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 dựng
nhiệm vụ
thiết kế đồ án tốt nghiệp
số : ........................
Họ và tên : Nguyễn Công Thắng
MSSV : 17867 - 46
Lớp : 46 KG
Ngành : Cơ giới hoá xây dựng
1- Đầu đề thiết kế:
Thiết kế thiết bị ủi vạn năng và tổ chức thi công
đất bằng máy ủi vạn năng
2- Các số liệu ban đầu để làm thiết kế:
+ Khối lợng đất cần san : 26960 m
2
/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 : 60
0
+ Số lần san trên một tuyến : 2 lần
+ Độ dốc làm việc : 10
0
0
+ Chiều dài đào đất : 5 m
+ Cấp đất làm việc : Cấp III
7. 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 dựng
2
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 DNG
Mục lục
Trang
Nhiệm vụ thiết kế 1
Mục lục 3
Lời nói đầu 6
Phần mở đầu : Giới thiệu chung về máy ủi 7
Chơng 1 : Giới thiệu chung về máy ủi 7
I, Công dụng của máy ủi 7
II, Phân loại máy ủi 8
1, Dựa vào cơ cấu di chuyển 8
2, Dựa vào góc đặt của bàn ủi so với trục dọc của máy 8
3, Dựa vào công suất và lực kéo của máy 8
4, Dựa vào phơng pháp điều khiến thiết bị ủi 9
III, Cấu tạo chung của máy ủi 9
IV, Hệ thống điều khiến 9
Phần I : Chọn máy ủi 12
Chơng 2 : Tính chọn máy ủi 12
I, Tính chiều rộng bàn ủi 12
d, Kiếm tra sức bền khung ủi 79
3, 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 dựng
4
Đồ án tốt nghiệp rờng đại học XâY DNG
Phần 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 92
2, Khi máy thực hiện chức năng san đất 93
Chơng 6 : Các biện pháp và sơ đồ công nghệ thi công 94
I, Các biện pháp đào đất 94
1, Các biện pháp đào đất 94
2, 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)
) 97
II, Các biện pháp di chuyển máy 99
III, Tính toán năng suất máy ủi 102
1, 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 104
2, Theo phơng pháp mới 106
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 dựng
6
Đồ án tốt nghiệp rờng đại học XâY DNG
P hần mở đầu
Giới thiệu chung về máy ủi
Chơng 1
Giới thiệu chung về máy ủi
i, 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
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 2,5
Nhỏ
15
ữ
60 2.5
ữ
7,5
Trung bình
60
ữ
110 7,5
ữ
15
Lớn
110
ữ
220 15
ữ
20
Rất lớn
>220 >30
4, Dựa vào phơng pháp điều khiển thiết bị ủi .
Nguyễn Công Thắng lớp 46 kg khoa Cơ khí xây dựng
8
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
H×nh 1.III – 1 : CÊu t¹o chung m¸y ñi
NguyÔn C«ng Th¾ng – líp 46 kg – khoa C¬ khÝ x©y dùng
10
Đồ án tốt nghiệp rờng đại học XâY DNG
Nhờ có khớp cầu (5) mà bàn ủi có thế quay trong mặt phắng nằm ngang một góc
thờng là khoảng 45
0
ữ
60
0
. Đó chính là u điểm của máy ủi vạn năng so với máy ủi th-
ờng .
IV, Hệ thống điều khiến .
Hiện nay , máy ủi thờng sứ dụng hai hệ thống điều khiến sau :
Hệ thống điều khiển bằng thuỷ lực
Hệ thống điều khiển bằng cáp
Trong đó , hệ thống điều khiển bằng thuỷ lực có nhiều u điểm hơn hệ thống điều
khiển bằng cáp nh là :
- Truyền động đợc lực lớn
- Làm việc êm , 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 thiết 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 thiết bị ủi trong quá trình ấn sâu bàn ủi xuống
đât còn phơng pháp điều khiển bằng cáp thì không có .
Song sử dụng hệ thống điều khiển bằng thuỷ lực nó cũng có những nhợc điểm so
3600
(2.I - 1)
B = [
tg
qs
KL
t
v
L
nQ
c
..
).(.
3600
+
+
].
sin
1
(2.I -
2)
Trong đó :
B : Chiều rộng bàn ủi
c : chiều rộng bàn ủi trùng lên nhau giữa 2 lần san
tg
= 0,8
: Góc tạo bới bàn ủi và trục dọc máy , = 60
0
Nguyễn Công Thắng lớp 46 kg khoa Cơ khí xây dựng
12
Đồ án tốt nghiệp rờng đại học XâY DNG
B = [
80703600
10
1
70
22345
40
,..
).(.
,
+
+
].
60
1
sin
= 3,55 m
B = 3,55 m
II, Tính chiều cao bàn ủi .
Từ chiều chiều rộng bàn ủi ta có thế suy ra chiều cao của bàn ủi theo công thức
- 0,5.T
Giải phơng trình trên ta đợc nghiệm T
135 KN
Vậy , ta chọn máy kéo cơ sở là T100 .
Một số đặc tình kỷ thuật của máy kéo cơ sở T100 .
- Công suất của động cơ : 74 KW
- Lực kéo danh nghĩa : 100 KN
- Tốc độ (Km/h) : + Tốc độ tiến : 2,36 ; 3,78 ; 46,51 ; 6,54 ; 10,15
+ Tốc độ lùi : 2,79 ; 3,46 ; 46,46 ; 5,34 ; 7,16
- Kích thớc bao : + Chiều dài : 4313 mm
Nguyễn Công Thắng lớp 46 kg khoa Cơ khí xây dựng
13
Đồ án tốt nghiệp rờng đại học XâY DNG
+ Chiều rộng : 2460 mm
+ Chiều cao : 3059 mm
- Khối lợng : 12,1 t
P hần II
Thiết kể thiết 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 G
m
Theo kinh nghiệm G
m
= 1,2 . G
0
ữ
55
0
, chọn
= 50
0
- Góc nghiêng bàn ủi
= 75
0
- Góc lật
= 60
0
ữ
75
0
, chọn
=70
0
- Góc đặt của tấm chắn phía trên
1
= 90
0
ữ
ữ
12
0
, Chọn
= 10
0
b, Các thông số hình học của bàn ủi .
- Kiếm tra chiều rộng B theo công thức kinh nghiệm sau :
Với bàn ủi quay ta có : B =
sin
b
+ (700
ữ
900) mm (3.I - 3)
b: Chiều rộng bao của máy kéo cơ sở , b = 2460 mm
B =
0
60
2460
sin
+ (700
ữ
900) mm
: Góc cắt đất
= 50
0
: Góc lật của bàn ủi
Máy ủi vạn năng
=70
0
ữ
75
0
, chọn
=75
0
Thay các giả trị trên vào (3.I - 4) ta có :
R =
+
7550
502001000
CosCos
Sin.
= 939 mm
II, Tính toán kéo máy ủi .
Trong khi đào và chuyển đất,máy ủi muốn di chuyển đợc thi phải thoả mãn điều kiện
đ
h
1
2
1
1
Hình 3.II - 1 : Xác định lực cản tác dụng lên bàn ủi
W
1
= k .B . h
1
. Sin
(3.II - 1)
k : Lực cản riêng
Với
= 55
0
, đất cấp III ta có k = 110
ữ
170 KN/m
2
(trang 205 - 1)
chọn k = 120 KN/m
2
B : Chiều rộng bàn ủi , B = 3,55 m
: Góc quay bàn ủi trong mặt phắng ngang
tg
BH
T
.2
.
2
(3.II - 3)
H
T
: chiều cao bàn ủi kể cả tấm chắn phía trên
H
T
= H + H
1
(3.II - 4)
H
1
: Chiều cao tấm chắn , thờng chọn H
1
= (0.15 ữ0.25). H
(Trang 200 - 2)
Chọn H
1
= 0,2 . H = 0,2 . 1000 = 200 mm = 0,2 m
H
T
= 1,0 + 0,2 = 1,2 m
V =
0
2
452
55321
Tg.
,.,
= 2,3 m
3
thay vào (3.II - 2) có :
h
1
=
553
32060
,
,.,
= 0,04 m thay vào (3.II - 1) có :
W
1
= 110 . 3,55 . 0,04 . sin60
0
= 13,5 KN
b,
Xác định lực cản di chuyển khối đất lăn trớc bàn ủi
(W
2
)
W
: Hệ số ma sát giữa đất và đất
Đất cấp III có
2
= 0,7
ữ
0,8 (Bảng 1.II.4 - 1) , lấy
2
= 0,7
Thay các giả trị vào (3.II - 5)
W
2
= 2,3 . 17,5 . 0,7 . sin 60
0
= 21,7 KN c, Xác định lực cản di chuyển khối đất cuộn lên phía trên bàn ủi.
đ
3
đ
đ
1
đ
2
3
ms
=
1
. G
đ
.
2
(3.II - 7)
1
: Hê số ma sát giữa thép và đất
Đất cấp III có :
1
= 0,5
ữ
0,6 (bảng 1.II.4 - 1) , lấy
1
= 0,5
G
đ
: TRọng lợng khối đất trớc bàn ủi
G
đ
= V.
Sin
(3.II - 8)
W
3
= F
''
ms
. cos
(3.II - 9)
: Góc cắt đất ,
= 50
0
: Góc nghiêng bàn ủi trong mặt phắng ngang
= 60
0
Thay vào các giả trị vào (3.II - 8) và (3.II - 9) có : W
) .
W
4
= G
m
. (f
i) (3.II - 10)
G
m
: Trọng lợng máy ủi , G
m
= 145,2 KN
f: Hệ số cản lăn
Máy ủi bánh xích , xem đát khô có f = 0,10
ữ
0,12 ( Trang 207 - 1)
Chọn f = 0,11
i : Độ độ dốc của bề mặt làm việc , i = 10
0
/
0
= 0,10
Ta xét trờng hợp lên dốc (Lấy dấu +)
W
4
= 145,2 .(0,11 + 0,10) = 30,5 KN
e, Xác định lực cản ma sát giữa dao cắt bàn ủi và đất (W
= 500 KN/m
2
x : Chiều rộng mòn cùn của dao cắt , thờng x = 1,0
ữ
1,5 cm
(Trang 203 - 1) , lấy x = 1,0 cm = 0,01 m
R
2
= 500 . 0,01 . 3,55 = 17,7 KN
W
5
= 0,5.(17,7 + 24,2) = 20,9 KN
Vậy , tống các lực cản tác dụng lên máy ủi là :
W
= W
1
+ W
2
+ W
3
+ W
4
+ W
5
m
. cos . k
ođ
G
m
: Trọng lợng máy ủi , G
m
= 145,2 KN
: Góc nghiêng bề mặt làm việc , = arctgi = arctg 0,1 = 5,7
0
( độ dốc làm việc i = 10
0
0
)
k
ođ
: Hệ số kể đến sự phân bổ trọng lợng ra các bánh chủ động
Máy ủi bánh xích k
ođ
= 1
G
b
= 145,2 . cos 5,7
0
= 144,5 KN
P
: Lực kéo tiếp tuyến , P
K
=
W
= 98,8 KN = 98800 N
v : Vận tốc của máy khi làm việc , thờng là vận tốc số 1 của máy
v = 2,36 km/h = 0,6 m/s
: Hiệu suất truyền động của máy ,
= 0,8
ữ
0,9
= 0,9
N
dc
=
901000
6098800
,.
,.
= 65,9 KW
Ta thấy N
dc
= 65,9 KW < N
đc
c
: Phản lực tại khớp liên kết bản lề và máy,nó phân ra hai thành phần Z
c
và X
c
Z
c
: Theo phơng thắng đứng , X
c
: Theo phơng ngang
2
P
P
P
1
G
tb
S
C
C
Z
P
C
C
X
3
P
P
P
1
G
. l
0
- R
2
. l + R
1
. m = 0
min
TB
G
=
0
12
l
mRlR ..
(3.III - 1)
2
R
R
1
C
tb
G
0
m
Hình 3.III - 2 : Sơ dồ xác định trọng lợng thiết bị ủi
Nguyễn Công Thắng lớp 46 kg khoa Cơ khí xây dựng
R
1
=
1
. R
2
1
: Hệ số ma sát giữa thép và đất
Đất cấp III có :
1
= 0,5
ữ
0,6 (bảng 1.II.4 - 1) , lấy
1
= 0,5
R
1
= 0,5 . 17,7 = 7,8 KN
l : Khoảng cách từ R
2
tới C , l = 3,4 m (theo lý thuyết máy đồng dạng)
l
0
: Khoảng cách từ G
TB
min
TB
G
= 0,90 . 25,7 = 23,5 KN
Nh vậy , ta lấy G
TB 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 P
1
, P
2
, P
3
đợc
biểu diễn nh hình vẽ (hình 3.III - 1).
Nguyễn Công Thắng lớp 46 kg khoa Cơ khí xây dựng
25
Copyright: Tài liệu đại học ©