Đồ án máy làm đất cơ giới hóa công tác đất

1
lời nói đầu
-Sau quá trình học tập nghiên cứu môn học Máy và CGH
công tác đất chúng em đã đợc trang bị những kiến thức lý
thuyết cơ bản về các máy làm đất và thi công công tác đất. Đó
là những cấu tạo, đặc tính, thông số kỹ thuật, nguyên lý tính
toán, phạm vi áp dụng sự kết hợp của các máy trong quá trình sử
dụng thực tế.
-Hiện nay trong lĩnh vực cơ giới hoá thi công, lĩnh vực máy
làm đất rất đa dạng và phong phú, với rất nhiều chủng loại, đặc
tính kỹ thuật, khả năng làm việc khác nhau. Công việc mà máy
làm đất thực hiện chủ yếu là việc đào đắp, san nền, làm
móng ...Nh vậy điều kiện làm việc là thờng xuyên trực tiếp ở
ngoài trời, tiếp xúc với bụi đất, ma gió...Yêu cầu đối với ngời quản
lý sử dụng cần phải nắm bắt đợc toàn bộ những đặc tính và
khả năng làm việc của máy,có những cách sử dụng và biện pháp
thi công hợp lí để phát huy hét khả năng làm việc của máy,tăng
năng suất và hiệu quả công việc . Còn đối với ngời thiết kế cần
phải nắm đợc các thông số kỹ thuật, yêu cầu kết cấu, khả năng
chịu lực, các sơ đồ dẫn động... Từ những yêu cầu đó cần tiến
hành tính toán thiết kế để đảm bảo máy sau khi thiết kế, chế
tạo máy có đầy đủ tính năng, khả năng làm việc nh yêu cầu hỹ
thuật đề ra.
-Đồ án môn học Máy và CGH công tác đất

sẽ giúp cho

chúng em nắm bắt đợc trình tự tính toán và kết cấu máy cụ
thể,cách sử dụng máy hiệu quả và hợp lí. Từ đó sẽ giúp cho chúng
em củng cố đợc những kiến thức lý thuyết đã học nắm bắt đợc
trình tự tính toán các yêu cầu cụ thể khi tiến hành thiết kế máy

cụ thể và ứng dụng sau này.


2
Em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn cơ giới
hoá ,đặc biệt là thầy

Phan Vn Tho

đã tận tình hớng

dẫn, chỉ bảo ,giúp đỡ để em có thể hoàn thành đồ án này .


3

Phần 1 : Thiết kế thiết bị ủi + xới đất
Máy đợc điều khiển bằng hệ thống thuỷ lực, di chuyển bằng
bánh xích, máy cơ sở là HITACHI D180
-Các thông số cơ bản của máy:
+Công suất máy kéo cơ sở N=134 (KW)
+Lực kéo danh nghĩa T= 168(KN)
+Trọng lợng máy cơ sở G0=15,8(T)
+Trọng lợng sử dụng của máy: Gm=19 (T)
+Tốc độ di chuyển khi làm việc:
Nhỏ nhất: Vmin=2,5 (km/h)
Lớn nhất : Vmax=10,6 (km/h)
+áp suát trên đất : 4,5 N/cm2
1-Tính với thiết bị ủi Thiết bị ủi điều khiển bằng thuỷ lực bàn
quay

òx
b

ò

4

H

H

x

o

a

r

e
a
d

-Trọng lợng thiết bị ủi : Gtb= 0,15Gt =0,15.15,8=2,37 (T)
-Các thông số đợc chọn nh sau :
STT

Các thông số độn b g học của

bsàn ủi học của

Loại bàn ủi quay

1

Góc cắt đất

55o

2

Góc nghiêng bàn ủi

75o

3

Góc tạo bởi bàn ủi và trục doc
của máy

900

4

Góc đặt của tấm chắn phía
trên k

100o

5

5

Góc sau

30o

6

Góc tạo bởi mép dới dao cắt
và phơng ngang

9o

-Góc tạo bởi bàn ủi và dọc trục : =900
-Chiều cao nâng bàn ủi lớn nhất tính theo công thức:
h=(0,79ữ 1,22)(208. 3 N )
Thay số vào ta có: h=1175 (mm)
-Bán kính cong của bàn ủi đợc xác định theo công thức:
H = a sin + R(cos +cos0) => R =

H a sin
cos + cos 0

+a=180 (mm) chiều rộng vùng phẳng trên bàn ủi để lắp
dao cắt
Thay các số liệu vào ta có: R= 1395 (mm)
-Chiều cao tấm chắn phía trên bàn ủi tính thdeo công thức :

H1 =(0,15 ữ 0,25).H
Thay số liệu vào ta có : H1=250 (mm)
-Lực tác dụng lên dao cắt:

P
R1

R2

+R2 lực theo phơng thẳng đứng tính theo công thức:
R2 = k.x.B
k =55 N/cm2 hệ số chịu tải của đất


6
x=1,2 cm độ rộng mòn cùn của dao cắt
B = 346 cm bề rộng của bàn ủi
Thay số vào công thức trên ta có : R2= 22836 (N)
+R1 lực theo phơng nằm ngang tính theo công thức:
R1 = à1. R2 (N)
à1=0.8 hệ số ma sát giữa thép và đất
Thay số vào ta có : R1= 18268(N)
2-Tính với thiết bị xới:
-Thiết bị xới đợc lắp phía sau máy cơ sở, điều khiển bằng
thuỷ lực.
Có kết cấu nh sau :
2
4

5

1-Dầm chính
2-Cần Piston của xilanh
3-Răng xớ i
1

4-Má để lắp Piston
3

5-Má để lắp răng xớ i

-Số lợng răng xới Z=3
-Tầm với của răng xới : l=800(mm)
-Chiều sâu xới lớn nhất h

max

-Các lực tác dụng lên lỡi xới:

=250 (mm)


7

P
R1

R2

+Lực cản đào theo phơng ngang : P1=T.k1

k =0,8 hệ số sử dụng lực kéo của máy xới
Thay số vào công thức ta có: P1=134400 (N)
Lực cản đào theo phơng thẳng đứng tác dụng lên răng xới đợc
xác định theo công thức của giáo s viện sỹ I.U.sAd Vetơrốp :
ds P2 = P1.tg
với =250 Thay vào công thức trên ta có : P 2 = 62672
(N)
- Chiều cao nâng bộ răng xới khỏi mặt đất khi di chuyển máy
phải đảm bảo sao

cho góc tạo bởi giữa đờng trục tâm của răng

xới và phơng ngang không nhỏ hơn 200. Theo kinh nghiệm với máy
xới loại trung bình chọn : H=600ữ 700mm.
-Góc cắt của răng xới =350 dùng răng thẳng
-Tiết diện ngang của răng xới tại giữa răng có dang hình chữ
nhật với chiều rộng b và chiều cao h. Thông thờng : b=(60ữ 100)
(mm), h=(300ữ 400) (mm) ta chọn :
b x h=100x300 (mm)
-Góc sắc của răng xới : = ;d =50 là góc sau của răng xới.
Vậy ta có =300
-Chiều cao h1 của răng xới (hay còn gọi là chiều dài của răng
xới) thờng chọn dựa vào chiều sâu xới lớn nhất :
h1= hmax+(100 ữ 300) (mm).
Thay số vào ta có : h1= 250+200=450 (mm)


8

A. Tính cho máy với thiết bị xới

I. xác định các thông số cơ bản của máy xới
1.Xác định các thông số động học của máy xới..
a. Trọng lợng chung của máy xới.
Khi trên máy kéo cơ sở vừa lắp thiết bị ủi phía trớc, vừa lắp
thiết bị xới phía sau thì trọng lợng chung của máy đợc xác định
theo công thức kinh nghiệm sau:
Gx= (1,35 ữ 1,45)G1
Trong đó
G1: Trọng lợng máy kéo cơ sở HITACHI, không kể thiết bị
làm việc G1 = 15,8T.
Thay số: Gx = 1,35.15,8 = 21,1(T) = 211(KN)
b.Lực kéo tiếp tuyến
Thiết bị xới thờng đợc lắp trên máy kéo xích, giá trị lớn nhất
của máy kéo tiếp tuyến đợc xác định theo điều kiện bám :
T = Gb. = 14,8(T).
Trong đó :
+ Gb - Trọng lợng bám của máy xới ở trạng thái làm việc. Đây
là máy xới bánh xích nên Gb đợc xác định bằng trọng lợng sử dụng
của máy xới.
Gb = Gx = 21,1(T).
+ -Hệ số bám của máy xới bánh xích, lấy = 0,7.
Thiết bị xới thờng đợc lắp trên máy kéo xích nên trọng lợng bám
cũng chính là trọng lợng sử dụng của máy xới.
Thay số vào công thức trên ta có:
T = 21,1.0,7 = 14,8(T) = 148(KN)
2. Các thông số động học khác của máy xới:
a. - áp suất tĩnh trung bình của máy xới tại bề mặt tiếp xúc giữa
xích của cơ cấu di chuyển máy xới và mặt đất :
p =

Gx
2 Lb

Trong đó :
Gx Trọng lợng sử dụng của máy xới : Gx = 211(KN).
L - Chiều dài bề mặt tựa của xích di chuyển : L =
2,7(m).
b Chiều rộng của xích di chuyển :b = 0,56(m).
Thay các giá trị vào công thức trên ta có :
211

p = 2.2,7.0,56
= 69,8(KN/m2).
b. Xác định lực cản đào của đất tác dụng lên răng xới :
+Lực cản đào theo phơng ngang : P1=T.k1


9
k =0,7 hệ số sử dụng lực kéo của máy xới
Thay số vào công thức ta có: P1=103600 (N)
Lực cản đào theo phơng thẳng đứng tác dụng lên răng xới đợc
xác định theo công thức của giáo s viện sỹ I.U.A Vetơrốp :
P2 = P1 .tg

với =250 Thay vào công thức trên ta có : P 2 = 48309
(N)
c. Xác định toạ độ tâm áp lực động của máy xới xuống đất.
Khi máy làm việc, tại bề mặt tựa của xích di chuyển và đất
xuất hiện áp lực động R. áp lực R của máy xới tác dụng xuống mặt
đất đặt cách điểm tựa phía sau của máy một toạ độ là x ( Hình

vẽ). Toạ độ này phụ thuộc vào lực cản đào đất P 1,P2 tác dụng lên
răng xới và lực đẩy của máy đẩy. Đợc xác định theo công thức :

gx

r

L

x=

d1
x

p2
p1

h

b

a

max

t

h

tp

d2

G x .d1 + P1 hmax P2 .d 2 `
R

Trong đó:
áp lực động R của máy xuống đất tại bề mặt tựa của xích di
chuyển đợc xác định theo công thức :
R = Gx+P2 = 21,1+4,83 = 25,93T) =
259,3(KN).
x=

21,1.0,9 + 10,36.0,25 4,83.1`
=0,65
25,93

Các thông số d1, d2, hmax,hT là các khoảng cách từ các điểm đặt
lực Gx, P1, P2, đến điểm tựa phía sau trên mặt đất của máy kéo
cơ sở - điểm B.


10

Thay các giá trị vào công thức trên tính đợc : x = 0,65(m).
d. Vận tốc nâng, hạ bộ răng xới :
+ Khi nâng: vn=(0,3ữ 0,5) m/s
+ Khi hạ: vh=(0,5ữ 1,0) m/s
3. Xác định các thông số hình học của máy xới.
+ Chiều sâu xới lớn nhất : hmax = 250(mm).

+ Tầm với hay còn gọi là độ vơn của bộ răng xới phụ thuộc vào
chiều sâu xới lớn nhất và đợc lấy theo kinh nghiệm :
l=hmax+(250ữ 600)(mm) = 250+550 = 800(mm).
+ Chiều cao nâng bộ răng xới khỏi mặt đất khi di chuyển
máy phải đảm bảo sao cho góc tạo bởi giữa đờng trục tâm của
răng xới và phơng ngang không nhỏ hơn 200. Theo kinh nghiệm có
thể chọn chiều cao của bộ răng xới nh sau :
Với máy xới loại trung bình : H=700(mm).
+ Chiều cao h1 của răng xới(hay còn gọi là chiều dài của răng
xới) thờng chọn dựa vào chiều sâu xới lớn nhất :
h1 = hmax+(100ữ 300)(mm)
h1 = 250+200 = 450(mm).
+ Tiết diện ngang của răng xới tại giữa răng có dạng hình chữ
nhật với chiều rộng b và chiều cao h.
Thông thờng : b=60ữ 100(mm)
h=300ữ 400(mm)
Lấy : b = 100(mm).
h = 300(mm).
+ Góc cắt của răng xới :
răng cong : = 350
+ Góc sắc của răng xới :
= = 350 - 50 = 300
Với = 5 ữ 70 -góc sau của răng xới
+ Bớc răng t là khoảng cách đo theo phơng ngang giữa đờng
tâm của hai răng xới liên tiếp nhau.
Ta chọn t =900(mm)
+ Khoảng cách từ mép xích di chuyển của máy đến bộ răng xới
với máy xới công dụng chung :
a=(1,5ữ 2,0)hmax = 450(mm)
II. tính toán lực kéo và công suất kéo máy xới

Lực kéo cần thiết để khắc phục các lực cản tác dụng lên máy xới
trong khi làm việc đợc xác định trong công thức sau:
T W
Trong đó :


11
W- Tổng các lực cản tác dụng lên máy xới trong khi máy xới di
chuyển và xới đất.
W = P1 +(Gx + P2)(f i ) (daN)
ở đây :
P1- Lực cản đào tiếp tuyến tại răng xới.
P2 - Lực cản đào pháp tuyến tại răng xới.
Gx - Trọng lực của máy xới.
f Hệ số cản di chuyển của máy xới. Hệ số f đợc chọn theo
máy kéo bánh xích. Ta có f = 0,06
i -Độ dốc của nơi làm việc
Thay số:
Khi lên dốc W = 10,36 + (21,1 + 4,83)(0,06+0,1) =
14,5(T) = 14500(daN)
Khi xuống dốc W = 10,36+(21,1+4,83)(0,06-0,1) =
9,32(T) = 9320(daN).
Công suất tiêu hao cho quá trình xới đất .
N=

wV
270.

(HP)

Trong đó:
+ V- Tốc độ di chuyển làm việc của máy xới; lấy V =
2,5(km/h0..
+ Hiệu suất truyền động của máy xới; lấy = 0,85.
Thay số vao công thức trên ta có:
14500.2,5

36250

N = 270.0,85 = 229,5 = 158(hp).
Máy xới lắp trên máy kéo HITACHI D180, có công suất 180(hp).
III. Xác định lực tác dụng lên máy xới
- Sơ đồ lực tác dụng lên máy xới đợc mô tả trên hình vẽ dới
đây.


12

Hình a là sơ đồ các lực tác dụng lên máy xới.
Các lực đã biết gồm :
- Trọng lựơng máy xới Gx = 21,1(T).
- Phản lực của đất lên răng xới theo phơng tiếp tuyến P1 và
theo phơng pháp tuyến P2.
- áp lực động của máy xuống đất R
Cần phải xác định lực trong cơ cấu nâng thiết bị xới P x,dựa
vào phơng trình cân bằng mômen của các lực lấy với điểm đặt
áp lực R _ điểm 0 .
M0 =GxL3 - P1h+ P2 (L2+ L) - Px Lx =0
Rút ra :
Px =

1
[ Gx L3 - P1 h + P2 (L2 + L)]
Lx

Trong đó :
P1 = 10,36(T); Gx = 21,1(T).
+Lx là khoảng cách từ lực Px đến điểm 0
+L3 là khoảng cách từ lực Gx đến điểm 0
+L1 là khoảng cách từ lực P2 đến điểm 0
+h là khoảng cách từ lực P1 đến điểm 0
Để xác định giá trị lớn nhất của Px, ta cần xác định đợc giá trị
lớn nhất của P2.
Phản lực P2 theo phơng thẳng đứng tac dụng lên răng xới, đợc xác
định ở 2 trờng hợp sau:
* Khi nâng dần bộ răng xới lên (hình b), P2 hớng xuống:
RB =

Gx .L5
L4

= P2 =

21,1.0,9
= 19(T) =19000 (daN).
1

* Khi ấn sâu bộ răng xới vào đất (hình c), P2 hớng lên:
R3 =

Gx ( L L5 )
L + L4

= P2

Trong đó : L là chiều dài bề mặt tựa của xích.
Thay vào ta có R3= P2 =

21,1.( 2,7 0,9)
= 10,26(T)
2,7 + 1

Khi tính chọn đờng kính xilanh nâng hạ thiết bị xới phải lấy giá
trị lớn hơn của P2 để xác định px theo công thức trên, đồng thời
phải kể đến tải trọng động phát sinh khi gặp chớng ngại vật với hệ
số kđ = 1,4ữ 1,8. Nghĩa là lấy P2 = 19(T)
Nếu kể đến tải trọng dộng khi ngời xới gặp chớng ngại vật thì :


13
P2max = P2.kđ
Trong đó :
kđ - Hệ số tải trọng động, lấy kđ = 1,5.
P2max = 19.1,5 = 28,5(T) = 28500(daN).
Thay P2max vào công thức tính Px sẽ có :
1

Px = 3,5 [21,1.1,8 - 10,36.0,25 +28,5 (1,8+1,9)] = 40.2(T)
= 402(KN).

B.Tính cho máy với thiết bị ủi
I. xác định các thông số cơ bản của máy ủi
A. Các thông số động học của bàn ủi: Đợc chọn theo bảng (4-1).
STT

Các thông số độn b g học của
bsàn ủi học của

Loại bàn ủi quay

1

Góc cắt đất

55o

2

Góc nghiêng bàn ủi

75o

3

Góc tạo bởi bàn ủi và trục doc
của máy

900

4

Góc đặt của tấm chắn phía
trên k

100o

5

Góc sau

30o

6

Góc tạo bởi mép dới dao cắt
và phơng ngang

9o


14
B. Xác định các thông số hình học của bàn ủi:
1.Chiều cao nâng bàn ủi lớn nhất tính theo công thức:
h=(0,79ữ 1,22)(208. 3 N )
Thay số vào ta có: h=1175 (mm)
2. Chiều rộng bàn ủi B đợc chọn nh sau:
B = (2.6 ữ 3.0).H

H

k

1





H





R





a

Chọn B = 346 mm
Hình 4-1: Các thông số cơ bản của bàn ủi.
3 Bán kính cong của bàn ủi đợc xác định theo công thức:
H = a sin + R(cos +cos0) => R =

H a sin
cos + cos 0

+a=180 (mm) chiều rộng vùng phẳng trên bàn ủi để lắp
dao cắt
Thay các số liệu vào ta có: R= 1395
4.Chiều cao tấm chắn phía trên của bàn ủi:
H1=(0.15 ữ 0.25).H =250 (mm)
Khi biết trớc công suất động cơ của máy kéo (mã lực) có thể sơ
bộ chọn các thông số của máy ủi theo công thức kinh nghiệm cho
trong bảng (4-1,a).
C. Trọng lợng thiết bị ủi: GTB


15

Lực tác dụng lên dao cắt:
+R2 lực theo phơng thẳng đứng tính theo công thức:
R2 = k.x.B
k =55 N/cm2 hệ số chịu tải của đất
x=1,2 cm độ rộng mòn cùn của dao cắt
B = 346 cm bề rộng của bàn ủi
Thay số vào công thức trên ta có : R2= 22836 (N)
+R1 lực theo phơng nằm ngang tính theo công thức:
R1 = à1. R2 (N)

à1=0.8 hệ số ma sát giữa thép và đất
Thay số vào ta có : R1= 18268(N)

II-Xác định lực tác dụng lên máy ủi
-Sơ đồ lực tác dụng lên máy ủi thể hiện trên hình vẽ sau:


16

Gtb

p p2

p1

Trong sơ đồ trên, các lực tác dụng máy ủi gồm:
-Trọng lợng thiết bị làm việc GTB.
-Phản lực P của đất tác dụng lên dao cắt đợc phân thành hai
thành phần P1 theo phơng ngang và P2 theo phơng thẳng đứng.
-Lực nâng S trong cơ cấu nâng thiết bị làm việc.
-Phản lực tại khớp bản lề liên kết giữa khung ủi với máy P c .
Phản lực Pc phân thành 2 thành phần:
+ Xc theo phơng thẳng đứng.
+ Zc theo phơng ngang.
1.-Xác định các lực tác dụng lên máy ủi.
1.Trọng lợng thiết bị ủi GTB
Lấy mômen với điểm c
Ta có: M C = GTbmin .lo R2 .l + R1.m = 0

17
GTB =

R2 (l à1.m)
= 2,76(T)
l0

ở đây : l = 4400(mm), l0 = 3300(mm),m = 500(mm).
Đối với máy thuỷ lực ta lấy giảm đi 10% nên : G TB = 2,48(T).
2. Phản lực của đất tác dụng lên bàn ủi P
-Phản lực P đợc phân thành 2 thành phần:
+P1 theo phơng ngang
+ P2 theo phơng đứng
a) Khi bàn ủi bắt đầu ấn sâu dao cắt xuống đất (dao bị mòn
cùn)
-Trớc bàn ủi cha có khối đất lăn, lúc đó:
P1 = R1 = 1,83(T) ; P2 = R2 = 2,28 (T)
ở đây P2 hớng lên và điểm đặt của P1 và P2 nằm tại mặt
nền đất cơ bản.
b) Khi nâng bàn ủi ở cuối giai đoạn cắt đất và tích đất.
-Trớc bàn ủi đã có khối đất lăn. Khối đất này tạo ra áp lực N,
nén vào lòng bàn ủi. Dới tác dụng của N, tại bề mắt làm việc của
bàn ủi xuất hiện lực ma sát Fms, cản lại chuyển động của đất khi
nó cuộn lên phía trên bàn ủi: Fms=à1.N.
-Mặt khác lực ma sát này đợc xác định theo công thức:
Fms=Gđ.à1.cos
-Vậy P1 và P2 đợc xác định theo công thức:
P1=N.sin(+1)+R1 = 3,34sin940 + 1,83 = 5,16(T)
P2=N.cos(+1)-R2 = 3,34cos940-2,28 = -2,51(T).
-ở trờng hợp này lực P2 hớng xuống và điểm đặt dcủa P 1, P2 đợc

nâng

lên,

cách

mặt

nền

đất

cơ

bản

hp=(0.17ữ 0.27d).H hp= 280 (mm)
à1=0.8: Hệ số ma sát giữa sssthép và đất.
Phản lực đất tác dụng lên bàn ủi

một

đoạn:


18

1

N

P1
R1

R1

P1

Fms

hp

P2

P2





R2

R2

Trong đó:
+=550: Góc cắt đất của dao cắt.
+ 1: Góc ma sát giữa thép và đất 1 =arctg(0.8)=390
+ Gđ=5,83 (T): Trọng lợng của khối đất trớc bàn ủi.
-Khi máy ủi làm việc gặp chớng ngại vật ở dao cắt sẽ phát sinh

tải trọng động.

Lúc đó phản lực theo phơng ngang của đất

tác dụng dao cắt là lớn nhất:
P1max=P1c+P1đ
Trong đó:
+P1c (T) lực cản tĩnh, tính theo lực kéo lớn nhất của máy
kéo
P1c = Tmax = Pb = 17,1(T).
Ta có thể xác định gần đúng P 1đ dựa vào hệ số tải trọng
động
Kd =
Suy ra:

P1 max P1c + P1d
P1d
=
=1+
a
P1c
P1c
P1c

P1d=(kd-1).P1c=(1,5-1).17,1=8,6(T)d

Với kd=1,5
P1max=P1c+P1đ =17,1+8,6=25,7(T)dd
-Để xác định P2 tiến hành giải phơng trình :
P1=N.sin(+1)+R1sd

P2=dN.cos(+1)-R2s


19
Nghiệm của phơng trình tính đợc:
N=

P1 R1
P2 + R2
=
sin ( + 1 ) cos( + 1 )

P2 = (P1-R1).cotg(+1)-R2

-Lực P2 có giá trị max tại vị trí nâng bàn ủi lên ở cuối giai
đoạn cắt đất và tích đất. Khi đó R 1=R2=0 và góc cắt có giá
trị nhỏ nhất. Lực P2 hớng xuống và đợc xác định theo công thức:
P2max=P1.cotg(+1)
*Thay các giá trị vào công tức ta có: P 2max= -0,36 (T)
3. Lực tác dụng lên cơ cấu nâng thiết bị ủi
(ở vi trí ấn sâu

R

s

s

Sơ đồ xác định lực trong cơ cấu nâng
dao cắt xuống đất)

Gtb

p p2
p1

a

l

lo

* Khi bắt đầu ấn sâu dao cắt xuống đất

E

c

b

l

1


20
-ở giai đoạn cắt đất lực trong cơ cấu nâng thiết bị ủi đợc
xác định từ phơng trình cân bằng mô men của các lực với
điểm C
S=

GTB .l0 + P1.m + P2 .l
r

Thay giá trị P2max từ công thức vào phơng trình trên ta có:
GTB .l0 + P1max [ m + l cot g ( + 1 ]
r
2,48.3,3 + 25,7(0,5 + 4,4. cot g 94 0 )
Thay số vào ta có: Smax=
=4,69 (T)
2,8
S max =

Giá trị lớn nhất của Smax trên cơ cấu nâng phải thoả mãn điều
kiện ổn định của máy: Smax Sy
Trong đó Sy là lực trên cơ cấu nâng đợc xác định từ điều
kiện ổn định của máy ủi. Với máy ủi điều khddiểdn bằng thuỷ
lực , vị trí để xác định S y là ở cuối quá trình cắt, trớc bàn ủi
đầy đất, cơ cấu nâng làm việc để nâng thiết bị ủi, máy có
xu thế lật quanh điểm ngoài ra Sy còn đợc xác định ở vị trí
bắt đầu ấn dao cắt xuống đất để thực hiện quá trình cắt,
máy có xu thế lật quanh điiểm B d
+Tính khi máy máy ủi lật quanh điểm A


R

s

s

21

GM

Gtb

p p2
p1

E

c

a

b

r

l

t

l

1

lo
l

r

Khi máy ủi lật quanh điểm A thì lực P2 đợc xác định từ phơng trình cân bằng mô men với điểm A và theo công thức
P2 =

GT .lT GTB (l 0 l1 )
l l1

Trong đó:
+ GT và GTB là trọng lợng của máy kéo và của thiết bị ủi.


22
Thay số vào ta có: P2= 10,5(T)
Lực Sy trong cơ cấu nâng đợc xác định khi máy lật quanh
điểm A từ phơng trình cân băng mô men với điểm C, theo
công thức:
P2 .l + P1.m + GTB .l0
r
10,5.4,4 + 5,16.0,5 + 2,48.3,3
Thay số vào tính ta có: Sy=
=20,3(T)
2,8
Sy =

R

s

s

*Khi nâng thiết bị ủi ở cuối giai đoạn cắt đất

GM

Gt b
c

q
p
p1

E

gđ
a

b

lo
l
l

r

-Lúc này ở phía trớc bàn ủi đã tích đầy đất, đây là vị trí
mà cơ cấu nâng làm việc nặng nề nhất. Những lực tác động
lên thiết bị ủi trong trờng hợp này gồm:
+ GTB: Trọng lợng thiết bị ủi.

+Gđ : Trọng lợng của khối đất đợc nâng cùng bàn ủi.
+Q: Lực cản trợt giữa khối đất đợc nâng cùng bàn ủi và
phần đất còn lại trong khối đất lăn trớc bàn ủi.
+P1 và P2: Phản lực của đất tại dao cắt.
+Zc và Xc: Phản lực tại khớp liên kết giữa khung ủi và máy
Trọng lợng khối đất đợc nâng cùng bàn ủi xác định theo công
thức:
Gd = F1.B. =

B.H 2 .
.K1
2tg


23
Trong đó:
+K1=0,2: Hệ số tỷ lệ giữa thể tích khối đất đợc nâng
lên cùng bàn ủi và thể tích phần đất còn lại của khối đất lăn
trớc bàn ủi.
+B,H: Chiều rộng và chiều cao bàn ủi.
+=1,8 (T/m3): Trọng lợng riêng của đất.
+ =450: Góc chảy tự nhiên của đất.
+F1: Diện tích tiết diện ngang của khối đất đợc nâng
lên cùng bàn ủi
Thay số vào công thức ta có: Gđ= 1,26 (T)
-Lực cản trợt đợc xác định theo công thức:
Q = kb.F2
Trong đó:
+kb=0,5: Hệ số bám của đất và đất khi chúng trợt tơng
đối với nhau .

+F2: Diện tích bề mặt trợt giữa khối đất đợc nâng lên
cùng bàn ủi và phần đất còn lại trong khối đất lăn trớc bàn
ủi.Tính theo công thức: F2 = B.H2
+H2: Chiều cao của bề mặt trợt nói trên. Thờng H2 = (0.7
ữ 0.8). H
Thay số vào tính ta có: Q= 3,46.1,14.0,5 = 1,97 (T)
Lực nâng Smax trong trờng hợp này đợc xác định từ phơng
trình mô men lấy với điểm C và đợc xác định theo phơng
trình sau :
S max =

Thay số: Smax=

GTB .l0 + Gd .lr + Q.l + P2 .l + P1.m
r

2,48.3.3 + 1,26.4 + 1,97.4,4 0,36.4,4 + 17,1.0,5
= 10,31 (T)
2,8


24
-Lực nâng Smax phải thoả mãn: Smax Sy
Sy=20,3 (T): Đợc xác định từ điều kiện ổn định, máy lật
quanh điểm A- điểm tựa phía trớc của xích di chuyển
Kết hơp bài toán ta thấy điều kiện Smax Sy đợc thoả mãn
*Lực nâng để tính toán sức bền của cơ cấu nâng đợc xác
định theo công thức:
St=Sy.Kđ
Trong đó:

+Kđ: Hệ số tải trọng động, Kđ = 1,5
Thay số vào tính ta có : St=30,45(T).
-Mặt khác lực nâng Smax phải đợc kiểm tra theo công suất
động cơ của máy kéo và phải thoả mãn điều kiện để máy vừa
nâng thiết bị ủi vừa di chuyển khi làm việc:
Nd /c Nn + Nd =

S y .Vn
1000. n

+

Tmax .Vd
, kW
1000. d

Trong đó:
+Nđc=134 (kW): Công suất động cơ của máy kéo cơ sở.
+Nn: Công suất tiêu hao cho cơ cấu nâng thiết bị ủi.
+Nd: Công suất tiêu hao cho việc di chuyển máy.
+Sy=20,3 (T): Lực nâng xác định theo điều kiện ổn
định.
+Vn=0,1 (m/s): Vận tốc nâng thiết bị ủi.
+Vd=0,69(m/s).: Vận tốc di chuyển của máy khi làm việc,
ứng với tay sốI
+n=0,95: Hiệu suất cơ cấu nâng.
+d=0,95: Hiệu suất cơ cấu di chuyển.
+Tmax=15,3 (T): Lực kéo tiếp tuyến lớn nhất của máy kéo
Thay số liệu vào công thức trên ta có: N n+Nd= 132,5 (kW).
Thoả mãn Nd/c>Nn+Nd

25
-Với máy ủi điều khiển bằng thiết bị thuỷ lực ta xác định lực
đẩy của pistong khi ấn sâu cỡng bức dao cắt vào đất ở giai
đoạn bắt đầu đào. Lúc đó phản lực của đất P ,2 hớng lên và đợc
xác định từ phơng trình cân bằng mô men với điểm lật B . Xác

R

s

s

định theo hình vẽ sau:

GM

l

t

Gt b

a

p1
p2

lo

l

E

c

b

l

t

rb

1

Từ phơng trình mômen cân bằng tại điểm B ta có:
,

P2 =

GT .lT + GTB ( l0 + l1 )
l + l1

Thay số vào công thức ta có: P2= 4,7 (T)
Xét sự cân bằng lực của riêng thiết bị ủi, sẽ xác định đợc lực
đẩy của pistong trong

xi lanh theo công thức:

,

Sd =

P2 .l P1.m GTB .l0 R2 .l R1.m GTB .l0
=
r
r

Thay R2= k.x.B và R1=à1. R2 vào phơng trình trên sẽ có:
Sd =

k , .x.B.( l à1.m ) GTB .l0
r

Trong đó
+ k, x, b, à1 đợc xác định nh tính toán ở trên
Thay số liệu vào ta có: Sđ= 0,37 (T)