CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐÀO 5
1.1. Quá trình phát triển của máy làm đất 5
1.2. Ý nghĩa cơ giới hoá công tác đất 6
1.3. Giới thiệu về máy đào và tình hình sử dụng máy đào ở Việt Nam 7
1.4. Công dụng của máy đào 8
1.4.1. Trong xây dựng dân dụng và công nghiệp: 8
1.4.2. Trong xây dựng thuỷ lợi 8
1.4.3. Trong khai thác mỏ 8
1.4.4. Trong các lĩnh vực khác 8
1.5. Phân loại máy đào 8
1.5.1. Phân loại theo thiết bị làm việc 8
1.5.2. Phân loại theo hệ thống dẫn động thiết bị làm việc 8
1.5.3. Phân loại theo hệ thống di chuyển 8
1.5.4. Phân loại theo dung tích gầu đào 9
1.6. Các khả năng làm việc khác của máy đào 9
1.6.1. Thay thế gầu đào bằng đầu phá đá: 9
1.6.2. Thay thế gầu bằng cụm máy cưa bê tông 10
1.6.3. Thay thế gầu bằng máy đầm rung 10
1.6.4. Máy đào làm máy cơ sở cho máy khoan 11
1.6.5. Máy đào làm máy cơ sở lắp máy búa rung 11
1.6.6. Máy có thể làm máy cơ sở của máy ép cọc bấc thấm, máy khoan cọc nhồi, có
thể thay thế gầu đào bằng nhiều loại gầu có kết cấu khác nhau 12
1.7. Tổ chức thi công bằng máy đào một gầu 12
1.8. Giới thiệu máy đào Komatsu PW 210-1 13
1.8.1. Một số ưu nhược điểm của máy PW 210-1 14
1.8.2. Kết cấu chung của máy đào Komatsu PW 210-1 15
1.8.3. Các thông số kỹ thuật cơ bản 17
1.8.4. Nguyên lý làm việc của máy đào một gầu PW 210-1 19
Trang 1
CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CÁC CHẾ ĐỘ TẢI TRỌNG TRÊN BỘ
CÔNG TÁC 22

nghiên cứu rất nhiều các tài liệu có liên quan đến hệ thống thủy lực và các loại máy đào
bánh lốp nhằm mong muốn đồ án đạt kết quả tốt nhất. Tuy nhiên, vì bản thân còn ít kinh
nghiệm, kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót. Em xin bày tỏ lòng
biết ơn sâu sắc đến các thầy, cô đã tận tụy truyền đạt các kiến thức quý báu. Em chân
thành gởi lời cảm ơn đến Thạc sỹ Nguyễn Xuân Hòa – giáo viên hướng dẫn, đã quan tâm
giúp đỡ trong suốt quá trình làm việc. Em xin được cảm ơn tất cả các thầy, cô giáo trong
bộ môn Công nghệ Kỹ thuật Ô tô đã đóng góp ý kiến qúy giá tạo điều kiện thuận lợi cho
em hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng tiến độ.
Hưng Yên, ngày tháng 06 năm 2013
Sinh viên thực hiện
Đào Văn Lợi
Trang 4
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐÀO
1.1. Quá trình phát triển của máy làm đất.
Công nghiệp chế tạo máy nói chung, máy làm đất nói riêng là nền công nghiệp còn
non trẻ và quá trình phát triển của nó đồng hành với quá trình phát triển của các ngành
khoa học và công nghiệp của loài người.
Bức tranh tổng thể của ngành chế tạo máy làm đất có thể chia thành các giai đoạn
chính:
1. Giai đoạn 1: Thế kỷ XVI đến thế kỷ XVIII
Xuất hiện những phương tiện cơ giới và cơ giới hoá đầu tiên dùng trong khâu làm
đất, động lực dùng trên các phương tiện cơ giới lúc đó chủ yếu là sức người, sức ngựa và
bước đầu dùng động cơ hơi nước. Loài người đã chế tạo và sử dụng máy xúc một gầu q =
0,75 m
3
đầu tiên.
2. Giai đoạn 2: Thế kỷ XIX đến năm 1910
Trong giai đoạn này cùng với sự phát triển các công trình xây dựng lớn, nhất là công
trình xây dựng giao thông, giao thông đường sắt, xuất hiện máy xúc một gầu quay toàn
vòng 360

công chủ yếu ở khâu Đào – Khai thác.
Cơ giới hoá công tác đất có ý nghĩa trọng yếu và đó là vấn đề cấp bách, cần thiết do
khối lượng công việc rất lớn, đòi hỏi nhiều nhân lực, lao động nặng nhọc, ảnh hưởng đến
tiến độ thi công và năng suất lao động nói chung.
Nhiệm vụ chủ yếu của cơ giới hoá là nâng cao năng suất lao động như V.I. Lênin
nói “ Năng suất lao động là điều kiện quan trọng và cơ bản nhất để xã hội mới chiến
thắng xã hội cũ”
Cơ giới hoá là biện pháp chủ yếu chứ không phải là biện pháp duy nhất nhằm tăng
năng suất lao động.
Năng suất lao động còn có thể tăng lên bằng cách hoàn chỉnh quy trình công nghệ đã
ổn định thì áp dụng cơ giới hoá tiến tới tự động hoá khâu làm đất là biện pháp chủ yếu để
tăng năng suất lao động. Do vậy, có thể rút ra một số ý nghĩa của cơ giới hoá công tác đất:
Cơ giới hoá là bước đầu tiên và là một trong những biện pháp chủ yếu để tăng năng suất
lao động trong khâu làm đất.
Là biện pháp chính giảm nhẹ cường độ lao động cho công nhân.
Ngoài ý nghĩa trên, việc cơ giới hoá công tác đất còn góp phần:
− Nâng cao chất lượng công trình xây dựng.
− Giảm đáng kể diện hoạt động trên công trường.
− Dễ dàng áp dụng tiêu chuẩn hoá, tiến hành công xưởng hoá các công đoạn của quá
trình sản xuất, góp phần thực hiện thành công chủ trương công nghiệp hoá.
− Đồng thời áp dụng cơ giới hoá khâu làm đất còn tiền hành được các công việc mà
lao động thủ công không làm được hoặc khó làm được.
Cơ giới hoá khâu làm đất thường thực hiện bằng các hình thức sau:
Trang 6
− Máy và thiết bị cơ khí (Máy xúc, máy cạp, máy nỉ…)
− Máy và thiết bị thuỷ lực (Súng phun thuỷ lực, tầu hút bùn…)
− Chất nổ (mìn phá đá…)
− Dòng điện cao tần, siêu âm …(phá tan vỡ đất)
Cơ giới hoá khâu làm đất bằng máy và thiết bị cơ khí (phương pháp cơ học) là phổ
biến nhất vì tính phổ biến và phổ cập của nó, đồng thời năng lượng tiêu tốn tính cho 1m

Bốc xúc vật liệu ở các bãi, kho chứa …
Làm việc thay cần trục khi lắp đặt các cấu kiện, thiết bị, thay thế các búa đóng cọc
thi công móng cọc, phục vụ thi công cọc nhồi…
1.4.2. Trong xây dựng thuỷ lợi
Đào kênh mương, nạo vét sông ngòi, bến cảng, ao hồ…
Khai thác đất để đắp đê, đắp đập
1.4.3. Trong khai thác mỏ
Bóc lớp đất mặt phía trên, khai thác các mỏ lộ thiên (than, đất sét, cao lanh, đá sau
nổ mìn…)
1.4.4. Trong các lĩnh vực khác
Nhào trộn vật liệu trong các nhà máy hoá chất (phân lân, cao su…)
Tiếp liệu cho các trạm trộn bê tông xi măng.
1.5. Phân loại máy đào
Có rất nhiều loại máy đào khác nhau hiện đang được sử dụng ở nước ta . Có thể
phân ra những loại cơ bản sau:
1.5.1. Phân loại theo thiết bị làm việc
Máy đào gầu thuận (gầu ngửa)
Máy đào gầu nghịch (gầu sấp)
Máy đào gầu ngoạm
Máy đào gầu dây văng
1.5.2. Phân loại theo hệ thống dẫn động thiết bị làm việc
Máy đào dẫn động cơ khí
Máy đào dẫn động thuỷ lực
1.5.3. Phân loại theo hệ thống di chuyển
Máy đào di chuyển bánh xích
Trang 8
Máy đào di chuyển bánh lốp
Máy đào di chuyển trên ray
1.5.4. Phân loại theo dung tích gầu đào
Máy đào loại nhỏ V < 1m

Việc chọn loại máy đào cho thi công là nhiệm vụ quan trọng của người cán bộ phụ
trách tổ chức thi công. Năng suất, hiệu quả sử dụng máy có tốt hay không một phần là do
người cán bộ kĩ thuật quản lý sử dụng có nắm vững tính năng kĩ thuật và điều kiện sử
dụng máy đến mức nào.
Đối với việc lựa chọn máy đào ta cần quan tâm đến các yếu tố: Khối lượng công
việc, dạng công việc, loại đất, điều kiện chuyên chở, thời hạn thi công …
Máy đào gầu thuận có kết cấu bộ công tác rất chắc chắn nên đào khoẻ, dùng tốt
cho việc đào đất và đổ vào xe vận tải chuyên chở. Tuy nhiên máy đào gầu thuận chỉ sử
dụng tốt khi đào ở chỗ cao hơn mặt bằng đứng máy, nơi máy đứng có nền tương đối cứng
và khô ráo.
Trang 12
Máy đào gầu dây có cần dài nên có thể đào, đổ đất phạm vi khá xa. Máy đứng trên
cao để đào những hố sâu và đào đất nơi có nước như vét bùn, cát… So với máy đào gầu
thuận thì máy đào gầu dây có năng suất thấp hơn vì khó điều khiển chính xác gầu đào,
thời gian các thao tác lâu.
Máy đào gầu nghịch có phạm vi hoạt động của bộ công tác tương đôí rộng. Máy có
thể đào đất cả nơi mặt bằng thấp hoặc cao hơn nền máy đứng. Những máy lớn có tầm với
xa có thể đào được những hố sâu và làm việc được trong phạm vi hẹp. Máy đào gầu
nghịch có thể làm việc cả được trong những khu vực đông dân cư, thành phố để đào
đường ống thoát nước, đường cáp ngầm …Với những công việc đó ta thường chọn máy
đào có dung tích gầu đến 0.5 m
3
là hợp lí.
Theo kinh nghiệm, việc chọn máy đào dựa vào khối lượng đất cần đào đắp. Thí dụ:
STT Dung tích gầu đào (m
3
) Khối lượng đất khai thác (m
3
)
1 0.25 5000

− Có hệ thống điều khiển điện tử và màn hình hiển thị các thông số thuận lợi cho
người sử dụng .
− Kết cấu máy đẹp, gọn nhẹ.
Nhược điểm:
− Các hệ thống điều khiển trên máy do các mạch điện tử điều khiển, do máy làm việc
trong điều kiện rung động lớn nên các thiết bị điện nhanh bị hư hỏng, khi hỏng thì
khó sửa chữa.
Trang 14
1.8.2. Kết cấu chung của máy đào Komatsu PW 210-1
Hình 1.1. Tổng thể máy đào Komatsu PW 201-1
1. Máy cơ sở 7. Thanh giằng
2. Cần 8. Gầu
3. Xi lanh cần 9. Lưỡi ủi
Trang 15
4. Xi lanh tay gầu 10. Bộ di chuyển bánh hơi
5. Tay gầu 11. Chân chống
6. Xi lanh gầu 12. Bàn quay
Cấu tạo chung của máy đào Komatsu PW 210-1 bao gồm các bộ phận chính sau:
Trên máy cơ sở số 4 có lắp thiết bị gầu ngược bao gồm: Cần số 2 là một dầm cong
liên tục, có tiết diện hình hộp, được liên kết với bàn quay số 12 bằng khớp bản lề O
1
. Tay
gầu số 5 được liên kết với đầu cần bằng khớp bản lề O
2
. Gầu số 8 được liên kết với tay
gầu bằng khớp bản lề O
3
và hai thanh giằng số 7. Xilanh số 3 để nâng hạ thiết bị làm việc.
Xilanh số 4 để điều khiển tay gầu. Xi lanh số 6 để quay gầu quanh khớp O
3

lưỡi ủi
1.8.3. Các thông số kỹ thuật cơ bản
Máy đào Komatsu PW 210-1 một gầu truyền động thủy lực, di chuyển bánh lốp của
hãng Komatsu với các thông số kỹ thuật cơ bản như sau:
Bảng 1.1. Các thông số kỹ thuật của máy đào Komatsu PW 210-1
Mã hiệu PW 210-1
Khối lượng 24084 [kg]
Độ đào với tối đa 8850
[mm]
Độ đào sâu tối đa 5380
[mm]
Cơ cấu di chuyển Bánh hơi
Vận tốc di chuyển lớn
nhất
34,9
[km/h]
Vận tốc di chuyển
nhỏ nhất
3 [km/h]
Bán kính quay nhỏ
nhất
3010
[mm]
Tốc độ quay của bàn
quay
12,4
[v/ph]
Dung tích gầu
0,83-1,13
[m3]

8850
3010
K
o
m
a
t
s
u
Komatsu
K
o
m
a
t
s
u
Hình 1.2. Tầm hoạt động của máy đào Komatsu PW 210-1
Trang 18
1.8.4. Nguyờn lý lm vic ca mỏy o mt gu PW 210-1
Du c bm lờn t cp bm cao ỏp s c a n cỏc xy lanh cụng tỏc hoc
ng c thu lc.Tu thuc vo v trớ iu khin ca h thng van phõn phi m du thu
lc c a ti b cụng tỏc no iu khin hot ng ca b cụng tỏc ú.H thng
van thu lc c iu khin bng thu lc trc tip nờn ngi iu khin ch iu khin
mỏy bng cỏc úng m cỏc ng du thu lc, do ú cú th iu khin rt nh nhng.
Lu lng du do cp bm cao ỏp sinh ra luụn bng nhau v c iu khin t
ng nh h thng cỏc xy lanh iu chnh. Bm c iu khin t ng tu thuc vo
ti trng lm vic do ú mỏy lm vic rt tit kim nhiờn liu.
1.9. Tính năng suất của máy xúc gầu nghịch
Năng suất của máy xúc một gầu là thể tích khối đất đá đào đợc trong khoang đào

một chu kỳ
T
)(1716
0
s
ck
ữ=
chọn T
)(17
0
s
ck
=
T
0
ck
=t
đ
+t
q
+t
qv
+t
đk
Với t
đ
: thời gian đào , lấy t
đ
=3(s)
t

d
ckltkt
K
KKnV
K
K
KQQ
60

0
==
tx
d
ckkt
K
K
KQ 4,42
=
Trong đó:
K
đ
=hệ số đáy gầu
K
tx
: hệ số tơi xốp của đất
K
ek
:hệ số kể tới ảnh hởng của thời gian chu kỳ
0
n

đ
=1,2
Đối với đất loại III (Đất sét ẩm ):k
đ
=1,4
Đối với đất loại IV( Đất sét chặt khô): k
đ
=0,95
Đối với đất loại IV( Đất sét chặt ẩm): k
đ
=1,35
Hệ số kể đến ảnh hởngthời gian chu kỳ:
Loại đất I II III IV
Trang 20
Hệ số k
ck
1 0,9 0,8 0,75
Hệ số tơi xốp của đất:
Loại đất I II III IV
Hệ số tơi xốp k
tx
1,2ữ1,3 1,14ữ1,28 1,24ữ1,32 1,33ữ1,37
1.9.3. Năng suất sử dụng
Năng suất sử dụng đợc tính theo điều kiện làm việc cụ thể nghĩa là có thể đến sử dụng
máy theo thời gian gian và tay nghề của ngời thợ lái, tức là trình độ tổ chức làm việc của
máy đào và kỹ năng am hiểu máy của ngời thợ.
Năng suất sử dụng có thể tính theo giờ, theo ca, theo tháng và theo năm:
Qtktsd
KKQQ
=

G
g
d
Po
1
3
3
.
7
°
Pxlg
α
0
lglg
0lglg

0
R
RPRG
P
RPRPRGM
xxggd
o
oxxggdK
+
=⇒
=−+=
∑
(2.1)
Trường hợp


.
22
kG
Dp
ApP
xl
====⇒
ππ
P
xlg
= 304,106 (kN)
G
g
= 620(kg)= 6,2.9,81.10
-3
= 6,082(kN): Trọng lượng gầu
G
gđ
= G
g
+ Gđ

= 6,2 + 0,8.18 = 20,482 (kN)
R
o
= 1136,78 (mm): Cánh tay đòn của P
0
với điểm K
R

mm
392,5 429,1 462,7 492,4 516,3 532,7 540,2 537,2 523,1 469,7 457,7 403,1 335,7 253
P
0
kN
101,1 111,4 121,1 129,8 137 142,2 143,9 142,3 137,7 122,7 118,9 103,8 85,3 62,9
Bảng 2.1: Các thông số ở các vị trí khác nhau của gầu đào
Trang 23
Hình 2.2: Đồ thị mối quan hệ giữa P
o
và góc
α
Qua tính toán ở trên ta được P
omax
= 143,9 kN tại vị trí α = 60
o
Phản lực liên kết giữa gầu và tay gầu đặt tại vị trí K, để xác định ta dùng phương
pháp hoạ đồ lực:
Phương trình cân bằng lực tác dụng lên gầu:
0
lg0
=+++
xgK
PGSP
Chọn điểm O làm gốc của hoạ đồ, véc tơ
oa
biểu diễn lực
lgx
P
, véc tơ

S
Trang 24
O
P
0
(kN)
α
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
143,9
62,9
Hình 2.3 : Họa đồ véc tơ tính lực S
k
Độ lớn của lực S
K
:
PK
ocS
µ
.=
Oc = 447,86 mm: Xác định bằng cách đo trên hoạ đồ lực
)(86,4471.86,447. kNocS
PK
===
µ
Vậy phương chiều các lực đặt lên gầu như hình vẽ:
Hình 2.4 : Các lực tác dụng lên gầu khi lực cản đào lớn nhất
Trang 25
P
xlg
=304,106kN