GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MÁY ỦI

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MÁY ỦI
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY ỦI
1.1.1 Sơ lược về sự phát triển chung của máy ủi hiện nay ở Việt Nam
Trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước thì máy làm đất nói
chung và máy ủi nói riêng đóng vai trò hết sức quan trọng, nó góp phần giải quyết
một số lượng công việc lớn thay cho con người. Ở nước ta thì tình hình sử dụng
máy làm đất chỉ phát triển mạnh từ những năm đầu của thập kỷ 90. Khi đó đã có sự
cạnh tranh gay gắt của các hãng máy tư bản đối với các hãng máy truyền thống
như Liên Xô, Trung Quốc,… Bên cạnh các hãng máy quen thuộc như Komatsu,
Hitachi, Mitsubishi, Volvo,… đã có sự xuất hiện của các hãng mới như daewoo,
Dynapac, Fiat, Caterpillar,… Ngoài các máy nhập về đã qua sử dụng thì hiện nay
người ta còn nhập về các máy mới hiện đại có giá trị cao, có nhiều tính năng ưu
việt, cho năng suất và hiệu quả sử dụng cao.
Trước đây, khi chưa có sự xuất hiện của các loại máy làm đất thì để xây dựng
một công trình lớn cần phải huy động với một số lượng rất lớn các công nhân. Từ
khi máy làm đất xuất hiện thì số công nhân đã được giảm đi với số lượng đáng kể
và với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì số lượng công nhân sẽ được giảm đi
đến mức tối thiểu, lúc đó máy móc sẽ thay công nhân làm việc.
Trong sự nghiệp hiện đại hóa đất nước hiện nay thì lao động thủ công không thể
đáp ứng được nhu cầu về xây dựng và khai thác. Cùng với sự phát triển của khoa
học kỹ thuật, hầu hết các công việc sẽ được cơ giới hóa. Khi đó máy móc sẽ thay
thế công việc lao động chân tay, góp phần làm giảm sức lao động của con người và
tăng năng suất lao động lên mức tối đa.
Nước ta là một nước có nền công nghiệp chậm phát triển, nói chung cho đến nay
thì chưa sản xuất được các loại máy làm đất, đặc biệt là máy đào và máy ủi. Do
vậy các máy làm đất được sử dụng ở nước ta hiện nay chủ yếu là được nhập từ
nước ngoài về nên hiệu quả khai thác và sử dụng nó chưa được cao. Ngày nay do
đòi hỏi về chất lượng công trình, thời gian và công nghệ xây dựng,… nên các loại
máy mới và hiện đại được nhập về khá nhiều. Do đó đặt ra một vấn đề là cần có
những người kỹ sư giỏi có khả năng nắm bắt được công nghệ của các loại máy đó,
hiểu và sử dụng được nó, phát huy được hết hiệu quả của nó.

Hiện nay các loại máy làm đất hiện đại có tính năng kỹ thuật tốt, hiệu quả sử
dụng cao được nhập về nước ta từ các hãng nổi tiếng như: Komatsu, Hitachi,
Mitsubishi (Nhật), Daewoo (Hàn Quốc), Volvo (Thụy Điển), Fiat (Italy),
Caterpillar (Mỹ),…
1.1.2 Công dụng của máy ủi
Máy ủi là một loại máy quan trọng, chiếm số lượng lớn trong các loại máy làm
đất. Nó là loại máy chủ đạo trong nhóm máy đào và vận chuyển đất. Máy ủi được
sử dụng rộng rãi trong công tác xây dựng công nghiệp và dân dụng, trong giao
thông, thủy lợi, khai thác mỏ, … do máy có cấu tạo đơn giản, năng suất cao, cơ
động, có thể làm được nhiều công việc.
Máy ủi có thể thực hiện một số công việc sau:
- Làm công tác chuẩn bị cho các công trình như: nhổ gốc cây, làm sạch hiện
trường, bóc bỏ lớp thực vật để khai thác mỏ,…
- Đào đắp các công trình có độ cao, độ sâu của nền là
±
2 m
- Định hình mặt đường, san bằng bề mặt công trình, làm phẳng các mái dốc,
tạo độ chênh cao,…
- Ủi hoặc san rải vật liệu như đá dăm, cát, đá, sỏi,…vun đống vật liệu.
- Ngoài ra máy ủi còn thực hiện nhiều các công việc khác như kéo đẩy các
phương tiện khác di chuyển (máy cạp), lắp thêm các bộ công tác để thực
hiện nhiều chức năng khác,…
1.1.3 Phân loại máy ủi
Hiện nay số lượng và chủng loại máy ủi ở nước ta nhiều nên việc phân loại để
quản lý nó cũng quan trọng. Máy ủi đang sử dụng ở nước ta hiện nay chủ yếu là
của các hãng như:Liên Xô (cũ), Komatsu, Caterpillar,… với chủng loại rất đa
dạng.
Máy ủi thường được phân loại theo công suất động cơ, lực kéo, cơ cấu điều
khiển, cơ cấu di chuyển, kết cấu của bộ công tác,…
• Phân loại theo bộ di chuyển: có hai loại

- Máy ủi bánh lốp: được dùng chủ yếu trong các trường hợp đặc biệt như: di
chuyển trong thành phố, làm việc ở những nơi có khối lượng công việc
không tập trung, hay phải di chuyển, yêu cầu tốc độ di chuyển lớn, trên nền
đất bền, chắc,…
- Máy ủi bánh xích: đây là loại máy được sử dụng rộng rãi trong các công
trình giao thông khi thi công trong điều kiện nền đất yếu. Bộ di chuyển bánh
xích làm cho máy ủi có thể di chuyển dễ dàng trên nền đất ướt, đất cát,… nó
làm giảm áp suất phân bố lên nền, thích hợp với các loại nền không bằng
phẳng. Bộ di chuyển bánh xích này còn cho lực bám lớn và khả năng vượt
dốc tốt. Do đó nó được sử dụng phổ biến hơn loại bánh lốp.
• Phân loại theo hệ thống điều khiển
- Máy ủi có hệ thống điều khiển cơ học: sử dụng cáp để nâng bộ công tác, khi
ấn lưỡi ủi vào đất chủ yếu là nhờ vào trọng lượng bản thân của bộ công tác.
- Máy ủi có hệ thống điều khiển thủy lực: đây là loại máy ủi được sử dụng
phổ biến hiện nay. Việc ấn sâu lưỡi ủi vào đất khác với máy ủi có hệ thống
điều khiển cơ học, nó sử dụng hệ thống thủy lực nhờ cặp xylanh ấn sâu bộ
công tác xuống, do đó trọng lượng của bộ công tác giảm đi đáng kể, và nó
cho phép máy ủi có thể đào ở những nơi đất cứng mà loại máy ủi truyền
động cơ khí khó có thể làm được.
• Phân loại theo khả năng quay của lưỡi ủi
- Máy ủi có lưỡi ủi cố định: lưỡi ủi vuông góc với trục dọc của máy, dùng để
ủi đất về phía trước, có góc quay
ϕ
cố định (
ϕ
=90
0
)
- Máy ủi vạn năng: có thể thay đổi được góc quay của lưỡi ủi, nó có thể dùng
để ủi đất sang một bên.

Bàn ủi được liên kết với khung ủi qua khớp cầu nên bàn ủi có thể quay
được trong mặt phẳng ngang và đặt nghiêng so với trục dọc của máy một
góc
ϕ
= 45
0
÷
60
0
• Phân loại theo công suất và lực kéo của máy
Có thể phân loại máy ủi thành các loại: rất nhỏ, nhỏ ,trung bình, lớn, rất lớn
theo bảng sau:
Loại máy ủi Công suất động cơ (kW) Lực kéo (T)
Rất nhỏ Đến 15 Đến 2,5
Nhỏ
15
÷
60 2,5
÷
7,5
Trung bình
60
÷
110 7,5
÷
15
Lớn
110
÷
220 15

÷
20
Rất lớn >220 >20
Xu hướng phát triển của máy ủi hiện nay : chế tạo những máy ủi có công suất
nhỏ và trung bình, điều khiển bằng thủy lực vì các máy điều khiển bằng thủy
lực rất hiện đại, thao tác dễ dàng, trọng lượng của máy nhỏ hơn, làm việc hiệu
quả, đồng thời các máy ủi nhỏ và trung bình có năng lượng riêng ( công suất
trên một đơn vị trọng lượng ) lớn hơn nhiều so với loại máy ủi có công suất lớn.
1.1.4 Quá trình làm việc của máy ủi
Máy ủi là loại máy điển hình của loại máy đào và vận chuyển đất đang được sử
dụng rộng rãi. Cự ly đào, vận chuyển đất thích hợp là <100 m.
Máy ủi là loại máy làm việc theo chu kỳ, một chu kỳ làm việc của nó gồm các
giai đoạn sau :
- Cắt đất và tích lũy đất trước bàn ủi.
- Chuyển đất về phía trước và đổ đất.
- Chạy không tải về vị trí cũ và tiếp tục chu kỳ mới.
Để nâng cao năng suất máy ủi, cần phải sử dụng hợp lý chế độ lực kéo trong từng
giai đoạn để rút ngắn thời gian trong chu kỳ làm việc của máy, trong đó giai đoạn
cắt đất và tích lũy đất trước bàn ủi là quan trọng nhất.
Quá trình cắt đất và tích lũy đất của máy ủi được tiến hành theo 3 cách:
• Cắt đất và tích đất có chiều dày phoi không đổi trên suốt quãng đường
đào đất L
1
(sơ đồ hình a)
Hình 1.1 Các sơ đồ đào đất của máy ủi
Tuy nhiên cách này không hợp lý do không sử dụng triệt để chế độ lực kéo
của máy ủi, quãng đường đào đất lớn dẫn tới thời gian trong chu kỳ làm việc
dài, giảm năng suất của máy. Cách này ít được sử dụng, nó chỉ được sử dụng
khi máy ủi làm việc xuống dốc với độ dốc lớn, khi đó lực cản dốc sẽ giảm dần
đi do nó biến thành lực đẩy.

• Cắt đất theo sơ đồ b: chỉ sử dụng khi thi công gặp đất rắn có lực cản cắt
riêng lớn.
• Sơ đồ c: đây là sơ đồ hợp lý nhất. Theo sơ đồ này thì quá trình đào đất
và tích đất gồm hai giai đoạn:
- Ấn sâu dao cắt vào đất để đạt được độ sâu lớn nhất C
3
- Nâng dần bàn ủi lên để đạt chiều sâu cắt nhỏ nhất h
min
, vết cắt có
hình thang
Sơ đồ này có chế độ sử dụng lực kéo hợp lý nhất, rút ngắn chu kỳ làm việc,
rút ngắn chiều dài quãng đường cắt đất, cho năng suất cao. Hầu hết các máy ủi
đều tiến hành theo chế độ này và áp dụng với mọi loại địa hình.

Sau khi kết thúc giai đoạn đào đất, trước bàn ủi đã tích đầy đất, máy ủi chuyển
sang giai đoạn chuyển đất về phía trước tới nơi đổ đất.
Trong khi di chuyển đất sẽ bị rơi vãi sang hai phía của bàn ủi. Để bù lại lượng
đất đã bị rơi vãi này, người ta cho bàn ủi cắt đất với chiều sâu hmin. Chiều sâu này
sẽ bù lại lượng đất đã bị rơi vãi và không thay đổi.
Giai đoạn đổ đất có thể đổ theo hai phương pháp:
- San rải thành lớp nếu nơi máy thi công cần lấy đất để san lấp.
- Rải đất theo đường chéo nhau khi máy san lấp rãnh với bờ thoải.
Theo cách này thì máy vừa san rải đất vừa có tác dụng đầm chặt đất.
- San lấp theo phương pháp lấn dần: Khi máy san lấp hồ ao với chiều
sâu lớn, bờ dốc đứng. Phương pháp này làm giảm độ dốc thi công
cho máy ủi, do đó làm giảm lực cản di chuyển khi máy chạy lùi
không tải sau khi đã đổ đất xong, tuy nhiên phương pháp này không
cho độ chặt của đất cao.
- Khi nơi máy đang thi công không cần lấy đất để san lấp thì máy sẽ
tiến hành đổ theo phương pháp: nâng dần bàn ủi lên để vun đất

thành đống cao hơn mặt bằng thi công, tạo điều kiện thuận lợi cho
máy đào một gầu hoặc máy bốc xúc xúc đất đổ lên ô tô.
1.2 GIỚI THIỆU VỀ MÁY ỦI VẠN NĂNG KOMATSU D61EX
1.2.1 Công dụng của máy ủi vạn năng
Bộ công tác của máy ủi vạn năng có khác với máy ủi thường. Liên kết giữa
bàn ủi với khung ủi nhờ khớp cầu ở giữa bàn ủi. Do đó bàn ủi có thể quay dễ
dàng trên mặt phẳng ngang và mặt phẳng thẳng đứng nhờ các xylanh.
- Nhờ khả năng quay lưỡi ủi theo phương ngang với góc
ϕ
= 45
÷
60
0
nên ngoài việc ủi đất theo hướng dọc theo phương chuyển động của
máy, nó còn có thể ủi đất sang một bên, như vậy tác dụng của nó
giống như máy san khi san đất.
- Ngoài khả năng quay được theo phương ngang, bàn ủi còn có thể
quay được theo phương thẳng đứng. Việc quay này rất dễ dàng nhờ
một xylanh đặt nằm ngang. Do đó máy còn có khả năng tạo ra độ
chênh cao cho địa hình thi công.
Như vậy với các khả năng ưu việt này của máy ủi sẽ góp phần làm
tăng năng suất san của máy.
- Với máy ủi vạn năng, ngoài khả năng làm việc ưu việt này của nó,
kết cấu của máy còn gọn hơn máy ủi thường nhờ việc đặt khung ủi
bên trong bộ di chuyển xích. Như thế kết cấu của khung ủi sẽ nhỏ
hơn.
- Tuy nhiên với kết cấu nhỏ gọn như vậy cũng làm giảm khả năng
làm việc của máy, máy sẽ làm việc yếu hơn so với máy ủi thường.
Do bàn ủi vạn năng còn dùng để san đất nên kết cấu của lưỡi ủi
không có tấm chắn hai đầu bàn ủi, lượng đất rơi vãi sang hai bên

nhiều sẽ làm giảm năng suất của máy. Việc lưỡi ủi liên kết với
khung ủi còn nhờ vào một thanh chống xiên không thay đổi được
chiều dài cũng tạo ra hạn chế của máy ủi vạn năng đó là không thay
đổi được góc cắt của lưỡi ủi.
Hình 1.2 Máy ủi vạn năng Komatsu D61EX
1. Lưỡi ủi 2. Khung ủi vạn năng
3. cabin 4. Bộ di chuyển
1.2.2 Một số cấu tạo về khung ủi vạn năng hiện nay
Trước hết để thấy được sự khác biệt giữa khung ủi vạn năng và khung ủi
thường ta xét cấu tạo của khung ủi thường.
• Cấu tạo của khung ủi thường
Hình 1.3 Cấu tạo của khung ủi thường
 Khung ủi thường được gắn với lưỡi ủi qua 6 khớp : hai khớp từ
khung chính, hai khớp từ thanh chống xiên, hai khớp từ thanh
giằng ngang.
 Cấu tạo của nó được trình bày ở hình 1.3
Với cấu tạo của bộ công tác ủi thường này thì lưỡi ủi được gắn cố
định vào khung ủi, như vậy chỉ có thể ủi đất thẳng, không quay được lưỡi
ủi. Việc thay đổi góc cắt của lưỡi ủi nhờ vào việc thay đổi chiều dài của
thanh tăng đơ. Thay đổi độ sâu đào của lưỡi ủi cũng nhờ hai xylanh gắn
trực tiếp vào lưỡi chứ không qua khung ủi như máy ủi vạn năng.
Ở lưỡi ủi thường có hàn thêm tấm chắn ở hai bên nhằm hạn chế đất
rơi vãi trong quá trình ủi.
• Cấu tạo của khung ủi vạn năng
Với bộ công tác của máy ủi vạn năng thì lưỡi ủi có thể quay tương đối với
khung ủi. Như vậy liên kết của khung ủi với bàn ủi sẽ khác so với máy ủi
thường. Trong trường hợp này lưỡi có thể quay với góc quay
ϕ
so với trục
dọc của máy và có thể nghiêng một góc so với mặt phẳng nền thi công.

Với khung ủi vạn năng thì cấu tạo của nó cũng có nhiều dạng:
Với máy ủi vạn năng có khung ủi nằm ở ngoài bộ di chuyển xích

Hình 1.4 Cấu tạo của khung ủi vạn năng
1. Lưỡi cắt cạnh 7. Tay điều khiển quay bàn ủi
2. Lưỡi cắt giữa 8. Khớp cầu của khung ủi
3. Lưỡi ủi 9. Khung ủi
4. Khớp bản lề
5. Khớp bản lề
6. Thanh chống xiên