TÍNH TOÁN xác ĐỊNH các CHẾ độ tải TRỌNG TRÊN cơ cấu CÔNG tác của máy đào BÁNH lốp

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐÀO 5
1.1. Quá trình phát triển của máy làm đất 5
1.2. Ý nghĩa cơ giới hoá công tác đất 6
1.3. Giới thiệu về máy đào và tình hình sử dụng máy đào ở Việt Nam 7
1.4. Công dụng của máy đào 8
1.4.1. Trong xây dựng dân dụng và công nghiệp: 8
1.4.2. Trong xây dựng thuỷ lợi 8
1.4.3. Trong khai thác mỏ 8
1.4.4. Trong các lĩnh vực khác 8
1.5. Phân loại máy đào 8
1.5.1. Phân loại theo thiết bị làm việc 8
1.5.2. Phân loại theo hệ thống dẫn động thiết bị làm việc 8
1.5.3. Phân loại theo hệ thống di chuyển 8
1.5.4. Phân loại theo dung tích gầu đào 9
1.6. Các khả năng làm việc khác của máy đào 9
1.6.1. Thay thế gầu đào bằng đầu phá đá: 9
1.6.2. Thay thế gầu bằng cụm máy cưa bê tông 10
1.6.3. Thay thế gầu bằng máy đầm rung 10
1.6.4. Máy đào làm máy cơ sở cho máy khoan 11
1.6.5. Máy đào làm máy cơ sở lắp máy búa rung 11
1.6.6. Máy có thể làm máy cơ sở của máy ép cọc bấc thấm, máy khoan cọc nhồi, có
thể thay thế gầu đào bằng nhiều loại gầu có kết cấu khác nhau 12
1.7. Tổ chức thi công bằng máy đào một gầu 12
1.8. Giới thiệu máy đào Komatsu PW 210-1 13
1.8.1. Một số ưu nhược điểm của máy PW 210-1 14
1.8.2. Kết cấu chung của máy đào Komatsu PW 210-1 15
1.8.3. Các thông số kỹ thuật cơ bản 17
1.8.4. Nguyên lý làm việc của máy đào một gầu PW 210-1 19
Trang 1
CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC CHẾ ĐỘ TẢI TRỌNG TRÊN BỘ
CÔNG TÁC 22

2.1. Xác định lực cản đào lớn nhất Po 22
2.2. Tính toán kết cấu tay gầu: 26
2.3. Tính toán kết cấu cần: 38
2.3.1. Trường hợp 1: Tay gầu vuông góc với xy lanh tay gầu, gầu gặp chướng ngại
vật 38
2.3.2. kết thúc quá trình đào thì gầu gặp chướng ngại vật, cần vươn xa nhất: 42
2.3.3. Trong quá trình làm việc tay gầu và cần vươn xa nhất 44
3.2. Sửa chữa máy đào 54
3.3. C¸c h háng thêng gÆp cña m¸y 58
Trang 2
MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
− Tính toán xác định các chế độ tải trọng trên bộ công tác của máy đào bánh
lốp
− Dùng phần mềm Cad vẽ để xác định các chế độ làm việc của máy đào
PW210-1
Trang 3
LỜI NÓI ĐẦU
Sau thời gian 4 năm học tại trường, được sự dạy bảo và hướng dẫn tận tình của các
thầy cô giáo, em đã tiếp thu những kiến thức qúy báu mà thầy cô đã truyền đạt. Mỗi sinh
viên trước khi ra trường cần phải qua một đợt tìm hiểu thực tế để kiểm tra và bổ sung
thêm những kiến thức đã học. Quá trình làm đồ án tốt nghiệp cũng là điều hết sức cần
thiết đối với mỗi sinh viên, nó không những giúp cho mỗi sinh viên tiếp xúc và làm quen
với những chi tiết, hệ thống đã được học trên lý thuyết mà còn giúp cho ta biết phải giải
quyết các vấn đề kỹ thuật có liên quan đến nó.
Trong đề tài tốt nghiệp này em được giao nhiệm vụ: “Tính toán xác định các chế
độ tải trọng trên cơ cấu công tác máy đào bánh lốp”. Đây là loại máy đào được sử
dụng rộng rãi trong lĩnh vực xây dựng các công trình giao thông, khai thác mỏ, đào và
vận chuyển đất đá, …Thông qua đề tài này cho em nắm vững hơn về kết cấu cũng như
nguyên lý làm việc của tất cả các hệ thống có liên quan.
Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, em cũng đã cố gắng làm việc, học hỏi, tìm tòi,

nghiên cứu rất nhiều các tài liệu có liên quan đến hệ thống thủy lực và các loại máy đào
bánh lốp nhằm mong muốn đồ án đạt kết quả tốt nhất. Tuy nhiên, vì bản thân còn ít kinh
nghiệm, kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót. Em xin bày tỏ lòng
biết ơn sâu sắc đến các thầy, cô đã tận tụy truyền đạt các kiến thức quý báu. Em chân
thành gởi lời cảm ơn đến Thạc sỹ Nguyễn Xuân Hòa – giáo viên hướng dẫn, đã quan tâm
giúp đỡ trong suốt quá trình làm việc. Em xin được cảm ơn tất cả các thầy, cô giáo trong
bộ môn Công nghệ Kỹ thuật Ô tô đã đóng góp ý kiến qúy giá tạo điều kiện thuận lợi cho
em hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng tiến độ.
Hưng Yên, ngày tháng 06 năm 2013
Sinh viên thực hiện
Đào Văn Lợi
Trang 4
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐÀO
1.1. Quá trình phát triển của máy làm đất.
Công nghiệp chế tạo máy nói chung, máy làm đất nói riêng là nền công nghiệp còn
non trẻ và quá trình phát triển của nó đồng hành với quá trình phát triển của các ngành
khoa học và công nghiệp của loài người.
Bức tranh tổng thể của ngành chế tạo máy làm đất có thể chia thành các giai đoạn
chính:
1. Giai đoạn 1: Thế kỷ XVI đến thế kỷ XVIII
Xuất hiện những phương tiện cơ giới và cơ giới hoá đầu tiên dùng trong khâu làm
đất, động lực dùng trên các phương tiện cơ giới lúc đó chủ yếu là sức người, sức ngựa và
bước đầu dùng động cơ hơi nước. Loài người đã chế tạo và sử dụng máy xúc một gầu q =
0,75 m
3
đầu tiên.
2. Giai đoạn 2: Thế kỷ XIX đến năm 1910
Trong giai đoạn này cùng với sự phát triển các công trình xây dựng lớn, nhất là công
trình xây dựng giao thông, giao thông đường sắt, xuất hiện máy xúc một gầu quay toàn
vòng 360

0
– chạy trên ray, cùng các loại máy làm đất khác.
3. Giai đoạn 3: Từ sau năm 1910
Khâu làm đất trong công tác xây dựng đã được tiến hành cơ giới hoá ở mức độ ngày
càng cao do xuất hiện nhiều loại máy làm đất như: máy xúc đất quay toàn vòng 360
0
, di
chuyển bằng bánh lốp, bánh xích kể cả máy xúc di chuyển bằng thiết bị tự bước. Đồng
thời để đáp ứng khối lượng công tác đất ngày càng lớn trong xây dựng cơ bản.Nền công
nghiệp đã chế tạo nhiều loại máy làm đất có chức năng, công dụng, kết cấu khác nhau.
Xu hướng phát triển máy làm đất trong giai đoạn này là nâng cao năng suất làm
việc, tăng vận tốc di chuyển máy và vận tốc làm việc; sử dụng vật liệu kim loại, phi kim
loại chất lượng cao để giảm khối lượng riêng của máy, nâng cao độ tin cậy của các chi tiết
máy, giảm thời gian bảo dưỡng trong quá trình sử dụng, hoàn thiện các thiết bị động lực
và truyền động cùng các hệ thống khác trên máy, chế tạo các bộ công tác (thiết bị làm
việc) thay thế để máy có thể làm việc ở các điều kiện, chế độ khác nhau (tức là vạn năng
hoá máy làm đất) nên năng suất làm việc của máy ngày càng được nâng cao.
Trong những năm gần đây, khối lượng của một số máy làm đất giảm nhẹ đi 20 ÷
30% nhưng công suất máy tăng lên đến 50 ÷ 80%. Công suất trang bị trên máy tăng lên
kéo theo hiệu suất làm việc của máy tăng lên. Cũng với việc không ngừng cải tiến, hoàn
Trang 5
thiện về nguyên lý, kết cấu, người ta còn sử dụng các bộ phận, các máy cơ sở được chế
tạo theo tiêu chuẩn, theo môdun để hoà nhập xu hướng thống nhất hoá, tiêu chuẩn hoá và
vạn năng hoá ngành sản xuất máy làm đất.
1.2. Ý nghĩa cơ giới hoá công tác đất.
Trong xây dựng cơ bản: xây dựng dân dụng, công nghiệp, xây dựng giao thông, xây
dựng thuỷ lợi… Đối tượng thi công trước tiên có khối lượng lớn – có thể nói lớn nhất là
công tác đất. Trong các công trình xây dựng, đất là đối tượng được xử lý với các phương
pháp, mục đích khác nhau nhưng có thể tập hợp theo các quy trình công nghệ chính: Đào
– Khai thác, vận chuyển, đắp, san bằng và đầm chặt. Trong đó, máy đào gầu nghịch thi

công chủ yếu ở khâu Đào – Khai thác.
Cơ giới hoá công tác đất có ý nghĩa trọng yếu và đó là vấn đề cấp bách, cần thiết do
khối lượng công việc rất lớn, đòi hỏi nhiều nhân lực, lao động nặng nhọc, ảnh hưởng đến
tiến độ thi công và năng suất lao động nói chung.
Nhiệm vụ chủ yếu của cơ giới hoá là nâng cao năng suất lao động như V.I. Lênin
nói “ Năng suất lao động là điều kiện quan trọng và cơ bản nhất để xã hội mới chiến
thắng xã hội cũ”
Cơ giới hoá là biện pháp chủ yếu chứ không phải là biện pháp duy nhất nhằm tăng
năng suất lao động.
Năng suất lao động còn có thể tăng lên bằng cách hoàn chỉnh quy trình công nghệ đã
ổn định thì áp dụng cơ giới hoá tiến tới tự động hoá khâu làm đất là biện pháp chủ yếu để
tăng năng suất lao động. Do vậy, có thể rút ra một số ý nghĩa của cơ giới hoá công tác đất:
Cơ giới hoá là bước đầu tiên và là một trong những biện pháp chủ yếu để tăng năng suất
lao động trong khâu làm đất.
Là biện pháp chính giảm nhẹ cường độ lao động cho công nhân.
Ngoài ý nghĩa trên, việc cơ giới hoá công tác đất còn góp phần:
− Nâng cao chất lượng công trình xây dựng.
− Giảm đáng kể diện hoạt động trên công trường.
− Dễ dàng áp dụng tiêu chuẩn hoá, tiến hành công xưởng hoá các công đoạn của quá
trình sản xuất, góp phần thực hiện thành công chủ trương công nghiệp hoá.
− Đồng thời áp dụng cơ giới hoá khâu làm đất còn tiền hành được các công việc mà
lao động thủ công không làm được hoặc khó làm được.
Cơ giới hoá khâu làm đất thường thực hiện bằng các hình thức sau:
Trang 6
− Máy và thiết bị cơ khí (Máy xúc, máy cạp, máy nỉ…)
− Máy và thiết bị thuỷ lực (Súng phun thuỷ lực, tầu hút bùn…)
− Chất nổ (mìn phá đá…)
− Dòng điện cao tần, siêu âm …(phá tan vỡ đất)
Cơ giới hoá khâu làm đất bằng máy và thiết bị cơ khí (phương pháp cơ học) là phổ
biến nhất vì tính phổ biến và phổ cập của nó, đồng thời năng lượng tiêu tốn tính cho 1m

3

đất rất nhỏ chỉ bằng khoảng 0,05 ÷ 0,3 KW.h.
Năng lượng tiêu tốn khi dùng phương pháp thuỷ lực cao hơn nhiều – khoảng 0,2÷ 2
KW.h, có khi còn cao hơn, như đối với đất chặt lên tới 3 ÷ 4 KW.h
Trên các công trình xây dựng, cơ giới hoá khâu làm đất bằng phương pháp cơ học
chiếm khoảng 80 ÷ 85%, bằng phương pháp thuỷ lực khoảng 7 ÷ 8% và dùng chất nổ chỉ
1 ÷ 3%, còn lại là các phương pháp khác.
1.3. Giới thiệu về máy đào và tình hình sử dụng máy đào ở Việt Nam
Trong xây dựng cơ bản, khối lượng công tác làm đất chiếm một tỉ trọng tương đối
lớn.Để từng bước cơ giới hoá, tự động hoá công tác làm đất trên thế giới cũng như ở nước
ta ngày càng sử dụng nhiều máy làm đất. Máy móc phục vụ công tác làm đất đã thay thế
sức lao động của con người đem lại hiệu quả, năng suất cao.
Trong số các máy làm đất, cùng với máy ủi, máy san, máy cạp… thì máy đào là
loại máy được sử dụng rộng rãi và đóng vai trò quan trọng.
Ở Việt Nam vào những năm 1960 đã nhập và sử dụng máy đào vào làm công tác
xây dựng giao thông, thuỷ lợi…phục vụ cho chiến tranh.Máy thời kì này chủ yếu là các
máy của các nước Xã hội chủ nghĩa viện trợ (Liên Xô, Trung Quốc).Các máy đào này chủ
yếu có hệ thống dẫn động cơ khí, kết cấu cồng kềnh, làm việc nặng nhọc.
Những thập kỉ gần đây số lượng máy đào được sử dụng ở Việt Nam tăng lên đáng
kể, nhiều về số lượng và đa dạng về chủng loại. Máy đào hiện nay phần lớn nhập khẩu từ
các hãng của các nước Tư bản phát triển như : Hitachi, Komatsu, Kobelco (Nhật Bản),
Volvo (Thuỵ Điển), Caterpillar (Mỹ) … Các máy này được áp dụng công nghệ sản xuất
hiện đại nên có năng suất làm việc cao, kết cấu gọn nhẹ, điều khiển nhẹ nhàng.
Trang 7
1.4. Công dụng của máy đào
Máy đào là máy có thể làm được nhiều công việc khác nhau, cụ thể là:
1.4.1. Trong xây dựng dân dụng và công nghiệp:
Đào hố móng, đào rãnh thoát nước, đào rãnh để lắp đặt đường ống cấp thoát nước,
dây cáp điện…

Bốc xúc vật liệu ở các bãi, kho chứa …
Làm việc thay cần trục khi lắp đặt các cấu kiện, thiết bị, thay thế các búa đóng cọc
thi công móng cọc, phục vụ thi công cọc nhồi…
1.4.2. Trong xây dựng thuỷ lợi
Đào kênh mương, nạo vét sông ngòi, bến cảng, ao hồ…
Khai thác đất để đắp đê, đắp đập
1.4.3. Trong khai thác mỏ
Bóc lớp đất mặt phía trên, khai thác các mỏ lộ thiên (than, đất sét, cao lanh, đá sau
nổ mìn…)
1.4.4. Trong các lĩnh vực khác
Nhào trộn vật liệu trong các nhà máy hoá chất (phân lân, cao su…)
Tiếp liệu cho các trạm trộn bê tông xi măng.
1.5. Phân loại máy đào
Có rất nhiều loại máy đào khác nhau hiện đang được sử dụng ở nước ta . Có thể
phân ra những loại cơ bản sau:
1.5.1. Phân loại theo thiết bị làm việc
Máy đào gầu thuận (gầu ngửa)
Máy đào gầu nghịch (gầu sấp)
Máy đào gầu ngoạm
Máy đào gầu dây văng
1.5.2. Phân loại theo hệ thống dẫn động thiết bị làm việc
Máy đào dẫn động cơ khí
Máy đào dẫn động thuỷ lực
1.5.3. Phân loại theo hệ thống di chuyển
Máy đào di chuyển bánh xích
Trang 8
Máy đào di chuyển bánh lốp
Máy đào di chuyển trên ray
1.5.4. Phân loại theo dung tích gầu đào
Máy đào loại nhỏ V < 1m

3
Máy đào loại trung bình 1< V < 4 m
3
Máy đào loại l ớn V > 4 m
3
k
1.6. Các khả năng làm việc khác của máy đào
Máy đào là máy rất đa năng, khi ta thay thế bộ công tác của máy bằng bộ công tác
thích hợp thì nó có thể làm được nhiều việc việc khác nhau, cụ thể là:
1.6.1. Thay thế gầu đào bằng đầu phá đá:
Hình 1.1: Gầu đào được thay thế bằng đầu búa phá đá được lắp trên máy đào một gầu
Hyundai
Trang 9
1.6.2. Thay thế gầu bằng cụm máy cưa bê tông
Hình 1.2: Bộ công tác là lưỡi cưa bê tông được lắp trên máy đào một gầu Komatsu
PC340
1.6.3. Thay thế gầu bằng máy đầm rung
Hình 1.3 Đầm rung được lắp trên máy đào một gầu John Deere 490D
Trang 10
1.6.4. Máy đào làm máy cơ sở cho máy khoan
Hình 1.4: Máy khoan xoắn vít của hãng ABI - Đức được lắp trên máy đào một gầu
Hyundai
1.6.5. Máy đào làm máy cơ sở lắp máy búa rung
Hình 1.5: Máy búa rung đóng cọc ván thép treo trên máy đào một gầu CAT
Trang 11
1.6.6. Máy có thể làm máy cơ sở của máy ép cọc bấc thấm, máy khoan cọc nhồi, có thể
thay thế gầu đào bằng nhiều loại gầu có kết cấu khác nhau.
Hình 1.6: Loại gầu đã được thay đổi két cấu lắp trên máy đào một gầu
1.7. Tổ chức thi công bằng máy đào một gầu
Chọn loại máy đào

Việc chọn loại máy đào cho thi công là nhiệm vụ quan trọng của người cán bộ phụ
trách tổ chức thi công. Năng suất, hiệu quả sử dụng máy có tốt hay không một phần là do
người cán bộ kĩ thuật quản lý sử dụng có nắm vững tính năng kĩ thuật và điều kiện sử
dụng máy đến mức nào.
Đối với việc lựa chọn máy đào ta cần quan tâm đến các yếu tố: Khối lượng công
việc, dạng công việc, loại đất, điều kiện chuyên chở, thời hạn thi công …
Máy đào gầu thuận có kết cấu bộ công tác rất chắc chắn nên đào khoẻ, dùng tốt
cho việc đào đất và đổ vào xe vận tải chuyên chở. Tuy nhiên máy đào gầu thuận chỉ sử
dụng tốt khi đào ở chỗ cao hơn mặt bằng đứng máy, nơi máy đứng có nền tương đối cứng
và khô ráo.
Trang 12
Máy đào gầu dây có cần dài nên có thể đào, đổ đất phạm vi khá xa. Máy đứng trên
cao để đào những hố sâu và đào đất nơi có nước như vét bùn, cát… So với máy đào gầu
thuận thì máy đào gầu dây có năng suất thấp hơn vì khó điều khiển chính xác gầu đào,
thời gian các thao tác lâu.
Máy đào gầu nghịch có phạm vi hoạt động của bộ công tác tương đôí rộng. Máy có
thể đào đất cả nơi mặt bằng thấp hoặc cao hơn nền máy đứng. Những máy lớn có tầm với
xa có thể đào được những hố sâu và làm việc được trong phạm vi hẹp. Máy đào gầu
nghịch có thể làm việc cả được trong những khu vực đông dân cư, thành phố để đào
đường ống thoát nước, đường cáp ngầm …Với những công việc đó ta thường chọn máy
đào có dung tích gầu đến 0.5 m
3
là hợp lí.
Theo kinh nghiệm, việc chọn máy đào dựa vào khối lượng đất cần đào đắp. Thí dụ:
STT Dung tích gầu đào (m
3
) Khối lượng đất khai thác (m
3
)
1 0.25 5000

2 0.5 20 000
3 1.0 30 000 đến 60 000
4 2.0 60 000 đến 100 000
5 3.0 150 000 đến 200 000
1.8. Giới thiệu máy đào Komatsu PW 210-1
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 công ty của Nhật Bản nên Komatsu hiểu rõ những tính chất về địa lí, địa chất
cũng như môi 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.
Trong các loại máy của Komatsu được sử dụng ở Việt Nam ta thấy là các dòng máy
đào PW, trong đó PW 210-1 được sử dụng rất rộng rãi. Do kích thước phù hợp đồng thời
giá thành mua vào của máy không quá cao nên PW210-1 sử dụng nhiều ở Việt Nam.
Do PW 210-1 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
Trang 13
đi đáng kể. Do đó việc nghiên cứu tìm hiểu sâu về máy PW 210-1 sửa chữa và tiến tới
chế tạo một số bộ phận thay thế của máy là một yều cầu thực tế và cần thiết.
1.8.1. Một số ưu nhược điểm của máy PW 210-1
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 công tác làm việc êm dịu, không
gây ồn.
− Điều khiển các thao tác nhẹ nhàng dễ dàng, tiện lợi không 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 tử và màn hình hiển thị các thông số thuận lợi cho
người sử dụng .
− Kết cấu máy đẹp, gọn nhẹ.
Nhược điểm:
− Các hệ thống điều khiển 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.
Trang 14
1.8.2. Kết cấu chung của máy đào Komatsu PW 210-1
Hình 1.1. Tổng thể máy đào Komatsu PW 201-1
1. Máy cơ sở 7. Thanh giằng
2. Cần 8. Gầu
3. Xi lanh cần 9. Lưỡi ủi
Trang 15
4. Xi lanh tay gầu 10. Bộ di chuyển bánh hơi
5. Tay gầu 11. Chân chống
6. Xi lanh gầu 12. Bàn quay
Cấu tạo chung của máy đào Komatsu PW 210-1 bao gồm các bộ phận chính sau:
Trên máy cơ sở số 4 có lắp thiết bị gầu ngược bao gồm: Cần số 2 là một dầm cong
liên tục, có tiết diện hình hộp, được liên kết với bàn quay số 12 bằng khớp bản lề O
1
. Tay
gầu số 5 được liên kết với đầu cần bằng khớp bản lề O
2
. Gầu số 8 được liên kết với tay
gầu bằng khớp bản lề O
3
và hai thanh giằng số 7. Xilanh số 3 để nâng hạ thiết bị làm việc.
Xilanh số 4 để điều khiển tay gầu. Xi lanh số 6 để quay gầu quanh khớp O
3

.
Bộ phận di chuyển của máy đào Komatsu PW 210-1 là hệ thống di chuyển bằng
bánh lốp có hai cầu chủ động. Bộ truyền động cơ khí của bộ phận di chuyển của nó bao
gồm hộp số, truyền động các đăng, truyền lực chính, cầu trước và cầu sau chủ động. Bộ
truyền động thủy lực của hệ thống di chuyển bao gồm bơm được dẫn động bằng động cơ
diêzen, hệ thống van, mô tơ thủy lực Thiết bị di động bánh hơi sử dụng dẫn động thuỷ
lực đã làm cho kết cấu của khung di động và bộ di chuyển đơn giản đi rất nhiều.Việc sử
dụng hệ truyền dẫn thuỷ lực cho phép điều khiển máy đào thuận tiện hơn và tốc độ trung
bình tăng lên. Việc sử dụng các bơm điều chỉnh tự động có bộ phận điều chỉnh vô cấp
cung cấp dầu cao áp cho các động cơ di chuyển làm tăng thêm đặc tính kéo giãn của máy.
Hiện nay, nhằm tăng thêm độ ổn định của máy đào bánh hơi khi làm việc người ta sử
dụng chân chống ngoài có dẫn động thuỷ lực được điều khiển từ buồng lái.
Toa quay của máy đào được đặt trên khung di chuyển thông qua vòng ổ quay con
lăn. ở trên toa quay có thiết bị động lực (động cơ Diesel) và thiết bị thuỷ lực, hệ thống
điều khiển, bộ phận quay, bình nhiên liệu, ca bin điều khiển và đối trọng. Bộ phận dưới
của cần, xi lanh thuỷ lực nâng cần là một bộ phận được lắp cố định với toa quay. Các bộ
phận còn lại có thể tháo ra được khi thay thế thiết bị công tác này bằng một kiểu thiết bị
công tác khác. Ca bin điều khiển được trang bị hệ thống thông gió, cách âm và các thiết bị
khác để làm việc được ở các điều kiện thời tiết khác nhau. Trong buồng lái còn bố trí ghế
ngồi êm, các thiết bị kiểm tra, đo lường và các cần điều khiển. Ngoài ra ca bin điều khiển
còn được trang bị hệ thống chiếu sáng, tín hiệu,
Cơ cấu quay được dẫn động bằng một động cơ thuỷ lực và được truyền chuyển
động quay thông qua hộp giảm tốc và bánh răng di động. ở đầu phía trên của trục bánh
răng có lắp phanh đĩa kiểu thường đóng, vỏ bọc ngoài của nó được lắp vào giữa động cơ
Trang 16
thuỷ lực và vỏ hộp giảm tốc. Khi không có áp lực ở trong hai ống dẫn công tác cung cấp
dầu cho động cơ thuỷ lực thì phanh đĩa được đóng lại. Việc sử dụng phanh ở trên trục vào
của hộp giảm tốc tạo ra khả năng giữ cho toa quay không bị quay dưới tác dụng của phụ
tải ngang phát sinh trong lúc đào và dừng máy đào trên đường dốc.
Các hệ thống khác như hệ thống lái, hệ thống phanh, hệ thống nâng hạ chân chống

lưỡi ủi
1.8.3. Các thông số kỹ thuật cơ bản
Máy đào Komatsu PW 210-1 một gầu truyền động thủy lực, di chuyển bánh lốp của
hãng Komatsu với các thông số kỹ thuật cơ bản như sau:
Bảng 1.1. Các thông số kỹ thuật của máy đào Komatsu PW 210-1
Mã hiệu PW 210-1
Khối lượng 24084 [kg]
Độ đào với tối đa 8850
[mm]
Độ đào sâu tối đa 5380
[mm]
Cơ cấu di chuyển Bánh hơi
Vận tốc di chuyển lớn
nhất
34,9
[km/h]
Vận tốc di chuyển
nhỏ nhất
3 [km/h]
Bán kính quay nhỏ
nhất
3010
[mm]
Tốc độ quay của bàn
quay
12,4
[v/ph]
Dung tích gầu
0,83-1,13
[m3]

Động cơ mã hiệu S6D105
Công suất thiết kế 116
[KW]
Số vòng quay 2000
[v/ph]
Khối lượng cần 1511 [kg]
Khối lượng tay gầu 601 [kg]
Khối lượng gầu 620 [kg]
Khối lượng xi lanh
gầu
118[kg]
Khối lượng xi lanh
tay gầu
237[kg]
Khối lượng xi lanh
cần
355[kg]
Các thông số về tầm hoạt động của máy đào.
Trang 17
Bảng 1.2. Các thông số về tầm hoạt động của máy đào Komatsu PW 210-1
Thông số Giá trị
Bán kính đào lớn nhất : 8660 [mm]
Chiều sâu đào lớn nhất : 5380 [mm]
Bán kính xả đất lớn nhất : 8850 [mm]
Chiều cao xả đất lớn nhất : 6630 [mm]
0
92005800
64605340
2440
8660

8850
3010
K
o
m
a
t
s
u
Komatsu
K
o
m
a
t
s
u
Hình 1.2. Tầm hoạt động của máy đào Komatsu PW 210-1
Trang 18
1.8.4. Nguyờn lý lm vic ca mỏy o mt gu PW 210-1
Du c bm lờn t cp bm cao ỏp s c a n cỏc xy lanh cụng tỏc hoc
ng c thu lc.Tu thuc vo v trớ iu khin ca h thng van phõn phi m du thu
lc c a ti b cụng tỏc no iu khin hot ng ca b cụng tỏc ú.H thng
van thu lc c iu khin bng thu lc trc tip nờn ngi iu khin ch iu khin
mỏy bng cỏc úng m cỏc ng du thu lc, do ú cú th iu khin rt nh nhng.
Lu lng du do cp bm cao ỏp sinh ra luụn bng nhau v c iu khin t
ng nh h thng cỏc xy lanh iu chnh. Bm c iu khin t ng tu thuc vo
ti trng lm vic do ú mỏy lm vic rt tit kim nhiờn liu.
1.9. Tính năng suất của máy xúc gầu nghịch
Năng suất của máy xúc một gầu là thể tích khối đất đá đào đợc trong khoang đào

và đổ lên phơng tiện vận chuyển hay đổ thành đống trong một đơn vị thời gian
Dựa vào công thức và đặc điểm tính toán cơ bản dạng năng suất khác nhau:
Năng suất lý thuyết
Năng suất kỹ thuật
Năng suất sử dụng
1.9.1. Năng suất lý thuyết
Năng suất lý thuyết đợc xác định trên cơ sở lý thuyết (tốc độ tải trọng, điều kiện làm
việc theo tính toán, chế độ làm việc liên tục) có nghĩa là tính theo giả định khi gầu đầy đất
100%và thời gian làm việctheo một chu kỳ tính toán
Năng suất lý thuyết tỉ lệ thuận với dung tích hình học của gầu và số chu kỳ làm việc
trong một đơn vị thời gian:
0
0
.3600
60
ck
lt
T
V
nVQ ==
(m
3
/h) (tớnh toỏn mỏy thi cụng t)
Trong đó:
V: dung tích hình học của gầu
n
o
: số chu kỳ làm việc lý thuyết trong một phút n
o
=4,5ữ3,5: thời gian lý thuyết của

một chu kỳ
T
)(1716
0
s
ck
ữ=
chọn T
)(17
0
s
ck
=
T
0
ck
=t
đ
+t
q
+t
qv
+t
đk
Với t
đ
: thời gian đào , lấy t
đ
=3(s)
t

q
: thời gian quay có tải
t
qv
:thời gian quay về khoang đào và hạ gầu về nơi cần xúc t
qv
=5(s)
Trang 19
t
đk
: thời gian điều khiển của ngời lái
t
đk
=4(s)

)/(8.211
17
1.3600
3
hmQ
lt
==
1.9.2. Năng suất kỹ thuật
Năng suất kỹ thuật là năng suất thực tế lớn nhất của máy khi làm việc liên tục ở điều
kiện nhất định về tính chất đất, vị trí khoang đào , điều kiện vận chuyển và đổ đất đồng
thời có kể đến hệ số làm đầy gầu
Năng suất kỹ thuật đợc xác định theo công thức:
tx
dck
tx

d
ckltkt
K
KKnV
K
K
KQQ
60

0
==
tx
d
ckkt
K
K
KQ 4,42
=
Trong đó:
K
đ
=hệ số đáy gầu
K
tx
: hệ số tơi xốp của đất
K
ek
:hệ số kể tới ảnh hởng của thời gian chu kỳ
0
n

n
K
ck
=
,
ck
T
n
60
=
(số chu kỳ kỹ thuật trong một phút)
T
ck
: thời gian kỹ thuật của một chu kỳ
n
o
: số chu kỳ làm việc lý thuyết trong một phút lấy n
o
=4
đây ta chọn hệ số đáy gầu nh sau:
Đối với đất loại I,II (cát , sỏi khô): K
đ
=1
Đối với đất loại II( cát sét khô, tơi): k
đ
=1,03
Đối với đất loại II (cát sét ẩm ): k
đ
=1,3
Đối với đất loại III(đất sét khô vừa) k

đ
=1,2
Đối với đất loại III (Đất sét ẩm ):k
đ
=1,4
Đối với đất loại IV( Đất sét chặt khô): k
đ
=0,95
Đối với đất loại IV( Đất sét chặt ẩm): k
đ
=1,35
Hệ số kể đến ảnh hởngthời gian chu kỳ:
Loại đất I II III IV
Trang 20
Hệ số k
ck
1 0,9 0,8 0,75
Hệ số tơi xốp của đất:
Loại đất I II III IV
Hệ số tơi xốp k
tx
1,2ữ1,3 1,14ữ1,28 1,24ữ1,32 1,33ữ1,37
1.9.3. Năng suất sử dụng
Năng suất sử dụng đợc tính theo điều kiện làm việc cụ thể nghĩa là có thể đến sử dụng
máy theo thời gian gian và tay nghề của ngời thợ lái, tức là trình độ tổ chức làm việc của
máy đào và kỹ năng am hiểu máy của ngời thợ.
Năng suất sử dụng có thể tính theo giờ, theo ca, theo tháng và theo năm:
Qtktsd
KKQQ
=

[1]
Trong đó: K
t
: Hệ số sử dụng máy theo thời gian
K
Q
: Hệ số đo trình độ tay nghề của ngời lái.
K
Q
= 0,81 khi điều chỉnh bằng tay và trình độ ngời lái trung bình.
K
Q
= 0,86ữ0,89 khi điều khiển bằng cơ cấu trợ lực.
Trang 21
CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC CHẾ ĐỘ TẢI TRỌNG TRÊN BỘ
CÔNG TÁC
2.1. Xác định lực cản đào lớn nhất P
o
Sơ đồ tính:
Hình 2.1: Sơ đồ tính toán lực P
o
Lấy tổng mô men của các lực với điểm K ta có:
Trường hợp
β
> 90
o
:
Trang 22
β
K

G
g
d
Po
1
3
3
.
7
°
Pxlg
α
0
lglg
0lglg

0
R
RPRG
P
RPRPRGM
xxggd
o
oxxggdK
+
=⇒
=−+=
∑
(2.1)
Trường hợp

β
< 90
o
:
0
lglg
0lglg

0
R
RPRG
P
RPRPRGM
xxgg
o
oxxggK
+−
=⇒
=−+−=
∑
Trong đó: P
xlg
: Lực lớn nhất do xy lanh tay gầu tác dụng lên tay gầu
Áp suất dầu lớn nhất trong xy lanh tay gầu: p = 320 kG/cm
2
Đường kính xy lanh tay gầu: D =110mm, theo đường kính xy lanh tay gầu PW210-1
)(6,30410
4
11 320
4

.
22
kG
Dp
ApP
xl
====⇒
ππ
P
xlg
= 304,106 (kN)
G
g
= 620(kg)= 6,2.9,81.10
-3
= 6,082(kN): Trọng lượng gầu
G
gđ
= G
g
+ Gđ

= 6,2 + 0,8.18 = 20,482 (kN)
R
o
= 1136,78 (mm): Cánh tay đòn của P
0
với điểm K
R

xlg
: Cánh tay đòn của P
xlg
với điểm K
R
g
: Cánh tay đòn của G
g
với điểm K
Trong đó R
xlg
và R
g
phụ thuộc vào góc quay α của gầu so với phương ngang, α nằm
trong khoảng từ 0
o
đến 133.7
o
.
Chia góc quay của gầu ra ta xác định được lực P
o
tại các góc quay theo bảng:
α
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
Rg
mm
725,9 620,1 495,6 355,9 205,5 48,8 109,4 264,3 411,1 545,4 663,2 760,8 835,3 884,4
R
xlg

mm
392,5 429,1 462,7 492,4 516,3 532,7 540,2 537,2 523,1 469,7 457,7 403,1 335,7 253
P
0
kN
101,1 111,4 121,1 129,8 137 142,2 143,9 142,3 137,7 122,7 118,9 103,8 85,3 62,9
Bảng 2.1: Các thông số ở các vị trí khác nhau của gầu đào
Trang 23
Hình 2.2: Đồ thị mối quan hệ giữa P
o
và góc
α
Qua tính toán ở trên ta được P
omax
= 143,9 kN tại vị trí α = 60
o
Phản lực liên kết giữa gầu và tay gầu đặt tại vị trí K, để xác định ta dùng phương
pháp hoạ đồ lực:
Phương trình cân bằng lực tác dụng lên gầu:
0
lg0
=+++
xgK
PGSP
Chọn điểm O làm gốc của hoạ đồ, véc tơ
oa
biểu diễn lực
lgx
P
, véc tơ

ab
biểu diễn
lực
g
G
, véc tơ
bc
biểu diễn lực
0
P
, véc tơ khép kín hoạ đồ
oc
biểu diễn lực cần tìm
K
S
Chọn tỉ lệ xích của hoạ đồ lực là
mm
kN
P
1
=
µ
Ta thấy phương chiều và độ lớn của véc tơ lực:
lg0
,,
xg
PGP
đã biết, do đó lập hoạ đồ
lực ta hoàn toàn xác định được phương chiều và độ lớn của
K

S
Trang 24
O
P
0
(kN)
α
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
143,9
62,9
Hình 2.3 : Họa đồ véc tơ tính lực S
k
Độ lớn của lực S
K
:
PK
ocS
µ
.=
Oc = 447,86 mm: Xác định bằng cách đo trên hoạ đồ lực
)(86,4471.86,447. kNocS
PK
===
µ
Vậy phương chiều các lực đặt lên gầu như hình vẽ:
Hình 2.4 : Các lực tác dụng lên gầu khi lực cản đào lớn nhất
Trang 25
P
xlg
=304,106kN

G
gđ
=20,482kN
S
k=447,86kN
α
=
6
0
P
o
=143,9kN