Đồ Án Tốt Nghiệp Máy Thiết Kế

Đồ áN TốT NGHIệP

khoa ckxd- TRƯờNG đ.h.x.d hà nội

chơng 1
Giới thiệu chung về máy thiết kế
I. ý nghĩa của việc cơ giới hoá máy xây dựng .
Trong thi công công trình đớng xá, cầu cống sân bay hàng hải đê đập, mơng
máng. Đối tợng thi công trớc tiên và có khối lợng công việc lớn nhất là công tác
đất. Trong công trình đó, đất là đối tợng đợc xử lý với nhiều phơng pháp và mục
đích hết sức khác nhau. Có thể tựu chung lại trong các công việc nh đào, vận
chuyển, san bằng, đầm nén. Khối lợng đất trong từng công trình tuỳ mức độ và loại
rất khác nhau, nhng chỗ thống nhất là khá lớn. Trong công trình giao thông, khối lợng công tác đất có thể chiếm 50%.
Trớc đây, trong các công trình xây dựng, từ chỗ lúc đầu công tác đất chủ yếu
thực hiện bằng sức ngời (19541960). Tới nay, công tác đất đã có nhiều chỗ tiến
lên cơ giới hoá ở mức độ cao.
Công tác đất có ý nghĩa trọng yếu, trớc hết là tính u việt của nó trong ba mặt
chính sau :
+ Chất lợng công trình.
+ Hạn độ thi công.
+ Giá thành công trình.
Với tính chất năng động, khả năng kinh tế cao và tích kiệm nhiên liệu. Hiện
nay trên thế giới cơ giới hoá máy xây dựng đợc áp dụng rông rãi với mục đích nâng
cao hiệu quả lao động và phục vụ tốt hơn cho đời sống của con ngời.

II. Lịch sử và khuynh hớng phát triển máy làm đất.
Những phơng tiện bán cơ giới và cơ giới hoá đất công tác xuất hiện cách đây
hơn 200 năm. Buổi đầu các phơng tiện ấy đợc dùng sức ngời (khoảng 20 ngời) hoặc
dùng sức ngựa ( hơn 6 ngựa) để làm động lực. Năng suất lao động đạt đợc từ
0,7ữ5m3 / h / ngời. So với lao động thủ công đã có tác dụng nâng cao năng suất rõ
rệt.

Sự ra đời của máy hơi nớc đã cải tạo căn bản hình thức và năng suất của máy
làm đất. Lấy nguồn động lực là máy hơi nớc W.S.OHIS đã thiết kế chiếc máy xúc
đầu tiên năm 1836 có năng suất 35m 3/ h. Sau đó vài chục năm, hàng loạt máy xúc
hoàn thiện trên ray với động cơ máy hơi nớc đã sử dụng hiệu quả trong công tác
đất. Các máy làm đất chủ yếu là máy xúc 1 gàu. Tới năm 1910 mới có kết cấu di
chuyển bánh xích ( hơn hẳn các kiểu kết cấu cũ - di chuyển trên ray). Sự ra đời của
bánh xích kéo theo phát triển của máy làm đất khác hoạt động chủ yếu nhờ sức
kéo hoặc đẩy ( máy ủi, máy san ). Điều này tạo điều kiện cho việc cơ giới hoá công
tác đất có những thuận lợi căn bản, nghĩa là có những máy móc khác nhau dùng
vào những công việc khác nhau.
1


Đồ áN TốT NGHIệP

khoa ckxd- TRƯờNG đ.h.x.d hà nội

Tính cơ động của các máy móc bánh xích so với kiểu chạy trên ray là thuận
tiện hơn nhiều. Song máy bánh xích cũng có những nhợc điểm lớn về sự nặng nề,
cồng kềnh, di chuyển phức tạp. Bởi vậy ngày nay cùng với sự phát triển của máy
bánh xích là sự tiến bộ trong bánh hơi, đặc biệt là bánh hơi loại nặng có khả năng
chịu tải cao, có gai lốp, có áp suất thích hợp để đảm bảo sức bám tốt của máy.
Về động lực, cách đây 30 đến 40 năm kỹ thuật động cơ đốt trong và máy
điện có những tiến bộ nhanh chóng. Có thể nói tất cả các loại máy làm đất đều đợc
trang bị động lực là động cơ đốt trong và hầu hết là điezen hoặc động cơ điện.
Công suất của chúng khác nhau rất xa, từ một vài chục kw đến một vài nghìn kw.
Do đó năng suất của chúng đạt đợc con số rất lớn. Cùng tiến bộ trong ngành luyện
kim, đặc biệt là luyện kim nhẹ, cờng độ chịu lực lớn cho phép máy làm đất phát
triển hợp lý, có lợi về kết cấu, nhất là kết cấu của máy xúc gàu dây.
Chiều hớng phát triển các máy làm đất rất lớn. Nhằm đáp ứng năng suất cao

ở công trình lớn cố định. Trong các nớc công nghiệp phát triển đièu này đã hình
thanh rõ rệt. Nguyên nhân cơ bản là chúng rất kinh tế với những công trình di động
và có khối lợng công tác đất vừa phải nh các công trình đờng xá, mơng máng, kênh
đào thuỷ lợi Bên cạnh đó các thiết bị bánh xích loại nhẹ hoặc bánh hơi có tính cơ
động cao.

III. Tình hình trang bị cơ giới xây dựng tại Việt Nam.
Những năm gần đây, mức độ cơ giới hoá trong lĩnh vực thi công và bốc dỡ ở
nớc ta ngày càng tăng. Tỉ lệ trang bị cơ giới tính trên đầu ngời và khối lợng khai
thác có thể sánh với nhiều nớc trong khu vực. Tính tổng số thiết bị cơ giới của nớc
ta đã nên tới 40.000 chiếc với tổng công suất trên 2.5 triệu KW gồm 350 chủng loại
của 24 nớc .
Con số cụ thể:
+ Máy làm đất
: 16.3%
+ Máy thi công chuyên dụng : 4.6%
+ Máy vận chuyển ngang
:31.6%
+ Máy vận chuyển lên cao
: 3.8%
+ Các máy khác
: 16.2%
Với lực lợng cơ giới đó, các cơ sở thi công và xếp dỡ hàng năm đã có thể đào
đắp hàng trăm triệu tấn hàng góp phần không nhỏ vào công cuộc xây dựng và
pháp triển nền kinh tế quốc dân.
Bên cạnh đó, phải công nhận một thực tế :
+ Hiệu quả khai thác các máy xây dựng ở nớc ta còn thấp.
+ Số máy thực tế hoạt động chi vào khoảng : 50-60%.Hệ số sử
dụng thời gian của các máy không vợt quá 0.50
Những đề tài nghiên cứu về vấn đề này đã cho biết: Trong số những nguyên

nhân dẫn tới hậu quả trên, nguyên nhân yếu kém về công tác tổ chức quản lý và
2


Đồ áN TốT NGHIệP

khoa ckxd- TRƯờNG đ.h.x.d hà nội

khai thác chiếm tới 30%. Một trong những thếu sót về vấn đề này là do việc trang
bị máy móc thiết bị phục vụ nhiều cơ sở xây dựng và xếp dỡ cơ giới là ch a hợp lý.
Tính cha hợp lý của công tác trên thể hiện ở điểm cơ bản sau:
+ Tính năng kỹ thuật cha hoàn toàn phù hợp với đặc điểm của
đối tợng khai thác.
+ Số chủng loại máy quá nhiều gây phức tạp cho các công tác
quản lý, khai thác. Thiết bị thiếu đồng bộ.
+ Các máy lựa chọn phần lớn cha đảm bảo chỉ tiêu kinh tế - kỹ
thuật cao.
Trong vài năm trở lại đây, nhợc điểm trên đã dần dần đợc khắc phục. Cùng
với yêu cầu cấp bách nâng cao chất lợng công trình thi công, việc cạnh tranh đấu
thầu quốc tế cũng nh t duy đổi mới của các nhà quản lý và chỉ đạo thi công, hàng
loạt máy xây dựng hiện đại có tính năng tiên tiến đã nhập vào Việt Nam chủ yếu từ
các nớc: Nhật Đức Hàn Quốc Thụy Điển, Mĩ
Ngoài ra, với nền công nghiệp phát triển cha cao, ta cũng đã mạnh dạn thiết
kế, chế tạo những tổ hợp máy xây dựng có tính chọn nh: Trạm chộn atphal bê tông
với hệ thống cân đo tiên tiến, đầm búa cọc, thi công cọc thấm bấc...

IV.Máy xúc một gàu.
1. Khái niệm phân loại.
1.1.Khái niệm :
Máy xúc: Là loại máydùng để đào và vận chuyển đất và là một trong những

loại máy làm đất, đợc sử dụng rộng rãi do có nhiều tính năng u việt. Khi làm việc,
máy xúc một gàu thực hiện thao tác liên tục. Khi vận chuyển đất thì ngừng đào đất
và ngợc lại. Ngoài việc đào đất, máy còn đợc sử dụng để làm những việc nặng khác
nhau nh xếp, dỡ vật liệu và đất.
1.2.Phân loại :
+ Theo phơng pháp vận chuyển có loại: Máy xúc trên cạn và
máy xúc trên mặt nớc.
+ Theo kết cấu di chuyển: Bánh lốp, bánh xích và máy xúc di
chuyển bớc.
+ Theo động cơ chính: Động cơ điêzen, động cơ điện.
+ Theo cơ cấu dẫn động: Dẫn động bằng mô tơ, dẫn động bằng
nhiều mô tơ ( bộ phận công tác đợc dẫn động bằng một số động cơ làm việc độc
lập với nhau ).
+ Theo kiểu truyền động lực: Truyền động cơ khí và truyền
động thuỷ lực( Máy cơ khí truyền động từ động cơ qua bánh răng,trục vít. Máy
thuỷ lực thực hiện băng bơm thuỷ lực, ống dẫn và động cơ thuỷ lực).

2.Cấu tạo.
Máy xúc một gàu đợc cấu tạo từ hai phần chính gồm :

3


Đồ áN TốT NGHIệP

khoa ckxd- TRƯờNG đ.h.x.d hà nội

+ Cơ cấu di chuyển.
+ Bộ phận quay.
2.1.Cơ cấu di chuyển.

Cơ cấu di chuyển tiếp thu và chuyền xuống nền đất các tải trọng bao gồm:
+ Khối lợng máy
+ Các tải trọng sinh ra trong thời gian máy làm việc.
Ngoài ra, cơ cấu di chuyển đảm bảo thực hiện việc di chuyển của máy
xúc.Các kiểu của cơ cấu di chuyển:
+ Bánh xích: Bề mặt tựa của guốc xích lớn hơn, dùng để làm
việc vùng đất yếu.
+ Bánh hơi: Làm tăng tính linh hoạt của máy khi thi công các
trình.
2.2.Bộ phận quay.
Cấu tạo bởi bàn quay, cơ cấu quay, thiết bị động lực và thiết bị công tác.
+ Bàn quay: Đợc gắn chắc vào cơ cấu quay con lăn chuyên
dùng trên bộ khung của cơ cấu di chuyển, nó có thể quay trên cùng một mặt
phẳng.Cùng một loại bàn quay ngời ta có thể lắp nhiều cơ cấu di chuyển khác
nhau.
+ Thiết bị công tác : Có chức năng duy trì hoạt động của bộ
phận công tác và đảm bảo hoạt động của nó trong vùng làm việc của máy xúc.Gàu
là bộ phận công tác chính của máy xúc. Nó có thể đào và chứa đất trong lúc vận
chuyển đồng thời dùng để đổ đất hoặc vật liệu khác. Đào là quá trình cắt đất và xúc
đất, lớp đất bị cắt gọi là phoi đất.
Quá trình làm việc của máy xúc bao gồm các công đoạn sau :
+ Đào đất.
+ Vận chuyển đất.
+ Quay lại vị chí đào.
Khi máy xúc di chuyển, việc đào đất không thể thực hiện đợc cho nên thời gian
di chuyển cần phải ngắn đến mức tối đa để giảm chu kỳ làm việc của máy.
- Đào đất để cắt đất làm đầy gàu.
- Chuyển gàu ra khỏi vùng đào để đảm bảo bàn quay không bị chở ngại.
- Di chuyển gàu đầy đất đến chỗ đào bằng cả bàn quay và thiết bị công tác
đối với máy xúc chọn vòng hoặc chỉ quay riêng bộ phận công tác đối với máy xúc

không chọn vòng.
- Đổ đất ra khỏi gàu vào bãi chứa liệu hoặc phơng tiện vận chuyển.
- Di chuyển gàu về vùng đào.
- Hạ gàu để chuẩn bị tiếp tục đào.
4


Đồ áN TốT NGHIệP

khoa ckxd- TRƯờNG đ.h.x.d hà nội

3.Máy xúc một gàu dẫn động thuỷ lực
Máy thờng để sử dụng làm việc ở nền đất thấp hơn mặt bằng đứng của máy.
Đối với những nơi cao hơn máy chỉ làm việc với loại đất mềm, khi đó chỉ có xi lanh
quay gàu để cắt. Đất đợc xả qua đáy gàu. Máy làm việc theo chu kỳ trên từng chỗ
đứng.
3.1.máy xúc gàu nghịch dẫn động thuỷ lực
*Gồm hai bộ phận chính :
+ Máy cơ sở
+Thiết bị công tác
- Thiết bị công tác cần : Đợc lắp một đầu với đầu trục của tay cần, đầu kia đợc lắp với khớp trụ của bàn quay. Cần đợc nâng lên, hạ xuống nhờ xilanh cần.
- Thiết bị công tác tay cần: Đợc lắp với cần đầu kia công tác.Tay cần đợc lắp
với xilanh thuỷ lực tay cần. Điều kiển gàu xúc nhờ xilanh thuỷ lực tay gàu.
- Thiết bị công tác gàu: Đợc lắp bằng trục tay cần. Gàu dợc điều kiển bằng
xilanh thuỷ lực gàu. Trên gàu đợc lắp thêm răng để làm việc trên nền đất cứng.
*Nguyên lý làm việc :
- Máy đến vị trí làm việc: Đa gàu ra vơn xa máy và hạ xuống. Răng gàu tiếp
xúc với nền đất. Gàu tiến hành cắt đất quá trình tích đất thực hiện từ vị trí I-II nhờ
xilanh thuỷ lực (8) hoặc kết hợp với xilanh thuỷ lực (4).
- Quỹ đạo chuyển động của răng gàu trong quá trình cắt đất là một đờng

cong. Chiều dày phoi thay đổi từ bé đến lớn. Khi gàu đến vị chí cắt đất cuối cùng
(tại đây phoi đất lớn nhất trong quá trình đào). Đa gàu ra khỏi tầng đào, nâng gàu
lên. Quay gàu về vị trí xả nhờ cơ cấu (2). Đất có thể xả thành đống, hoặc xả vào
thiết bị vận chuyển.
- Đất đợc xả ra khỏi miệng gàu bằng xilanh gàu, sau đó quay máy về vị trí
tiếp theo với một chu kỳ hoàn toàn tơng tự.

Hình 1: Sơ dồ máy xúc gàu nghịch dẫn động thuỷ lực.
5


Đồ áN TốT NGHIệP

khoa ckxd- TRƯờNG đ.h.x.d hà nội

1.Máy cơ sở
2.Xilanh cần.
3.Cần.
4.Xilanh tay cần.
5.Cần.
6.Xilanh gàu.
7.Gàu.

Chơng II
Xác định thông số kícH thớc Và
trọng lợng các cụm máy
I.Xác định thông số kích thớc.
Để xác định thông số kích thớc ban đầu, ta có thể dựa vào luật đồng dạng
sau :
A13 G1 N1 q1 t13 v13

A23 G2 N2 q2 t23 v23

( I-1).

Trong đó:
A : Thông số kích thớc.
G : Thông số về trọng lợng.
N : Thông số về công suất .
Q : Thông số về dung tích gàu.
1,2 : Là ký hiệu của máy cũ và mới.
t : Thông số về thời gian chu kỳ làm việc của máy.
v : Thông số về tốc độ.
Trên cơ sở luật đồng dạng, ta lập một số công thức kinh nghiệm để tính gần
đúng thông số cần thiết.
Ta có:
6


Đồ áN TốT NGHIệP

khoa ckxd- TRƯờNG đ.h.x.d hà nội

A =KAì 3 G

(I-2).

Trong đó:

KA: Là hệ số kích thớc.
G : Là trọng lợng của máy.
Vơí dung tích gàu là 0,8 m3 , trọng lợng máy là 20,5 (t).Vậy ta có:
+ Chiều cao buồng máy :
C = (0,85ữ1,25) 3 G = 2900 (mm)

(I-3).

+ Bán kính thành sau vỏ máy :
D = (0,9ữ0,95) 3 G = 2600 (mm)

(I-4).

+Chiều cao khớp chân cần :
M = (0,65ữ0,7) 3 G =1900 (mm)

(I-5).

+ Chiều dài tay cần:
L C = (1,8ữ2,1) 3 G =5700 (mm)

(I-6).

+Tốc độ nâng gàu :
V ng = (1ữ1,6) 3 G = 4 (m/ph)

(I-7).

+Lực nâng gàu :
f n = (180ữ200) 3 G =530 (KN/m 3 )

(I-8).

+Tốc độ di chuyển :
v dc = (1,5ữ4) 3 G =3,5 (km/h)

(I-9).

+ áp lực dè trên nền đất :
P = (0,03ữ0,04) 3 G = 0,16 (Mpa)

(I-10).

II. Phân bố trọng lợng của các bộ phận chính trong máy:
+ Gàu và đòn gánh :

(0,035ữ0,04).G = 0,7 (t)

(II-1).

+ Tay cần :

(0,03ữ0,04).G = 0,82 (t)

(II-2).

+ Xi lanh điều khiển gàu : (0,003ữ0,005).G = 0,08 (t)

(II-3).

+ Trọng lợng cần :

(0,07ữ0,08).G =1,64 (t)

(II-4).

+ Xi lanh co duỗi tay cần : (0,008ữ0,01).G = 64 (t)

(II-5).

+ Xi lanh nâng hạ cần :

(II-6).

(0,012ữ0,015).G = 0,29 (t)

Vậy ta có tổng trọng lợng bộ phận công tác của máy xúc gàu nghịch là:
(0,16ữ0,2).G = 2,332 (t).
+ Động cơ và khung máy : (0,06ữ0,07).G = 1,4 (t)

(II-7).
7


Đồ áN TốT NGHIệP

khoa ckxd- TRƯờNG đ.h.x.d hà nội

+ Thiết bị thuỷ lực và thiết bị phụ : (0,06ữ0,1).G = 1,5 (t) (II-8).
+ Cơ cấu quay :

(0,01ữ0,03).G = 0,3 (t)

(II-9).

+ Trọng lợng bàn quay :

(0,1ữ0,16).G = 3,2 (t)

(II-10).

+ Bộ phận điều khiển :

0,01ữ0,05).G = 0,15 (t)

(II-11).

+ Vỏ máy :

(0,02ữ0,025).G = 0,45 (t)

(II-12).

+ Đối trọng :

(0ữ0,01).G = 2 (t)

(II-13).

Vậy bàn quay và các cơ cấu :

+ Vòng ổ quay :

(0,36ữ0,39).G = 9 (t)
(0,01ữ0,18).G = 0,32 (t)

(II-14).

+ Khung dới và vòng bánh răng : (0,006ữ0,008).G = 0,05 (t) (II-15).
+ Cơ cấu di chuyển :

(0,03ữ0,05).G = 0,9 (t)

(II-16).

+ Khung xích :

(0,065ữ0,07).G = 1,4 (t)

(II-17).

+ Bánh chủ động, Bánh bị động, Bánh tì : (0.5ữ0,1).G = 1,8(t) (II-18).
+ Dải xích :

(0,08ữ0,1).G = 2 (t)

(II-19).

Vậy tổng trọng lợng các bộ phận di chuyển của máy xúc : 8,37 (t)

hình 2 : Sơ đồ thông số kích thớc của máy xúc một gàu.

8


Đồ áN TốT NGHIệP

khoa ckxd- TRƯờNG đ.h.x.d hà nội

chơng III
Tính toán chung
I.Tính toán các cơ cấu và chọn động cơ.
1. Xác định lực nâng tay gàu.
Đối với máy xúc gàu nghịch, quá trình đào đất thực hiện từ dới lên (từ vị trí I
đến vị chí II).
Để tính toán, ta gia sử góc nghiêng của cần không đổi, khớp (O) có độ cao
ngang với mặt bằng của máy đứng.
Chiều dài của phoi đất thay đổi theo phơng thẳng đứng phơng (y). Chiều
dầy của phoi đất lớn nhất khi răng gàu ở cuối quá trình cắt đất ( ngang độ cao khớp
O). Phoi đất tích đầy gàu.
Từ những nhận xét trên ta có :
q= C max ì bì H n ì kt
C max =

(I-1-1).

q
b ì H n ì kt

(I-1-2).

Với:
q : Dung tích gàu xúc : 0,8 (m 3 ).
b : Chiều rộng của gàu xúc : 1,17 (m).
H n : Chiều cao của tầng xúc : 2,68 (m).
kt : Hệ số tơi của đất.

Đối với đất cấp IV ta có : k t = 1,28.
Từ công thức (I-1-1) ta có chiều dầy phoi cắt lớn nhất là :
1,17
= 0,126 (m)
1,17.4,24.1,28
Tại vị trí gàu đạt chiều dày cực đại khi đó lực cản cắt đất có giá trị tiếp
tuyến là lớn nhất.
Ta có:
C max =

P01 = K1 ì b ì Cmax

(I -1-3).

Với :
K1 : Hệ số cản cắt riêng của nền đất. Theo TCVN : K1 = 200 ( KN/m2 ).
Vậy tính đợc :
9


Đồ áN TốT NGHIệP

khoa ckxd- TRƯờNG đ.h.x.d hà nội

P01 = 1,17 x 200 x 0,126 = 29,4 (KN)

Pc

P01

Gc
Ptc
Gđc
Gg+đ

Hình 3 : Sơ đồ xác định lực tác dụng nên máy xúc gàu
nghịch dẫn động thuỷ lực.
Trong quá trình đào đất, khi gàu đào từ vị trí ( I ) sang vị chí ( II ), thì lực Ptc sẽ
biến thiên từ 0 đến giá trị lớn nhất.
Lực Ptc lớn nhất khi răng gàu gần kết thúc quá trình đào đất. Khi đó, phoi đất
đạt giá tri lớn nhất là Cmax
Tách riêng hệ : Tay cần - Gàu đào.

P01
A

0

Gg

B
Ptcmax

Gtc

Hình 4: Sơ ồ xác định phản lực Ptc.
Xét cân bằng của hệ ta có :

M (0) = 0

(I-1-4).

Ptc ì rtc, + P01 ì r01 + Gtc ì rtc + Gg ì rg = 0

(I-1-5).

P01 ì r01 + Gtc ì rtc + Gg +d ì rg

(I-1-6).

Ptc =

rtc,

10


Đồ áN TốT NGHIệP

khoa ckxd- TRƯờNG đ.h.x.d hà nội

Với:
r01 : Là cánh tay đòn của lực P01 - Lực cản cắt đất tiếp tuyến.
rtc : Là cánh tay đòn của lực Gtc - Trọng lợng tay cần.

rtc, : Là cánh tay đòn của lực Ptc - Lực pistông tác dụng lên gàu.
rg : Là cánh tay đòn của lực Gg - Trọng lợng gàu có chứa đầy đất.
Ta có:
Khối lợng đất công tác : 1600 ( g / m3 ).
Khối lợng gàu là : 0,7 (t).
Gg + d = 1600 ì 0,8 + 700 = 1980( Kg ) = 19,8( KN )

r01 = OA+AP01 = 2,86+1,38 = 4,24 ( m )
rtc = OL =

3,9
+ 2,86 = 4,24(m) .
2

(I-1-7).
(I-1-8).
(I-1-9).

rg = OA + AP01 = 2,86 + 1,38 = 3,55(m) .
2
2

(I-1-10).

rtc, = OB ì cos450 =1,04 ì cos450 = 0,74( m ).

(I-1-11).

Thay các giá trị trên vào (III-1-3) ta có:
Ptc =

29,4 ì 4,24 + 8,2 ì 0,91 + 3,55 ì 19,8
= 273( KN )
0,74

Vậy lực pistông tác dụng lên tay cần là : Ptc = 273( KN ) .

2. Xác định lực nâng cần.
Ta thiết kế máy xúc thuỷ lực một gàu có tay cần đợc nâng bởi 2 xilanh thuỷ
lực.
Nhận xét :
+ Lực nâng cần xuất hiện khi quá trình cắt đất kết thúc, đất
dang đợc tích vào gầu.
+ Xilanh nâng cần, tay cần, gàu và đất lên độ cao cần thiết để
xả đất.

11


Đồ áN TốT NGHIệP

khoa ckxd- TRƯờNG đ.h.x.d hà nội

B
Gc

01

0
Gtc

A
Gg+d

Hình 5 : Sơ đồ xác định PC của máy xúc một gàu.
Để xác định lực nâng cần, ta xét cân bằng của hệ : Cần-Tay cần-Gàu.
Xét mômen đối với đối với điểm 01:

M (0 ) = 0
1

Pc ì rc, + Gc ì rc + Gtc ì rtc + Gg +d ì rg = 0
Pc =

Gc ì rc + Gtc ì rtc + Gg + d ì rg
rc,

(I-2-1).

Ta xét trờng hợp nguy hiểm nhất : Cần Tay Cần Gàu ở vị trí xa tâm 0 1
nhất.Khi đó có thể tính gần đúng nh sau:
rc =

LC 5,7
=
= 2,85(m) .
2
2

rtc = Lc +

rg + d = Lc +

Ltc
3,9
OB = 5,7 +
1,04 = 6,61( m) .
2
2

(I-2-1).
(I-2-2).

Ltc
L
3,9
1,38
OA G = 5,7 +
1,04
= 5,92(m) .(I-2-3).
2
2
2
2

Ttong đó:
LC , LG , LTC : Lần lợt là chiều dài của Cần, Gàu, Tay cần .
OB : Là khoảng cách từ khớp liên kết giữa Cần Tay Cần tới đầu Tay
Cần.
Thay các giá trị trên vào (I-2-1) ta có :
Pc =

8,2 ì 6,61 + 2,85 ì 16,4 + 19,8 ì 5,92
= 312( KN )
0,7

3. Xác định lực trong xilanh quay gàu xúc.
Máy xúc thuỷ lực thờng đào đất theo ba cách :
+ Gàu xúc quay quanh khớp bản lề nối với tay gàu nhờ xilanh gàu. Lúc này,
Cần và Tay cần đứng yên.
12


Đồ áN TốT NGHIệP

khoa ckxd- TRƯờNG đ.h.x.d hà nội

+ Tay gàu quay quanh khớp bản lề nối với cần, chuyển động đợc thực hiện
nhờ xilanh tay gầu.Khi đó cần bất động và gàu đợc coi là gắn cứng với tay gàu.
+ Cần và tay cần cùng hoạt động nhờ sự làm việc tơng ứng của xilanh tay
gàu và xilanh cần. Trong trờng hợp này gàu cũng đợc coi là gắn cứng với tay gàu.
Trong ba cách trên, cách thứ nhất đợc coi là trờng hợp làm việc nặng nhọc
nhất.Pqg đợc xác định trong trờng hợp xilanh Cần và xilanh tay Cần cố định (khớp
O cố định).Gàu tiền hành cắt đất từ vị trí (I) đến vị trí (II).Khi răng gàu kết thúc
quá trình cắt đất thì chiều dày phoi đất có giá trị lớn nhất lúc đó răng gàu ngang với
khớp (O).

P01
0
Gg+d

Pqg

Hình 6 : Sơ đồ tính lực Pqg
Lực cản cắt đất tiếp tuyến của gàu lớn nhất tại vị trí gàu cắt đất đạt đợc phoi
đất lớn nhất.
Q = C max ì b ì H n ì k
C max =

(I-3-1)

t

q
b ì H n ì kt

t

(I-3-2)

Với :
q : Dung tích gàu xúc : 0,8 (m 3 ).
B : Chiều rộng của gàu xúc : 1,17 (m).
H n : Chiều cao của tầng xúc : 1,38 (m).
k t : Hệ số tơi của đất.
Đối với đất cấp IV ta có : k t = 1,28.
Từ công thức (III-1-2) ta có chiều dầy phoi cắt lớn nhất là :
C max =
Ta có :

1,17

= 0,37 (m)
1,17.1,38.1,28

( I-3-3).
13


Đồ áN TốT NGHIệP

khoa ckxd- TRƯờNG đ.h.x.d hà nội

,
P01 = K1 ì b ì Cmax

(I-3-4).

Với :
K1 : Hệ số cản cắt riêng của nền đất. Theo TCVN : K1 = 200 ( KN/m2 )
Vậy ta có:
P01 = 1,17 x 200 x 0,387 = 90,6 (KN).
Xét mômen đối với đối với điểm 0 :

M (0) = 0
P01 ì r01 Pqg ì rqg + Gg + d ì rg = 0
Pqg =

P01 ì r01 + Gg + d ì rg + d
rqg

(I-3-5).

(I-3-6).

Với đòn gánh có chiều dài lựa chọn là 0,6 (m). Ta có thể tính gần đúng các
đại lợng sau :
r01 = LG = 1,38 (m).
rg + d =

LG 1,38
=
= 0,69 (m).
2
2

Chọn chiều dài đòn gánh là : Ldg = 0,6 (m).Ta có :
rqg = Ldg ì cos 45 = 0,6 ì cos 45 = 0,42 (m).
Thay các giá trị trên vào (I-3-6) ta có:
Pqg =

90,6 ì 1,38 + 19,8 ì 0,69
= 330,2( KN )
0,42

II. Tính toán các cơ cấu di chuyển máy xúc.
Nếu máy làm việc với 2 dải xích thì trong quá trình di chuyển sẽ xuất hiện
những lực cản sau :
+Lực cản ma sát trong bộ phận cơ cấu di chuyển.
+Lực cản do biến dạng của nền đất dới tác dụng của xích.
+Lực cản vòng.
+Lực cản do độ dốc gây ra.

14


Đồ áN TốT NGHIệP

khoa ckxd- TRƯờNG đ.h.x.d hà nội

dPo
dPo

dP

dP

Tr ờng hợp 1

Tr ờng hợp 2

Hình 7 : Sơ đồ xác định lực cản di chuyển xích

1. Xác định lực cản ma sát trong bộ phân của cơ cấu di chuyển.
Lực cản ma sát trong bộ phân của cơ cấu di chuyển là W1 bao gồm :
+ Lực cản sinh ra ở các khớp của mắt xích vòng qua bánh xích chủ động
và bánh xích bị động.
+ Lực cản sinh ra trong ổ đỡ con lăn tì.
+ Lực cản ma sát sinh ra trong các ổ trục bánh xích chủ động và bị động.
Ta lấy giá trị của W1 theo kinh nghiệm:
Tổng các lực cản này chiếm khoảng : 5% ữ 9% trọng lợng máy đè lên
hai dải xích.
Vậy ta có:

W1 = (0,05 ữ 0,09).G =16,4 (KN).
(II-1-1).

2. Xác định lực cản do biến dạng nền đất.
Gọi lực cản do biến dạng nền đất là : W2. Ta xét hai trờng hợp :
*Trờng hợp thứ nhất: Bánh xích phía trớc nằm ngang cùng với dải xích tựa
trên mặt bằng ngang.
+ Theo sơ đồ ta có: áp lực thành phần củă nền đất lên phần tựa của
bánh xích có chiều dài ds, chiều rộng b là :
dP = p , ì b ì ds

(II-2-1).

Với :
p , : áp lực đơn vị (daN/cm 3 ).

+ Thành phần nằm ngang của dp sẽ là :
dP0 = dP ì sin
Lại có:
dS = R ì d

(II-2-2).
(II-2-3).
15


Đồ áN TốT NGHIệP

khoa ckxd- TRƯờNG đ.h.x.d hà nội

+ Giữa áp lực đơn vị và chiều sâu lún của bánh xích có quan hệ:
P , = P0 ì h,

(II-2-4).

Với :
P0 : Đặc trng cho từng nền đất với bề mặt tựa lún nền đất 1cm

Từ hình - 3 ta có:
h, = R ì (cos cos , )

(II-2-5).

Thay (II-2-5) vào (II-2-4), sau đó thay vào (II-2-3).Ta có :
dP0 = b ì p0 ì R 2 ì (cos cos 0 )

(II-2-6).

dP0 = b ì p0 ì R 2 ì (cos ì sin cos 0 ì sin 0 ) ì d

(II-2-7).

Độ lớn của thành phần nằm ngangcủa áp lực đất lên phần tựa của bánh xích:
0

0

P0 = dP0 = b ì p0 ì R 2 (cos ì sin cos 0 ì sin 0 ) ì d
0

(II-2-8).

0

P0 = b ì p0 ì R 2 ì (0,5 ì sin 2 + cos 2 0 cos 0 )

(II-2-9).

Po = b ì p0 ì R 2 ì (0,5 + 0,5cos 2 0 cos 0 )

(II-2-10).

Lại có :
Rh
h
Thay (II-2-9) vào (II-2-8). Ta có :
cos 0 =

(II-2-11).

1 1 R h 2 R h
P0 = b ì p0 ì R ì +


2
2
h
h

2

1
P0 = b ì p0 ì R 2 ì R 2 + R 2 2 R ì h + h 2 2 R 2 + 2 R ì h
2
1
P0 = b ì p0 ì R 2 ì h 2
(II-2-12).
2
Nếu gọi p là: áp lực đơn vị trung bình lên nền đất. Khi đó ta có :
p = p0 ì h

(daN)

(II-2-13).

1
(II-2-14).
P0 = b ì p ì h (daN)
2
Vậy đối với máy xúc hai dải xích, lực cản do biến dạng nền đất W2 là :
W2 = 2 P0 = b ì h ì p = b ì h

G
2b ì l

(daN)

(II-2-15).

Với :
G : Trọng lợng của máy xúc 20,5 (t) = 205 (KN).
16


Đồ áN TốT NGHIệP

khoa ckxd- TRƯờNG đ.h.x.d hà nội

l : Chiều dài dải xích 4,4 (m).
*Trờng hợp thứ hai: Bánh xích phía trớc đợc nâng lên tơng tự phần trên ta
cũng có :
dP = p , ì b ì ds

(II-2-16).

Thành phần nằm ngang :
dP0 = sin

(II-2-17).

Với :
p, =

l1
ì p0 ì h
l2

h
sin
Thay các giá trị trên ta có :

(II-2-18).

l2 =

(II-2-19).

dP = p0 ì b ì l1 ì sin ì dl1

(II-2-20).

Từ công thức (II-2-20).Tích phân hai vế ta có:
l2

1
p0 ì b ì l1 ì sin ì dl1
2
0

P=

1
p0 ì b ì l22 ì sin
2
Thành phần nằm ngang:
P=

1
p0 ì b ì l22 ì sin 2
2
Thay (II-2-19) vào (II-2-23).Ta có :
P0 =

1
h2
sin 2
h2
P0 = b ì p0 ì 2 ì
= b ì p0 ì
2
sin
2
2
Thay (II-2-14) vào (II-2-18).Ta có:
P0 = b ì p ì

h
2

(II-2-21).
(II-2-22).

(II-2-23).

(II-2-24).

(II-2-25).

Với :
p=

G
2ìbìl

(II-2-26).

Ta có :
hìG
Gìh
=
2ì 2ìbìl
4l
Vậy lực cản do biến dạng nền đất là :
P0 = b ì

(II-2-27).

17


Đồ áN TốT NGHIệP

khoa ckxd- TRƯờNG đ.h.x.d hà nội

2h
h

(II-2-28)
ìG = ìG
4l
2l
Từ hai trờng hợp ta có giá trị của W2 nh sau :
Theo kinh nghiệm khi máy di chuyển trong điều kiện bất lợi nhất khó khăn
nhất (trên nền đất cha làm đờng sẵn) ta có:
W2 = (0,08 ữ ,017).G
(II-2-29)
W2 = 0,15 ì G = 0,15 ì 205 = 3075 (KN)
W2 = 2 P0 =

3. Xác định lực cản vòng.
Lực cản vòng là do các lực ma sát sinh ra giữa dải xích và nền đất. Nếu ta ký
hiệu :
M : Là mômen của lực ma sát của nột dải xích lên nền đất.
: Góc chuyển hớng khi lái vòng.
Nh vậy ta có thể tính đợc công cơ học cấn thiết để thắng lực cản vòng theo
công thức sau :
L = 2M ì
(II-3-1)
Lực cản vòng sinh ra khi lái vòng là :
L
2ì M
4M
=
=
a 2 R a (daN)
(II-3-2)
a

R ì R 2
2

Trong trờng hợp vòng má phanh hãm 1 bên dải xích, với tâm quay toàn bộ
máy chính là tâm dải xích bị phanh hãm (tức R=a).Khi đó ta có :
W3 =

4M
4M
(II-3-3)
=
( daN )
2a a
a
Mômen do lực ma sát giữa dải xích với nền đất có thể xác định theo công
W3 =

thức :
Mb =

1
B
l

ì à ì p 2 ì B ì L ì D + 2,3D 3 log
+ 2,3l 3 ì log

12
Dl

DB


(II-3-4).
Với mômen của các lực bám thì hệ số bám à có giá trị lớn hơn ta lấy :
à = 0,5 ữ 0,6.
Với à = 0,5 ta có :
W3 = 0,3 ì G = 0,3 ì 205 = 61,5( KN ) .

(II-3-5)

Lực cản vòng sinh ra khi lái vòng là : W3 = 61,5( KN ) .

4. Xác định lực cản dốc.
Đây là lực cản do độ đốc gây ra. Lực cản sinh ra khi máy di chuyển lên dốc.
Nó đợc tính theo công thức sau :
W4 = G ì sin

(II-4-1)
18


Đồ áN TốT NGHIệP

khoa ckxd- TRƯờNG đ.h.x.d hà nội

Trong đó :
: Góc dốc. Thờng lấy giá trị từ 15 0 ữ 20 0 .
G: Trọng lợng của máy xúc.
Vậy ta có:

W4 = 0,34 ì G = 0,34 ì 205 = 69,7( KN )

(II-4-2)

5. Tổ hợp.
Tổng lực cản của máy xúc trong quá trình di chuyển có thể tổ hợp theo hai trờng hợp :
5.1. Trờng hợp thứ nhất.
Máy xúc di chuyển có độ dốc , không thực hiện lái vòng (thờng loại máy
này, khi thực hiện lái vòng thì cắt li hợp một bên và cài số lùi).
Wdc = W1 + W2 + W4

(II-5.1-1)

Thay các giá trị của lực cản vào công thức trên ta có:
Wdc = W1 + W2 + W4
=16,4+30,75+69,7 = 116,85 (KN).
5.2.Trờng hợp thứ hai.
Máy xúc di chuyển có độ dốc = 0 (di chuyển trên đờng bằng ) và không
thực hiện lái vòng.
Wdc = W1 + W2 + W4 =16,4+30,75+61,5 = 108,65 (KN). (II-5.2-1)
So sánh hai trờng hợp ta thấy : Khi máy di chuyển lên dốc ( 0 ), và thực
hiện lái vòng thì lực cản di chuyển trên máy là lớn hơn. Vậy ta chọn trờng hợp 1 để
tính công suất cho cơ cấu di chuyển (tức là lấy giá trị Wdc = 119,85KN ).
Điều kiện để máy làm việc đợc là :
PK Wdc

(II-5.2-2)

Trong đó:
Wdc : Là lực cản di chuyển của máy xúc.

PK : Lực kéo của động cơ.
Vậy để máy có thể làm việc đợc ta lấy giá trị của PK nh sau :
PK = 125 (KW).
Công suất động cơ của cơ cấu di chuyển là:
N=

Pk ì vdc


(II-5.2-3)

Trong đó:
vdc : Là vận tốc của cơ cấu di chuyển

: Hiệu suất truyền động của động cơ. Lấy = 0,85
19


Đồ áN TốT NGHIệP

khoa ckxd- TRƯờNG đ.h.x.d hà nội

Thay giá trị trên vào công thức ta có:
125 ì 3,2 ì 1000
= 119 (KW).
0,85 ì 3600
Vậy công suất của cơ cấu di chuyển là: 119 (KN).
N=

III. Tính toán tĩnh cho máy xúc một gàu.

Tính toán tính cho máy xúc một gàu bao gồm hai vấn đề chính sau đây :
+ Tính toán cân bằng quay và tính đối trọng.
+ Tính ổn định của máy khi lắp các bộ phận làm việc khác nhau.
Ta đi tính từng phần của bài toán.

1. Ta tính cân bằng quay và chọn đối trọng.
Bàn quay của máy xúc một gàu đợc gọi là cân bằng khi tổng tất cả các lực
lên bàn quay nằm trong vòng tựa quay.
Khi tính toán ta đi tính tại hai vị trí giới hạn của thiết bị làm việc là:
+ Khi gàu ở vị trí xa máy nhất.
+ Khi gàu ở vị trí gần máy nhất.
Từ đó ta đi tìm đuựơc hai giá trị của đối trọng tơng ứng.Đối trọng của máy sẽ
nằm trong khoảng giữa hai giá trị :
ĐTmin ĐT ĐTmax
1.1. Vị trí thứ nhất.
Gc
Gđc R1

Gcc

G2

G2

5

Gđc
4
3

6
O

Gbq 2

5'
2'

4'
3'
6'

1'

Gcc
Gc

1

Tỉ lệ: 1/50 (tấn/mm)
Hình 8 : Sơ đồ xác định lực tác dụng nên máy xúc gàu nghịch
dẫn động thuỷ lực.
Vị trí thứ nhất đợc thể hiện trên hình vẽ. Trong trờng hợp này, gàu tựa trên
nền đất. Trong quá trình tính toán, ta bỏ qua trọng lợng của gàu xúc và trọng lợng
của tay cần, lấy một nửa trọng lợng của cần xúc.
Trình tự tính toán đợc thể hiện nh sau :
- Trên một trục thẳng đứng bất kì, ta lần lợt đặt liên tiếp các lực :
20

Đồ áN TốT NGHIệP

khoa ckxd- TRƯờNG đ.h.x.d hà nội

+ Gcc : Trọng lợng của các cơ cấu.
+ Gđc : Trọng lợng của động cơ.
+ Gbq : Trọng lợng của bàn quay.
+ GC
: Trọng lợng của cần (một nửa cần).
- Lấy điểm 0 nằm ngoài đờng thẳng đã đặt các lực.
- Nối điểm cuối của Gc với điểm 0, ta đợc đờng số 1.
- Nối điểm cuối của Gcc với điểm 0, ta đợc đờng số 2.
- Nối điểm cuối của Gđc với điểm 0, ta đợc đờng số 3.
- Nối điểm cuối của Gbq với điểm 0, ta đợc đờng số 4.
- Trên trục của lực R2 kéo dài, ta lấy một điểm bất kì. Từ (a), kẻ một đờng
thẳng song song với (1). Đờng thẳng đó gặp GC kéo dài tại một điểm (A). Ta có đờng (1).
- Từ giao điểm (A),ta kẻ đờng thẳng (2) song song với (2). Gọi giao của (2)
với GCC kéo dài là (B).
- Từ giao điểm (B),t a kẻ đờng thẳng (3) song song với (3). Gọi giao của (3)
với Gbq kéo dài là (C).
- Từ giao điểm (C), ta kẻ đờng thẳng (4) song song với (4). Gọi giao của (4)
với G2 kéo dài là (D).
- Nối (a) vói (D) ta có (5).
- Từ (0) kẻ (5) song song vói (5),(5) cắt trục đặt các lực tại M. Ta có M là
điểm đầu của lực G2.
- Nhân véctơ của lực G2 với tỉ lệ đã đặt ban đầu, ta có trọng lợng của đối
trọng nhỏ nhất.
Ta có trọng lợng của đối trọng trờng hợp thứ nhất là lớn nhất.
G2 = Gmax

(III-1-1.1-1)

21


Đồ áN TốT NGHIệP

khoa ckxd- TRƯờNG đ.h.x.d hà nội

2.2. Vị trí thứ 2.

Gcc
Gđc
G2

Gbq

G2
Gđc

Gc

R2

Gtc

Gbq

Gg+đ

7'

Gcc
Gc

6'
5'

3'
4'

8'
1'

2'

Gg+đ
Gtc

8
7
6
5
4
3
2
1

O

Tỉ lệ: 1/50 (tấn/mm)

Hình 9 : Sơ đồ xác định lực tác dụng nên máy xúc gàu
nghịch dẫn động thuỷ lực.
Gàu đầy đất, bắt đầu nâng thiết bị làm việc .R 2. Tác dụng nên vòng đậm phái
trớc. Giá trị của đối trọng trong trờng hợp này là nhỏ nhất (ta tìm giá trị của đối
trọng sao cho máy xúc không bị lật về phía trớc).
Bằng phơng pháp họa đồ lực, tơng tự trờng hợp (1), ta xác định đợc :
G2 = Gmin

(III-1-1.2-1)

Từ hai hoạ đồ ta có :
Gđt max = 2,04 (t).
Gđt min = 1,9 (t).
Ta chọn giá ttrị của đối trọng trong khoảng giá trị cho phép là
ĐTmin ĐT ĐTmax
(III-1-1.2-2)
Chọn :
Gđt = 2 (t).

2. Kiểm tra độ ổn định của máy xúc gàu nghịch dẫn động thuỷ lực.
Kiểm tra độ ổn định của máy xúc một gàu tại vị trí bất lợi nhất mà máy đang
làm việc hoặc di chuyển. Ngoài trọng lợng kết cấu của máy còn có các ngoại lực
khác tác dụng vào máy gồm: Lực cản cắt đất, lực do gió, lực li tâm khi máy quay.
Trong máy xúc một gàu, ngời ta chia làm hai nhóm khi tính ổn định của máy
:
+ Máy xúc có độ ổn định tơng đối : Có nghĩa là dù cần có nghiêng góc
bao nhiêu thì máy vẫn làm việc ổn định ( không bị lật ). Loại này thờng có tính với
máy dung tích lớn ( dung tích gàu 2m 3 ).

+ Máy có độ ổn định tơng đối: Loại máy này thờng tính cho máy có
dung tich gàu cỡ nhỏ, trung bình (dung tích gàu 2m 3 ). Nhóm máy này nếu thợ
22


Đồ áN TốT NGHIệP

khoa ckxd- TRƯờNG đ.h.x.d hà nội

lái không có kinh nghiệm thì có thể dẫn đến máy mất ổn định. Nhng thợ lái có kinh
nghiệm thì tại thời điểm cảm thấy máy hơi nghiêng thì có thể bằng kinh nghiệm xử
lý cho máy trở lại trạng thái cân bằng.
Ta xét các trờng hợp:
2.1. Khi gàu đang xúc đất.
- Cần vuông góc với trục dọc của máy.
- Máy gặp chớng ngại vật.
- P01 vuông góc với đờng nối từ khớp chân cần tới đỉnh của răng gàu.
- Lực nâng cần lớn nhất để thắng chớng ngại vật. Khi xúc đất gặp chớng ngại
vật thông thờng cách đất khoảng: 0,75 ữ 1m. Trong trờng hợp đó ta đi tính P01 theo
sơ đồ nh hình vẽ.
Ta có:

M (0 ) = 0
1

(III-1-1.2-1)

Pcmax ì rpc Gc ì rc, Gtc ì rtc, Gg ì rg, P01 ì r01, = 0 (III-2-2.1-1)
P01 =

Pcmax ì rpc Gc ì rc, Gtc ì rtc, Gg ì rg,
,
01

r

(III-2-2.1-2)

Với:
r01, : Là cánh tay đòn của lực P01 - Lực cản cắt đất tiếp tuyến.
rtc, : Là cánh tay đòn của lực Gtc - Trọng lợng tay cần.
rtc, : Là cánh tay đòn của lực Ptc - Lực pistông tác dụng lên gàu.
rg : Là cánh tay đòn của lực Gg - Trọng lợng gàu có chứa đầy đất.
Với lần lợt giá trị của các lực và các cánh tay đòn là:
PCmax = 312( KN ) .

rPC = 0,4(m)

GC = 16.4( KN ) .

rc, =

(III-2-2.1-3)

5,7
= 2,85(m)
2

(III-2-2.1-4)

Gtc = 8,2( KN ) .

(III-2-2.1-5)

1
rtc, = 5,7cos30 3,9 ì + 1,04 = 4,08( m)
2
Gg = 7( KN ) .
rg, =
r01 =

(III-2-2.1-7)

1,38
5,7cos
2

( 1,9 + 1)

(III-2-2.1-6)

2

( 3,9 1,04 + 1,38 )

1,512 = 3,27( m)

2

12 = 1,15( m)

(III-2-2.1-8)
(III-2-2.1-9)

Thay giá trị của các lực và giá trị của cánh tay đòn vào công thức
23


Đồ áN TốT NGHIệP

khoa ckxd- TRƯờNG đ.h.x.d hà nội

(III-2-2.1-2) ta có lực cản tiếp tuyến của đất tác dụng lên tay cần là :
312 ì 0,4 16,4 ì 2,85 8,2 ì 4,03 7 ì 0,82
= 12,01 (KN).
3,27
Hệ số ổn định trong trờng hợp này có thể tính bằng cách viết tỉ số giữa
mômen lật và mômen giữ đối với trục A-A.Ta có :
P01 =

L
L

Gdt ì rdt + G1 ì r1 + A + G2 ì A
2
2

K od =
Gc ì rc + Gtc ì rtc + Gg ì rg + P01 ì r01

(III-2-2.1-10)

Máy làm việc ổn định khi hệ số ổn định của máy khi :
K od 1.15

(III-2-2.1-11)

Với giá trị của cánh tay đòn nh sau :
rdt = 2,6 +
r1 +

2,99
= 4,095(m) .
2

LA 2,99
4,05
=
2,6
= 2,07(m) .
2
2
2

(III-2-2.1-12)
(III-2-2.1-13)

rc = rc, x = 2,85 1,265 = 1,585(m) .

(III-2-2.1-14)

rg = 1,51 1,265 = 0,25(m) .

(III-2-2.1-15)

Thay các giá trị trên vào công thức (III-2-2.1-10) Ta có :
2,99
2
K od =
= 2,285
16,4 ì 1,585 + 8,2 ì 2,765 + 7 ì 0,25 + 12,01 ì 3,27
20 ì 4,095 + 32 ì 2,07 + 38 ì

Ta thấy K od = 2,285 thoả mãn (III-2-2.1-11) Vậy máy làm việc trong trờng hợp này đảm bảo ổn định.
2.2. Khi máy đang làm việc ở nền đất dính, khó xả đất.
- Mặt bằng đứng của máy nghiêng một góc 10 0 ữ 20 0 .Theo chiều của máy
mất ổn định.
- Gàu vơn ra xa để xả đất.
- Cần vuông góc với trục dọc của máy.

24


Đồ áN TốT NGHIệP

khoa ckxd- TRƯờNG đ.h.x.d hà nội

Gc
Gđc
G2

Gtc

Gcc

Gg+d

Gbq G2

Hình 10 : Sơ đồ tính ổn định máy xúc gàu nghịch.
Máy có khả năng lật quanh trục A-A.
Ta có hệ số ổn định của máy đợc tính :
L
L




L

Gdt rdt + a hdt ì tg + G1 r1 + a h1 ì tg + G2 a h2 ì tg
2
2




2

K od =

Gc ( rc + hc ì tg ) + Gtc ( rtc + htc ì tg ) + Gg +d ( rg +d + hg + d ì tg )
(III-2-2.2-1)
Với giá trị của cánh tay đòn nh sau:
hdt = 1,145(m) .
h1 = 1,145 + ( 2,2 1,145 )

(III-2-2.2-2)
1
= 1,6725(m)
2

h2 = 0,945 ( 1,145 1,04 ) ì

1
= 1,045(m)
2

hgd = 1,14(m) .Lấy bằng chiều cao (f).
htc = hgd +

5,7 ì tg
5,7tg 45
= 1,14 +
= 3,99(m)
2
2

(III-2-2.2-3)
(III-2-2.2-4)
(III-2-2.2-5)

(III-2-2.2-6)

2,99 1,38
(III-2-2.2-7)

= 7,045(m) .
2
2
Thay các giá trị trên vào công thức (III-2-2.2-1) ta có hệ số ổn định của máy
làm việc ở nền đất dính, khó xả đất là :
rgd = 9,32

K od

2,99
2,99




2,99

20 4,095 +
1,145 ì tg 20 + 32 2,07 +
1,673 ì tg 20 + 38
1, 405 ì tg 20
2
2

2
.
=
16, 4 ( 1,585 + 3,99 ì tg 20 ) + 8, 4 ( 2,765 + 3,06 ì tg 20 ) + 19,8 ( 9, 23 + 1,14 ì tg 20 )

kod = 1,24 1,15 thoả mãn điều kiện ổn định của máy.
Trong công thức trên ta có:
25