Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế thiết bị ủi vạn năng và tổ chức thi công đất bằng máy ủi vạn năng
Đồ án tốt nghiệp rờng đại học XâY DNG bộ giáo dục và đào tạo cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam trờng đại học xây dựng Độc lập Tự do Hạnh phúc -------------0O0-------------- -------------------0O0----------------- Khoa : Cơ khí Xây dựng Bộ môn : Máy xây dựngnhiệm vụthiết kế đồ án tốt nghiệpsố : Họ và tên : Nguyễn Công Thắng MSSV : 17867 - 46 Lớp : 46 KG Ngành : Cơ giới hoá xây dựng1- Đầu đề thiết kế: Thiết kế thiết bị ủi vạn năng và tổ chức thi công đất bằng máy ủi vạn năng2- Các số liệu ban đầu để làm thiết kế:+ Khối lợng đất cần san : 26960 m2/ca+ Chiều dài vùng san : 70 m+ Tốc độ máy khi san : 3,6 Km/h+ Thơi gian một lần quay đầu : 10 s+ Góc quay ban ủi trong mặt phắng ngang : 600 + Số lần san trên một tuyến : 2 lần+ Độ dốc làm việc : 10 00+ Chiều dài đào đất : 5 m+ Cấp đất làm việc : Cấp III3- Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: Nguyễn Công Thắng lớp 46 kg khoa Cơ khí xây dựng1 Đồ án tốt nghiệp rờng đại học XâY DNG*Phần 1: Chọn máy ủi- Tính chọn máy ủi- Tính chọn máy kéo cơ sơ để lắp thiết bị ủi *Phần 2: Thiết kế thiét bị ủi dựa trên máy cơ sỡ đã chọn - Tính toán chung máy ủi - Tính toán thiết kể các thiết bị chính của máy ủi : Khung ủi , bàn ủi , thanh chống xiên , hệ thống thuỷ lực . *Phần 3: Tổ chức thi công bằng máy ủi vạn năng : Nêu các biện pháp và sơ đồ công nghệ. Kết luận chung . 4. Các bản vẽ và đồ thị (Ghi rõ các loại bản vẽ và kích thớc bản vẽ).Bản hình chung máy cơ sở (máy kéo có sẵn khung ủi) : A0Bản hình chung máy thiết kể : A0Bản vẽ các bộ phận thiết kể : (3ữ4) A1Bản vẽ các sơ đồ thi công : (2ữ3) A15. Cán bộ hớng dẫn : Lu bá Thuận Cản bộ hớng dẫn từng phần6. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế : Ngày 04 tháng 10 năm 20057. Ngày hoàn thành nhiệm vụ thiết kế : Ngày 14 tháng 01 năm 2006 cán bộ hớng dẫn tốt nghiệp (Ký tên và ghi rõ họ tên) Nguyễn Công Thắng lớp 46 kg khoa Cơ khí xây dựng2 Trởng bộ môn (Ký tên và ghi rõ họ tên) Sinh viên làm thiết kế tốt nghiệp (Ký tên và ghi rõ họ tên) Đồ án tốt nghiệp rờng đại học XâY DNGMục lục Trang Nhiệm vụ thiết kế 1Mục lục 3Lời nói đầu 6Phần mở đầu : Giới thiệu chung về máy ủi 7 Chơng 1 : Giới thiệu chung về máy ủi 7I, Công dụng của máy ủi 7II, Phân loại máy ủi 81, Dựa vào cơ cấu di chuyển 82, Dựa vào góc đặt của bàn ủi so với trục dọc của máy 83, Dựa vào công suất và lực kéo của máy 84, Dựa vào phơng pháp điều khiến thiết bị ủi 9III, Cấu tạo chung của máy ủi 9IV, Hệ thống điều khiến 9Phần I : Chọn máy ủi 12 Chơng 2 : Tính chọn máy ủi 12I, Tính chiều rộng bàn ủi 12II, Tính chiều cao bàn ủi 13Phần II : Thiết kể thiết bị ủi dựa trên máy cơ sở đã chọn 14 Chơng 3 :tính toán chung máy ủi 14i, Xác định các thông số cơ bản 141, Xác định các thông số cơ bản của máy ủi 142, Xác định các thông số cơ bản của bàn ủi 14II, Tính toán kéo máy ủi 141, Xác định các lực cản 14 Nguyễn Công Thắng lớp 46 kg khoa Cơ khí xây dựng3 Đồ án tốt nghiệp rờng đại học XâY DNG2, Xác định lực bảm 203, Xác định công suất di chuyển máy 19III, Xác định lực tác dụng lên máy ủi 221, Sơ đồ lực tác dụng lên máy ủi 222, Xác định các lực tác dụng lên máy ủi 23IV, Tính ổn định máy ủi 391, Trờng hợp thứ nhất 392, Trờng hợp thứ nhất 40 Chơng 4 :Tính toán các thiết bị chính của máy ủi 45 I, Chọn vị trí tính toán 45II, Tính toán thiết kể thiết bị ủi 47 1, Tính toán thiết kể bàn ủi 47 a, Xác định các mô men uốn 50 b, Xác định mô men xoắn 51 c, Xác định ứng suất 592, Tính toán kiểm tra bền khung ủi 65 a, Xác dịnh lực tác dụng lên thiết bị ủi 65 b, Xác định lực tác dụng lên khung ủi vạn năng 68 c, Tính nội lực trong khung ủi 74 d, Kiếm tra sức bền khung ủi 793, Tính toán thiết kể thanh chống xiên 84 a, Xác định đờng kính vít của thanh chống xiên 85 b, Xác định đờng kính thân thanh chỗng xiên 86 4, Tính toán thiết kể hệ thống thuỷ lực 88 a, Tính chọn xylanh thuỷ lực 88 b, Tính chọn bơm thuỷ lực 91 c, Tính công suất làm việc của bơm thuỷ lực 93 Nguyễn Công Thắng lớp 46 kg khoa Cơ khí xây dựng4 Đồ án tốt nghiệp rờng đại học XâY DNGPhần III : Tổ chức thi công bằng máy ủi vạn năng 93 Chơng 5 : Quá trình làm việc của máy ủi 92 1, Khi đào và vận chuyển đất 922, Khi máy thực hiện chức năng san đất 93 Chơng 6 : Các biện pháp và sơ đồ công nghệ thi công 94I, Các biện pháp đào đất 94 1, Các biện pháp đào đất 942, Xác thông số liên quan đến quá trình đào đất của máy ủi 94 a, Xác định tốc độ di chuyển của dao cắt 96 b, Xác định chiều sâu cắt lớn nhất (h(max)) 97II, Các biện pháp di chuyển máy 99III, Tính toán năng suất máy ủi 1021, Theo phơng pháp cũ 102 a, Xác định thế tích khối đất trớc bàn ủi 102 b, Xác định thời gian một chu kỳ làm việc 1042, Theo phơng pháp mới 106 a, Xác định thế tích khối đất trớc bàn ủi 106 b, Xác định thời gian một chu kỳ làm việc 1093, Sự phụ thuộc của năng suất máy ủi vào quảng đờng vận chuyển đất 1124, Các biện pháp thi công để nâng cao năng suất của máy ủi 115Kết luận chung 118Các tài liệu tham khảo 119 Nguyễn Công Thắng lớp 46 kg khoa Cơ khí xây dựng5 Đồ án tốt nghiệp rờng đại học XâY DNG Lời nói đầuTrong công cuộc công nghiệp hoá , hiện đại hoá đất nớc công tác xây dựng có một vị trí quan trọng. Nó là nghành kinh tế duy nhất có thế xây dựng cơ sở vật chất và cơ sở hạ tầng cho tất cả các nghành kinh tế xã hội trong nền kinh tế quốc dân . Tuy nhiên đây lại là nghành kỷ thuật nặng nhọc , do đó để đạt đợc tiến độ thi công và chất l-ợng của công trình thì vẫn đề cơ giởi hoá tức là đa các máy móc vào thi công thay cho sức lao động thủ công của con ngời là một công tác rất cần thiết về cả mặt kinh tế cũng nh xã hội .Trong đó công tác làm đất lại chiếm một khối lợng công việc cũng nh tài chỉnh khả lớn trong tỷ trọng của công trình . Đối với các nhà cao tầng , các khu chung c là việc chuẩn bị mặt bằng , thi công phần ngầm . , trong các công trình giao thông là việc làm đờng , san lấp các hô , ủi các đồi cao . Do đó , việc đa các máy móc vào phục vụ cho thi công là điều tất yếu .Tuy nhiên , với điều kiện kinh tế kỷ thuật hiện nay của nớc ta , các máy móc nói chung và các máy làm đất nói riêng vẫn còn thiếu , các máy hiện nay chủ yếu là nhập khấu từ các nớc nh la Nga , Nhật Bản , Hàn Quốc .vì vậy việc thiết kể , cái tiến các máy cho phù hợp với điều kiện tự nhiên , điều kiện khí hậu và đặc biệt là phù hợp điều kiện thi công của từng công trình là một yêu cầu cấp bách . Qua đồ án tốt nghiệp em sẽ thiết kế thiết bị ủi vạn năng lắp trên máy cơ sơ T100 để thi công đất và bổ trí sao cho nó làm việc một cách có hiệu quả .Để hoàn thành đồ án ngoài nổ lực của bản thân em xin cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ của các thầy cô giảo trong khoa , trong bộ môn và đặc biệt là thầy giảo Lu Bá Thuân. Tuy nhiên , do thời gian , trình độ có hạn chắc chắn không thể tránh khỏi sai sót , em rất mong sự chỉ bảo , góp ý của các thầy cô để kiến thức khoa học kỹ thuật của em ngày càng hoàn thiện hơn . Em xin chân thành cảm ơn ! Nguyễn Công Thắng lớp 46 kg khoa Cơ khí xây dựng6 Đồ án tốt nghiệp rờng đại học XâY DNGP hần mở đầu Giới thiệu chung về máy ủiChơng 1Giới thiệu chung về máy ủii, Công dụng của máy ủi . Để phục vụ cho công tác thi công đào và chuyển đất có thể sử dụng nhiều loại máy khác nhau nh là máy ủi , máy cạp hay là kết hợp giữa máy đào một gầu và các ô tô vận chuyển Tuy nhiên đối với tr ờng hợp mà cứ li đào và vận chuyển đất nhỏ hơn 100 m thì việc sử dụng máy ủi để thi công là hợp lý hơn cả . Hiện nay ở nớc ta , máy ủi đợc sứ dụng khá rộng rãi và chủ yểu là để làm các công việc sau : Đào các ao , hồ và các kênh mơng Đào các móng nhà , chủ yếu là các nhà cao tâng có móng lớn Đào đắp các đờng giao thông , và làm các đờng phụ phục vụ cho thi công San sơ bộ đối với những công trình có mặt bằng lớn nh sân vậ động , khu công nghiệp San lấp các móng nhà , các rãnh đặt đờng ống nớc , dây điện Thu gom vật liệu thành từng đống để máy xúc một gầu đổ lên ô tô Thu dọn hiện trờng sau khi công trình thi công xong Trợ lực cho máy cạp khi nó làm việc gặp đất cứng hay chớng ngại vật hoặc các thiết bị làm việc khác . Làm máy cơ sở để lắp thiết bị xới Nguyễn Công Thắng lớp 46 kg khoa Cơ khí xây dựng7 Đồ án tốt nghiệp rờng đại học XâY DNGII, Phân loại máy ủi . Hiện nay , máy ủi rất đa dạng về cả hình dáng và chúng loại , do đó việc phân loại chúng cũng rất phức tạp . Ta có thế phân theo một số cách nh sau : 1, Dựa vào cơ cấu di chuyển ta chia thành các loại sau . Máy ủi bánh xích . Loại này có áp suất nhỏ , lực bám lớn nên có thế làm việc những nơi có độ dốc hoặc là nền đất yếu , nhng lại có tốc độ nhỏ và không tự di chuyển đợc trên đờng giao thông . Máy ủi bánh hơi . Loại này có áp suất xuống nền lớn hơn nên chí làm việc với nền đất khô , tuy nhiên loại này lại có khá năng di chuyển với tốc độ cao hơn máy bánh xính và có thế tự di chuyển trên đờng giao thông một cách bình thờng . 2, Dựa vào góc đặt của bàn ủi so với trục dọc của máy. Máy ủi thờng . Bàn ủi của máy luôn đặt vuông góc với trục dọc của máy Máy ủi vạn năng . Loại máy này bàn ủi có khả năng quay đợc trong mặt phẳng ngang và đặt nghiêng so với trục dọc của máy một góc thờng là 450 ữ 600 . Do đó máy ủi vạn năng có khả năng làm việc linh hoạt hơn máy ủi thờng . 3, Dựa vào công suất và lực kéo của máy. Ta có thế phân loại theo bảng sau:Loại máy ủi Công suất động cơ(KW) Lực kéo(T)Rất nhỏ Đến 15 Đến 2,5Nhỏ15 ữ 60 2.5 ữ 7,5Trung bình60 ữ 110 7,5 ữ 15Lớn110 ữ 220 15 ữ20Rất lớn>220 >30 4, Dựa vào phơng pháp điều khiển thiết bị ủi . Nguyễn Công Thắng lớp 46 kg khoa Cơ khí xây dựng8 Đồ án tốt nghiệp rờng đại học XâY DNG - Máy ủi điều khiển bằng cáp : Nâng hạ thiết bị làm việc bằng hệ thống dây cáp và tời . - Máy ủi điều khiển bằng thuỷ lực : Nâng hạ thiết bị làm việc bằng các xylanh thuỷ lực . - Máy ủi điều khiến từ xa bằng điện từ : Loại nay giả thành cao nên ít đợc sử dụng , chủ yếu đợc dùng cho những máy ủi khai thác khoảng sản dới đáy đại dơng .III, Cấu tạo chung của máy ủi Với công nghệ chế tạo máy hiện nay và yêu cầu của công nghệ thi công có trình độ cơ giới hoá cao nên cấu tạo máy ủi rất đa dạng về chủng loại cũng nh kích thớc . Đó là máy ủi thờng , máy ủi vạn năng , máy ủi điều khiển bằng cơ khí , máy ủi điều khiển bằng thuỷ lực , máy ủi bánh xích , máy ủi bánh lốp Tuy nhiên nhìn chung chúng vẫn có nguyên lý cấu tạo chung . Sau đây là cấu tạo chung của máy ủi vạn năng di chuyển bằng xích điều khiển bằng thuỷ lực . Nguyên lý cấu tạo chung đợc mô tả nh hình vẽ : Các bộ phận chính của máy (Hình 1.III - 1):1- Lỡi cắt chính 13- Con lăn đỡ 2- Lỡi cắt mép 14- Con lăn tỳ 3- Kkớp cầu 15- Đĩa xích bị động Cửa ca bin4- Xy lanh nâng hạ thiết bị ủi 16- Móc kéo Ca bin5- Khung ủi 17- Thùng dầu6- Khớp liên kết 18- Buồng lái 7- Xích di chuyển 19- Nắp thông hơi8- Thanh chống xiên 20- Hộp đấu thuỷ lực9- Thanh đẩy 21- Ông khói 10- Đĩa xích chủ động 22- Đầu má 11- Thanh đẩy 23- Bàn ủi 12- Lo xo 24- Tấm chắn trên Nguyễn Công Thắng lớp 46 kg khoa Cơ khí xây dựng9 Đồ án tốt nghiệp rờng đại học XâY DNGHình 1.III 1 : Cấu tạo chung máy ủi Nguyễn Công Thắng lớp 46 kg khoa Cơ khí xây dựng10 [...]... xuống đất bắt đầu quá trình cắt đất Dới tác dụng của trọng lợng thi t bi ủi (GTB) bàn ủi sẽ ăn sâu vào đất và thực hiện quá trình cắt đất Tuy nhiên trong trờng hợp gặp đất cứng hoặc là gặp chớng ngại vật thì trọng lợng thi t ủi không đủ lớn để có thế thắng đợc lực cản R2 , khi đó ta cần lực đấy trọng xylanh nâng hạ thi t bị ủi để thắng lực cản R2 để ấn sâu dao cắt xuống đất Lực trong cơ cấu nâng thi t. .. 12,1 t Phần II Thi t kể thi t bị ủi vạn năng lắp trên máy cơ sở đã chọn Chơng 3 tính toán chung i, Xác định các thông số cơ bản 1, Xác định các thông số cơ bản của máy ủi - Trọng lợng sứ dụng của máy Gm Theo kinh nghiệm Gm = 1,2 GT (3.I - 1) GT : Trọng lợng máy kéo cơ sở GT = 12,1 (T) = 121 KN thay vào (3.I - 1) ta có : Gm = 1,2 12,1 = 14,52 (T ) = 145,2 KN - Trọng lợng thi t bị ủi Chọn sơ bộ GTB... thành phần Zc và Xc Zc : Theo phơng thắng đứng , Xc : Theo phơng ngang S P ZC PC P2 XC C P1 Gtb XC P1 P P3 XC Hình 3.III - 1 : Sơ đồ lực tác dụng lên máy ủi Nguyễn Công Thắng lớp 46 kg khoa Cơ khí xây dựng 23 Đồ án tốt nghiệp rờng đại học XâY DNG 2, Xác định các lực tác dụng lên máy ủi a, Xác định trọng lợng thi t bị ủi Trọng lợng thi t ủi đợc xác định trên nguyên lý máy ủi điều khiến bằng cáp (tức... a = 0,2 m : Góc cắt đất = 500 : Góc lật của bàn ủi Máy ủi vạn năng =700 ữ 750 , chọn =750 Thay các giả trị trên vào (3.I - 4) ta có : R= 1000 200.Sin50 = 939 mm Cos50 + Cos75 II, Tính toán kéo máy ủi Trong khi đào và chuyển đất, máy ủi muốn di chuyển đợc thi phải thoả mãn điều kiện sau : W PK Pb W : Tổng lực cản tác dụng lên máy Nguyễn Công Thắng lớp 46 kg khoa Cơ khí xây dựng 16 Đồ án... cho phép biến đối và điều chính bằng các thao tác đơn giản - Kết cấu đơn giản , không chiếm không gian lớn - Đảm bảo quá trình nâng hạ thi t bị làm việc ổn định và không phụ thuộc vào tải trọng - Có độ tin cậy và độ bền cao - Bảo quản đơn giản - Một u điểm của phơng pháp điều khiển bằng thuỷ lực đó là có thể dùng lực đẩy của xylanh nâng hạ thi t bị ủi trong quá trình ấn sâu bàn ủi xuống đât còn phơng... ủi điều khiến bằng cáp (tức là lúc này lực S ở xylanh nâng hạ thi t bị ủi bằng 0) và phải đảm bảo sao cho dao cắt thắng đợc lực cản của đất trong khi cắt đất Điều kiện để tính GTB : - Máy ủi làm việc trên mặt phắng ngang - Dao cắt của bàn ủi đang ấn sâu vào đất - Lực căng cáp nâng băng 0 min Ta có thế xác định GTB dựa vào phơng trình cân bằng mô men tại điểm C MC = G min l0 - R2 l + R1 m = 0 TB... do tổng các lực ngang của mặt đất tác dụng lên cơ cấu di chuyển gây ra khi máy ủi quay vòng Với máy ủi xích Mp đợc tính theo công thức sau : Mp = p G L 4 (3.III - 13) p : Hê số cản quay vòng , p = 0,7 ữ 1,0 (Trang 224 1) Lấy p = 0,85 L : Chiều dài bề mặt tựa của xích di chuyển , L = 2,5 m (3) G : Trọng lợng máy ủi dồn lên dải xích di chuyển (khi thi t bị ủi nâng khỏi mặt đát thi G là trọng lợng máy. .. lực tác dụng lên máy ủi 1, Sơ đồ lực tác dụng lên máy ủi Sơ đồ lực tác dụng lên máy ủi đợc mô tả trên hình vẽ sau (hình 3.III 1) : Trong đó : GTb :Trọng lợng thi t bị ủi P : Phản lực đất tác dụng lên dao cắt, P đợc chia thành 3 thành phần P1 , P2 , P3 P1 : Theo phơng ngang P2 : Theo phơng thắng đứng P3 : Theo phơng vuông góc trục dọc của máy Pc : Phản lực tại khớp liên kết bản lề và máy, nó phân ra... 2,2 Với máy ủi thuỷ lực , dao cắt đợc ấn sâu cỡng bức vào đất nhờ trọng lợng thi t bị ủi và lực đấy của xi lanh thuỷ lực Do đó , trọng lợng thi t bị ủi có thế lấy giảm đi 10) 0 0 , ta lấy giảm đi 10 0 (5 ữ 0 min G TB = 0,90 25,7 = 23,5 KN Nh vậy , ta lấy GTB min= 24,2 KN là hợp lý b, Xác định phản lực của đất tác dụng lên bàn ủi Phản lực của đất tác dụng lên dao cắt P đợc chia thành 3 thành phần... bàn ủi và trục khung ủi : = 450 ữ 750 (trang 235 - 2) , Máy ủi thuỷ lực ta chọn = 450 , lk : Chiều dài khung ủi , lk = 3,2 m ] m = 0,48 m (3) S C P1 m P2 Gtb 0 Hình 3.III - 5 : Sơ đồ lực ở cơ cấu nâng thi t bị ủi ở vị trí bắt đầu ấn dao cắt xuống đất Nguyễn Công Thắng lớp 46 kg khoa Cơ khí xây dựng 31 Đồ án tốt nghiệp rờng đại học XâY DNG P1max : Phản lực lớn nhất của đất tác dụng lên bàn ủi , . đề thi t kế: Thi t kế thi t bị ủi vạn năng và tổ chức thi công đất bằng máy ủi vạn năng2 - Các số liệu ban đầu để làm thi t kế: + Khối lợng đất. DNG*Phần 1: Chọn máy ủi- Tính chọn máy ủi- Tính chọn máy kéo cơ sơ để lắp thi t bị ủi *Phần 2: Thi t kế thi t bị ủi dựa trên máy cơ sỡ đã chọn
