Đồ án tốt nghiệp ngành kĩ thuật cơ khí đề tài thiết kế máy ủi + xới lắp trên máy kéo CAT d7r

Trong đó việc ứngdụng quy trình công nghệ xới đất đá bằng máy ủi đã đánh dấu một bước ngoặt quantrọng để tăng năng suất làm việc của các loại máy xây dựng, giảm tối thiểu chi phícho thi

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển của đất nước, quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoáđang ngày một thay đổi Hoà cùng dòng chảy đó việc ứng dụng cơ giới hoá trongcác công trình xây dựng cơ bản là rất quan trọng và ngày diễn ra mạnh mẽ Cơ giớihoá rút ngắn thời gian thi công giảm nhân lực và mang lại hiệu quả công việc rấtcao

Trong các công trình xây dựng nói chung, thuỷ lợi nói riêng công tác đấtchiếm phần lớn khối lượng công việc Cơ giới hoá công tác làm đất cũng diễn ra vớimức độ cao, trong đó máy ủi giữ một vai trò chủ đạo Công việc chủ yếu của máy uỉ

là đào và vận chuyển đất, nó là khâu đầu tiên trong dây chuyền thi công mặt bằngcông trình Nếu máy uỉ làm việc hiệu quả thì năng suất của tổ máy cũng cao, ngượclại máy uỉ làm việc kém hiệu quả dẫn đến hiệu quả thi công chậm Việc nghiên cứuthiết kế chế tạo và ứng dụng các công nghệ mới vào các loại máy xây dựng nóichung và máy uỉ nói riêng đã đạt được những thành công to lớn Trong đó việc ứngdụng quy trình công nghệ xới đất đá bằng máy ủi đã đánh dấu một bước ngoặt quantrọng để tăng năng suất làm việc của các loại máy xây dựng, giảm tối thiểu chi phícho thi công, đảm bảo vấn đề về an toàn và giữ vệ sinh môi trường Để góp phầnvào công việc chung thì đồ án tốt nghiệp của em được giao với đề tài “Thiết kế máy

ủi + xới lắp trên máy kéo CAT- D7R “ em đã đi sâu và tìm hiểu nghiên cứu về quátrình lịch sử phát triển của máy ủi và các bộ công tác của máy ủi, tính bền lưỡi ủiviệc lựa chọn máy ủi theo điều kiện làm việc và nghiên cứu quy trình công nghệ xớiđất đá bằng máy ủi

Trong đồ án này do hạn chế cả về thời gian và kiến thức, em xin hệ thống hoá, phân tích và đánh giá những vấn đề cơ bản của máy ủi

PHẦN MỞ ĐẦU

Hiện nay, trong bối cảnh phát triển chung của toàn nhân loại, xã hội củachúng ta cũng đã phát triển một cách nhanh chóng trên các các lĩnh vực, đặc biệt làtrong ngành khoa học kỹ thuật và công nghiệp Khoa học kỹ thuật, công nghiệpđược phát triển dựa trên các yếu tố, các nhu cầu của xã hội và nó tác động trở lạilàm cho xã hội ngày càng phát triển, ngày càng hiện đại hơn, do đó con người càngđòi hỏi những nhu cầu mới hơn, hiện đại hơn Một trong những nhu cầu đó là nhucầu về sự thay thế sức lao động của con người bằng máy móc Từ những năm cuốithế kỷ 19 con người Hàng loạt các loại động cơ mới, hiện đại được ra đời như động

cơ đốt trong, động cơ điện đã phát minh ra động cơ hơi nước và đó cũng chính làtiền đề để con người có những bước nhảy vọt trong lĩnh vực chế tạo máy

Máy ủi là một trong những loại máy chủ đạo trong thi công- nhất là trongcông tác làm đất Nhiệm vụ chính của máy ủi là đào và vận chuyển đất đá( hiệu quảnhất là cự ly 50- 150m), san lấp mặt bằng, san nền công trình, định hình mặtđường… vun hoặc san rải vật liệu, bóc các lớp bề mặt mỏ lộ thiên, đào kênhmương… ngoài ra với các máy vạn năng nó còn được ứng dụng để làm nhiều côngviệc khác

Máy ủi đang ngày càng được cải tiến để nâng cao chất lượng, năng suất vàgiảm giá thành Ngày nay, các công trình xây dựng có khối lượng công lớn rấtnhiều và để đáp ứng thi công hiệu quả, các Công ty chế tạo ngày càng nhiều máy ủiloại lớn có tính đa năng cao Để có thể đưa máy ủi vào sử dụng cho ta năng suất làmviệc cao thì việc chọn lựa máy ủi theo điều kiện làm việc là rất quan trọng Đối vớinhững loại máy ủi hiện đại ngày nay còn được lắp thêm bộ công tác xới, và để ứngdụng công nghệ xới đất đá bằng máy ủi thì việc tìm hiểu và đánh giá hiệu quả củachúng là hết sức quan trọng

Với tầm quan trọng đặc biệt của máy ủi trong công tác thi công đòihỏi những người kỹ sư ngành máy phục vụ cho công tác thi công phải nắm vữngđược tính năng kỹ thuật, những cải tiến đổi mới trên máy, việc chọn lựa cũng như

quy trình quy trình làm việc của chúng Chính vì thế mà em được giao đề tài tốtnghiệp với nội dung:

“ Thiết kế máy ủi + răng xới lắp trên máy kéo CAT-D7R ”.

Đề tài tốt nghiệp của em được thực hiện dưới sự hướng dẫn và giúp đỡ của thầy:

Vũ Văn Thinh- Bộ môn Máy xây dựng và các thầy, cô trong khoa Kỹ thuật cơ khí

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo trongkhoa Kỹ Thuật Cơ Khí và đặc biệt là thầy giáo Vũ Văn Thinh đã giúp đỡ em tậntình để em hoàn thành đồ án

Do kiến thức và tầm hiểu biết còn hạn chế nên trong bản thuyết minh nàycủa em còn có nhiều thiếu sót Em kính mong được sự góp ý giúp đỡ của các quýthầy cô giáo để em được hoàn thiện hơn cả trong lý thuyết lẫn thực tiễn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội Ngày tháng năm 2011

Sinh viên: Vũ Quang Trung

CHƯƠNG I

ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA MÁY

1.1 Lịch sử phát triển của máy làm đất ở Việt Nam

Cùng với quá trình phát triển của ngành xây dựng, giao thông vận tải, côngtrình thuỷ lợi cũng như trong các lĩnh vực khác, tình hình sử dụng máy ủi ở ViệtNam cũng có những thay đổi không ngừng

Từ những năm 80 trở lại đây.

Các loại máy được đưa vào nước ta chủ yếu là các loại máy hiện đại của cácnước tư bản Ví dụ như những hãng: Komatsu( Nhật ), Catepillar( Mỹ), Fiat ( Ytalia), Libher ( Đức )…và một số máy cũ của Liên Xô các loại máy này được đầu tư đểxây dựng các công trình như xi măng Hoàng Thạch, thuỷ lợi Dầu tiếng, thuỷ lợi Trị

an, và các công việc khai thác mỏ Máy ủi thời kì này nói chung cũng đã phần nàođáp ứng được yêu cầu cần thiết của công việc về mặt năng suất cũng như về mặtchất lượng, giúp chúng ta rút gọn được thời gian thi công tiết kiệm được đáng kểsức lao động của con người Nói chung máy ủi giai đoan này cũng phần nào đápứng được sự yêu cầu của công trình Tuy máy móc do các nước tư bản chế tạo hoạtđộng có hiệu quả hơn nhưng do giá đầu tư ban đầu cao nên thời kỳ này, nhiều máycủa Liên Xô vẫn được sử dụng Trong những thập kỷ này, điều kiện kinh tế, xã hội

và cơ sở hạ tầng của nước ta có ảnh hưởng nhiều đến tình hình sử dụng máy ủi nóiriêng cũng như máy làm đất nói chung

1.2.Những thay đổi cũng như những cải tiến đột phá của máy ủi hiên nay so vớimáy ủi trước kia

So với các loại máy ủi kiểu truyền thống có năng suất thấp, độ tin cậy khôngcao, làm việc một cách nặng nề và người vận hành, sử dụng, bảo dưỡng một cáchrất khó khăn Máy ủi hiện đại cơ bản đã cải thiện được các nhược điểm trên

+ Động cơ của máy ủi chủ yếu là động cơ Điezen với công suất lớn và cóphạm vi thay đổi mômen lớn Động cơ làm việc với độ tin cậy cao và hiệu suất lớnnhờ sự cải tiến của hệ thống nhiên liệu và vòi phun:

- Loại EUI ( Electronic unit injector ): vòi phun được tác động bằng cơ khí

và thời điểm phun điều khiển bằng điện tử

- Loại HEUI ( Hydraulic electronic unit injector ): vòi phun được tác độngbằng thuỷ lực và thời điểm phun điều khiển bằng điện tử

So với máy ủi trước kia máy ủi mà ngày nay chúng ta sử dụng đã được cải tiếnrất nhiều về cấu tạo hình dạng cũng như về chất lượng các bộ phận hợp thành Đó lànhờ sự phát triển của khoa học kỹ thật ngày nay một mặt sự phát triển này là do sựcạnh chanh giữa các hãng máy Sự phát triển đó để đáp ựng nhu cầu của các côngtrình ngày nay

1.2.1.Bánh sao chủ động đặt trên cao:

Bánh sao chủ động đặt trên cao ( của hãng Caterpillar ) để tránh xa bùn đất,giảm khả năng mài mòn, dễ dàng trong sửa chữa và bảo dưỡng

1.2.2.Hệ thống thuỷ lực điều khiển bộ công tác:

Việc thay thế từ truyền động bằng cáp trên máy ủi sang truyền động bằng thuỷ lực điều khiển lưỡi ủi là một bước tiến nhảy vọt Với việc các xi lanh tạo ra lực kéo và đẩy rất lớn do áp lực dòng chất lỏng được cung cấp từ bơm cao áp làm cho công suất làm việc của máy ngày càng tăng với độ nhạy, độ chính xác, độ tin tưởng cao Hiện nay đã có máy ủi dung tích làm việc lên tới vài chục khối mà làm việc vẫn an toàn và hiệu quả

1.2.3.Một số cải tiến trong động cơ đốt trong

Động cơ điện tử kế thừa được chất lượng cơ khí của động cơ đốt trong truyềnthống Điêzen hiện nay nhưng cải tiến hợp lý hơn Các lốc xi lanh, thanh truyền,Piston, bơm dầu bôi trơn được sử dụng được sử dụng vật liệu có độ bền cao, tính cơ

lý tốt hơn Hệ thống phun nhiên liệu điều khiển bằng điện tử cung cấp chính xáclượng nhiên liệu cần thiết, tự điều chỉnh tỉ lệ nhiên liệu- khí thích hợp, xác địnhchính xác thời điểm và thời gian phun, do đó công suất tăng lên 10- 20%, tiêu haonhiên liệu thấp hơn 5- 9% so với động cơ truyền thống có cùng công suất Độngcthống: độ nhạy điều khiển cao, khả năng thích ứng tải tốt, tiết kiệm nhiên liệu và

độ nhạy cao, ô nhiễm do khí thải thấp; bảo dưỡng và sửa chữa dễ dàng và đơn giản

Ngoài ra động cơ điện tử có khả năng quản lý tốt thông tin, nối kết dữ liệu vàchuẩn đoán tình trạng kỹ thuật của máy như: thông tin về tiểu sử vận hành của động

cơ, về số liệu tức thời của động cơ, số giờ vận hành, mức tiêu hao nhiên liệu, hệ sốquá tải, điều kiện vận hành, thông tin về tuổi thọ của động cơ, áp suất dầu, nhiệt độnước làm mát…

1.3 Tầm quan trọng của công tác đất nói chung và Máy ủi - Xới nói riêng.

Trong công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước và sự phát triển trên khắp đấtnước ta lại càng thêm nhiều công trình mới từ nhà cao tầng, đến cầu đường, cáccông trình thuỷ lợi, bến cảng

Máy ủi - Xới (Thường gọi là máy ủi có lắp bộ công tác xới) thuộc nhóm máychủ đạo trong nhóm máy đào và vận chuyển đất với bộ công tác ủi máy sử dụng rất

có hiệu quả trong các việc sau:

- Đào và vận chuyển đất trong cự ly tới 100m tốt nhất là cự ly từ 10 m 70mvới nhóm đất từ cấp I  IV

- Lấp hào, hố và san bằng nền mống công trình

- Đào và đắp nền tới 2m

- Ủi hoặc san rải vật liệu như đá dăm, cát, cát, đá, sỏi

Ngoài ra máy còn làm các công việc chuẩn bi mặt nền như:

Bào cỏ, bóc lớp tầng phủ, hạ cây, nhổ gốc cậy, thu dọn mặt bằng thi công Máy còn dùng để kéo hoặc đẩy các phương tiện kh

Máy ủi thường được phân theo công suất động cơ, lực kéo, kiểu điều khiển,đặc điểm thiết bị di chuyển và kết cấu bộ công tác

Tuỳ thuộc vào độ lớn công suất động cơ và lực kéo danh nghĩa ở móc kéo củamáy kéo cơ sở máy ủi được chia thành các các loại sau

Rất nặng : Công suất trên 300 mã lực lực kéo trên 30 tấn

Nặng : Công suất 150  300 mã lực lực kéo 20  30 tấn

Trung bình : Công suất 75  150 mã lực lực kéo 13,5  20 tấn

Nhẹ : Công suất 35  75 mã lực lực kéo 2,5  13,5 tấn

Rất nhẹ : Công suất tới 3,5 mã lực lực kéo tới 2,5 tấn

Theo kiểu điều khiển nâng hạ lưỡi ủi thiết bị xới, ta thấy điều khiển tời, dâycáp hoặc xi lanh thủy lực

Căn cứ vào đặc điểm di chuyển máy ủi được chia thành kiểu có di chuyểnbánh xích hay bánh hơi

Khi thiết kế cũng như lựa chọn sử dụng nên ưu tiên loại máy trang bị lưỡi ủi,thiết bị xới có hệ thống điều khiển thuỷ lưc

1.4 các loại bộ công tác của máy ủi.

Sự ra đời của hệ thống thuỷ lực được coi là một cải tiến mang tính chất độtphá trong ngành cơ học Nó ra đời để đáp ứng những đòi hỏi về truyền lực

Bộ công tác của máy ủi ngày nay so vơi trước kia cũng có nhiều thay đổi đángkể: Bộ công tác chính của máy ủi là lưỡi ủi Lưỡi ủi dùng để cắt và chứa đất trongquá trình đào và vận chuyển Lưỡi ủi được chia ra làm 2 loại là lưỡi ủi cố định vàlưỡi ủi vạn năng Máy ủi vạn năng lưỡi có thể lệch so với trục dọc của máy một góc

600 và chếch với mặt nằm ngang một góc 6- 120

Ngoài lưỡi ủi, người ta còn có thể lắp lưỡi xới đất để làm tơi đất chắc trướckhi đào Đối với máy ủi vạn năng, người ta có thể lắp các thiết bị chuyên dụng đểlàm các công việc khác như nâng chuyển, gieo hạt, đóng cọc…

Máy ủi hiện nay có rất nhiều tính năng sử dụng được trong nhiều công việc,chúng có thể làm một số công việc mà không cần máy phụ chợ Đặc biệt vơi một sốloại máy hiện dại với cải tiến cao chúng có thể lắp đặt nhiều loại lưỡi ủi khác nhau

để làm viêc ở nhiều địa hình cũng như loại đất khác nhau ưu điểm của tính năng này

sử dụng tối đa công suất của động cơ, giúp cho máy làm việc ở công suất tối đa,tránh được những hỏng hóc do điều kiện khách quan

1.5 Bộ công tác phía trước.

Sự phù hợp giữa máy ủi và lưỡi ủi là một yêu cầu cơ bản để nâng cao tối đanăng suất Vì phạm vi ứng dụng của máy ủi trong xây dựng nói riêng cũng nhưtrong công việc đưa máy ủi vào thay thế cho sức lao động của con người nói chung

là rất rộng dãi Thực tiên đã cho thấy mỗi công việc cụ thể, mỗi một loại vật liệu lại

có những đặc điểm riêng biệt mà yêu cầu ta phải có nhưng đòi hỏi về tính kĩ thuậtcủa bộ công tác Vì vậy qua giai đoạn phát triển của máy ủi lưỡi ủi cũng ngày càngđược cải tiến, để phù hợp với từng loại công việc Ngày nay có rất nhiều loại lưỡi ủikhác nhau Qua đây em xin giới thiệu một số loại lưỡi ửi phổ biến, và phạm vi ứngdụng của từng loại lưỡi ủi

a/Các loại lưỡi ủi năng suất cao :

- Lưỡi ủi vạn năng-“ U “

Hình 1.5 - Lưỡi ủi vạn năng-“ U “

Các cánh của lưỡi ủi này bao gồm một cạnh bên và ít nhất một phần lưỡi cắtlàm cho lưỡi ủi này có khả năng di chuyển tải lớn trên những quãng đường vậnchuyển dài, như công tác cải tạo đất, hoạt động trong kho bãi, nạp liệu vào các phễunạp và vun vật liệu cho các máy xúc lật Vì loại lưỡi ủi này có chỉ số KW/L.m3 củachiều dài lưỡi cắt thấp hơn các loại lưỡi thẳng “S”, và lưỡi bán vạn năng “SU”, nênkhông phù hợp với trường hợp mà khả năng ấn sâu là một yêu cầu quan trọng Chỉ

số KW/L.m3 của lưỡi “U” thấp hơn các loại lưỡi thẳng “S”, và lưỡi bán vạn năng

1

“SU”, nên lưỡi ủi “U”sử dụng tốt nhất cho trường hợp vật liệu nhẹ và tương đối dễ

ủi Nếu được trang bị các xi lanh nghiêng ben, lưỡi ủi này sẽ có một số tính đa năngcủa lưỡi “S” Các xi lanh nghiêng ben này nâng cao khả năng đào, phá vỡ và sanphẳng, có thể sử dụng cho các công việc hoàn thiện

- Lưỡi ủi “SU”

Hình 1.6 - Lưỡi ủi “SU”

Tổng hợp được các đặc tính ưu việt của các loại lưỡi “S” và “U” Nó tăng thể tích khối lăn bằng việc thêm các cánh ngắn chỉ bao gồm các tấm bên của lưỡi ủi

Các cánh này nâng cao khả năng giữ tải, trong khi vẫn duy trì khả năng ấn sâu

và chất tải nhanh trong các trường hợp đất bền chắc và phù hợp với nhiều loại vậtliệu trong các trường hợp yêu cầu năng suất cao Các xi lanh nghiêng ben làm tăng

cả năng suất và tính đa năng của loại lưỡi ủi này Khi được trang bị với ấm đẩy, nóhoạt động hiệu quả trong trường hợp đẩy máy cạp chất tải

b/ Các lưỡi ủi công dùng chung

Lưỡi ủi thẳng “S”

2

Hình 1.7- Lưỡi ủi thẳng “S”.

Loại lưỡi ủi này có tính đa năng tuyệt vời, nó có thể thay đổi góc cắt để điềukhiển khả năng thâm nhập của lưỡi Do có kích thước nhỏ hơn các loại lưỡi “SU”hoặc “U, loại lưỡi này dễ điều khiển hơn và có thể dùng cho nhiều loại vật liệu hơn

Vì loại lưỡi này có chỉ số KW/L.m3 của chiều dài lưỡi cắt cao hơn các loại lưỡi ”U”

và “SU”, khả năng ấn sâu vào đất và chất tải của nó tốt hơn Các xi lanh nghiêngben cũng sẽ làm tăng tính đa năng và năng suất cao của loại lưỡi ủi này Với chỉ sốKW/L.m3 của lưỡi “S” cao hơn các loại lưỡi “U” và “SU”, nó có thể làm việc dễdàng với các loại vật liệu nặng

c/ Lưỡi ủi có thể xoay ngang và nghiêng “PAT”:

Tính đa năng là đặc điểm nổi bật của loại lưỡi ủi này, nó có thể sử dụng trongcác khu xây dựng và công việc ủi nói chung cũng như trong điều kiện nặng nhọc.Việc nghiêng và xoay lưỡi có thể là hai cấp đối với một số loại và một cấp đối vớimột số loại khác

Có thể điều chỉnh bằng cơ học cho nghiêng hơn về phía trước để tăng khảnăng ấn sâu hoặc thái vật liệu dính, hay ngửa về phía sau cho việc bạt mái hoànthiện nâng cao năng suất

- Lưỡi ủi đặt nghiêng trục chuyển động “A”

Loại lưỡi ủi này có thể đặt vuông góc so với phương chuyển động hoặcnghiêng góc 50 Loại này phù hợp cho công việc ủi đất về một bên, tạo

nền đường, san mặt bằng, đào rãnh hoặc các công việc tương tự khác Nó

có thể thực hiện các công việc trên một cách đơn giản

Loại lưỡi ủi này không thích hợp với vật liệu đá và các công việc nặng

Hinh 1.8 - Lưỡi ủi đặt nghiêng trục chuyển động “A”.

8

b b

mÆt c¾t : b - b

15 14

11 12

CHƯƠNG II

XÁC ĐỊNH CÁC THễNG SỐ CƠ BẢN CỦA LƯỠI ỦI

I Bảng thụng số mỏy cơ sở CATERPILLAR(D7R)

Cơ cấu

Di chuyểnDài

II Các thông số cơ bản của lỡi ủi:

Chiều cao và chiều dài của lưỡi ủi quyết định khối lượng đất được vận chuyểnkhi mỏy làm việc, do đú nú ảnh hưởng đến khả năng làm việc, cụng suất lực kộo

1 Xác định chiều cao lỡi ủi:

Chiều cao của lưỡi ủi xỏc định theo lực kộo T và điều kiện nền đất, để tớnhtoỏn sơ bộ mỏy ủi, chiều cao lưỡi ủi cú thể xỏc định theo cụng thức kinh nghiệmsau:

Đối với mỏy cú lưỡi ủi cố định:

T T

H  500 3 0 , 1  0 , 5 (mm)

Trong đú:

T- Lực kộo danh nghĩa của mỏy kộo (KN),

Lực kộo T cú thể xỏc định theo điều kiện bỏm: T=Gb.b,

Lấy Gb = 280 ( KN)

 T = 295.0,9 = 252 (KN)

H500 0,1.252 0,5.2523  =1339,8972(mm)Chọn chiều cao lưỡi ủi H= 1330 (mm)

2 Xác định chiều dài lưỡi ủi L:

Chiều dài của lưỡi ủi phải phủ kín chiều ngang của máy kéo và thừa ra mỗi bên ítnhất là 100 (mm)

Chiều dài lưỡi ủi cố định tính theo công thức:

Gúc cắt ảnh hưởng lớn đến việc tiờu hao năng lượng cho quỏ trỡnh đào, gúc cắt càng nhỏ thỡ lực cản cắt càng nhỏ.

 =  +  = 300 + 200 =500

7 Xác định góc chếch :

Góc chếch  có thể thay đổi để máy làm việc ở sờn dốc, đất rắn chắc cũng nh để

định hình mặt đờng Khi máy có cơ cấu điều chỉnh thì góc chếch  có thể thay đổi

từ 0o đến (612o), không có cơ cấu điều chỉnh, thì  thay đổi đến 5o

aSin H

R

a: phần thẳng của lỡi ủi

R = H đối với lỡi ủi không quay

11 Xác định chiều cao tấm chắn H 1 :

Chiều cao tấm chắn H1 phải bảo đảm điều kiện quan sát của ngời lái khi nâng lỡi

ủi Thông thờng H1 = (0,10,25)H, trị số lớn lấy đối với máy lớn Tấm chắn có dạnghình thang, chiều dài cạnh trên lấy lớn hơn chiều rộng nắp máy cơ sở khoảng 200 

300 mm nhng không nhỏ hơn 0,5L

Thay số ta tìm đợc H1:

H1 = 0,2 1330 = 266 (mm) Lấy H1 =260 (mm)

CHƯƠNG III : Tính lực kéo

Ta xét lực cản của máy ủi trong trờng tổng quát nhất, khi máy ủi làm việc trêndốc với góc  Tổng lực cản lớn nhất phát sinh ở cuối quá trình đào và bắt đầu nânglỡi ủi Trong trờng hợp này lực kéo phải thắng cản sau

T  W1 + W2 + W3 + W4 + W5 Trong đó:

W1 - lực cản cắt

W2 - lực cản ma sát giữa lỡi ủi và nền đào do lực cản cắt theo phơngpháp tuyến Po2 gây ra

W3 - lực cản di chuyển khối đất trớc lỡi ủi

W4 - lực cản ma sát giữa đất và lỡi ủi

W5 - lực cản di chuyển máy ở trên dốc

I-Lực cản cắt W 1 :

W1 = k F Sin Trong đó:

k - hệ số cản cắt theo bảng (1-9) k = 0,25MPa = 0,25 103KN/m2

F - diện tích lát cắt

F = L h = 3,8 h (m2)

L - chiều dài lỡi cắt

h - chiều dày trung bình của lát cắt

 góc lệch của lỡi ủi so với trục dọc của máy

k 2

H L

V 

kđ - hệ số thuộc tính chất đất và tỷ số

L HVới 1330

0,353800

f2 – hệ số ma sát giữa đất với đất theo bảng (1-5), f2 = 0,8

trọng lợng riêng của đất theo bảng (1-2),= 19(KN/m3)

CosCos500 = 0,6428

Tổng lực cản chuyển động tác dụng lên máy:

214 T W 13,3 950 h92,674.Cos23,938.cos(50 ) 289,5. Sin

Xác định chiều sâu cắt ứng với góc  khác nhau:

dựa vào công thức nội suy trên với mỗi góc dốc  khác nhau cho ta một giá trịchiều sâu cắt h tơng ứng, đến khi nào h  0 thì dừng lại

Bảng chiều sâu cắt ứng với góc dốc:

Với mỗi giỏ trị gúc dốc α khỏc nhau cú chiều sõu h tương ứng, theo phương phỏpnội suy ta cú bảng sau:

1 2 3 4 5

W W W W W W



CHƯƠNG IV : TÍNH LỰC TÁC DỤNG LấN MÁY ỦI

Hỡnh1:

Trọng lợng bộ lỡi ủi cần phải kiểm tra đối với máy ủi cáp vì lỡi ủi ngập vào đấtnhờ trọng lợng bộ lỡi ủi, còn với máy D7R có bộ điều khiển thuỷ lực, lỡi ngập vàotrong đất nhờ lực của xilanh thuỷ lực do vậy trọng lợng của bộ lỡi ủi chỉ cần đảmbảo điều kiện bền Trong trờng hợp này trọng lợng bộ lỡi ủi đợc xác định theo điềukiện bền

Phơng trình mô men cho khớp C:

 Mc = 0  Gu =

0

2 02

l

m W l

W2 = f1 P02

d7r cat

Do đú Gumin =  

0

1 02

l

m f l

0 1 '

l

m.fl.x.L

Lực cản P02 chống lại sự ấn sõu của lưỡi ủi vào đất, cú thể xỏc địnhtheo cụng thức :

P02 =0,5.103.3,8.0,01=19 (KN)Thay số:

II Phản lực của đất tác dụng lên bộ công tác.

Phản lực của đất tác dụng lên lỡi ủi ở điều kiện làm việc bình thờng chính là lựccản đào của đất dợc xác định ở phần tính toán kéo Lực tìm đợc bằng phơng phápnày dùng để xác định lực kéo cần thiết, công suất dẫn động máy cũng nh để tínhcác chi tiết của bộ công tác về độ bền lâu

Khi tính bền ngời ta dùng giá trị lớn nhất của phản lực đất trong trờng hợpmáy ủi làm việc ở điều kiện nặng nhọc nhất Đó là lỡi ủi va vấp vào chớng ngại khimáy ủi chuyển động mà không khắc phục nổi nh tảngđá, gốc cây

Sinh viờn: Vũ Quang Trung Lớp 49M124

N

F W

2

P02



P1

g

P2

Hình 3: Sơ đồ lực tác dụng lên l ỡi ủi khi va vấp

Phản lực của đất P tác dụng lên lỡi ủi có thể phân tích thành 2 thànhphần: P1: Lực cản cắt tiếp tuyến,

1 max

max u mk

1max Cotg( + 1) = 265,0756 Cotg(500 + 34,9920)

Pt 2max = 21,6383 (KN) Theo (7-20) :P2 = Pt

2max ka

P2 = 21,6383 2,5 = 54,09575 (KN)

II Lực nâng ở cán pitông

1.Vị trí 1: lực đẩy của xi lanh thuỷ lực ở đầu qúa trình cắt:

Để xác định lực này ta thiết lập phơng trình mô men của các lực tác dụng lên bộlỡi uỉ đối với điểm C:

r

l

Gm.Pl

P02 01 u 0

max n

k’ = 3 MPa = 3000 (KN)Với l = 3,90 (m) ; l0 = 3,50(m) ; m = 0,5 (m) ; r = 2,717(m)

max 114.3,9 - 228.0,5 - 35.3,5

76.59182,717

n

Trị số Snmax cần phải kiểm tra theo điều kiện ổn định của máy khi nó bập bênh ở

điểm A dới tác dụng của lực đẩy

Snmax  Snođ

Xác định lực nâng lớn nhất theo diều kiện ổn định nh sau:

Xuất phát từ phơng trình cân bằng các lực tác dụng lên máy ủi khi máy kéo bậpbênh đối với điểm A, ta xác định lực P’02 cần thiết để giữ lỡi uỉ khi chuyển động:

1

1 0 u m m ,

02

l l

) l l ( G l.

236,3.1,61 35.(3,50 0, 677)

115, 0613,9 0,677

02 od n

Thay giá trị P’02 vào công thức:

115,061.3,9 - 228.0,5 - 35.3,5

78.1142,717

od n

Điều kiện ổn định Snmax  Snođ thoả mãn

2.Vị trí 2

lực đẩy của xi lanh thuỷ lực khi bắt đầu nâng bộ lỡi ủi ở cuối quá trình cắt:

Lực Sn đợc xác định từ phơng trình mô men các lực tác dụng lên bộ công tác đốivới điểm C:  MC = 0

theo công thức (7-27):

r

m.Pl

Pl

l

Gl

Với: L – Chiều dài lỡi uỉ,

P 02

l 1

l m

Gu

0 - góc soải tự nhiên của đất, bảng (1-6), 0 = 450

AE = H cotg ; DE = H cotg  0 ; DA=DE- AE = H.( cotg  0- cotg )

) cotg - o H.H.(cotg

 SABC = cos ( 1 )

sin 2

 =

 sin 2 1

  2arcsin(12sin)= )

75 sin 2

1 arcsin(

CF’ = OA.cos

2

 = H cos

2



 SABO

2 cos sin

) 2 / cos(

2

1 2

0

0 2

75 sin

) 2 / 348 , 62 cos(

322 , 1 2

) 2 / cos(

2

d

Tính  :  = f2 T + C F

trong đó: T- lực kéo đặt trớc lỡi ủi, T = 0

f2 – hệ số ma sát đất với đất

C- hệ số bám của đất khi trợt,tra bảng (1-7), C = 0,04 MPa

0 0

451,33.(1 )

75

tg tg

Pl

l

Gl

02 d

d 0 u od n

Xuất phát từ phơng trình cân bằng các lực tác dụng lên máy ủi khi máy kéo bậpbênh đối với điểm B, ta xác định lực P’02 cần thiết để giữ lỡi ủi khi chuyển động khi

d d 1 0 u m m ,

)ll()ll(G)ll(Gl

1 Máy làm việc trên mặt phẳng nằm ngang

Chiếu các lực theo phơng ngang:

2 Máy làm việc trên mặt dốc với góc dốc 

Chiếu các lực theo phơng ngang:

XC = 0  XC = P1 + Sn CosGu Sin 

22 314,371 362,661

23 314,935 362,8955