Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng tới năng suất và hiệu quả kinh tế của máy xúc huyndai 140w 7

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

TRẦN VĂN DŨNG

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI
NĂNG SUẤT VÀ HIỆU QUẢ KINH TẾ CỦA MÁY XÚC
HYUNDAI 140W-7

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ
MÃ SỐ: 8520103

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. PHẠM VĂN TỈNH

Hà Nội, 2021


i
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan, đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các số liệu,
kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được cơng bố trong bất kỳ

cơng trình nghiên cứu nào khác.
Nếu nội dung nghiên cứu của tôi trùng lặp với bất kỳ cơng trình nghiên
cứu nào đã cơng bố, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm và tn thủ kết luận
đánh giá luận văn của Hội đồng khoa học.
Hà Nội, ngày 03 tháng 05 năm 2021
Người cam đoan

Trần Văn Dũng


ii
LỜI CẢM ƠN
Nhân dịp hoàn thành luận văn này cho phép tơi được bày tỏ lịng
biết ơn chân thành và sâu sắc tới giáo viên hướng dẫn khoa học TS. Phạm
Văn Tỉnh đã dành rất nhiều thời gian chỉ bảo tận tình và giúp đỡ tơi hồn
thành luận văn này.
Trân trọng cảm ơn lãnh đạo nhà trường, phòng sau Đại học, khoa Cơ
điện và Cơng trình trường Đại học Lâm nghiệp đã giúp đỡ, tạo điều kiện
thuận lợi cho tôi hoàn thành nhiệm vụ học tập và nghiên cứu của mình.
Trân trọng cảm ơn các Nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp đã đóng góp
nhiều ý kiến quý báu trong suốt q trình làm và hồn chỉnh luận văn.
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi, các số
liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất
kỳ công trình nào khác.
Hà Nội, ngày 03 tháng 05 năm 2021
Tác giả luận văn

Trần Văn Dũng

iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................ii
MỤC LỤC ....................................................................................................... iii
DANH MỤC BẢNG BIỂU .............................................................................. v
DANH MỤC HÌNH VẼ ..................................................................................vi
ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 1
Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU..................................... 4
1.1. Tổng quan vấn đề thi công công tác đất trong xây dựng cơng trình ...... 4
1.1.1. Cơng tác thi công đất và phân loại máy thi công đất ...................... 4
1.1.2. Tính chất cơ lý của đất - Lực cản khi đào và cắt đất ....................... 6
1.1.3. Quá trình đào cắt đất........................................................................ 8
1.2. Máy thi cơng cơng tác đất trong xây dựng cơng trình ............................ 9
1.2.1. Phân loại chung ................................................................................ 9
1.2.2. Một số loại máy thi công công tác đất ........................................... 10
1.3. Các loại máy xúc dùng trong thi cơng cơng tác đất .............................. 11
1.4. Tình hình nghiên cứu về máy thi công đất trên thế giới ....................... 14
1.5. Tình hình nghiên cứu về máy thi cơng đất trong nước ......................... 17
1.6. Kết luận chương 1 ................................................................................. 19
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, MỤC TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU20
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................ 20
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................... 20
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................ 23
2.2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................. 23
2.2.1. Mục tiêu nghiên cứu tổng quát ....................................................... 23
2.2.2. Mục tiêu nghiên cứu cụ thể............................................................. 23
2.3. Phương pháp nghiên cứu................................................................... 23

iv
Chương 3. NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC MÁY XÚC BÁNH LỐP
HYUNĐAI 140W-7 VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI NĂNG SUẤT25
3.1. Máy xúc bánh lốp Hyundai 140W-7 và các cơ cấu làm việc ............... 25
3.1.1. Hệ thống truyền động di chuyển của máy ...................................... 25
3.1.2. Hệ thống truyền động công tác ...................................................... 26
3.1.3. Hệ thống thủy lực của máy ............................................................. 33
3.2. Các thông số chủ yếu của máy xúc bánh lốp Hyundai 140W-7 khi làm việc.35
3.2.1. Chế độ công tác của máy ................................................................ 35
3.2.2. Mơ hình xác định lực tác dụng lên máy xúc Hyundai 140W-7 khi
làm việc ..................................................................................................... 37
3.3. Xác định chiều dày phoi cắt lớn nhất và lực cản đào và tích đất ......... 40
3.4. Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của máy xúc bánh lốp Hyundai 140W-7 43
3.4.1. Chỉ tiêu về năng suất của máy ........................................................ 43
3.4.2. Chỉ tiêu về chi phí nhiên liệu .......................................................... 44
3.5. Xác định các yếu tố ảnh hưởng tới năng suất máy ............................... 45
Chương 4. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ............................................. 48
4.1. Mục tiêu và nhiệm vụ của nghiên cứu thực nghiệm............................. 48
4.1.1. Mục tiêu nghiên cứu thực nghiệm .................................................. 48
4.1.2. Nhiệm vụ nghiên cứu thực nghiệm ................................................. 48
4.1.3. Đối tượng nghiên cứu thực nghiệm ................................................ 48
4.2. Tổ chức tiến hành thực nghiệm ............................................................ 48
4.3. Đánh giá kết quả khảo nghiệm ............................................................. 52
4.4. Biện pháp nâng cao năng suất máy xúc Huyndai 140W-7:.................. 54
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................... 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 59


v
DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1. Phân loại đất, trọng lượng riêng và hệ số tơi xốp ............................ 8
Bảng 1.2. Phân loại đất, đá theo kích thước hạt ................................................ 8
Bảng 3.1. Thông số cơ bản của hệ thống truyền động di chuyển ................... 26
Bảng 3.2. Thông số hệ thống công tác máy xúc ............................................. 30
Bảng 3.3. Thông số kỹ thuật của xi lanh thủy lực cần, tay gầu và gầu xúc .... 31
Bảng 3.4. Chiều dày phoi đất lớn nhất khi cắt đất đối với các dung tích gầu
khác nhau......................................................................................................... 41
Bảng 3.5. Giá trị của lực cản đào riêng Kd và lực cản cắt riêng K (đối với máy
đào đất) theo kết quả nghiên cứu của N. G. Dombrovski ............................... 41
Bảng 3.6. Lực cản đào đối với các loại gàu .................................................... 42
Bảng 3.7. Hệ số đầy gầu của máy đào ............................................................ 43
Bảng 3.8. Năng suất máy xúc với một số loại gầu có dung tích khác nhau ... 43
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của độ sâu đào và góc quay máy từ nơi đào đến nơi đổ
tới năng suất của máy ...................................................................................... 47
Bảng 4.1. Số chu kỳ công tác (đào - đổ) trong mỗi giờ công tác của máy đào
gầu nghịch bánh lốp Huyndai 140W-7 ........................................................... 52


vi
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Máy xúc một gầu với truyền động cơ học ...................................... 12
Hình 1.2. Máy đào một gầu (gầu thuận) truyền động thuỷ lực ....................... 12
Hình 1.3. Máy xúc một gầu (gầu ngược) truyền động thuỷ lực ..................... 13
Hình 2.1. Máy xúc bánh lốp Huyndai 140W-7 ............................................... 20
Hình 2.2. Sơ đồ cơng tác của máy xúc Huyndai 140W-7............................... 22
Hình 2.3. Một số loại gầu xúc có thể lắp trên máy xúc Huyndai 140W-7 (dung
tích (m3)).......................................................................................................... 23
Hình 3.1. Sơ đồ hệ thống truyền động công tác của máy xúc Hyundai 140W-7.... 27
Hình 3.2. Hệ thống truyền động của cơ cấu quay toa của máy đào Volvo
Ew210c. ........................................................................................................... 28

Hình 3.3. Dải làm việc của hệ thống công tác máy xúc.................................. 29
Hình 3.4. Kích thước tay xúc .......................................................................... 29
Hình 3.5. Máy xúc sử dụng loại cần thủy lực có thể điều chỉnh .................... 31
Hình 3.6. Gầu xúc của máy ............................................................................. 32
Hình 3.7. Kết cấu xi lanh thuỷ lực hai chiều của bộ cơng tác. ....................... 32
Hình 3.8. Sơ đồ tổng quát hệ thống thủy lực máy xúc Huyndai 140W-7 ...... 33
Hình 3.9. Sơ đồ mạch hồi hệ thống thủy lực .................................................. 34
Hình 3.10. Sơ đồ lực tác dụng lên máy xúc Huyndai 140W-7 ...................... 38
Hình 3.11. Thơng số gàu xúc để tính dung tích gàu ....................................... 40
Hình 3.12. Tương quan giữa lực cản đào và dung tích gàu xúc ..................... 42
Hình 3.13. Tương quan giữa năng suất máy xúc và dung tích gàu xúc .......... 44
Hình 4.1. Xác định loại đất và độ ẩm tại hiện trường ..................................... 49
Hình 4.2. Xác định kích thước gàu xúc .......................................................... 50
Hình 4.3. Xác định chu kỳ công tác của máy xúc với đất đá có độ ẩm 40% . 51
Hình 4.4. Thực nghiệm với loại đất hồng thổ, có độ ẩm 20% ...................... 51
Hình 4.5. Xác định lượng nhiên liệu tiêu thụ .................................................. 52


1
ĐẶT VẤN ĐỀ
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của đất nước trong cơng cuộc cơng
nghiệp hóa và hiện đại hóa, các cơng trình xây dựng giao thơng, thủy lợi dân
dụng, công nghiệp và cơ sở hạ tầng khác đã và đang phát triển một cách
nhanh chóng, tồn diện ở nước ta. Trong xây dựng cơ bản các cơng trình này,
đất là đối tượng có khối lượng thi cơng rất lớn do đó cơ giới hóa cơng tác đất
có ý nghĩa trọng yếu và đó là vấn đề cấp bách, cần thiết đối với tình hình
nước ta hiện nay.
Hiện nay, các cơng trình được thực hiện chủ yếu bằng máy móc cơ giới
hóa ở mức độ cao nhằm giảm sức lao động của con người, đẩy nhanh tiến độ
thi công và mang lại hiệu quả kinh tế cao.

Việc nâng cao năng lực và hiệu quả sử dụng các trang thiết bị và
phương tiện cơ giới đóng vai trị rất quan trọng trong việc nâng cao chất
lượng cơng trình, đẩy nhanh tiến độ thi công, nâng cao năng suất, đem lại
hiệu quả kinh tế và cải thiện điều kiện làm việc cho người lao động. Bên cạnh
đó, việc cơ giới hóa và tự động hóa trong xây dựng cũng là một khâu khơng
thể thiếu được trong q trình sản xuất. Nó quyết định việc tăng năng xuất lao
động, hạ giá thành sản phẩm, giảm nhẹ sức lao động chân tay và trí óc cho
người lao động. Đồng thời góp phần rất quan trọng vào việc rút ngắn thời
gian thi công, nhanh chóng đưa cơng trình vào khai thác sử dụng, nâng cao
hiệu quả kinh tế, chất lượng và tính thẩm mỹ, đẩy mạnh tốc độ tăng trưởng
của nền kinh tế quốc dân.
Trước những nhu cầu đó, trong những năm gần đây, số lượng và chủng
loại máy thi công đất vô cùng phong phú, đa dạng, đa số máy được nhập về từ
các nước Nhật Bản, Hàn Quốc, Mỹ, Thụy Điển… đòi hỏi chúng ta phải có
những lựa chọn hợp lý đối với các phương tiện thi công cơ giới cần thiết.
Tùy theo yêu cầu công việc và khả năng đầu tư mà các doanh nghiệp có
những lựa chọn phù hợp cho mình. Trong thực tế xây dựng các cơng trình, ở


2
giai đoạn thi cơng xuất hiện khó khăn do phải lựa chọn các phương tiện thi
công cơ giới trong sự thiếu gắn kết giữa công suất máy, loại máy và điều kiện
thi công. Nhiều yếu tố ảnh hưởng không được tính đến trong các quy trình
hiện có nên địi hỏi đội ngũ cán bộ, công nhân vận hành máy mất nhiều thời
gian trong q trình lựa chọn máy.
Trong nhóm máy thi cơng cơng tác đất, máy xúc đóng vai trị quan
trọng, là một loại máy móc cơ giới sử dụng với nhiều chức năng. Trong xây
dựng, máy xúc là một loại máy xây dựng chính trong cơng tác đất, ngồi ra nó
cịn tham gia vào các cơng tác giải phóng mặt bằng, phá dỡ cơng trình, bốc
xếp vận chuyển vật liệu. Do đó, máy xúc được sử dụng rộng rãi, bởi vì chúng

dễ thích nghi với nhiều loại cơng việc nhờ sử dung các thiết bị công tác thay
thế các loại truyền động và các bộ phận di chuyển khác. Trong đó máy xúc có
nhiều tính năng nổi trội như kết cấu nhỏ gọn, có khả năng đạt năng suất hơn
nhiều so với một số loại máy khác, ngoài ra máy xúc còn tăng mức độ cơ giới
một cách đáng kể khi sử dụng vào các công việc làm đất khác nhau.
Máy xúc làm việc hiệu quả khi đứng một chỗ đào đất đổ đống trên bờ
hay đổ lên phương tiện vận chuyển phổ thông là ô tô tải. Tùy theo cao độ thi
công cao hay thấp hơn cao độ máy mà có thể dùng máy xúc gàu nghịch hoặc
máy xúc gầu thuận cho hợp lý. Riêng máy xúc gầu nghịch không chỉ dùng để
đào hố sâu hơn mặt bằng máy đứng mà chúng cịn có thể đào đất ở độ cao lớn
hơn cao trình máy đứng. Loại máy xúc nghịch phổ biến dùng trong xây dựng
có dung tích gầu trong khoảng 0,15-0,5 m³. Các loại máy xúc gầu nghịch điều
khiển bằng thủy lực được sử dụng rộng rãi hơn loại điều khiển bằng cáp và có
thể có dung tích gầu đào tới 3,3 m³. Tuy khối tích gầu đào phân bố trong rải
giá trị nhỏ, hơn nhiều máy xúc gầu thuận, nhưng máy xúc gầu nghịch lại có
thể làm việc đa năng hơn máy đào gầu thuận.
Máy xúc gầu nghịch có một có một số ưu thế như khi thi cơng, máy
đứng cao hơn vị trí cơng tác nên không phải làm đường công vụ cho máy


3
xuống vị trí cơng tác như máy đào gầu thuận. Đồng thời do có cấu tạo gầu
đào thuận lợi cho việc tạo điểm tựa cho máy, cần và gầu khoan như một chân
càng vững chắc thứ 5, ngoài hệ 4 bánh lốp hay bánh xích, giúp cho máy có
thể làm việc trên mọi địa hình. Khi gặp sự cố như mất thăng bằng, lật máy
xuống hố đào hay sa lầy, thì có thể dùng cần gầu đào làm chân trụ chống đỡ
để tự thân máy giải cứu cho máy. Máy xúc gầu nghịch loại bánh xích cịn có
thể hoạt động trên mọi địa hình cả ở trên nền đất yếu.
Đối với cấu hình máy cơng suất và kích thước gàu xúc là các yếu tố
chính tác động đến năng suất, hiệu quả công tác của máy nếu cùng điều kiện

về điều khiển và khoảng cách hoạt động.
Về điều kiện thi công, hiệu suất của máy xúc sẽ thay đổi theo các đặc
tính của vật liệu như: kích thước và hình dạng hạt; kích thước hạt riêng lẻ
càng lớn thì lưỡi cắt càng khó xuyên qua. Các hạt có cạnh sắc chống lại tác
động di chuyển cắt đất của gàu xúc do đó khối đất khi thi cơng có tỷ lệ lớn hạt
này đòi hỏi nhiều lực hơn để cắt so với một khối lượng đất tương tự có tỷ lệ
hạt cạnh trịn lớn. Bên cạnh đó độ dốc địa hình tự nhiên, độ ẩm cũng là yếu tố
có tác động đến năng suất máy.
Để có cơ sở khoa học cho việc lựa chọn được một số thông số máy xúc
phù hợp với điều kiện thi công, tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu một số yếu
tố ảnh hưởng tới năng suất và hiệu quả kinh tế của máy xúc Hyundai
140W-7” nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng máy cho công trình xây dựng vừa
và nhỏ.


4
Chương 1.
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan vấn đề thi công công tác đất trong xây dựng công trình
1.1.1. Cơng tác thi cơng đất và phân loại máy thi cơng đất
1.1.1.1. Một số khái niệm
Q trình thi cơng các cơng trình xây dựng như giao thơng, thủy lợi,
dân dạng và công nghiệp, cơ sở hạ tần kỹ thuật… đều phải tiến hành công tác
đào và đắp đất và công tác này chiếm tỉ lệ rất lớn về khối lượng. Cơng tác thi
cơng đất có một số đặc điểm như sau: Khối lượng thi công lớn, cường độ thi
công cao; phạm vi thi công chật hẹp; công tác thi công đất chịu ảnh hưởng
trực tiếp của điều kiện tự nhiên như điều kiện địa hình, địa chất, địa chất thủy
văn, thời tiết và khả năng cung ứng nhân lực vật lực... Thơng thường, cứ 1 m3
cơng trình cơng nghiệp thường phải có 1.5 – 2 m3 cơng làm đất, hay 1 m3
cơng trình dân dụng có 0.5 m3 cơng làm đất, hoặc 1km đường ôtô cần từ 10

m3 – 20000 m3 đất... Bên cạnh đó, yêu cầu về chất lượng đào đắp cao, thời
gian thi công hạn chế.
Giá thành công làm đất chiếm tới 10 - 15% tổng giá thành cơng trình
xây dựng. Vì vậy cơng việc cơ giới hố cơng tác làm đất ngày càng được đẩy
mạnh ở nước ta, nhằm đảm bảo được:
- Chất lượng cơng trình;
- Rút ngắn thời gian thi công;
- Hạ giá thành công trình;
- Giảm nhẹ sức lao động của con người...
Phần lớn bộ công tác của máy làm đất vừa làm nhiệm vụ đào phá đất
vừa làm nhiệm vụ di chuyển đất. Việc san và đầm lèn để giảm thể tích và tăng
khối lượng riêng (tỷ trọng) của đất thường sử dụng máy chun dùng và một
phần có thể nhờ chính trọng lượng bản thân máy đào chuyển đất trong quá
trình làm việc.


5
Q trình thi cơng đất thường có 3 khâu cơ bản là đào, đắp, vận chuyển:
+ Khâu đào đất: thường gặp là đào móng, kênh mương, đào khai thác
vật liệu, đào đất, dọn mặt bằng thi công;
+ Khâu đắp: đắp đập để kênh mương, đắp đường…;
+ Khâu vận chuyển: là khâu trung gian của 2 khâu nói trên.
- Yêu cầu khối lượng khối đất đắp cần thỏa mãn các yêu cầu sau:
+ Khối đất đắp phải chặt, hệ số thấm phải nhỏ và phù hợp với qui định
thiết kế;
+ Khối đắp phải ổn định dưới tác dụng của nước, không được nứt nẻ
nghiêm trọng, độ lún nhỏ, trên mặt không bị xói, khối đắp khơng bị sạt lở hay
hư hỏng khác.
1.1.1.2. Các phương pháp thi công đất
- Thi công đất bằng thủ công: Dùng các công cụ thông thường hay cải

tiến như cuốc, xẻng,… để đào, xúc gánh…
Việc vận chuyển thường dùng các loại xe cút kít, cải tiến để vận chuyển.
Thi công làm chặt đất bằng các loại đầm tay và đầm cải tiến để đầm đất.
- Thi công bằng máy: Là sử dụng các loại máy đào 1 gầu (thuận,
nghịch, dây, ngoạm) máy đào nhiều gầu, máy cạp, ủi để đào, xúc đất, dùng
ôtô, gồng, băng chuyền để vận chuyển và các loại máy đầm chân dê, bánh
hơi, đầm chấn động để đầm chặt.
- Thi công bằng máy thủy lực: Là sử dụng các thiết bị chuyên môn như
súng nước, máy bơm, tàu hút hệ thống ống dẫn để tiến hành đào, vận chuyển,
đắp đất.
- Thi công bằng nổ mìn và nổ mìn định hướng: dùng nổ mìn làm tơi đất
(thay đào) dùng các biện pháp thi công khác để xúc và vận chuyển hay dùng
phương pháp nổ mìn định hướng (đào, vận chuyển, đắp đất)
Nói chung có nhiều phương pháp thi công tùy điều kiện thiết kế cụ thể
mà sử dụng phương pháp này hay phương pháp khác hoặc hỗn hợp. Quá trình


6
thi cơng cần phải thơng qua tính tốn so sánh kinh tế và kỹ thuật để chọn một
phương pháp thi cơng hợp lý.
1.1.2. Tính chất cơ lý của đất - Lực cản khi đào và cắt đất
Công tác thi công đất phụ thuộc nhiều vào loại đất và cấu tạo của đất.
Cấu tạo của đất rất phức tạp gồm 3 thành phần hạt cứng, nước và khí. Trạng
thái, tính chất của đất thay đổi theo thời gian do tác dụng của tự nhiên và con
người. Những thông số đánh giá tính chất cơ lý của đất bao gồm:
- Khối lượng riêng của đất γ : là khối lượng của một đơn vị thể tích đất
ở trạng thái tự nhiên (kể cả các hạt khoáng và nước chứa trong lỗ rỗng). Nếu
khối lượng của đất là G và thể tích tự nhiên là V thì:
Khối lượng thể tích của đất = G/V (g/cm3, kg/m3, T/m3)
Khối lượng riêng của đất có ảnh hưởng lớn đến quá trình làm việc của

máy như: làm tăng lực cản ma sát, có thể phân thành:
+ Đất nhẹ: γ = 1,6 t/m3
+ Đất vừa: γ = 1,7 t/m3
+ Đất nặng: γ = 1,8 t/m3
- Độ ẩm của đất: là tỉ lệ tính theo phần trăm (%) của nước chứa trong
đất. Độ ẩm của đất xác định theo cơng thức;
W = (G - G0)/G0 * 100%
Trong đó: G, G0 - là khối lượng tự nhiên và khối lượng khơ của mẫu
thí nghiệm.
Độ ẩm ảnh hưởng đáng kể đến lực cản cắt đất và q trình đầm chặt, là
thơng số quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng, năng suất công tác thi công đất.
- Khả năng thấm nước: Là khả năng để nước thấm qua nền đất, nó phụ
thuộc vào kích thước của các hạt cấu thành nền đất.
- Tính chất cơ học: Là những yếu tố gây ra sức cản khi có ngoại lực tác
dụng làm ảnh hưởng đáng kể đến quá trình làm việc của máy. Những tính
chất cơ học chủ yếu của đất là:


7
+ Tính dẻo: Là khả năng dữ lại biến dạng do ngoại lực tác dụng và sau
khi thôi tác dụng. Nếu độ ẩm trong đất tăng lên thì khơng những chỉ có biến
dạng mà nó cịn xuất hiện trạng thái trượt.
- Tính liên kết: Tức là khả năng chống đỡ sự phân hạt dưới tác dụng
của ngoại lực. Đất có độ liên kết cao là đất sét ngược lại là đất cát khô.
- Độ tơi xốp: Là độ tăng thể tích của đất sau khi bị đào xới. Độ tơi được
xác định bằng hệ số Ktx, là tỷ số khối đất V1 sau khi bị đào xới với thể tích
trước khi bị đào xới V0:
Ktx = V1/V0 >1
Trong đó, V1 là thể tích đất tơi; V0 là thể tích trước khi đào, Ktx phụ
thuộc vào loại đất

+ Lực dính và góc nội ma sát trong f = tgϕ: là yếu tố cơ bản quyết định
mái dốc cơng trình đất và ảnh hưởng đến mức độ đào khó hay dễ vận chuyển
đất. Lực dính: đất dính ký hiệu C tính bằng KN/cm2 , KG/cm2
- Độ lún: Xuất hiện khi bề mặt tỳ của máy trên nền đất thấp hơn xung quanh.
- Ma sát: Được đặc trưng bằng hệ số ma sát, có hai loại:
+ Ma sát trong: Là ma sát giữa các phần tử của đất khi có sự dịch
chuyển tương đối với nhau (hệ số ma sát giữa đất và đất).
+ Ma sát ngoài: Là ma sát giữa đất với các vật thể khác như kim loại
của bộ công tác. Hệ số ma sát trong  của đất nhẹ là 0.9, của đất vừa 0.5, của
đất nặng (chặt) là 0.3
- Lực cản khi cắt và đào đất là tính chất cơ học quan trọng nhất, nó
ảnh hưởng quyết định đến năng suất làm việc của máy, lực cản cắt được
phân thành:
+ Lực cản khi đào đất: Bao gồm các lực cản cắt đất và các lực cản
khác do khối đất tích lại trước lưỡi cắt gây ra.
+ Lực cản khi cắt đất: Chỉ bao gồm lực cản khi đã cắt đất thành phoi
tách ra.


8
Dựa vào tính chất cơ lý của từng loại đất và theo phương pháp thi công
bằng cơ giới đất được chia thành 11 cấp. Trong đó, từ cấp (I ÷ V) có thể thi
cơng bằng máy làm đất. Các đặc trưng cơ tính của đất từ cấp (I ÷ V) được xác
định như trong bảng 1.1
Bảng 1.1. Phân loại đất, trọng lượng riêng và hệ số tơi xốp

Loại

Tên đất

đất

Trọng

Hệ số tơi

lượng riêng

xốp

 (KN/m3)

Kt

5.87÷11.7

1.2÷1.3

14.7÷18.7

1.08÷1.2

I

Than bùn, đất canh tác, cát, á cát

II

Á sét màu vàng, hồng thổ ẩm và tơi

15.7÷17.1

1.14÷1.28

III

Sét, á sét chặt, hồng thổ ẩm tự nhiên.

17.1÷18.6

1.24÷1.32

IV

Sét, khơ, chặt, á sét lẫn sỏi, hồng thổ khơ

19÷20

1.33÷1.37

V

Đất đồi núi khơ cứng

20÷21.5

1.3÷1.45

Theo kích thước hạt, đất, đá được phân thành các loại theo bảng 1.2.
Bảng 1.2. Phân loại đất, đá theo kích thước hạt

Loại đất, đá

Kích thước hạt (mm)

Đất sét

< 0,005

Đất bụi

0,005 + 0,05

Đất cát mịn

0,05 + 0,25

Đất cát thường

0,05 + 0,25

Đá nhỏ và sỏi nhỏ

2,0 + 20

Đá dăm

20 + 200

Đá tảng và đá hộc

> 200

1.1.3. Quá trình đào cắt đất
Nghiên cứu về quá trình đào cắt đất chủ yếu là nghiên cứu về trở lực,
các nhân tố ảnh hưởng đến trở lực trong q trình cắt đất căn cứ vào đó có thể


9
chọn cơng cụ thiết bị đào xúc thích hợp với từng loại đất mặt khác có thể cải
tiến các thiết bị hoặc có biện pháp ngăn chặn những ảnh hưởng bất lợi công
tác đào.
- Khi đào đất do tác dụng của lực (kéo, đẩy) lưỡi dao cắm vào trong đất
làm cho khối đất bị biến dạng nếu áp lực cắt đất lớn hơn ứng suất cực hạn của
đất thì quá trình đào đất được thực hiện.
- Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình đào cắt đất: Việc đào xúc đất
khó hay dễ phụ thuộc vào lực lớn hay nhỏ, năng suất cao hay thấp phụ thuộc
vào lực cản mà lực cản lớn hay nhỏ phụ thuộc vào 2 vấn đề cơ bản là tính chất
cấu tạo của đất và cấu tạo và sử dụng lưỡi cắt đất.
Thực tế cho thấy rằng trở lực cắt đất càng lớn khi góc cắt đất γ, độ vát
lưỡi cắt ε, góc lệch giữa lưỡi cắt và mặt phương cắt đất α và độ dày lưỡi cắt h
do đó thường dùng lưỡi cắt thép cứng và mỏng để đào cắt đất với góc α < 90 0.
Bên cạnh đó kích thước và độ cong lưỡi cắt cũng ảnh hưởng đến lực cản.
1.2. Máy thi cơng cơng tác đất trong xây dựng cơng trình
1.2.1. Phân loại chung
Máy thi công công tác đất là danh từ chung chỉ các máy và thiết bị phục
vụ cho công tác xây dựng cơ bản: dân dụng, công nghiệp, giao thông vận tải,
cảng, thuỷ lợi... Do vậy Máy thi công cơng tác đất có rất nhiều chủng loại và
cũng rất đa dạng. Để thuận tiện cho việc nghiên cứu, lựa chọn và ứng dụng
trong thi cơng các cơng trình, người ta phân loại máy thi cơng cơng tác đất

theo tính chất công việc hay công dụng mà phân chia thành các nhóm sau:
- Máy vận chuyển: Để vận chuyển vật liệu và hàng hoá người ta phân ra:
- Máy làm đất: Gồm các loại máy phục vụ cho công việc thi công khai
thác đất, đá, than, quặng như: máy đào đất, máy đào - chuyển, máy đầm đất...
- Máy gia cố: gồm các loại máy đóng cọc, ép cọc, khoan cọc nhồi, cắm
bấc thấm ...
Ngoài các cách phân loại như trên, người ta cịn phân loại máy thi cơng
cơng tác đất theo nguồn động lực (máy dẫn động bằng động cơ đốt trong,


10
điện, thuỷ lực...); theo hình thức bộ di chuyển (bánh lốp, bánh xích, bánh
sắt...); theo phương pháp điều khiển bộ cơng tác (cơ khí, thuỷ lực, khí nén,
điện từ…)
Dù dưới hình thức nào, yêu cầu chung đối với Máy thi công công tác
đất cũng cần phải đáp ứng được một số yêu cầu chính sau:
+ Về năng lượng: Động cơ cần có cơng suất hợp lý, tuổi thọ cao.
+ Về kết cấu và cơng nghệ: Máy phải có kích thước nhỏ, gọn, dễ di
chuyển và thi công trong mọi địa hình, có cơng nghệ chế tạo tiên tiến.
+ Về khai thác: Đảm bảo được năng suất và chất lượng trong các điều
kiện nhất định, có khả năng làm việc cùng máy khác; việc bảo dưỡng, sửa
chữa không quá phức tạp.
+ Phải có tính cơ động cao, năng lực thơng qua lớn, dễ điều khiển, tháo
lắp và vận chuyển; sử dụng an tồn, dễ tự động hố q trình điều khiển.
+ Không gây ô nhiễm môi trường và vùng dân cư lân cận.
+ Về kinh tế: có giá thành đơn vị sản phẩm thấp, năng suất cao, chất
lượng tốt.
1.2.2. Một số loại máy thi cơng cơng tác đất
i) Máy xúc: cịn gọi là máy đào, là một loại máy móc cơ giới sử dụng
với nhiều chức năng, chủ yếu dùng trong xây dựng và công nghiệp khai thác

mỏ. Trong xây dựng, máy xúc là một loại máy xây dựng chính trong cơng tác
đất, ngồi ra nó cịn tham gia vào các cơng tác giải phóng mặt bằng, phá dỡ
cơng trình, bốc xếp vận chuyển vật liệu
ii) Máy ủi: Máy ủi là loại máy thi công đất theo một chuỗi các công tác
đào đất, vận chuyển đất bằng bàn gạt (ủi đất), rải đất tạo mặt bằng. Máy được
sử dụng để san ủi đất, đá, hoặc một số vật liệu rời khác, phục vụ thi cơng cơng
trình xây dựng trong cơng nghiệp, giao thơng, thủy lợi, nơng nghiệp và các
cơng trình phát triển cơ sở hạ tầng khác
iii) Máy san: Máy san cũng là một trong những máy cơ bản trong công
tác làm đất, thường dùng để bóc lớp đất ẩm thực vật có chiều dày 10-30 cm


11
kể cả vận chuyển trong phạm vi 10 - 20 m, dọn mặt bằng, đào, san lấp hố,
rãnh, bạt taluy, san nền đường, sân bay...
iv) Một số loại máy khác thường dùng trong công tác thi công đất như:
máy cạp, máy lu, …
1.3. Các loại máy xúc dùng trong thi công công tác đất
Máy xúc một gầu là một trong những loại máy chủ đạo trong cơng tác làm
đất nói riêng và trong cơng tác xây dựng nói chung. Máy xúc thường làm nhiệm
vụ khai thác đất và đổ vào phương tiện vận chuyển, hoặc chúng có thể tự vừa
đào vừa vận chuyển trong phạm vi cự ly ngắn. Nó đảm nhiệm khoảng 50-70%
khối lượng công tác đào xúc đất. Trong các cơng trình xây dựng đường, đê đập,
thuỷ điện... máy xúc một gầu được liệt vào loại máy quan trọng nhất.
Máy xúc một gầu là loại máy làm việc theo chu kỳ bao gồm các ngun
cơng đào tích đất vào gầu, nâng lên và đổ vào phương tiện vận chuyển hoặc
đổ thành đống.
Ngoài chức năng đào xúc đất, khi thay đổi các bộ cơng tác trên máy cơ sở
có thể thực hiện nhiều chức năng của các máy khác như cần trục, búa đóng cọc...
Có nhiều cách phân loại máy xúc một gầu nhưng người ta thường phân

theo các loại sau:
- Theo hình dáng bộ cơng tác: có máy đào gầu ngửa, máy đào gầu sấp,
máy đào gầu ngoạm, máy đào gầu quăng (gầu dây), máy đào gầu bào.
- Theo cơ cấu di chuyển: máy xúc bánh lốp, bánh xích, bánh sắt (di
chuyển trên ray) di chuyển bằng cơ cấu tự bước, máy đào đặt trên phao nổi.
- Theo hệ dẫn động: máy xúc dẫn động bằng cơ khí, thuỷ lực hoặc kết
hợp giữa cơ khí và thuỷ lực hoặc cơ khí và khí nén.
Hiện nay hầu hết các máy xúc có dung tích gầu nhỏ hoặc trung bình
đều được dẫn động bằng thuỷ lực.
i) Máy đào một gầu với kiểu truyền động cơ học (cáp)
Máy đào gầu ngược (hay gầu sấp): Máy được dùng để đào rãnh, hố,
đất… ở mức thấp hơn nền đường của máy, sự hoạt động phức tạp hơn so với
máy đào gầu thuận. Sơ đồ cấu tạo của máy thể hiện ở hình 1.1a


12
Máy xúc gầu ngửa (hay gầu thuận) thường dùng để đào đất, đá ở mức
cao hơn mặt bằng máy đứng, phục vụ trong việc khai thác đất, đá tơi, cát, xúc
các vật liệu rời... Trong xây dựng thường sử dụng loại máy xúc loại này có
dung tích gầu từ 0.15 - 3.2 m3. Sơ đồ cấu tạo của máy được thể hiện ở hình.

Hình 1.1. Máy xúc một gầu với truyền động cơ học
a- Máy xúc một gầu lắp gầu ngược; b- Máy đào một gầu lắp gầu thuận
1- Bộ di chuyển; 2- Toa quay; 3- Gầu; 4- Tay gầu; 5- Cần; 6- Cáp cần; 7- Cáp gầu
ii) Máy xúc một gầu truyền động thuỷ lực
+ Máy xúc gầu thuận dẫn động bằng thuỷ lực
Vị trí của cần 6 so với toa quay và của tay gầu 5 so với cần được điều
chỉnh bằng các xilanh thuỷ lực 5 và 7. Gầu được dỡ tải theo phương án khi
mở đáy gầu 2 bằng xilanh thuỷ lực 4

Hình 1.2. Máy đào một gầu (gầu thuận) truyền động thuỷ lực
1- Gầu; 2- Đáy gầu; 3- Tay gầu;4- Xilanh gầu; 5- Xilanh co duỗi tay gầu;
6- Cần; 7- Xilanh nâng cần


13
Cấu trúc của một chu kỳ làm việc của máy xúc gầu ngửa điều khiển
bằng xilanh thuỷ lực cũng tương tự như điều khiển bằng cơ khí nhưng các
thao tác đơn giản hơn.
Cơ cấu quay của máy xúc thuỷ lực thường dùng động cơ thuỷ lực mômen
cao hoặc mômen thấp để dẫn động; động cơ thuỷ lực mômen cao đảm bảo
mô men xoắn ở trục ra đủ lớn để trực tiếp dẫn động bánh răng di động ăn khớp
với vành răng; dùng loại này cho cơ cấu quay là hợp lý và có góc quay bất kỳ,
điều chỉnh được mơmen xoắn và tốc độ quay, kết cấu gọn, làm việc tin cậy.
+ Máy xúc gầu sấp (gầu ngược)
Máy xúc gầu sấp thường dùng để đào rãnh, kênh, mương, hố móng...
nơi mà đất đào thấp hơn mặt bằng máy đứng. Máy xúc thuỷ lực gầu sấp được
sử dụng rộng rãi hơn so với máy xúc gầu ngửa.
Việc bố trí xilanh thuỷ lực với bộ công tác của máy xúc gầu sấp có nhiều
loại khác nhau nhưng phổ biến nhất là sơ đồ bốn khâu. Cần thường được chế
tạo thành hai đoạn: đoạn gốc và đoạn nối dài, chúng liên kết với nhau bằng
khớp và thanh, vị trí của thanh này có thể thay đổi do đó có thể thay đổi chiều
dài cần. Để điều khiển cần, tay gầu và gầu có các xilanh 5,7 và 9.

Hình 1.3. Máy xúc một gầu (gầu ngược) truyền động thuỷ lực
1- Bộ di chuyển; 2- Toa quay và thiết bị động lực; 3- Gầu; 4- Đáy gầu;
5- Xilanh gầu; 6- Tay gầu; 7- Xilanh co duỗi tay gầu; 8- Cần; 9- Xilanh nâng cần


14

Nguyên lý làm việc: Rút xilanh gầu 5 và xilanh tay gầu 7, tay gầu 6
quay ngược chiều kim đồng hồ. Cần 8 cùng với tay gầu 6 đưa gầu 3 về phía
trước và hạ xuống, khơng chỉ do tác dụng trọng lượng bộ cơng tác mà cịn do
lực của xilanh cần.
Cho quay gầu về phía máy nhờ xilanh thuỷ lực cần 8 hoặc quay gầu so
với tay gầu bằng xilanh thuỷ lực gầu 5, đồng thời nhờ xilanh thuỷ lực cần 8
mà có thể điều khiển được chiều dày phoi cắt. Sau khi gầu đã đầy đất thì gầu
được kéo về phía cần hoặc quay quanh tay gầu sao cho đất khơng bị đổ ra
ngồi, bộ cơng tác được nâng lên khỏi tầng đào nhờ xilanh thuỷ lực cần 8 và
quay gầu cùng với toa quay về chỗ đổ. Để đổ đất, người ta điều khiển xilanh
gầu 5 và tay gầu 6 để tay gầu duỗi ra và úp xuống, sau đó máy quay về vị trí
đào thực hiện chu kỳ làm việc mới.
1.4. Tình hình nghiên cứu về máy thi công đất trên thế giới
Theo kết quả nghiên cứu của W.S. Abeli (2013), tỷ lệ sản xuất và chi
phí của ba máy làm đường rừng (máy kéo Ford County 1164, máy ủi D4D và
D6D Caterpillar) đã được phân tích và so sánh. Kết quả cho thấy sự khác biệt
về tỷ lệ sản xuất chủ yếu do loại và kích thước của máy, kinh nghiệm làm
việc của người lái xe và bản chất của độ dốc bên địa hình
So với các nghiên cứu năng suất của máy trước đó, tốc độ sản xuất
trung bình cho D6D, D4D và máy kéo County lần lượt là 129,0 m3 /h; 41,0
m3/h và 28,1 m3/ h là hợp lý. Phân tích chi phí cho thấy rằng tốc độ máy thi
cơng càng cao thì chi phí càng thấp và ngược lại. Chi phí sản xuất trung bình
cho D6D, D4D và Ford County 1164 được ước tính lần lượt là 0,49 đơ la Mỹ
/ m3, 0,79 đô la Mỹ / m3 và 0,76 đô la Mỹ / m3.
Mặc dù chi phí thi cơng thấp thường là tiêu chí được sử dụng để lựa
chọn máy cho các cơng trình xây dựng đường, bài báo cũng khuyến nghị rằng
các yếu tố khác cần được xem xét. Điều này có ý nghĩa là các máy thi cơng
được lựa chọn không nhất thiết phải là loại máy kinh tế nhất để sử dụng cho

15
các cơng trình làm đường. Quy mơ và chi phí vận hành máy có thể ảnh hưởng
đến việc lựa chọn máy.
Hiện nay, xu hướng ứng dụng cơng nghệ mơ hình mô phỏng cũng đã
được nghiên cứu và tiến hành mô hình hóa các hệ thống máy thi cơng đất,
đặc biệt là máy xúc. Jiaqi Xu and Hwan-Sik Yoon (2016) đã mơ hình hóa
máy xúc và các hệ thống phụ cơ khí và thủy lực để phát triển mơ phỏng, thiết
kế và điều khiển các hệ thống máy xúc. Bên cạnh đó, mơ hình hóa đã phân
tích động học của người điều khiển máy xúc và kết quả phân tích đã được sử
dụng để xác định quỹ đạo mong muốn của người điều khiển máy xúc.
Serkan Altuntasa, Turkay Derelib, c, Mustafa Kemal Yilmaz (2015) đã
khẳng định máy xúc là phương tiện rất quan trọng trong công tác thi công đất.
Việc đánh giá tốt các lựa chọn máy xúc hợp lý vừa giảm chi phí vừa nâng cao
hiệu quả của máy xúc. Nghiên cứu này áp dụng ba “phương pháp tổng hợp dữ
liệu” khác nhau thay vì “lý thuyết thống trị” bao gồm: phân tích tỷ lệ, lý thuyết
điểm tham chiếu và lý thuyết nhận dạng. Kết quả từ nghiên cứu này cho thấy
rằng có thể được áp dụng để đánh giá cơng nghệ, chi phí, hiệu quả của các giải
pháp thay thế máy đào khác nhau một cách nhanh chóng và hợp lý.
Samwel Victor Manyele (2017) nghiên cứu mơ hình xét ảnh hưởng của
máy xúc, vị trí vận hành, chất tải và sự kết hợp giữa xe vận chuyển đến thời
gian chu kỳ chất tải và năng suất khai thác của máy xúc. Thời gian chu kỳ
chất tải được sử dụng để đánh giá hiệu suất của hệ thống và là một trong
những thành phần quan trọng của tổng thời gian chu kỳ vận chuyển. Kết quả
nghiên cứu chỉ ra rằng tính cơ động của máy đào, vị trí thi cơng, loại máy xúc
sử dụng và tổ hợp xe vận chuyển ảnh hưởng nhiều đến năng suất trong quá
trình chất hàng trong mỏ lộ thiên.
Aidin Parsakho et all (2008), đã nghiên cứu ảnh hưởng của độ ẩm, độ
rỗng, khối lượng riêng, thời gian xới đất, độ dốc mái taluy đường tới năng
suất của máy xúc tại dự án xây dựng đường lâm nghiệp ở Miana – Iran. Kết

16
quả nghiên cứu cho thấy, đối với đường lâm nghiệp, độ dốc mái ảnh hưởng
không lớn đến năng suất máy, trong khi các thơng số cịn lại ảnh hưởng tương
đối rõ nét
Kết quả nghiên cứu của Dushyant A. Deshmukh and Parag S. Mahatme
cho thấy việc lựa chọn và sử dụng máy xúc khơng đúng cách có thể gây ra
q nhiều chi phí, thời gian và thậm chí thương tật cho người lao động. Thời
gian cần thiết cho công việc đào phụ thuộc vào hiệu suất của thiết bị. Nghiên
cứu đã đề cập đến nhiều yếu tố khác nhau có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của
máy đào và năng suất.
Patel và cộng sự [25] cho thấy, trong quá trình phát triển tự động hóa
máy đào đất, điều quan trọng là phải phát triển một mơ hình tương tác giữa
đất và cơng cụ đào cắt đất để dự đốn các lực tương tác lên các loại cơng cụ
đó trong q trình đào. Các lực này có thể được mơ hình hóa thông qua lực
tác dụng lên các khớp, thanh giằng của máy. Một số mơ hình tương tác được
xây dựng theo các phương pháp luận khác nhau như phương pháp phân tích
dựa trên nguyên lý cơ học thứ nhất, phương pháp số, phương pháp phần tử
hữu hạn, phương pháp phần tử rời rạc (DEM), mô phỏng... Patel và cộng sự
đã tập trung vào phân tích mơ hình tương tác giữa cơng cụ đào cắt và đất theo
hai chiều và ba chiều dựa trên nền tảng cơ học đất, lực tương tác giữa công
cụ đào cắt và đất và các thông số khác nhau ảnh hưởng đến tương tác đất công cụ trong quá trình đào đất thực tiễn.
Nghiên cứu của Mundane Sagar R and Khare Pranay R (2015) cũng
khẳng định máy đào là máy làm đất chính được sử dụng trong thi công công
tác đất. Các nhà thầu thường phụ thuộc vào kinh nghiệm của họ để lựa chọn
máy xúc phù hợp cho cơng việc. Do đó, cần phải xây dựng các chỉ dẫn về
cách sử dụng máy ảnh hưởng đến hiệu suất, năng suất máy. Nghiên cứu này
tập trung vào nghiên cứu năng suất thực tế so với năng suất lý thuyết để
chứng minh sự hao tổn của năng suất.

17

Shubhangi B. Kalokhe, Ghanasham C. Sarode, Pushpraj S. Warke,
2019 sử dụng phương pháp phân tích tài liệu về chi phí cho các máy đào tại
các dự án xây dựng với tập nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị
bao gồm cơng việc bảo trì, ngày làm việc, nhiên liệu / năng lượng, chi phí sửa
chữa/bảo trì …Kết quả nghiên cứu đã tìm ra các yếu tố khác nhau ảnh hưởng
đến việc lựa chọn thiết bị và bảo trì thiết bị để cho việc cải thiện năng suất đạt
hiệu quả tốt hơn.
1.5. Tình hình nghiên cứu về máy thi công đất trong nước
Ngày nay, quy mô và tiến độ thi cơng các cơng trình xây dựng đang
phát triển mạnh mẽ, các ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp, xây dựng
thủy lợi, xây dựng cầu đường đang sử dụng nhiều máy móc và thiết bị thi
cơng tiên tiến. Hiện nay chúng ta chưa sản xuất được các loại máy làm đất,
đặc biệt là máy đào, máy ủi công suất lớn. Tuy nhiên đã có nhiều nghiên cứu
nhằm cải thiện các thơng số của máy để tăng tính vận hành, tăng hiệu quả sử
dụng hoặc nghiên cứu lựa chọn loại máy phù hợp với từng điều kiện thi công.
Trong các máy thi công đất, máy xúc một gầu là một trong những loại máy
chủ đạo trong công tác làm đất nói riêng và trong cơng tác xây dựng nói
chung. Máy xúc thường làm nhiệm vụ khai thác đất và đổ vào phương tiện
vận chuyển, hoặc có thể tự vừa đào vừa vận chuyển trong phạm vi cự ly ngắn.
Máy xúc có thể đảm nhiệm khoảng 50-70% khối lượng cơng tác đào xúc đất.
Trong các cơng trình xây dựng đường, đê đập, thuỷ điện... máy xúc một gầu
được liệt vào loại máy quan trọng nhất.
Máy xúc một gầu là loại máy làm việc theo chu kỳ bao gồm các hoạt
động đào tích đất vào gầu, nâng lên và đổ vào phương tiện vận chuyển hoặc
đổ thành đống.
Ngoài chức năng đào xúc đất, khi thay đổi các bộ công tác trên máy cơ sở
có thể thực hiện nhiều chức năng của các máy khác như cần trục, búa đóng cọc...

18
Có nhiều cách phân loại máy xúc một gầu nhưng người ta thường phân
theo các loại sau:
- Theo hình dáng bộ cơng tác: Có máy đào gầu ngửa, máy đào gầu sấp,
máy đào gầu ngoạm, máy đào gầu quăng (gầu dây), máy đào gầu bào.
- Theo cơ cấu di chuyển: Máy xúc bánh lốp, bánh xích, bánh sắt (di
chuyển trên ray) di chuyển bằng cơ cấu tự bước, máy đào đặt trên phao nổi.
- Theo hệ dẫn động: Máy xúc dẫn động bằng cơ khí, thuỷ lực hoặc kết
hợp giữa cơ khí và thuỷ lực hoặc cơ khí và khí nén.
Hiện nay hầu hết các máy xúc có dung tích gầu nhỏ hoặc trung bình
đều được dẫn động bằng thuỷ lực. Đề tài nghiên cứu cấp bộ của Công ty Cổ
phần LILAMA 69-3 (2011) đã ứng dụng mơ hình động học máy xúc một gầu
xây dựng trên cơ sở lý thuyết cơ học hệ nhiều vật để xác định các trị số tải
trọng tác dụng, vị trí làm việc nguy hiểm khi tính tốn thiết kế và tính tốn
kiểm tra kết cấu cần máy xúc theo các điều kiện giới hạn khác nhau (ổn định
lật, ổn định trượt lết, trạng thái an toàn về áp suất của hệ thống thuỷ lực...).
Kết quả tính này đóng vai trị là các tham số đầu vào của bài toán tối ưu kết
cấu cần máy xúc thuỷ lực gầu ngược dựng khác phục vụ kinh tế, quốc phòng.
GS.TS Chu Văn Đạt và cộng sự (2015) đã nghiên cứu đánh giá khả năng
sản xuất hàng loạt máy thi công xây dựng (máy xúc, máy ủi) phục vụ chương
trình nội địa hóa các sản phẩm cơ khí xây dựng. Đề tài đã tiến hành phân tích và
xác định các cụm, chi tiết, bộ phận máy xúc thuỷ lực hiện tại chưa có khả năng
chế tạo trong nước; khảo sát, đánh giá khả năng nhập khẩu các cụm, chi tiết, bộ
phận máy xúc thuỷ lực chưa có khả năng chế tạo trong nước; khảo sát, phân tích
tình hình chế tạo máy xúc, máy ủi tại một số hãng lớn trên thế giới; nghiên cứu
đề xuất phương thức tổ chức sản xuất loạt máy xúc thuỷ lực trong nước; đề xuất
phương thức tiêu thụ sản phẩm và các cơ chế chính sách hỗ trợ; đánh giá hiệu
quả kinh tế, xã hội của dự án, tác động của dự án đến sự phát triển của ngành cơ

khí dân dụng và quốc phòng; đánh giá khả năng phát triển sản xuất các sản phẩm
máy xây dựng khác phục vụ kinh tế, quốc phòng.