CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN máy đào

 

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN MÁY ĐÀO.
1.1. Khái niệm.
Máy đào là loại máy cơ giới sử dụng đa năng được dùng trong xây dựng và khai
khoáng.
Đảm bảo sức bám tốt, áp suất hơi thấp, cố định hoặc tăng giảm tùy ý cho thích
hợp. Do vậy có thể phục vụ tốt cho các yêu cầu của máy hiện đại.
1.2. Công dụng.
Ở nước ta hiện nay cơng trình xây dựng cơ bản như xây dựng giao thông, kiến
trúc đân dụng xây dựng công nghiệp, thủy lợi… đã và đang được đầu tư một cách
đáng kể, điều này dẫn tới các phươn
phươngg tiện cơ giới thi công, các trang thiết
thiết bị xếp
dỡ tăng lên dất nhiều. những máy móc ngày càng có tính ưu việt trong thi công như
gọn nhẹ, độ bền cao, độ tin cậy làm việc lớn, năng suất và chất lượng sản phẩm cao.
Trong các cơng trình trên máy đào được dùng ngày càng nhiều và thường được
liệt vào hàng quan trọng nhất trong công tác đất, đá, xếp dỡ, đặc biệt ở một số cơng
trình, cơng việc làm đất chiếm một khối lượng rất lớn trong khoảng 45% là do máy
đào một gàu đảm nhiệm. Sở dĩ chúng dễ thích nghi với nhiều loại, công việc nhờ sử
dụng thiết bị thay thế, các loại truyền động và các bộ phận di chuyển khác nhau. máy
đào một gầu thường sử dụng có hiệu quả trong các trường hợp sau:
+ Đào và xúc các loại đất, đá, khống sản ở vị trí cao hơn nền máy đứng (khi
được nắp gầu sấp).
+ Khai thác đất, bùn, cát, sỏi ở vị trí sa hoặc thấp so với nền máy đứng (khi
được lắp gầu quăng).
+ Đào các loại mương, rãnh, hố lớn (khi lắp gầu sấp và gầu bào).
+ Nạo vét kênh, mương luồng lạch (khi lắp gầu quăng).
+ Bạt taluy, tạo thành bờ mương, bao nền hớt đất đá và mặt nền cũ (khi được
lắp gầu bào).
+ Bốc dỡ vật liệu rời (với gầu ngoạm các loại).

+ Đóng cọc (khi đưa giá búa).
Các máy đào phục vụ cho cơng tác xây dựng thường có trọng lượng từ 2 đến
250T, với dung tích gầu từ 0,1 đến 60cm3. Chúng làm việc với nhóm đất từ I đến IV,
với các nhóm đất lớn hơn, trước khi cho máy khai thác phải nổ mìn sơ bộ trước, các
máy đào thuần túy phục vụ cho công tác khai mỏ thường, có trọng lượng từ 75 đến


 

100T, ứng với dung tích gầu từ 4 đến 20cm 3. Các máy này có thể làm việc với nhóm
đất từ IV đến VI.
1.3. Phân loại.
1.3.1. Theo hệ thống di chuyển.
a. Máy đào di chuyển bánh hơi.

 Hình 1.1. Máy

đào di
di chuyển bánh
bánh hơi.

- Bánh hơi có những ưu khuyết điểm trái ngược với bánh xích mà cụ thể những
điểm chính là:
* Ưu điểm:
- Thời gian phục vụ lâu dài, bền có tới 30 - 40 nghìn km.
- Tốc độ di chuyển có thể tới 60 km/h.
- Nhẹ nhàng êm hiệu suất cao.
- Sức bám có hạn áp xuất đè xuống nền không đều và cao do bề mặt tiếp xúc
của bánh xuống nền nhỏ.
- Khả năng vượt dốc tới 25% và cơ động trên địa hình cơng tác kém.

* Khuyết điểm:
- Với những khuyết điểm trên ngày nay người ta đã cải thiện một cách khá tốt,
do đó bánh hơi ngày càng được sử dụng phổ biến ở một số nước phát triển hướng cải
thiện chủ yếu là chế tạo những bánh hơi cỡ lớn, chịu tải cao có gai lốp thích hợp với
các địa hình cơng tác đảm bảo sức bám tốt áp suất hơi thấp cố định hoặc tăng giảm tuỳ
ý cho thích hợp. Bánh hơi cỡ lớn có áp suất rất thấp bảo đảm diện tích tiếp xúc với nên


 

nhiều, do đó khả năng bám có thể so sánh với bánh xích được trong trừng mực nào đó.
ngày nay bánh hơi có thể chịu tải 35 tấn 1 chiếc. ở một số máy kéo dùng chung cho
máy làm đất cỡ vừa và lớn thường phổ biến việc dùng bánh hơi mà ổ bánh của nó
chính là một động cơ điện,
điện, điều này đơn giản
giản rất nhiều cho cấu tạo máy ngo
ngoài
ài những
ưu điểm quý giá khác về vânj hành máy.
b, Máy đào di chuyển bánh xích.

 Hình 1.2. Hệ

thống di chuyển bánh
bánh xích.
xích.

* Ưu điểm
Bánh xích về tồn bộ gồm có các phần tử cấu tạo chính sau: bánh sao chủ động
lấy công suất từ động cơ truyền đến, bánh dẫn hướng các con lăn tỳ, hai hoặc nhiều

con lăn đỡ, vịng xích và dầm tựa. Bánh xích cho phép giảm áp suất đè của máy xuống
nền, nói chung nó có trị số 0, 4 - 1 kg/cm 2 với bánh xích đặc biệt cho máy làm đất chạy
trên đồng lầy, áp suất của nó đè xuống nền đất của nó rất nhỏ, đến mỗi chân người
khơng đi được vì bị lún thụt nhưng máy vẫn chạy được, trong tương lai kết cấu bánh
xích kiêur này ở nước ta sẽ được sử dụng để thi cơng đất ở những điạ hình tương ứng,
có khả năng vượt dốc tới 50% ( tùy máy cụ thể con số này sẽ xê dịch đi ), về sức bán
xác đinhj bằng hệ số bám, hệ số bám có thể cụ thể bằng 1, cũng có khi lớn hơn 1, điều
này cho phép phát triển tận dụng được sức kéo của động cơ.


 

* Nhược điểm
 Nhược điểm của bánh xích là trọng lượng lớn, có khi 40% trọng lượng tồn bộ
máy, cấu tạo phức tạp, chóng mịn, hoạt động ồn ào, thời gian phục vụ của bánh xích
khoảng 1500 - 2000 giờ, khơng kể đến việc phải bảo dưỡng, điều chỉnh liên tục trong
quá trình sử dụng, tốc độ di chuyển thấp, trung bình là 6 - 8 km/h, động cơ từ cơng
trường này tới cơng trường nọ khó khăn, nhiều trường hợp làm hỏng mặt đường bộ.
1.3.2. Theo dung tích gầu.
 Nhóm

Dung tích gầu (m3)

1

0,15 – 0,40

2

0,25 – 0,66

3

0,40 – 1,00

4

0,65 – 1,60

5

1,00 – 2,50

6

1,60 – 4,00

7

2,50 – 6,30

1.3.3. Theo kiểu truyền động.
a. Máy đào truyền động cơ khí.
- Loại máy truyền động cơ khí sự truyền động được truyền động trực tiếp từ
động cơ chính đến tất cả các cơ cấu nhờ các trục, cặp bánh răng, cặp bánh trục vít,
xích và các cơ cấu truyền động khác (truyền động cơ khí).

 Hình 1.3. Máy

đào truyền động cơ khí.

 

b. Máy đào truyền động thủy lực.
- Loại máy đào truyền động thủy lực: sự truyền động được thực hiện bằng bơm
thủy lực (một hoặc nhiều bơm), ống dẫn và động cơ thủy lực (mô tơ thủy lực hoặc xi
lanh thủy lực) chất lỏng cơng tác lưu thơng tuần hồn trong ống dẫn, truyền lăng lượng
từ bơm đến các động cơ thủy lực làm chuyển động đến các cơ cấu cơng tác

 Hình 1.4. Máy

đào truyền
truyền động thủy lực.
- Sự truyền động được thực hiện bằng bơm thủy lực (một hoặc nhiều bơm) ống
dẫn và động cơ thủy lực (mô tơ hoặc xilanh thủy lực) chất lỏng cơng tác lưu thơng
tuần hồn trong ống dẫn truyền động năng lượng từ bơm đến các động cơ thủy lực làm
chuyển động các công tác cơ cấu công tác.
Trong máy đào truyền động thủy lực người ta còn phân loại trên cơ sở cần đơn
hay cần lồng.
 Ngồi những loại chính
chính này người ta cịn chết tạo những máy đào chuyên dùng
để sử dụng trong những điều kiện đặc biết để xác định máy đào phục vụ các cơng trình
gầm có cơng suất lớn để khai thác các lớp quặng ngầm, máy đào làm đường hầm dùng
để bốc chuyển đất sỏi trong đường hầm máy đào than bùn và các loại khác.
Trong khoảng 20 năm trở lại đây các máy đào truyền động thủy lực đã được
 phát triển mạnh mẽ có xu hướng thay thế các loại máy đào truyền động cơ khí quen
 biết. Đặc biệt từ 1975 các máy đào truyền động thủy lực cỡ nhỏ và vừa hầu như các
loại máy đào duy nhất là các loại máy đào chế tạo tại các nước công nghiệp phát triển
và được trao đổi buôn bán trên thi trường thế giới, chúng được ưu tiên như vậy bởi vì

chúng có được những ưu điểm sau:


 

+ Điều chỉnh vô cấp độ làm việc do vậy thích hợp sự biến đổi của lực cản đào
trong quá trình cơng tác.
+ Máy làm việc êm, đảm bảo an toàn khi quá tải tuổi thọ cao, độ tin cậy lớn.
+ Hình dáng đẹp, hình dạng và kích thước nhỏ và gọn.
+ Làm việc chính xác, quỹ đạo đào đa dạng do vậy có thể đảm đương được
những nhiệm vụ phức tạp.
+ Có thể trang bị được nhiều trang thiết bị cơng tác hơn do vậy tính vạn năng
cao hơn.
+ Chăm sóc kỹ thuật đơn giản
+ Tuy nhiên ngồi những ưu điểm trên hệ thống truyền động thủy lực còn có
những nhược điểm:
+ Khó làm kín các bộ phận làm
làm việc, chất lỏng cơng tác dễ bị rị rỉ hoặc
hoặc khơng
khí bên ngồi dễ bị lọt vào làm giảm hiệu suất và tính chất làm việc của bộ truyền
động, do vậy mà cần phải kiểm tra thường xuyên.
+ Áp lực cơng tác của dầu khá cao địi hỏi phải chế tạo bộ truyền động từ các
loại vật liệu đặc biệt và chất ượng công nghệ chế tạo phải rất cao.
+ Cùng với hệ thống truyền động thủy lực hệ thống di chuyển bánh hơi trên các
máy đào cũng đang được ưu tiên phát triển do có những ưu điểm sau:
+ Thời gian phục vụ lâu dài, tới 30 – 40 nghìn km.
+ Tốc độ di chuyển có thể lên tới 60 km/h.
+ Di chuyển nhẹ nhàng êm hiệu suất cao bên cạnh những ưu điểm trên hệ thống
di truyển bánh hơi cịn 1 số nhược điểm:
+ Sức bám có hạn áp lực lên nền lớp không đều.

+ Khả năng vượt dốc chỉ tới 25% và động cơ trên địa hình công tác kém.
Tuy nhiên ngày nay cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật đã có thể sản xuất
được các phần tử thủy lực hoạt động được với áp lực dầu, cơng suất lớn. Có thể sản
xuất các bánh hơi cỡ lớn, chịu tải cao có gai lốp thích hợp với địa hình cơng tác.
1.3.4. Theo số lượng và kết cấu gầu.
a. Máy đào một gầu.
* Máy đào một gầu, gầu nghịch.


 

 Hình 1.5.

 Máy đào một
một gầu, gầu nghịch
nghịch điều khiên
khiên thủy lực.
lực.

* máy đào gầu thuận.
- Máy đào dạng gầu thuận: thích hợp cho việc đào đất đá và vật liệu ở vị trí
cao hơn vị trí máy đứng. Khả năng tự hành cao, khi làm việc vừa đào, quay và đổ
lên xe vận chuyển.

 Hình 1.6.  Máy

đào gầu
gầu thuận
thuận..

- Máy đào gầu quăng: Dùng đào xúc phía dưới nền đứng và sâu
Ưu nhược điểm: khó hoạt động với đất đá cứng, dỡ tải khó chính xác vị trí
nhưng bù lại có thể đào xâu và rất xa, nạo vét kênh mương, có thể đào được các
mái dốc, cấp vật liệu cho trâm bê tông xi măng, bê tông nhựa, đào hố móng.


 

* Máy đào một gầu, gầu bào.

 Hình 1.7.

 Máy đào gầu bào.

* Máy đào một gầu, gầu ngoạm.

 Hình 1.8.  Máy

đào gầu
gầu ngoạm
ngoạm..


 

1.4. Giới thiệu chung về máy đào Komatsu PC 600-7.
1.4.1. Cơ cấu chung máy đào komatsu PC 600-7.
Komatsu là tập đoàn chuyên sản xuất máy xây dựng của Nhật Bản có uy tín
trên thế giới đặc biệt là các loại máy làm công tác đất. Được thành lập từ năm 1921
dựa trên những kinh nghiệm được tích luỹ lâu dài nên Komatsu đáp ứng được những

yêu cầu cao về công nghệ và tính kinh tế.
Là một cơng ty của Nhật Bản nên Komatsu hiểu rõ những tính chất về địa lí, địa
chất cũng như mơi trường của các nước châu Á, do đó loại máy do Komatsu chế tạo
rất phù hợp với điều kiện sử dụng và bảo quản ở các nước châu Á nói chung và Việt
 Nam nói riêng.
riêng.
Trong các loại máy của Komatsu được sử dụng ở Việt Nam ta thấy chủ yếu là
các dòng máy đào PC, trong đó PC 600-7 được sử dụng rất rộng rãi. Do kích thước
 phù hợp đồng thời giá thành mua vào của máy không quá cao nên PC 600-7 sử dụng
nhiều ở Việt Nam.
Do PC 600-7 được sử dụng nhiều ở Việt Nam nên việc sửa chữa thay thế những
 phần hư hỏng của máy nếu được thực hiện bởi các cơ sở trong nước thì giá thành sẽ
giảm đi đáng kể. Do đó việc nghiên cứu tìm hiểu sâu về máy PC 600-7 sửa chữa và
tiến tới chế tạo một số bộ phận thay thế của máy là một yều cầu thực tế và cần thiết.
1.4.2. Một số ưu nhược điểm của máy PC 600-7.
Ưu điểm của máy:
Thiết bị công tác gồm các cơ cấu nâng hạ tay gầu, cần, quay gầu đều được dẫn
động bằng hệ thống xy lanh thuỷ lực, do đó bộ cơng tác làm việc êm dịu, không gây
ồn.
Điều khiển các thao tác nhẹ nhàng dễ dàng, tiện lợi khơng phụ thuộc vào tải
trọng làm việc.
Có khả năng tự bôi trơn bộ truyền, nâng cao được tuổi thọ máy.
Có khả năng tự bảo vệ khi quá tải.
Có hệ thống điều khiển điện ttửử và màn hình hiển thị cá
cácc thông số thuận lợi
lợi cho
người sử dụng .
Kết cấu máy đẹp, gọn nhẹ.

 

 Nhược điểm:
điểm: Các hệ thống điều khiển trên
trên máy do các mạch điện tử điều khiển,
do máy làm việc trong điều kiện rung động lớn nên các thiết bị điện nhanh bị hư hỏng,
khi hỏng thì khó sửa chữa.

 Hình 1-9. Kết cấu chung
chung của má
máyy xúc PC 600-7 
600-7 
1- Gầu xúc

4- Tay gầu

7- Xy lanh cần

10- Dải xích

2- Cơ cấu liên kết

5- Xy lanh tay gầu

8- Bánh sao chủ
động

11- Bánh dẫn hướng

3- Xy lanh gầu

6- Cần

9- Khung bánh xích

12- Cabin

1.4.4.Thơng số chung về máy đào PC 600-7.
1.4.4.1.Các thông số kỹ thuật.
Tên thơng số

Giá trị

Đơn vị

Dung tích gầu

2.7

M3

Trọng lượng tồn bộ máy

56,600

kg

Biên Chiều sâu đào lớn nhất

8490

mm


 

độ
làm Bán kính lớn nhất tại vị

13,020

mm

Chiều cao đào lớn nhất

11,880

mm

Chiều cao đổ chất tải

7960

mm

lớn nhất
Lực đào lơn nhất

414,8

KN

Tốc độ quay

8,3

v/p

Tốc độ di chuyển

3,0/4,9

Km/h

Tên thông số
Chiều dài máy

Giá trị
12,810

Đơn vị
mm

Chiều rộng máy

3900

mm

Chiều cao máy

4300

mm

Chiều cao đến đỉnh cabin

3290

mm

Khoảng sáng gầm máy

780

mm

Khoảng cách đối trọng với

1368

mm

3675
5340

mm
mm

việc

trí mặt bằng đất

1.4.4.2.Các thơng số về kích thước.

mặt đất
Bán kính quay đi thiết bị
Chiều dài bánh xích


 

Khoảng cách 2 ngồi dãy xích

4250

mm


 

1.4.4.3. Các thông số động cơ.
Tên thông số

Giá trị

Số máy

SA6D140E-3

Hãng sản xuất

Komatsu

Đơn vị

Số xylanh- đường kính
Cơng suất bánh đà
Thơn
Mơ men cực đại

6-140
287

kW

1755

N.m

g số

Tôc độ lớn nhất khi

1950

v/p

kỹ

không tải

thuật

Tôc nhỏ lớn nhất khi

825

v/p

không tải
1.5. Cấu tạo của bộ phận di chuyển
1.5.1.Vị trí của bộ phận di chuyển


 

 Hình 1.11.
1.11. Sơ đồ vị trí của bộ
bộ phận di chuyển
1. Bánh dẫn hướng

10. Bơm số 2

2. Khớp xoay tâm

11. Bơm điều khiển

3. Động cơ xoay

12. Van điện từ phanh quay

4. Van điều khiển

13. Van điện từ tốc độ di chuyển

5. Bánh sao

14. Máy móc xích

6. Động cơ di chuyển

15. Vịng trịn xích

7. Động cơ 

16. Bơm bơi trơn PTO

8. PTO
9. Bơm số 1

A. Van điều khiển
B. Van điện từ phanh quay

* Nguyên lý làm việc của bộ phận di chuyển
Khi máy xúc bắt đầu làm việc, hệ thống động cơ làm việc, công suất được truyền
qua bánh đà rồi đến bơm thủy lực, tại đây bơm thủy lực sẽ hút dầu thủy lực từ thùng
dầu rồi đẩy đến các cụm van phân phối chính.

 

Tại cabin: người vận hành máy sẽ sử dụng các cần điều khiển để điều hướng di
chuyển máy xúc. Khi người vận hành thao tác, dòng dầu điều khiển sẽ đi đến cụm van
 phân phối
phối chính, vvan
an này có tác
tác dụng đi
điều
ều khiển đđóng/mở
óng/mở cụ
cụm
m van phân phối cho các
thiết bị di chuyển. Đường dầu đi qua mô tơ di chuyển giúp các mô tơ này quay, mô tơ
di chuyển quay kéo xích thơng qua truyền động cuối và bánh xe làm máy di chuyển.
Dầu trước khi về thùng được làm mát bởi bộ phận làm mát là két mát và được lọc
 bẩn qua bộ
bộ phận lọc dầu thủy lực. Áp lực
lực của hệ th
thống
ống thủy lực được đảm
đảm bảo bởi van
an toàn được lắp ở cụm van phân phối chính. Trong trường hợp áp lực lên đến mức
giới hạn, van an toàn sẽ mở ra để dầu quay trở về thùng chứa.
1.6. Tình hình sử dụng máy xúc ở Việt Nam
  Trong thi cơng xây dựng các cơng trình công nghiệp, đường sá, cầu cống,sân bay, hải
cảng hoặc đê đập...việc nâng cao năng lực và hiệu quả sử dụng các trang thiết bị và
 phương tiện cơ giới đóng vai trò rất quan trọng trong việc nâng cao chất lượng cơng
trình, đẩy nhanh tiến độ thi cơng, nâng cao năng suất, đem lại hiệu quả kinh tế và cải
thiện điều kiện làm việc cho người lao động.

  Trong những
những năm vừa qua, nước
nước ta đã nhập và chế tạo thêm
thêm nhiều thiết
thiết bị máy móc
với chủng loại khác nhau, tỷ lệ trang bị phương tiện cơ giới và khối lượng khai thác
tương đương với nhiều nước trong khu vực. Tính cho đến nay cá nước có khoảng
50.000 máy móc xây dựng, tập trung chủ yếu ở 3 Bộ lớn: Bộ xây dựng, Bộ giao thông,
Bộ nông nghiệp và phát triển nơng thơn ngồi ra cịn có ở Bộ Quốc phịng và các
đơnvị thi công chuyên ngành đường sắt và các cảng.
  Các máy xây dự
dựng
ng chủ yếu là nhập
nhập ngoại từ các
các nước XHCN ccũ,
ũ, TBCN thông qua
các nguồn viện trợ cho nhiều hạng mục cơng trình nên rất đa dạng về chủng loại.
Từ năm 1997 đến nay do nhu cầu xây dựng ngày càng lớn mà có nhiều cơng nghệ thi
công mới đã được thâm nhập vào nước ta; vì vậy ngồi các máy truyền thống như máy
ủi, máy đào, máy san, máy gia cơng đá...chúng ta cịn có nhiều các loại máy thi công
chuyên dùng thế hệ mới như các trạm trộn bê tơng nhựa nóng (BTNN), máy rải thảm
mặt đường, máy khoan cọc nhồi, các thiết bị lao lắp và đúc dầm phục vụ công tác thi
công cầu.... Trong lực lượng các máy xây dựng và xếp dỡ hiện đang khai thác ở nước
ta có những máy hiện đại, có cơng suất lớn được sử dụng để khai thác các cơng trình
tập trung cỡ lớn như cơng trình xây dựng các nhà máy thuỷ điện, thuỷ lợi, các khu
cơng nghiệp, các cầu, cảng...ví dụ, chúng ta đã có máy ủi vạn năng cơng suất 410, 620


 

mã lực như máy D355A và D455A của hãng KoMATSU Nhật Bản, máy đào 1 gầu
dung tích lớn hơn Im của hãng Đức, Hàn Quốc... Trong lĩnh vực xây dựng cầu ngày
nay chúng ta cũng đã được trang bị các thiết bị để thi công theo công nghệ mới hiện
đại; dàn xe đúc hẫng Mỹ, Italia, xe lao dầm 33m, các loại cần trục nổi, cần trục bánh
xích có tải nâng từ 50 – 80 tấn... trạnh, trộn bêtông xi măng năng suất 30 – 200mh,
máy bơm bêtông năng suất 50 – 60m³/h....
  Máy xúc KOMATSU
KOMATSU PC 600-7 thường được
được sử dụng nhiều ở các cơng trình lớn
lớn và
các khu vực khai thác lớn