vận chuyển xa người ta đổ cốt liệu khô vào thùng. khi gần tới nơi tiêu thụ mới tiến hành trộn đều cốt liệu với nước. *) Nguyên lý làm việc: - Xe ôtô trộn nhận hỗn hợp vật liệu qua phễu cấp liệu (6) đưa vào thùng trộn (3). - Bộ truyền động quay thùng (10) bao gồm động cơ, cơ cấu đảo chiều, hộp giảm tốc và các cặp bánh răng ăn khớp sẽ làm thùng trộn quay. Khi quay thuận chiều các cánh trộn được gắn chặt trong thùng trộn sẽ trộn đều vật liệu trong thùng. Khi cần dỡ liệu, thùng trộn được quay ngược lại, các cánh trộn sẽ múc vật liệu đổ vào máng dẫn liệu (7) và phễu xả bêtông (8). - Nước được cung cấp vào thùng trộn (3) nhờ một bơm nước được hút từ thùng chứa nước (2).



- Khi cần làm sạch thùng trộn ta bơm nước vào và mở nắp thùng trộn (9) để xả chất bẩn ra ngoài. *) Sơ đồ cấu tạo:

10

9

8

7

6543

21

Hình 5-8. Sơ đồ cấu tạo xe ôtô trộn và vận chuyển

1- Cabin; 2- Thùng nước; 3- Thùng trộn; 4- Con lăn đỡ; 5- Khung đỡ; 6- Phễu cấp liệu; 7- Máng dẫn bêtông; 8- Phễu xả bêtông; 9- Nắp thùng trộn; 10- Bộ truyền động quay thùng.

5.2.3. Máy bơm bêtông

* Công dụng: - Máy bơm bêtông dùng để vận chuyển bêtông theo một đường ống dẫn bằng thép hoặc bằng vật liệu cao su đến vị trí thi công. - Máy có thể vận chuyển xa tới 500m hoặc lên đến độ cao tới 70 m. - Nếu muốn vận chuyển với cự ly xa hơn, cao hơn chúng ta có thể dùng nhiều bơm mắc nối tiếp. *) Sơ đồ cấu tạo: 1- Máy bơm bêtông kiểu tay quay - thanh truyền

a) vị trí hút bêtông vào xylanh b) vị trí đẩy bêtông ra ống dẫn

Hình 5-9. Sơ đồ nguyên lý máy bơm bêtông kiểu tay quay - thanh truyền 1- Van đẩy; 2- Xylanh; 3- Piston; 4- Thành truyền; 5- Tay quay; 6- Van hút;

7- Thiết bị dẫn vật liệu; 8- Phễu chứa; 9- Cánh trộn; 10- Ống dẫn bêtông.

8

1 - Van ®Èy 6 - Van hót2 - Xi lanh 7 - C¬ cÊu dÉn bª t«ng3 - Piston 8 - PhÓu chøa4 - Thanh truyÒn 9 - C¸ nh trén bª t«ng5 - Tay quay 10 - èng dÉn bª t«ng

VÞ trÝ ®Èy bª t«ng

10

9

7

6

5

4321



*) Nguyên lý làm việc: - Thông qua hệ thống dẫn động cơ cấu tay quay (5) và thanh truyền (4) kéo hoặc đẩy piston (3). Nửa hành trình đầu của tay quay khi piston (3) được kéo ra, van hút (6) mở, van đẩy (1) đóng, bêtông được hút từ thùng chứa liệu vào trong xylanh (2). Nửa hành trình sau của tay quay, piston (3) bị đẩy vào, van hút (6) đóng, van đẩy (1) mở, bêtông được đẩy ra ống dẫn (10). - Van hút và van đẩy thuộc loại van xoay, hai van làm việc nhờ cơ cấu liên động để đảm bảo hai van hoạt động ngược nhau. - Xylanh (2) gồm 2 lớp, lớp trong tiếp xúc với piston gọi là áo xylanh. Để chống mài mòn áo xylanh được làm bằng hợp kim rất tốt và được tôi luyện kỹ. - Để giảm ma sát và tránh vữa ximăng ăn mòn áo xylanh, trong khi piston làm việc luôn có nước tưới để làm sạch phần áo xylanh phía sau piston. 2- Bơm piston dẫn động bằng thủy lực

Hình 5-10. Sơ đồ nguyên lý bơm piston dẫn động bằng thủy lực

1- Van an toàn; 2- Bơm dầu; 3- Bầu lọc dầu; 4- Thùng dầu; 5- Van phân phối; 6, 12- Piston thủy lực; 7, 11- Xylanh thủy lực; 8, 14- Piston công tác;

9, 13- Xylanh công tác; 10- Phễu chứa bêtông; 15- Ống cong; 16- Ống dẫn bêtông. *) Nguyên lý làm việc: - Piston công tác (14) và (8) được điều khiển bởi piston thủy lực (12) và (6) và hoạt động ngược chiều nhau. Ống cong (15) nằm trong khoang nạp (10) tâm quay trùng với tâm của đường ống (16), trong quá trình làm việc ống cong lắc 1 góc nhất định làm che kín đường ra của xylanh bơm. - Trong hành trình đẩy của piston (14) ống cong sẽ được nối vào xylanh công tác (13), khi đó bê tông được đẩy từ xylanh vào ống cong rồi ra ống dẫn (16). Đồng thời piston (8) co lại, xylanh (9) thông với phễu chứa (10) nên bêtông sẽ được hút vào trong xylanh. Khi kết thúc hành trình cả 2

16

15141312

11

987

6

10

5

4

3

2

1



xylanh công tác đổi chiều, đồng thời ống cong cũng được lắc từ xylanh (13) sang nối với xylanh (9) để tiếp tục nhận bêtông từ xylanh này. Quá trình bơm được lặp đi lặp lại, bê tông được bơm tương đối đều. 5.2.4. Năng suất của bơm bêtông

Q = 60. F. S. n. Kn. Kt [m3/h] Trong đó:

F - tiết diện piston [m2] S - hành trình piston [m] n - số lần bơm trong một phút của piston Kn - hệ số điền đầy hỗn hợp bêtông của xylanh (Kn = 0,8 ¸ 0,9) Kt - hệ số sử dụng thời gian

5.3. MÁY ĐẦM BÊTÔNG


*) Công dụng - Máy đầm bêtông để đầm chặt các hạt cát, đá, ximăng trong khối bêtông làm tăng sức bền của bêtông, làm cho khối bêtông chóng đông kết, bảo đảm chất lượng công trình. - Máy đầm bêtông hoạt động theo nguyên lý gây chấn động để giảm ma sát và lực dính kết giữa các hạt vật liệu. - Phương pháp để gây chấn động thường dùng 2 cách sau:

+ Dùng khối lệch tâm quay với vận tốc cao. + Dùng vật nặng cho dao động với tần số lớn.

*) Phân loại Căn cứ vào vị trí đặt máy đầm tác dụng vào khối bêtông có thể chia máy đầm bêtông làm 4 loại sau:

+ Đầm mặt khối bêtông (Hình 5-11.a) + Đầm dưới khối bêtông (Hình 5-11.b) + Đầm cạnh khối bêtông (Hình 5-11.c) + Đầm trong khối bêtông (Hình 5-11.d)

a) b) c) d)

Hình 5-11. Các phương pháp đầm bêtông



5.3.2. Đầm mặt

Đầm mặt thường được sử dụng 3 loại: đầm bàn, đầm thước và đầm điện tử (ít dùng vì hiệu quả thấp) 1- Đầm bàn

*) Sơ đồ cấu tạo: Hình 5-12. Sơ đồ cấu tạo đầm bàn

1- Quai xách 2- Bàn đầm 3- Vỏ máy 4- Khối lệch tâm 5- Rôto 6- Dây điện 7- Trục quay 8- Ổ đỡ

*) Nguyên lý làm việc: - Bộ gây chấn động thường là động cơ điện kiểu lống sóc, ở hai đầu trục của rôto được gắn chặt hai quả lệch tâm, khi rôto quay quả lệch tâm cũng quay theo tạo ra lực ly tâm làm cả bàn đầm rung động - Thời gian đầm tại chỗ của đầm từ 15¸20 (s), chiều sâu tác dụng của đầm khoảng 20¸25 (cm) - Đầm cũng có thể tự di chuyển trong quá trình làm việc 2- Đầm thước


Hình 5-13. Sơ đồ cấu tạo đầm thước 1- Động cơ; 2- Hộp chia công suất; 3- Bộ gây rung động;4- Dầm sắt chữ I

*) Nguyên lý làm việc: - Cấu tạo như đần bàn, chỉ khác ở chỗ bàn sắt được thay bằng một dầm sắt hoặc gỗ bịt sắt dài 2- 4 (m) - Bộ gây rung (3) được đặt trên dầm và được dẫn động bằng động cơ (1). - Đầm thước rất thích hợp với việc đầm các khối bêtông mỏng, hẹp và dài như mặt đường bêtông hoặc đường sân bay,…

1

2

3

4

5

6

7

8

1 2 3 4 3 2 1



5.3.3. Đầm trong (đầm dùi)

- Khi đầm trong, quả đầm được đặt sâu trong khối bêtông. Đầm được dùng để đầm các khối bêtông dày, có diện tích nhỏ như cột, móng nhà… - đầm dùi có ưu điểm là truyền xung lực ngang trong lòng hỗn hợp bêtông - >hiệu quả đầm cao, kết cấu gọn. *) Sơ đồ cấu tạo: Hình 5-14. Máy đầm dùi trục mềm

1- Trục; 2- Khớp nối; 3- Trục mang khối lệch tâm; 4- Vỏ đầm; 5- Khối lệch tâm; 6- Bạc hoặc chốt tựa của khối lệch tâm.

- Cấu tạo gồm động cơ điện có thể trượt đi dễ dàng nhờ bàn sắt, trục (1) mềm để truyền lực theo mọi hướng, quả đầm (4) ở trong đặt bộ phận gây rung động. - Ruột của trục mềm làm bằng nhiều thanh thép hoặc sợi thép được bó, tết lại với nhau. Ngoài bọc bằng vỏ thép, cuốn giống như lò xo để cho mềm và dễ uốn, ngoài cùng được bọc bởi một ống ghen cao su để đảm bảo và cách điện. - Do trục mềm (1) một đầu được nối vào động cơ, một đầu được nối sâu vào trục của bộ phận gây rung động nên khi động cơ hoạt động thì ruột mềm (1) quay (vỏ ngoài không quay) và truyền lực cho trục gây rung động làm quả đầm rung lên. 5.3.4. Đầm cạnh

Hình 5-15. Sơ đồ cấu tạo đầm cạnh được bố trí trên ván khuôn

1- Động cơ đầm; 2- Bản đế đầm; 3- Đai thép; 4- Bu lông liên kết; 5- Sườn ngang; 6- Sườn đứng; 7- Ván khuôn; 8- Bêtông cần đầm.



5.3.5. Năng suất của máy đầm

*) Năng suất của máy đầm mặt

Q 3600.F.h.K t

t1 + t2

[m3/h]

Trong đó: F - diện tích bề mặt tiếp xúc giữa đầm và vật liệu [m2] h - chiều sâu ảnh hưởng [m] t1 - thời gian đầm tại một chỗ [s] t2 - thời gian cần di chuyển vị trí của đầm [s] Kt - hệ số sử dụng thời gian

*) Năng suất của máy đầm dùi

Q 3600.p.R2.h.K t

t1 + t2

[m3/h]

Trong đó: R - bán kính tác dụng của đầm [m] h - chiều sâu tác dụng của đầm [m] t1 - thời gian đầm tại một chỗ [s] t2 - thời gian cần di chuyển vị trí của đầm [s] Kt - hệ số sử dụng thời gian

5.4. TRẠM TRỘN BÊTÔNG XI MĂNG


*) Công dụng: trạm trộn dùng để phục vụ cho công tác xây lắp của một vùng lãnh thổ, đồng thời có thể cung cấp bêtông trong phạm vi bán kính hiệu quả. Khi xây dựng các công trình phân tán, đường xá xấu, việc lưu thông xe không tốt, thường sử dụng trạm di động hoặc dùng ôtô trộn. *) Phân loại: - Theo năng suất người ta chia trạm trộn bêtông thành:

+ Trạm trộn bêtông ximăng năng suất nhỏ: 10¸30 m3/h + Trạm trộn bêtông ximăng năng suất trung bình: 30¸60m3/h + Nhà máy sản xuất bêtông ximăng năng suất lớn: 60¸120m3/h

- Theo khả năng cơ động của trạm: + Trạm cố định + Trạm trộn di động



5.4.2. Sơ đồ công nghệ và nguyên lý làm việc của trạm trộn

C¸ t § 1 § 2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11

12

13

14

15

1617

18

19

Hình 5-16. Sơ đồ công nghệ trạm trộn bêtông xi măng

1- Phễu cấp liệu; 2- Băng tải; 3- Xe kíp; 4- Đường dẫn xe kíp; 5- Cáp kéo; 6- Mô tơ kéo; 7- Thùng nước; 8- Bơm nước; 9- Ống nước; 10- Bình đong nước; 11- Cân xi măng; 12- Vít tải; 13- Động cơ vít tải; 14- Xiclo xi măng; 15- Đường ống xi măng; 16- Thùng trộn; 17- Cánh trộn; 18- Cửa xả; 19- Ô tô vận chuyển *) Nguyên lý làm việc: Quy trình công nghệ của trạm được thực hiện thông các tuyến làm việc sau: - Tuyến cung cấp cốt liệu: cát, đá được cấp vào 3 phểu chứa (1) bằng máy bốc xúc vận chuyển từ bãi, qua hệ thống định lượng cốt liệu được đưa vào băng tải (2) và đổ vào xe kíp (3) di chuyển trên đường dẫn (4) lên đổ vào thùng trộn. - Tuyến cấp xi măng: xi măng được bơm lên xiclo (14) qua đường dẫn (15), sau đó vít tải (12) sẽ vận chuyển lên thông qua hệ thống định lượng xi măng sẽ đổ vào trong thùng trộn. - Tuyến cấp nước: nước chứa trong bể chứa (7) sẽ được bơm (8) bơm vào đường ống (9) thông qua hệ thống bình đong và đổ vào trong thùng trộn. - Sau khi đã cung cấp đầy đủ vật liệu cần thiết thùng trộn (16) hoạt động để tạo ra hổn hợp BTXM theo đúng yêu cầu, thông qua cửa xả, hổn hợp BTXM sẽ được xả vào ôtô chở BTXM và vận chuyển đến nơi thi công. - Toàn bộ hệ thống định lượng đều được điều khiển bằng thiết bị điện tử. 5.5. TRẠM TRỘN BÊTÔNG NHỰA NÓNG

5.5.1. Khái niệm chung về công nghệ sản xuất BTNN và phân loại trạm trộn BTNN

*) Khái niệm chung

- Trạm trộn BTNN là một tổng thành gồm nhiều thiết bị và cụm thiết bị phối hợp làm việc nhịp nhàng để trộn đá, cát, phụ gia với nhựa đường nóng đã được định lượng để tạo thành sản phẩm BTNN. *) Phân loại BTNN: - Theo loại nhựa và nhiệt độ lúc rải



+ Loại rải nóng: khi dùng nhựa đặc có độ kim lún 60/90, 40/60 + Loại rải ẩm: khi dùng nhựa đặc có độ kim lún 200/300, 130/200 + Loại rải nguội: dùng nhựa lỏng nguội hay nhũ tương

- Theo độ chặt khi lu lèn + Loại có độ chặt lớn: độ rỗng 3¸5%, dùng cho lớp trên + Loại có độ chặt nhỏ: độ rỗng 5¸10%, dùng cho lớp dưới

- Theo hàm lượng đá dăm cỡ hạt 5mm + Loại nhiều đá dăm: 50%¸60% + Loại vừa đá dăm: 30%¸50% + Loại ít đá dăm: 20%¸25%

- Theo kích cỡ lớn nhất của viên đá + Loại hạt thô dùng cho lớp lót: dmax 40 [mm] + Loại hạt vừa: dmax 25 [mm] + Loại hạt mịn: dmax 5 [mm]

Chất lượng của hỗn hợp BTNN phụ thuộc vào thành phần cấp phối, cường độ của các hạt cốt liệu, hàm lượng và loại nhựa sử dụng, chế độ nhiệt, chế độ trộn hỗn hợp, sự cân đong chính xác các thành phần cấp phối theo sai số cho phép.

*) Phân loại trạm trộn BTNN

- Theo tính cơ động của trạm người ta chia thành + Trạm trộn di động + Trạm trộn cố định + Trạm có tính cơ động cao (trên móng nổi)

- Theo nguyên tắc làm việc + Trạm trộn theo chu kỳ + Trạm trộn liên tục

- Theo năng suất của trạm trộn + Trạm trộn năng suất rất lớn: 200¸400 [T/h] (ít dùng) + Trạm trộn năng suất lớn: 80¸150 [T/h] + Trạm trộn năng suất rất vừa: 40¸60 [T/h] + Trạm trộn năng suất rất nhỏ: 30 [T/h]

- Theo đường di chuyển của luồng vật liệu + Trạm trộn nằm ngang + Trạm trộn bố trí theo kiểu hình tháp



5.5.2. Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của trạm trộn BTNN

Hình 5-17. Sơ đồ công nghệ trạm trộn bêtông nhựa nóng

1- Phễu cấp liệu; 2- Băng tải; 3- Băng gầu hở; 4- Tang sấy; 5- Băng gầu kín; 6- Thùng nước; 7- Đường ống; 8- Bơm nước; 9- Tháp; 10- Quạt gió; 11- Sàng rung; 12- Cận định lượng; 13- Cân nhựa; 14- Cân phụ gia; 15- Băng gầu phụ gia; 16- Bơm nhựa; 17- Nồi nấu tinh; 18- Nồi nấu thô; 19- Băng xoắn; 20- Phễu phụ gia; 21- Buồng trộn; 22- Cửa xả; 23- Ô tô vận chuyển *) Nguyên lý làm việc: Trạm trộn BTNN được chia thành những tuyến làm việc sau: - Tuyến cung cấp thành phần cốt liệu: cát đá từ bãi được đổ vào trong các phễu chứa (1) được định lượng sơ bộ sau đó được cho vào băng tải (2) đưa lên băng gầu (3), sau đó cho vào tang sấy (4). Tại đây vật liệu được sấy lên nhiệt độ 200 - 220 oC, tiếp theo vật liệu được đưa vào băng gầu (5), khí bụi sẽ theo đường ống vào hệ thống lọc bụi, sau đó vật liệu sẽ được đưa vào hệ thống sàng để phân loại qua hệ thống cân định lượng và cho vào thùng trộn. - Tuyến cung cấp phụ gia (bột đá): phụ gia được chứa trong phễu chứa (20) và được vận chuyển bằng băng vít (19) đến băng gầu (15) qua hệ thống cân định lượng sau đó cho vào thùng trộn - Tuyến cung cấp nhựa đường: nhựa được chứa trong các phi, sau đó được nấu nóng lên nhiệt độ 160 - 165 oC qua nồi nấu thô và nồi nấu tinh rồi được bơm vào trong đường ống thông qua bơm dầu (16) qua bình đong dầu và được phun vào thùng trộn. - Hổn hợp đá cát, chất phụ gia được trộn đều trong thùng (21) với thời gian 10 – 25 giây. Sau đó, nhựa được phun vào và nhào trộn tiếp trong thời gian 10 - 20 giây rồi mở của xả (22) để sản phẩm đổ vào xe vận chuyển, nhiệt độ của hổn hợp sau khi trộn đạt nhiệt độ từ 150 – 160 oC. - Các hệ thống cân đong đều được điều khiển bằng hệ thống điện tử. 5.5.3. Các thiết bị chủ yếu trong trạm trộn BTNN

Hầu hết các trạm BTNN hiện nay đều gồm các thiết bị và các hệ thống chủ yếu sau: - Thiết bị cấp liệu nguội và định lượng sơ bộ vật liệu nguội

1

2

34

56

7

8

9

10

1112

13 14

15

1617

18

192021 22

23

1 - PhÓu cèt liÖu 8 - B¬m nuí c 15 - B¨ ng gÇu phô gia

- S¬ ®å n g u y ª n l ý t r ¹ m t r é n BTNN

C¸ t § 1 § 2 § 3



- Hệ thống các băng gầu - Thiết bị sàng vật liệu - Thiết bị cân đong vật liệu - Thiết bị trộn - Hệ thống cung cấp nhiên liệu đốt cho tang sấy và nấu nhựa - Hệ thống thiết bị nấu, cấp, định lượng nhựa - Hệ thống lọc bụi - Hệ thống khí nén điều khiển - Hệ thống điều khiển động lực và cân đong vật liệu - Các thiết bị phụ trợ khác

1- Cụm cấp liệu nguội và cân đong sơ bộ

Hình 5-18. Sơ đồ cấu tạo cụm cấp liệu nguội và định lượng sơ bộ 1- Thiết bị cấp liệu nguội; 2- Thiết bị định lượng sơ bộ;

3- Băng tải vận chuyển vật liệu nguội; 4- Khung giá; - Nhiệm vụ của thiết bị là cụm cấp vật liệu nguội (đá, cát) và cân đong sơ bộ chúng trước khi vận chuyển vào tang sấy. - Trong thực tế các trạm trộn BTNN thường dùng thiết bị định lượng kiểu bàn rung và van quay

2- Tổng thành tang sấy

- Thiết bị rang sấy nóng vật liệu đá dăm, cát dùng để làm khô hoàn toàn vật liệu và rang nóng đến nhiệt độ 180 ¸ 220 oC. - Thiết bị bao gồm: thùng rang vật liệu (tang sấy), phễu nạp và phễu xả vật liệu, bộ phận truyền động cho thùng sấy, buồng đốt, máy phun nhiên liệu, hệ thống quạt gió và thiết bị thu bụi - Tang sấy bao gồm loại hoạt động liên tục và hoạt động chu kỳ. Hiện nay loại hoạt động liên tục với sự chuyển động ngược chiều của luồng hơi sấy nóng được sử dụng nhiều vì có hiệu quả sấy cao và đảm bảo chất lượng hỗn hợp BTNN.

1

2

3

4



Hình 5-19. Tổng thành tang sấy 1- Hộp thễu cấp liệu vào tang và thu bụi; 2- Thân tang sấy; 3- Hộp phễu đầu ra vật liệu tang sấy; 4- Thân buồng đốt; 5- Buồng phun nhiên liệu; 6- Bánh răng nhỏ; 7- Hộp giảm tốc; 8- Động cơ;

9- Con lăn đỡ tang; 10- Vành lăn tang sấy; 11- Vành răng;12- Khung tang sấy - Trong quy trình làm việc thùng rang sấy được đặt nghiêng 2¸5o

- Để giảm bớt sự hao tổn nhiệt và để bảo vệ vành đai thép, gối con lăn khỏi bị nóng quá, người ta còn thêm một vỏ ngoài cách nhiệt cho thùng rang sấy - Nhiên liệu dùng cho đầu đốt thường là hơi đốt hoặc dầu ma zút

3- Tổng thành trộn vật liệu

Tổng thành trộn dùng để hòa trộn các vật liệu đá dăm, cát, bột đávà nhựa. Thùng trộn có thể là thùng kép bên trong có gắn các cánh trộn. (Máy trộn cưỡng bức trục nằm ngang)

4- Thiết bị sàng vật liệu: xem thiết bị sàng (Chương 4)

5- Thiết bị băng gầu: xem thiết bị (Chương 2)

1 11 2

10 3 4 5

12 8 7 6 9



CHƯƠNG 6: MÁY VÀ THIẾT BỊ GIA CỐ NỀN MÓNG

6.1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI

6.1.1. Khái niệm chung

- Trong công tác thi công xây dựng các công trình, người ta thường phải xử lý móng để cải thiện sức chịu của nền, chống lún, chống đổ,… trước khi tiến hành công việc xây dựng. - Chi phí để xử lý móng chiếm một tỷ lệ lớn so với tổng giá trị công trình. Một trong các phương pháp xử lý móng thuần túy vừa kinh tế vừa đảm bảo độ bền vững của công trình là dùng phương pháp đóng cọc. - Các phương tiện để đưa cọc vào nền đất được gọi là máy đóng cọc. Cọc được đóng xuống nền có thể là tre, gỗ, thép, bêtông cốt thép, cọc cát,… 6.1.2. Phân loại

- Theo đặc điểm cấu tạo người ta chia thành: + Búa rơi tự do + Búa thủy lực + Búa diezel + Búa rung và thiết bị rung đóng cọc (kiểu chấn động) + Thiết bị ép cọc, khoan lỗ đúc cọc (kiểu khoan nhồi)

- Theo lực tác dụng lên đầu cọc + Máy đóng cọc dùng lực va đập (lực xung kích): gồm búa rơi, búa hơi, búa diezel. + Máy đóng cọc rung động: gồm búa rung tần số thấp, búa rung tần số cao và búa va rung. + Đóng cọc bằng phương pháp ép hay khoan nhồi.

6.1.3. Phạm vi sử dụng

- Búa thủy lực: Búa đóng cọc bằng phương pháp thủy lực làm việc dưới tác dụng của áp suất chất lỏng công tác có trị số lớn từ 100¸160 kg/cm2, nó có thể đóng các loại cọc bêtông cốt thép, cọc ván thép,... trên nhiều loại nền. - Búa diezel: dùng để đóng các cọc bêtông cốt thép, ống thép, cọc tre, gỗ và thường chỉ đóng trên nền thông thường - Búa rung: búa có thể đóng được nhiều loại cọc với các loại nền khác nhau: ván thép, cọc ống thép, cọc bêtông cốt thép, và ống rỗng để tạo cọc cát. Ngoài ra búa rung còn dùng để nhổ cọc như: cọc ván thép, cọc ống thép. - Thiết bị khoan lỗ đúc cọc: cọc được chế tạo bằng cách rót (đúc) trực tiếp vật liệu (là bêtông, cát…) vào những lỗ cọc đã làm sẵn trong lòng đất ngay tại mặt bằng thi công công trình. 6.2. BÚA ĐÓNG CỌC DIEZEL


*) Công dụng: búa diezel dùng để đóng các cọc bêtông cốt thép, ống thép, cọc gỗ và thường chỉ đóng trên nền thông thường. Loại này hoạt động như một động cơ diezel, các loại búa nhỏ có thể đóng cọc tre, cọc gỗ để kè bờ,…



*) Phân loại: - Theo nguyên tắc cấu tạo quả búa:

+ Búa diezel cột dẫn (xylanh rơi) + Búa diezel ống dẫn (piston rơi)

- Theo trọng lượng quả búa: + Loại nhỏ: Q = 0,6 - 1,2 -1,8T + Loại vừa: Q = 2,5 - 3,5 - 4,5T + Loại lớn: Q = 5,5 - 6,5 - 10T

*) Ưu, nhược điểm: Ưu điểm: kết cấu gọn nhẹ, cơ động, làm việc độc lập, không phụ thuộc vào nguồn năng lượng bên ngoài. Nhược điểm: công đóng cọc nhỏ, vì cần 50¸60% động năng dùng nén khí cho búa nổ, còn lại chỉ 40¸50% là dùng cho việc đóng cọc. Tốc độ đóng cọc chậm, hiệu quả đóng cọc thấp, về mùa đông búa khó nổ. Đầu cọc dễ vỡ do lực đóng cọc lớn, ảnh hưởng tới các công trình lân cận. 6.2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc

1- Búa diezel kiểu ống dẫn

*) Cấu tạo: Hình 6-1. Sơ đồ cấu tạo búa diezel kiểu ống dẫn

*) Nguyên lý làm việc: Để búa làm việc người ta tiến hành nâng búa lên nhờ cáp và con rùa (1). Búa được kéo lên làm hở cửa (7), không khí tràn vào xylanh. Búa được kéo lên tới điểm cao nhất con rùa (1) sẽ tự động nhả ra, khi đó búa rơi tự do. Khi rơi gần tới cửa (7) búa sẽ tác động vào cần gạt của bơm nhiên liệu (4), nhiên liệu được bơm vào trong xylanh. Búa tiếp tục rơi sẽ đóng cửa (7) lại, nhiên liệu và không khí trong xylanh bị nén tới nhiệt độ và áp suất cao. Khi piston va chạm với đe va đập (5) hỗn hợp nhiên

1- Con rùa 2- Thùng chứa dầu 3- Cần điều khiển bơm 4- Bơm dầu 5- Đe va đập 6- Chụp đầu cọc 7- Của nạp và xả không khí 8- Xéc măng 9- Quả búa (Piston búa) 10- Thân búa (Xylanh búa) 11- Khoang chứa dầu bôi trơn 12- Nút dầu bôi trơn 13- Đường dẫn dầu bôi trơn.

1 - C¬ cÊu n©ng qu¶ bóa(con rï a)2 - Khoang nhiª n liÖu3 - Tay ®ßn b¬m4 - B¬m dÇu5 - § Õ va ®Ëp6 - Thí t bóa-chôp ®Çu cäc7 - Læ n¹ p-x¶ khÝ8 - XÐc m¨ ng qu¶ bóa9 - Qu¶ piston10 - Xi lanh11 - Khoang chøa dÇu b«i tr¬n12 - Nót dÇu b«i tr¬n13 - § uêng dÈn dÇu b«i tr¬n

c h ó t h Ýc h

9

1

2

34

56

7

8

10

11

1213



liệu trong xylanh bốc cháy sinh ra áp lực lớn đóng cọc xuống nền, đồng thời cũng đẩy piston búa (9) lên. Piston qua cửa (7) khí thải sẽ thoát ra ngoài, khi piston lên hết đà nó lại rơi xuống và tiếp tục một chu trình mới. Để quả búa ngừng làm việc người ta sẽ thôi cấp nhiên liệu bằng cách kéo tay đòn ngừng cấp nhiên liệu. 2- Búa diezel kiểu cột dẫn

*) Cấu tạo:

Hình 6-2. Sơ đồ cấu tạo búa diezel kiểu cột dẫn *) Nguyên lý làm việc: Xylanh búa (1) được tời nâng búa nâng lên qua móc treo (13) móc vào chốt (12). Đến hết hành trình thì móc (13) nhả ra, xylanh búa (1) rơi tự do theo cột dẫn hướng (3) chụp vào piston búa (5) cố định trên bệ búa (11) tạo thành buồng kín trong chứa không khí bị nén. Ở cuối hành trình rơi, do tác động của chốt điều khiển (2), bơm dầu (7) hoạt động phun nhiên liệu với áp lực lớn vào buồng kín, ở đây nhiên liệu gặp không khí nén có nhiệt độ cao tự bốc cháy một phần năng lượng đóng cọc xuống nền, một phần đẩy xylanh búa (1) lên. Khi xylanh lên hết hành trình, nó lại rơi tự do và chu kỳ mới lại bắt đầu. Búa sẽ ngừng hoạt động khi ngừng cấp nhiên liệu cho bơm.

17

16

1514

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

21

1 - Xi lanh2 - Thanh tú3 - Cét dÉn hu\'edng4 - æ phun dÇu5 - Piston6 - CÇn b¬m7 - B¬m dÇu8 - § uêng dÉn dÇu9 - Cäc10 - KÑp cäc11 - BÖ bóa12 - Chèt treo13 - Mãc treo14 - Khung bóa15 - C¸ p treo16 - CÇn ®iÒu khiÓn mãc17 - Xµ ngang

c h ó t h Ýc h 1- Quả búa (xylanh búa) 2- Chốt điều khiển 3- Cột dẫn 4- Xéc măng 5- Piston búa 6- Cần bơm 7- Bơm dầu 8- Ống dẫn dầu 9- Cọc 10- Chụp đầu cọc 11- Bệ búa 12- Chốt treo 13- Móc treo xylanh 14- Xà ngang 15- Cáp kéo 16- Đòn giật 17- Xà đỡ



6.3. BÚA RUNG


*) Công dụng: - Đầu búa rung treo trên đầu cọc, nó tạo ra lực rung động theo phương thẳng đứng và truyền xuống cọc cùng khối đất bám theo cọc, do đó làm giảm lực ma sát của nền tác dụng lên cọc, năng suất đóng cọc cao hơn búa diezel 4¸6 lần. - Búa rung có thể đóng được nhiều loại cọc với các loại nền khác nhau: ván thép, cọc ống thép, cọc ống bêtông cốt thép, và ống rỗng để tạo cọc cát. - Ngoài ra búa rung còn dùng để nhổ cọc như: cọc ván thép, cọc ống thép. *) Phân loại: - Theo nguyên lý làm việc của búa người ta chia thành:

+ Búa rung thuần túy (búa rung): Búa rung nối cứng Búa rung nối mềm + Búa va rung (búa xung kích)

- Theo công suất của búa: + Loại nhỏ: lực rung động 10T, công suất động cơ 30 kW + Loại trung bình: lực rung động 10 ¸ 45T, công suất động cơ 45 ¸ 110 kW + Loại lớn: lực rung động 110T, công suất động cơ gần 400 kW.

*) Ưu điểm: - Đầu búa được treo trên đầu cọc tạo ra lực rung động theo phương thẳng đứng và truyền xuống cọc cùng khối đất bám theo cọc nhờ đó mà giảm ma sát của nền với cọc. Năng suất cao hơn búa diezel (4 ¸ 6lần). - Cấu tạo đơn giản, dễ di chuyển, trọng lượng nhẹ. - Có thể đóng được nhiều loại cọc (ván thép, ống thép, cọc bêtông cốt thép) và cọc không bị vỡ khi đóng (vì không có lực xung kích). - Không cần giá đóng cọc, giá thành giảm. - Ngoài ra còn có thể dùng để nhổ cọc. *) Nhược điểm: - Không đóng được cọc theo phương ngang hoặc phương xiên quá lớn. - Đóng ở đất dính ít hiệu quả. - Gây rung động , ảnh hưởng các công trình lân cận.



6.3.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc:

*) Cấu tạo:

a) Búa rung nối cứng b) Búa rung nối mềm c) Búa va rung

Hình 6-3. Sơ đồ cấu tạo các loại búa rung 1- Động cơ; 2- Bộ truyền đai; 3- Bộ gây rung; 4- Mũ cọc;

5- Bánh lệch tâm; 6- Giảm chấn; 7- Đầu búa; 8- Đe *) Nguyên lý làm việc: - Búa rung nối cứng (Hình 6-3.a): Khi động cơ (1) quay thông qua bộ truyền (2) làm các bánh lệch tâm (5) quay. Khi bánh lệch tâm (5) quay sẽ tạo ra lực rung động truyền xuống cọc, nhờ đó mà cọc được đóng xuống nền. Vì bộ gây rung lắp trực tiếp với động cơ nên làm ảnh hưởng tới tuổi thọ của động cơ. - Búa rung nối mềm (Hình 6-3.b): nguyên lý hoạt động giống như búa rung nối cứng, tuy nhiên động cơ được nối với bộ gây rung qua một hệ thống lò xo giảm chấn (5) nên động cơ ít bị ảnh hưởng của bộ gây rung, làm tăng tuổi thọ của động cơ. - Búa va rung (búa xung kích) (Hình 6-3.c): Bộ gây rung (3) bao gồm động cơ (1), bộ truyền đai (2) và các khối lệch tâm (5) hoạt động tạo ra lực rung động tác động vào cọc, đồng thời nhờ hệ thống lò xo giảm chấn (6) tạo ra lực va đập giữa đầu búa (7) và đe (8) để truyền lực xuống đầu cọc đóng cọc xuống nền. 6.4. BÚA THỦY LỰC

*) Đặc điểm: - Búa đóng cọc bằng phương pháp thủy lực làm việc dưới tác dụng của áp suất chất lỏng công tác có trị số lớn từ 100¸160 kg/cm2 - Nó có thể đóng các loại cọc bêtông cốt thép, cọc ván thép,... trên nhiều loại nền. *) Phân loại: người ta chia búa thủy lực làm 2 loại: + Loại đơn động: chất lỏng công tác chỉ làm nhiệm vụ nâng búa lên cao, còn quá trình búa đi xuống là rơi tự do. + Loại song động: chất lỏng công tác vừa làm nhiệm vụ nâng búa lên cao, lại vừa đẩy búa rơi có gia tốc.

1

2

3

4

5

6

e

8

6

7

1

2

3

4

5




Hình 6-4. Sơ đồ cấu tạo búa thủy lực 1- Xylanh thủy lực; 2- Khớp nối chống sốc; 3- Bộ truyền; 4- Khối van; 5- Quả búa; 6- Đe búa

*) Nguyên lý làm việc của búa: Loại búa này bao gồm một quả búa được dẫn động bằng hai nguồn cung cấp bên ngoài. Quả búa được nâng lên bởi áp suất của dầu thủy lực tới độ cao định sẵn và rơi tự do xuống va đập vào đe búa. Trọng lượng và chiều cao rơi của quả búa có thể được điều chỉnh đề phù hợp với mặt cắt của cọc và điều kiện nền. 6.5. THIẾT BỊ XỬ LÝ NỀN YẾU BẰNG BẤC THẤM

6.5.1. Khái niệm về bấc thấm

*) Bấc thấm (cọc bản nhựa)

- Là một băng có lõi bằng vật liệu polipropilen, có tiết diện hình răng bánh xe hoặc hình đáy ống kim, bên ngoài được bọc áo lọc cũng bằng vải polipropilen không dệt. - Bấc thấm là phương pháp nhân tạo cải tạo đất bằng thiết bị tiêu nước thẳng đứng để xử lý nền đất yếu và được dùng thay thế cọc cát. *) Ưu điểm: + Tăng nhanh quá trình cố kết của đất yếu, rút ngắn thời gian lún. + Ít làm xáo động các lớp đất tự nhiên. + Thoát nước tốt và chủ động trong các điều kiện khác nhau. + Thao tác nhanh, dễ cơ giới hóa thi công, năng suất cao, cần ít công nhân phục vụ. + Chiều sâu cắm bấc có thể đạt 40 m. *) Nhược điểm: + Hiệu quả chưa đạt yêu cầu mong muốn cho một số nền đắp thấp và một số điều kiện về địa chất khác. 6.5.2. Phân loại

- Theo cấu tạo của cột cắm bấc thấm: + Máy cắm bấc thấm có cột dạng ống + Máy cắm bấc thấm có cột dạng dàn

- Theo sơ đồ mắc cáp: + Sơ đồ mắc cáp dùng cụm puly để cân bằng cáp

1

2

3 4

5

6

a) Trường hợp nâng búa lên b) Trường hợp búa rơi tự do



+ Sơ đồ mắc cáp dùng vật năng để cân bằng độ dài 2 nhánh cáp - Theo máy cơ sở:

+ Máy xúc cơ sở dung tích gầu 0,8 (m3), tự trọng máy (22-25) + Máy xúc cơ sở dung tích gầu 1,0 (m3), tự trọng máy (26-28) + Máy xúc cơ sở dung tích gầu 1,2 (m3), tự trọng máy (30-32) + Máy xúc cơ sở dung tích gầu 1,6 (m3), tự trọng máy (35-40)

- Theo chiều sâu nén cọc + Loại ngắn:10-15(m) + Loại TB:15-18 (m) + Loại vừa: 20-25 (m) + Loại dài: 25-28 (m)

6.5.3. Phạm vi sử dụng

- Dùng trong xây dựng sân bay, đê đập, bến cảng - Cải tạo đất, xây dựng đô thị và khu công nghiệp 6.5.4. Máy ép cọc bấc thấm

*) Công dụng: máy cắm bấc thấm để nén (cắm) bấc thấm vào nền đất yếu, thực chất của công nghệ này là xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm thay cho việc gia cố nền yếu bằng cọc cát vốn được hạ bằng búa rung qua ống thép. Máy bao gồm một thiết bị chuyên dùng gá đặt trên các máy đào di chuyển bánh xích. *) Cấu tạo:

Hình 6-5. Cấu tạo máy ép cọc bấc thấm

1- Bộ di chuyển bánh xích 2- Đối trọng 3- Động cơ 4- Cabin 5- Cần 6- Xylanh nâng cần 7- Xylanh nghiên cột dẫn hướng 8- Cột dẫn hướng 9- Rulô cuốn bấc 10- Cụm tời kéo cáp 11- Vật nặng 12- Cụm puly dẫn hướng 13- Puly treo vật nặng 14- Puly đầu cột dẫn cáp 15- Bản móc cáp 16- Cáp kéo 17- Cọc thép rỗng



*) Nguyên lý làm việc: Máy ép bấc thấm làm việc theo nguyên lý ép tĩnh, máy đào là máy cơ sở cung cấp nguồn động lực và giữ cho máy luôn ổn định khi thi công, cột dẫn hướng bên trong có cọc thép rỗng để dẫn bấc xuống nền. - Bấc thấm được luồn vào trong cọc thép và được liên kết thông qua tấm bịt đầu, Động cơ làm việc thông qua hệ thống puly dẫn hướng cọc thép sẽ được ép xuống nền kéo theo bấc đi xuống, khi xuống độ sâu theo yêu cầu, thì động cơ quay ngược chiều rút cọc thép lên bấc và tấm bịt đầu được giữ lại trong nền, sau đó cắt bấc nối vào cọc để tiếp tục chu kỳ tiếp theo. - Sau khi bấc được cắm xuống đất, nước sẽ được dẫn theo bấc một cách tự do lên vùng cát gần mặt đất để thoát ra ngoài. *) Sơ đồ thi công của máy ép cọc bấc thấm:

Hình 6-6. Sơ đồ thi công của máy ép cọc bấc thấm

1- Định tâm; 2,3- Nén cọc và bấc đến độ sâu đã định H; 4- Rút cọc (bấc được giữ lại trong nền); 5- Cắt bấc, quay máy đến vị trí mới

6.6. MÁY KHOAN CỌC NHỒI

6.6.1. Khái niệm và phân loại

*) Khái niệm: - Cọc nhồi được chế tạo bằng cách rót (đúc) trực tiếp vật liệu (là bêtông, cát…) vào những lỗ cọc đã làm sẵn trong lòng đất ngay tại mặt bằng thi công công trình. *) Ưu điểm: + Cọc chế tạo tại chỗ, không mất công vận chuyển cọc. + Kích thước và chiều dài tùy ý + Không gây rung động, tránh được ảnh hưởng tới môi trường xung quanh.



*) Phân loại: - Theo phương pháp tạo lỗ cọc, người ta chia làm 2 loại:

+ Tạo lỗ bằng cách đóng ống kim loại có đường kính tới 50 cm, dài 22 m, đầu dưới bịt đế cọc (bằng gang) đóng vào nền đất tạo thành lỗ sau đó rót vật liệu tạo cọc vào, ống kim loại có thể để nguyên hoặc rút khỏi nền đất. + Tạo lỗ cọc bằng các thiết bị khoan chuyên dùng. Các thiết bị khoan được sử dụng rất khác nhau: dùng khoan xoắn ruột gà, khoan xoay, khoan va đập,…

- Theo đặc điểm cấu tạo của mũi khoan: + Máy khoan nhồi có mũi khoan xoay + Máy khoan nhồi bằng thùng xoay (gầu xoay) + Máy khoan kiểu choong giã (khoan tầng đất cứng)

- Theo cách đưa đất từ lỗ khoan lên: + Loại hoạt động liên tục + Loại hoạt động chu kỳ

- Theo kết cấu cơ cấu di chuyển: + Di chuyển bánh xích + Di chuyển bánh lốp + Di chuyển bánh sắt trên ray + Di chuyển trên phao nổi

- Theo dạng truyền động: + Truyền động điện + Truyền động từ động cơ đốt trong + Truyền động thủy lực

6.6.2. Sơ đồ cấu tạo và trình tự tạo cọc khoan nhồi *) Sơ đô cấu tạo:

10

11

13

1

12

23 4

5

78

6

9

Hình 6-7. Sơ đồ cấu tạo máy khoan cọc nhồi

1- Động cơ

2- Hệ di chuyển xích

3- Mâm quay

4- Cabin

5- Xylanh nâng hạ

6- Thùng khoan

7- Mâm quay cần khoan

8- Xylanh điều khiển cần khoan

9- Cần khoan

10- Cần trục

11- Cụm puly

12- Giá puly

13- Con chuột (chống xoắn cáp)



*) Nguyên lý làm việc: - Máy được di chuyển tới vị trí cần tạo cọc đã được đánh dấu sẵn. - Tời nâng hạ gầu sẽ hạ gầu khoan (6) xuống vị trí cần khoan, mâm quay cần khoan (7) sẽ hoạt động thông qua cần khoan (9) truyền chuyển động quay tới gầu khoan để thực hiện quá trình cắt đất. Con chuột (13) có tác dụng chống xoắn cáp khi cần khoan cùng gầu khoan xoay tròn. Khi gầu khoan đã tích đầy đất bộ tời sẽ kéo gầu khoan lên để xả đất ra ngoài và sau đó gầu lại được đưa trở lại lỗ khoàn để tiếp tục một chu kỳ khoan tiếp theo. *) Trình tự tạo cọc của máy

1

2 3 4 5 6 7 Hình 6-8. Trình tự tạo cọc của máy khoan nhồi

1-khoan tạo lỗ; 2-mở rộng đáy cọc; 3-đặt cốt thép; 4-đặt phễu và ống dẫn liệu; 5-đổ vật liệu 6-nâng phễu và ống dẫn (kết hợp đầm lèn); 7-cọc sau khi được chế tạo



TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] - Máy xây dựng – ThS. Nguyễn Thị Tâm – NXB GTVT 2002. [2] - Máy trục vận chuyển – Nguyễn Văn Hợp, Phạm Thị Nghĩa, Lê Thiện Thành - NXB

GTVT 2000. [3] - Máy làm đất – Vũ Thế Lộc, Vũ Thanh Bình – NXB GTVT 1997 [4] - Máy và thiết bị SX VLXD – TS. Trần Quang Quý, TS. Nguyễn Văn Vịnh, TS. Nguyễn Bính

NXB GTVT 2001. [5] - Máy thi công chuyên dùng – PGS.TS. Nguyễn Bính – NXB GTVT 2005. [6] - Sổ tay Máy xây dựng- Vũ Thế Lộc, Nguyễn Đăng Điệm - NXB GTVT 2007. [7] - Építőgépek II. – Módli József, Gémes József – Tankönyvkiadó Budapest 1986.

unlock may xay dung

Documents