Giáo trình Máy xây dựng
1.1. Ý nghĩa vấn đề cơ giới hoá và tình hình trang bị máy xây dựng ở Việt Nam
Trong thi công xây dựng các công trình công nghiệp, đường sá, cầu cống,
sân bay, hải cảng hoặc đê đập việc nâng cao năng lực và hiệu quả sử dụng các
trang thiết bị và phương tiện cơ giới đóng vai trò rất quan trọng trong việc nâng
cao chất lượng công trình, đẩy nhanh tiến độ thi công, nâng cao năng suất, đem lại
hiệu quả kinh tế và cải thiện điều kiện làm việc cho người lao động.
Trong những năm vừa qua, nước ta đã nhập và chế tạo thêm nhiều thiết bị
máy móc với chủng loại khác nhau, tỷ lệ trang bị phương tiện cơ giới và khối
lượng khai thác tương đương với nhiều nước trong khu vực. Tính cho đến nay cả
nước có khoảng 50.000 máy móc xây dựng, tập trung chủ yếu ở 3 Bộ lớn: Bộ xây
dựng, Bộ giao thông, Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn ngoài ra còn có ở Bộ
Quốc phòng và các đơn vị thi công chuyên ngành đường sắt và các cảng.
Các máy xây dựng chủ yếu là nhập ngoại từ các nước XHCN cũ, TBCN
thông qua các nguồn viện trợ cho nhiều hạng mục công trình nên rất đa dạng về
chủng loại.
Từ năm 1997 đến nay do nhu cầu xây dựng ngày càng lớn mà có nhiều công
nghệ thi công mới đã được thâm nhập vào nước ta; vì vậy ngoài các máy truyền
thống như máy ủi, máy đào, máy san, máy gia công đá chúng ta còn có nhiều
các loại máy thi công chuyên dùng thế hệ mới như các trạm trộn bê tông nhựa
nóng (BTNN), máy rải thảm mặt đường, máy khoan cọc nhồi, các thiết bị lao lắp
và đúc dầm phục vụ công tác thi công cầu .
Trong lực lượng các máy xây dựng và xếp dỡ hiện đang khai thác ở nước ta
có những máy hiện đại, có công suất lớn được sử dụng để khai thác các công trình
tập trung cỡ lớn như công trình xây dựng các nhà máy thuỷ điện, thuỷ lợi, các khu
công nghiệp, các cầu, cảng .ví dụ, chúng ta đã có máy ủi vạn năng công suất
410, 620 mã lực như máy D355A và D455A của hãng KIMATSU Nhật Bản, máy
đào 1 gầu dung tích lớn hơn 1m3 của hãng CATERPILLER, Đức, Hàn
Quốc Trong lĩnh vực xây dựng cầu ngày nay chúng ta cũng đã được trang bị các
thiết bị để thi công theo công nghệ mới hiện đại: dàn xe đúc hẫng Mỹ, Italia, xe
lao dầm 33m, các loại cần trục nổi, cần trục bánh xích có tải nâng từ 50 – 80 tấn
trạm trộn bêtông xi măng năng suất 30 – 200m3/h, máy bơm bêtông năng suất 50 –
60m3/h .
1.2. Công dụng, phân loại tổng thể máy xây dựng
Máy xây dựng là danh từ chung chỉ các máy và thiết bị phục vụ cho công tác
xây dựng cơ bản: dân dụng, công nghiệp, giao thông vận tải, cảng, thuỷ lợi. Do
vậy Máy xây dựng có rất nhiều chủng loại và cũng rất đa dạng. Để thuận tiện cho
việc nghiên cưú, lựa chọn và ứng dụng trong thi công các công trình, người ta phân
loại Máy xây dựng theo tính chất công việc hay công dụng mà phân chia thành các
nhóm sau :
a, Tổ máy phát lực: Để cung cấp động lực cho các máy khác làm việc,
thường là những tổ máy Diezel, Điện, Nén khív.v. Các tổ máy này lại do động cơ
đốt trong hoặc động cơ điện cung cấp năng lượng .
b, Máy vận chuyển: Để vận chuyển vật liệu và hàng hoá người ta phân ra :7
- Máy vận chuyển ngang: hướng vận chuyển song song với mặt đất, di
chuyển trên đường bộ, đường sắt, đường thuỷ, đường không .
- Máy vận chuyển theo phương đứng hay lên cao còn gọi là máy nâng
chuyển: kích, tời, palăng, thang tải, cần trục, cổng trục.
- Máy vận chuyển liên tục: hướng vận chuyển có thể ngang, nghiêng, thẳng
đứng nhưng đặc điểm là được vận chuyển thành một dòng liên tục: băng tải, gầu
tải, vít tải.
c, Máy làm đất: gồm các loại máy phục vụ cho công việc thi công khai thác
đất, đá, than, quặng như: máy đào đất, máy đào - chuyển, máy đầm đất .
d, Máy gia công đá: phục vụ cho việc nghiền, sàng phân loại và rửa đá, sỏi,
quặng, cát .
e, Máy phục vụ cho công tác bêtông và bêtông cốt thép: phục vụ việc trộn,
vận chuyển bêtông và đầm bêtông
g, Máy gia công sắt thép: phcụ vụ cho việc cắt, uốn, kéo, hàn cốt thép.
h, Máy gia cố nền móng: gồm các loại máy đóng cọc, ép cọc, khoan cọc
nhồi, cắm bấc thấm .
i, Các máy và thiết bị chuyên dùng cho công tác thi công đường bộ, đường
sắt và công trình cầu: như máy đặt ray, máy rải thảm, máy thi công lao lắp cầu .
j, Máy và thiết bị chuyên dùng cho từng ngành: như máy hoàn thiện, máy
cắt mối bêtông, máy sản suất gạch, ngói, xi măng.
Ngoài các cách phân loại như trên, người ta còn phân loại Máy xây dựng
theo nguồn động lực (máy dẫn động bằng động cơ đốt trong, điện, thuỷ lực.); theo
hình thức bộ di chuyển (bánh lốp, bánh xích, bánh sắt.); theo phương pháp điều
khiển bộ công tác (cơ khí, thuỷ lực, khí nén, điện từ ) .
Du dưới hình thức nào, yêu cầu chung đối với MXD cũng cần phải đáp ứng
được một số yêu cầu chính sau:
+ Về năng lượng: động cơ cần có công suất hợp lý, tuổi thọ cao.
+ Về kết cấu và công nghệ: máy phải có kích thước nhỏ, gọn, dễ di chuyển
và thi công trong mọi địa hình, có công nghệ chế tạo tiên tiến.
+ Về khai thác: đảm bảo được năng suất và chất lượng trong các điều kiện
nhất định, có khả năng làm việc cùng máy khác; việc bảo dưỡng, sửa chữa không
quá phức tạp.
+ Phải có tính cơ động cao, năng lực thông qua lớn, dễ điều khiển, tháo lắp
và vận chuyển; sử dụng an toàn, dễ tự động hoá quá trình điều khiển.
+ Không gây ô nhiễm môi trường và vùng dân cư lân cận.
+ Về kinh tế: có giá thành đơn vị sản phẩm thấp, năng suất cao, chất lượng
tốt.
Tóm tắt nội dung tài liệu: Giáo trình Máy xây dựng
3 Mục lục LỜI NÓI ĐẦU 4 MỞ ĐẦU 5 Chương 1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG 6 1.1 ý nghĩa vấn đề cơ giới hoá và tình hình trang bị MXD ở Việt Nam 6 1.2 Công dụng, phân loại tổng thể máy xây dựng 6 1.3 Các hệ thống cơ bản của máy xây dựng 7 1.4 Các thông số cơ bản của máy xây dựng 21 Chương 2 MÁY NÂNG – VẬN CHUYỂN 23 2.1 Công dụng - Phân loại 23 2.2 Các thiết bị nâng đơn giản 24 2.3 Các loại máy trục 28 2.4 Qui phạm về an toàn trong sử dụng máy nâng 32 Chương 3 MÁY LÀM ĐẤT 34 3.1 Ý nghĩa của công tác làm đất và phân loại máy làm đất 34 3.2 Tính chất cơ lý của đất - khái niệm về lực cản khi đào và cắt 34 3.3 Máy xúc một gầu 36 3.4 Máy đào chuyển đất 39 3.5 Máy đầm đất 46 Chương 4 MÁY VÀ THIẾT BỊ GIA CỐ NỀN MÓNG 51 4.1 Khái niệm chung về máy đóng cọc 51 4.2 Búa đóng cọc Diezel 52 4.3 Máy khoan cọc nhồi 55 4.4 Máy cắm bấc thấm 58 Chương 5 MÁY VÀ THIẾT BỊ SẢN SUẤT VẬT LIỆU 61 5.1 Máy và thiết bị gia công đá 61 5.2 Máy và thiết bị sản xuất bêtông ximăng 62 Chương 6 MÁY VÀ THIẾT BỊ LÀM ĐƯỜNG 67 6.1 Khái niệm và phân loại 67 6.2 Máy rải bêtông nhựa 67 6.3 Trạm trộn bêtông nhựa nóng 69 Chương 7 KHÁI QUÁT VỀ SỬ DỤNG VÀ AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG KHI SỬ DỤNG MÁY XÂY DỰNG 73 7.1 Phương pháp xác định nhu cầu xe máy 73 7.2 An toàn lao động trong sử dụng máy xây dựng 74 7.3 Hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của việc sử dụng máy xây dựng 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 4 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay trong cơ chế mở cửa, ngành xây dựng ở nước ta đã và đang được các nước trên thế giới Liên doanh xây dựng các công trình, với qui mô, chất lượng ngày càng cao. Hiện nay ở nước ta đã và đang áp dụng nhiều công nghệ mới và sử dụng thiết bị thi công tiên tiến của nhiều nước trên thế giới với nhiều chủng loại hết sức đa dạng và phong phú. Để đáp ứng nhu cầu học tập cho học viên đạt hiệu quả cao hơn. Chúng tôi có dịp nâng cấp cuốn giáo trình này trên cơ sở có sửa chữa và bổ sung nhiều vấn đề mới . Giáo trình "Máy xây dựng" được biên soạn theo nội dung, chương trình đã được duyệt. Nhằm giới thiệu các khái niệm cơ bản về chi tiết máy, về cấu tạo, nguyên lý làm việc của các loại máy xây dựng thường được sử dụng trong thi công cầu đường. Sách còn giới thiệu về phạm vi sử dụng, ưu, khuyết điểm chính của các chi tiết và một số cơ cấu chính của các máy thông thường, các phép tính cơ bản trong việc tính toán năng suất máy...đồng thời cũng trình bày một số vấn đề chung về bảo dưỡng, sửa chữa máy và qui tắc an toàn trong sử dụng máy. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn hội đồng thẩm định, các đồng nghiệp cùng các bạn đọc có liên quan đến ngành máy xây dựng đã đọc và góp ý kiến cho bản thảo nhằm nâng cao chất lượng biên soạn. Vì trình độ hiểu biết có hạn, kinh nghiệm viết và trình bày một giáo trình còn chưa nhiều, nên trong quá trình biên soạn và in ấn tài liệu chắc chắn sẽ còn có thiếu sót. Chúng tôi mong được sự góp ý, xây dựng của các đồng nghiệp và bạn đọc gần xa để cuốn giáo trình được hoàn thiện hơn. TÁC GIẢ MỞ ĐẦU 5 Máy xây dựng là danh từ chung chỉ các máy và thiết bị phục vụ cho công tác xây dựng cơ bản: dân dụng, công nghiệp, giao thông vận tải, thuỷ lợi... 1 - Lịch sử phát triển Từ đầu thế kỷ XIX khi động cơ hơi nước ra đời đồng thời cũng xuất hiện máy móc xây dựng . - Năm 1812 đã xuất hiện máy nạo vét lòng sông - Năm 1836 máy xúc có dung tích gầu q = 1.14m3 và năng suất (30 40) m3/h ra đời . Tiếp theo là máy trộn bêtông, thang máy...chạy bằng động cơ hơi nước được sản xuất. Khi động cơ đốt trong, động cơ điện, khí nén...được chế tạo thì máy móc xây dựng cũng được hoàn thiện theo và đạt tới trình độ hoàn hảo. Ở nước ta, từ chỗ chỉ có vài chục máy lu hơi nước và máy trộn bêtông do Pháp để lại từ 1954, đến nay lực lượng máy xây dựng trong toàn quốc đã có khoảng 100 nghìn máy và thiết bị các loại. Các máy xây dựng này chủ yếu được trang bị cho các nghành thuộc Bộ xây dựng, Bộ giao thông vận tải và Bộ thuỷ lợi, số còn lại nằm rải rác trong các nghành kinh tế khác. 2 - Nội dung chương trình Đối với học viên ngành xây dựng Cầu - Đường nói riêng và học viên các ngành không chuyên nói chung. Môn học máy xây dựng cung cấp những kiến thức cơ bản về nguyên lý, cấu tạo, các đặc tính kỹ thuật chủ yếu, các tính năng tác dụng, phạm vi ứng dụng của các loại máy xây dựng. Đồng thời biết tính toán một số thông số cơ bản như năng suất, công suất, biết quản lý, chăm sóc sơ bộ một số loại máy xây dựng. Vì vậy trong giáo trình này trình bày 7 chương cơ bản. Chương 1: Trong chương này ta chỉ nghiên cứu các khái niệm chung về máy xây dựng, đồng thời nêu lên các cách phân loại máy xây dựng. Chương 2, 3, 4, 5, 6, 7: ở các chương này ta tìm hiểu các loại máy xây dựng mà chúng ta thường gặp khi thi công Cầu - Đường. Tìm hiểu về nguyên lý, cấu tạo, khả năng sử dụng, phạm vi ứng dụng của chúng vào các công việc khác nhau trong xây dựng Cầu - Đường. Hiểu biết sơ bộ về kỹ thuật bảo dưỡng, an toàn trong sử dụng máy xây dựng. Chương 1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG 6 1.1. Ý nghĩa vấn đề cơ giới hoá và tình hình trang bị máy xây dựng ở Việt Nam Trong thi công xây dựng các công trình công nghiệp, đường sá, cầu cống, sân bay, hải cảng hoặc đê đậpviệc nâng cao năng lực và hiệu quả sử dụng các trang thiết bị và phương tiện cơ giới đóng vai trò rất quan trọng trong việc nâng cao chất lượng công trình, đẩy nhanh tiến độ thi công, nâng cao năng suất, đem lại hiệu quả kinh tế và cải thiện điều kiện làm việc cho người lao động. Trong những năm vừa qua, nước ta đã nhập và chế tạo thêm nhiều thiết bị máy móc với chủng loại khác nhau, tỷ lệ trang bị phương tiện cơ giới và khối lượng khai thác tương đương với nhiều nước trong khu vực. Tính cho đến nay cả nước có khoảng 50.000 máy móc xây dựng, tập trung chủ yếu ở 3 Bộ lớn: Bộ xây dựng, Bộ giao thông, Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn ngoài ra còn có ở Bộ Quốc phòng và các đơn vị thi công chuyên ngành đường sắt và các cảng. Các máy xây dựng chủ yếu là nhập ngoại từ các nước XHCN cũ, TBCN thông qua các nguồn viện trợ cho nhiều hạng mục công trình nên rất đa dạng về chủng loại. Từ năm 1997 đến nay do nhu cầu xây dựng ngày càng lớn mà có nhiều công nghệ thi công mới đã được thâm nhập vào nước ta; vì vậy ngoài các máy truyền thống như máy ủi, máy đào, máy san, máy gia công đáchúng ta còn có nhiều các loại máy thi công chuyên dùng thế hệ mới như các trạm trộn bê tông nhựa nóng (BTNN), máy rải thảm mặt đường, máy khoan cọc nhồi, các thiết bị lao lắp và đúc dầm phục vụ công tác thi công cầu. Trong lực lượng các máy xây dựng và xếp dỡ hiện đang khai thác ở nước ta có những máy hiện đại, có công suất lớn được sử dụng để khai thác các công trình tập trung cỡ lớn như công trình xây dựng các nhà máy thuỷ điện, thuỷ lợi, các khu công nghiệp, các cầu, cảng.ví dụ, chúng ta đã có máy ủi vạn năng công suất 410, 620 mã lực như máy D355A và D455A của hãng KIMATSU Nhật Bản, máy đào 1 gầu dung tích lớn hơn 1m3 của hãng CATERPILLER, Đức, Hàn QuốcTrong lĩnh vực xây dựng cầu ngày nay chúng ta cũng đã được trang bị các thiết bị để thi công theo công nghệ mới hiện đại: dàn xe đúc hẫng Mỹ, Italia, xe lao dầm 33m, các loại cần trục nổi, cần trục bánh xích có tải nâng từ 50 – 80 tấn trạm trộn bêtông xi măng năng suất 30 – 200m3/h, máy bơm bêtông năng suất 50 – 60m3/h. 1.2. Công dụng, phân loại tổng thể máy xây dựng Máy xây dựng là danh từ chung chỉ các máy và thiết bị phục vụ cho công tác xây dựng cơ bản: dân dụng, công nghiệp, giao thông vận tải, cảng, thuỷ lợi.... Do vậy Máy xây dựng có rất nhiều chủng loại và cũng rất đa dạng. Để thuận tiện cho việc nghiên cưú, lựa chọn và ứng dụng trong thi công các công trình, người ta phân loại Máy xây dựng theo tính chất công việc hay công dụng mà phân chia thành các nhóm sau : a, Tổ máy phát lực: Để cung cấp động lực cho các máy khác làm việc, thường là những tổ máy Diezel, Điện, Nén khív..v.. Các tổ máy này lại do động cơ đốt trong hoặc động cơ điện cung cấp năng lượng . b, Máy vận chuyển: Để vận chuyển vật liệu và hàng hoá người ta phân ra : 7 - Máy vận chuyển ngang: hướng vận chuyển song song với mặt đất, di chuyển trên đường bộ, đường sắt, đường thuỷ, đường không . - Máy vận chuyển theo phương đứng hay lên cao còn gọi là máy nâng chuyển: kích, tời, palăng, thang tải, cần trục, cổng trục.... - Máy vận chuyển liên tục: hướng vận chuyển có thể ngang, nghiêng, thẳng đứng nhưng đặc điểm là được vận chuyển thành một dòng liên tục: băng tải, gầu tải, vít tải.... c, Máy làm đất: gồm các loại máy phục vụ cho công việc thi công khai thác đất, đá, than, quặng như: máy đào đất, máy đào - chuyển, máy đầm đất ... d, Máy gia công đá: phục vụ cho việc nghiền, sàng phân loại và rửa đá, sỏi, quặng, cát . e, Máy phục vụ cho công tác bêtông và bêtông cốt thép: phục vụ việc trộn, vận chuyển bêtông và đầm bêtông g, Máy gia công sắt thép: phcụ vụ cho việc cắt, uốn, kéo, hàn cốt thép. h, Máy gia cố nền móng: gồm các loại máy đóng cọc, ép cọc, khoan cọc nhồi, cắm bấc thấm ... i, Các máy và thiết bị chuyên dùng cho công tác thi công đường bộ, đường sắt và công trình cầu: như máy đặt ray, máy rải thảm, máy thi công lao lắp cầu. j, Máy và thiết bị chuyên dùng cho từng ngành: như máy hoàn thiện, máy cắt mối bêtông, máy sản suất gạch, ngói, xi măng.... Ngoài các cách phân loại như trên, người ta còn phân loại Máy xây dựng theo nguồn động lực (máy dẫn động bằng động cơ đốt trong, điện, thuỷ lực...); theo hình thức bộ di chuyển (bánh lốp, bánh xích, bánh sắt...); theo phương pháp điều khiển bộ công tác (cơ khí, thuỷ lực, khí nén, điện từ ) . Du dưới hình thức nào, yêu cầu chung đối với MXD cũng cần phải đáp ứng được một số yêu cầu chính sau: + Về năng lượng: động cơ cần có công suất hợp lý, tuổi thọ cao. + Về kết cấu và công nghệ: máy phải có kích thước nhỏ, gọn, dễ di chuyển và thi công trong mọi địa hình, có công nghệ chế tạo tiên tiến. + Về khai thác: đảm bảo được năng suất và chất lượng trong các điều kiện nhất định, có khả năng làm việc cùng máy khác; việc bảo dưỡng, sửa chữa không quá phức tạp. + Phải có tính cơ động cao, năng lực thông qua lớn, dễ điều khiển, tháo lắp và vận chuyển; sử dụng an toàn, dễ tự động hoá quá trình điều khiển. + Không gây ô nhiễm môi trường và vùng dân cư lân cận. + Về kinh tế: có giá thành đơn vị sản phẩm thấp, năng suất cao, chất lượng tốt. 1.3. Các hệ thống cơ bản của máy xây dựng. Mỗi máy xây dựng được coi là một hệ thống mà nó bao gồm các bộ phận chính sau: 1- Thiết bị động lực 2- Hệ thống truyền động 3- Cơ cấu công tác 4- Hệ thống di chuyển 8 5- Cơ cấu quay 6- Hệ thống điều khiển 7- Khung và vỏ máy 8- Các thiết bị phụ: như thiết bị an toàn, chiếu sáng, tín hiệu Ngày nay trên các máy xây dựng hiện đại còn lắp cả thiết bị vi tính để xử lý số liệu và điều khiển tự động quá trình làm việc của máy. Tuỳ theo chức năng và yêu cầu công tác mà một máy có thể có đầy đủ các bộ các bộ phận nói trên hoặc chỉ có một vài bộ phận, trong đó các bộ phận của máy thường được thể hiện trên ''Sơ đồ cấu tạo'' nhằm giới thiệu về kết cấu của máy và trên các “ Sơ đồ động học” thẻ hiện mối liên hệ giữa các phần tử của hệ dẫn động máy mà chúng ta sẽ đề cập ở các phần cụ thể. 1.3.1. Thiết bị động lực - Thiết bị động lực ta hiểu là động cơ ban đầu trong máy, từ đó rút ra nguồn năng lượng cho máy hoạt động. Động lực dùng cho máy xây dựng có thể ở dạng: + Máy nổ (động cơ đốt trong). + Máy điện (động cơ điện). + Động lực phối hợp, thường là điezel-máy điện hoặc điezel-máy thuỷ lực. 1 - Động cơ đốt trong a, Khái niệm chung: Là một loại động cơ nhiệt, trong đó quá trình cháy của nhiên liệu, quá trình toả nhiệt và quá trình biến đổi một phần nhiệt năng này thành cơ năng được tiến hành ngay trong xi lanh động cơ. b, Phân loại: Động cơ đốt trong có nhiều loại song căn cứ vào một số đặc điểm người ta phân loại để dễ nhận biết trong quá trình sử dụng: - Căn cứ vào nhiên liệu sử dụng: xăng, điêzel - Căn cứ vào chu trình công tác: 2 kỳ, 4 kỳ. c , Cấu tạo chung của động cơ đốt trong: Gồm: Cơ cấu trục khuỷu - thanh truyền, cơ cấu phối khí, hệ thống nhiên liệu, hệ thống đánh lửa (chỉ có ở động cơ xăng ), hệ thống làm mát, hệ thống bôi trơn, hệ thống khởi động. d, Nguyên lý làm việc của động cơ 4 kỳ: - Kỳ ( thì ): Một phần chu trình công tác sảy ra khi Piston chuyển động từ điểm chết này tới điểm chết khác gọi là một kỳ. - Động cơ 4 kỳ: Là loại động cơ mà chu trình công tác của nó được hoàn thành sau 4 hành trình của Piston ứng với 2 vòng quay của trục khuỷu. e , Nguyên lý làm việc của động cơ xăng 4 kỳ : - Kỳ nạp: Piston đi từ điểm chết trên đến điểm chết dưới xupáp nạp mở ra xupáp thải đóng lại; do Piston đi xuống nên áp suất trong xi lanh giảm (có độ chân không nhất định) do đó hỗn hợp cháy (không khí và nhiên liệu) từ bộ chế hoà khí đi vào xi lanh động cơ. Kết thúc quá trình nạp áp suất trong xi lanh vẫn nhỏ hơn áp suất khí trời. Do sự cản trở của bầu lọc không khí và đường ống nạp. Cụ thể Pc=(0.85-0.95)P0 (điêzel ); (Pc - áp suất trong xilanh động cơ) Pc=(0.7-0.9)P0 (xăng ); (P0 - áp suất khí trời) 9 3 4 5 6 78 9 10 1 2 Đ CD ĐCT Hình 1.1: Sơ đồ cấu tạo của động cơ xăng 4 kỳ 1- Buzi; 2- Xupáp xả; 3- Nắp máy; 4- Piston; 5- Xilanh 6- Thanh truyền; 7- Trục khuỷu; 8- Các te dầu; 9- Xéc măng; 10- Xupáp nạp - Kỳ nén và bắt đầu cháy: Piston chuyển động từ điểm chết dưới lên điểm chết trên ở kỳ này cả 2 xupáp đều đóng nên áp suất và nhiệt độ của hỗn hợp tăng rất nhanh đến cuối kỳ nén khi Piston lên gần đến điểm chết trên thì Buzi (nến điện) bật tia lửa điện, thực chất là: chỉ tạo ra các tâm cháy cho giai đoạn sau cháy mãnh liệt hơn. - Kỳ cháy giãn nở sinh công: Piston chuyển động từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới lúc này trong xi lanh do hỗn hợp công tác bị cháy sinh ra áp suất và nhiệt độ rất cao, áp suất này tác dụng lên đỉnh Piston sinh ra lực lớn đẩy Piston xuống điểm chết dưới nghĩa là sinh công có ích . - Kỳ thải: Xupáp thải mở ra do có sự chênh lệch áp suất giữa xi lanh và đường ống thải nên khí thải thoát ra ngoài xi lanh với tốc độ lớn (600m/s) phần lớn khí thải được thải ra ở thời điểm này (60-70%). Khi Piston chuyển từ điểm chết dưới lên điểm chết trên nó đẩy nốt sản phẩm cháy ra ngoài để thải sạch hơn . Nhận xét: Có thời điểm cả 2 xupáp đều mở góc đó gọi là góc trùng điệp. Kết thúc quá trình thải coi như một chu trình công tác đã hoàn thành và chu trình mới lại bắt đầu. f , Nguyên lý làm việc của động cơ Diezel 4 kỳ : Về nguyên lý cơ bản cũng giống động cơ xăng 4 kỳ. Sự khác nhau cơ bản của nó là hình thành hỗn hợp cháy và cách đốt cháy hỗn hợp. - Ở kỳ nạp: khí nạp là không khí được lọc sạch Piston nén không khí với tỷ số nén lớn ( = 12-22) làm cho áp suất và nhiệt độ không khí tăng cao. 10 - Ở cuối kỳ nén nhiên liệu được phun vào xi lanh dưới áp suất cao (>100KG/cm2) lúc này sự hình thành hỗn hợp cháy xảy ra ngay trong xi lanh động cơ, cuối kỳ nén do nhiệt độ của hỗn hợp cháy lớn hơn nhiệt độ tự bốc cháy của ... u này tang đến đầu kia tang sấy. sẽ di vào thiết bị thu bụi 5, 2 và thiết bị lọc bụi 3 trước khi ra ngoài không khí. Vật liệu đá dăm các cỡ và cát sau khi được rang nóng đến nhiệt độ 200-2200 sẽ theo băng gầu nóng 7 đưa vào máy sàng 8. Tại đây , máy sàng sẽ phân ra ba cỡ hạt. Mỗi cỡ hạt sẽ được rơi xuống một ngăn tương ứng của thùng chứa, bột đá được chuyển từ kho chứa 12 đến một ngăn riêng của thùng chứa nhờ băng gầu 11. Tại đó các hôn hợp vật liệu được cân đong theo đúng tỷ lệ thiết kế của hỗn hợp bêtông nhựa (sai số cho phép < 3% trọng lượng) và được đưa vào máy trộn. Nhựa được đun nóng đến nhiệt độ thi công (160-180) ở thiết bị nấu nhựa 13 sẽ được bơm vào máy trộn (qua thiết bị cân đong). Hỗn hợp đá, bột đá, cát, nhựa (hoặc có thêm phụ gia) sau khi đã được trộn đều (60-180s) sẽ được tháo từ đáy máy trộn trực tiếp vào thùng ôtô tự đổ hoặc vào thùng dự trữ. Nhiệt độ của hỗn hợp sau khi trộn xong phải đạt như trong bảng (6.1) Nhiệt độ hỗn hợp theo 0C LOẠI NHỰA Không có chất phụ gia hoạt tính bề mặt Có chất phụ gia làm hoạt tính bề mặt Từ dầu mỏ - 90/130 Từ dầu mỏ - 60/90 140-160 120-140 75 Từ dầu mỏ - 40/60 Từ dầu mỏ - 200/300 110-130 100-120 Từ dầu mỏ - 130/200 Nhựa lỏng đông đặc vừa 80-100 80-100 3 - Năng suất trạm trộn Năng suất trạm trộn được tính theo công thức: Q = F h n n t n. . . . 1 2 , t/h trong đó : F - diện tích cần rải thảm, m2 h - chiều dày thảm, m n - trọng lượng riêng hỗn hợp nóng = 2.2 – 2.35 t/m3 n1 - số ngày định rải thảm, ngày n2 - tỷ số ngày làm việc trong tháng, ngày/30. t - số giờ làm việc thực tế trong ngày, h . Sau khi tính toán Q được làm tròn phù hợp với năng suất của trạm có năng suất gần nhất. Câu hỏi ôn tập chương 6 1 - Nêu cấu tạo, nguyên lý và cách tính năng suất của máy rải bêtông nhựa. 2 - Nêu quá trình công nghệ sản xuất bêtông nhựa . Chương 7 KHÁI QUÁT VỀ SỬ DỤNG VÀ AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG SỬ DỤNG MÁY XÂY DỰNG 7.1 - Phương pháp xác định nhu cầu xe máy Trong điều kiện thi công hiện đại đặc trưng là mức độ cơ giới hoá các quá trình công nghệ thi công ngày càng cao, việc xác định đúng đắn số lượng xe máy cần thiết có ý nghĩa lớn vì điều kiện sử dụng, khối lượng công việc, tiến độ thi công thường thay đổi và phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau. Khi xác định nhu cầu xe máy chú ý đến khả năng tăng cường cơ giới hoá đồng bộ, phải sử dụng hết tiềm năng xe máy sẵn có và tăng cường hiệu quả thi công xây lắp. Trong các trường hợp sau đây, chúng ta cần xác định nhu cầu xe máy: 1- khi lập kế hoạch cơ giới hoá đồng bộ hàng năm của các tổng công ty hay công ty xây dựng 2- khi lập kế hoạch đầu tư cho các xí nghiệp cơ giới 3- để đảm bảo cho các xí nghiệp cấp dưới trực thuộc; 4- khi lập đồ án thi công cho từng công trình cụ thể. Nguyên tắc xác định nhu cầu xe máy trong tất cả các trường hợp trên đều như nhau, song ở trường hợp cuối cùng thì những số liệu cho trước để tính toán phải phù hợp với điều kiện cụ thể cuả công trình và khối lượng công việc trong một thời hạn qui định. Trong các trường hợp khác có thể sử dụng định mức và kinh nghiệm thực tế phụ thuộc và qui mô tính toán. 76 Nhu cầu vào xe máy phụ thuộc vào hàng loạt các yếu tố: mức độ tập trung của công trình xây dựng, khối lượng và thời hạn thi công, phương pháp tổ chức thi công, điều kiện thi công, điều kiện khí hậu thời tiết, tình trạng xe máy, cơ cấu đội máy, trình độ bảo dưỡng, sửa chữa, trình độ chuyên môn của công nhân vận hành... Nhu cầu xe máy trung bình hàng năm để thực hiện khối lượng công việc nhất định được tính theo công thức: M = Q K N n m n . .100 Trong đó: M - số lượng xe máy hàng năm hay công suất (dung tích gầu, tải trọng) của xe máy để hoàn thành khối lượng công việc trong năm Qn- khối lượng công việc cần hoàn thành trong năm Km- phần khối lượng công việc thực hiện bằng một loại máy nào đó, %. Nn- năng suất trung bình hàng năm của một máy hoặc sản phẩm tính cho một đơn vị công suất (dung tích gầu, tải trọng...) Năng suất trung bình hàng năm của một máy Nn được tính theo năng suất giờ và số giờ làm việc trong năm Nn = Ns.T Trong đó: T - thời gian làm việc thực tế có ích cuả máy Ns - năng suất giờ. Tính toán số lượng xe máy bổ sung theo từng loại máy cho đội máy đang hoạt động dựa vào công thức: M1 = ( M - M2 ) k + M3 + M4 Trong đó: M1 - số lượng máy bổ sung cần thiết M2 - số lượng máy đã có vào thời điểm tính toán M3 - số xe máy trung bình loại bỏ hàng năm do hao mòn M4 - số máy phải thay thế vì hao mòn vô hình k - hệ số kể đến khả năng cung cấp xe máy đều đặn trong năm. 7.2 - An toàn lao động trong sử dụng máy xây dựng An toàn lao động có ý nghĩa lớn trong việc bảo vệ tính mạng con người, máy móc, tiến độ thi công và năng suất lao động. Thi công bằng cơ giới, về mặt nào đó đã có ý nghĩa về công tác an toàn lao động vì con người không trực tiếp với đối tượng thi công (đất đá, vật nâng nặng...) nên ít xảy ra tai nạn, tuy nhiên không phải vì vậy mà coi thường kỹ thuật an toàn lao động trong khi sử dụng máy xây dựng. Thực tế đã cho thấy những sự cố mất an toàn trong sử dụng máy xây dựng đã đưa đến hiệu quả nghiêm trọng hơn cả khi thi công thủ công. Có khi làm thiệt hại tính mạng hàng trăm con người, làm thiệt hại hàng tỷ đồng và có khi phải đình chỉ cả hạng mục công trình đang xây dựng dở. An toàn lao động phải được chú ý tới tất cả các khâu, từ điều hành phương án thi công, tổ chức thi công đến điều khiển và chăm sóc, bảo dưỡng, sửa chữa máy. 77 Nói chung, khi thiết kế chế tạo, máy móc đã được tính toán với độ bền, độ ổn định, độ tin cậy và tuổi thọ nhất định, đồng thời cũng trang bị nhiều các thiết bị an toàn cho các cơ cấu và toàn bộ máy, như hạn chế độ nâng cao, hạn chế tải trọng tối đa, hạn chế tốc độ, hạn chế hành trình công tác,...Song trên thực tế do không hiểu biết về tính năng kỹ thuật máy móc hoặc coi thường các qui trình qui phạm an toàn trong vận hành máy mà gây nên thiệt hại cho người và máy. Do đó phải thường xuyên giáo dục, nhắc nhở công nhân điều khiển máy phải tuân thủ nghiêm ngặt những qui định về an toàn lao động chung như sau: 1- Tất cả máy móc, bất kể mới hay cũ, trước khi đưa vào sử dụng đều phải kiểm tra kỹ lưỡng tình trạng kỹ thuật máy, theo các yêu cầu ghi trong hướng dẫn sử dụng. Đặc biệt là cơ cấu an toàn như: phanh, cơ cấu tự hãm, cơ cấu hạn chế hành trình..Nếu có hỏng hóc, phải kịp thời sửa chữa ngay mới đưa máy ra công trường. 2- Chỉ cho phép những công nhân được qua trường lớp đào tạo và có đủ giấy chứng nhận, bằng lái, cấp thợ, hiểu biết tương đối kỹ về tính năng, cấu tạo máy, đồng thời đã được học tập về ký thuật an toàn trong sử dụng máy, được phép lái máy. Cần thay ngay lái xe khi thấy làm việc ẩu, không an toàn. 3- Công nhân lái máy và phụ lái cần phải được trang bị đầy đủ các trang bị bảo hộ lao động cho từng nghề và từng máy như: kính, mũ, quần áo, găng tay, ủng và các dụng cụ an toàn khác. 4- Tất cả các bộ phận chuyển động khác của máynhư trục quay, xích, đai, ly hợp... cần được che chắn cẩn thận ở những vị trí có thể gây tai nạn cho người. 5- Thường xuyên kiểm tra, làm vệ sinh máy, tra dầu mỡ, điều chỉnh sửa chữa nhỏ các bộ phận, đặc biệt là các bộ phận an toàn, loại trừ khả năng làm hỏng hóc máy. 6- Phải lái máy và tiến hành thao tác theo đúng tuyến thi công, trình tự thi công công trình và các qui định về kỹ thuật an toàn khác do các kỹ sư thi công và an toàn lao động đề ra. 7- Trong thời gian nghỉ, cần loại trừ khả năng tự động mở máy. Cần khoá, hãm bộ phận khởi động. Để máy đứng ở nơi an toàn, cần thiết phải kê, chèn bánh cho máy khỏi trôi và nghiêng đổ. 8- Các máy cố định cần lắp đặt chắc chắn, tin cậy trên bệ máy và mặt bằng nơi máy đứng. Chỗ máy đứng phải khô ráo, sạch sẽ không trơn ướt gây ra tai nạn lao động. 9- Các máy khi di chuyển làm việc ban đêm hoặc thời tiết xấu có sương mù, mặc dù đẫ có hệ thống chiếu sáng chung nhưng vẫn phải dùng chiếu sáng riêng ở trước và sau máy bằng hệ thống đèn pha và đèn tín hiệu. 10- Khi di chuyển máy đi xa, cần tuân thủ các qui định an toàn về di chuyển máy như: cột chặt máy vào toa xe, đảm bảo điều kiện đường xá, độ lưu không,... Trên đây là những qui định chung về an toàn cho các máy móc xây dựng. Ngoài ra mỗi máy có những qui định cụ thể, chi tiết phải được thực hiện đầy đủ khi đưa máy ra sử dụng. Đối với cán bộ phụ trách quản lý xe máy, tổ chức việc quản lý xe máy còn phải tuân thủ những điều khoản sau: 1- Để đảm bảo an toàn khi làm việc, tất cả xe máy và phương tiện vận chuyển phải được tốt và kiểm tra tình trạng kỹ thuật trước khi đem sử dụng. Đối 78 với máy nâng vận chuyển, máy nén khí, nồi hơi phải được thanh tra nhà nước cho phép. Phải nghiệm thu xe máy theo qui tắc, qui định trước khi đem sử dụng. 2- Khi thiết kế tổ chức công nghệ thi công phải chuẩn bị nơi làm việc sao cho hoàn toàn đảm bảo an toàn khi làm việc. Mọi hiện tượng chạy theo năng suất, kế hoạch đơn thuần mà không chú ý đến an toàn phải được ngăn cấm và đình chỉ kịp thời, xử lý nghiêm. Tại tất cả các nơi nguy hiểm trên công trường và nhà máy phải có biển báo phòng ngừa. Mọi nơi làm việc phải được chuẩn bị sao cho công nhân không bị de dạo nguy hiểm vì các bộ phận di động của máy, của vật liệu và từ những máy khác cùng tham gia làm việc. Chỗ ngồi của người lái hoặc chỗ làm việc phải thuận tiện, ổn định, dễ quan sát, không bị mưa nắng, đủ ánh sáng và có hệ thống gạt nước. Nơi làm việc phải được che chắn, đủ rộng và có lan can. 3- Trước khi đưa máy vào làm việc, cần xác định sơ đồ di chuyển, nơi đỗ, vị trí, phương pháp nối đất đối với máy điện, qui định phương pháp thông báo bằng tín hiệu giữa người lái và người báo tín hiệu. Ý nghĩa của các tín hiệu trong khi làm việc hay khi xe chuyển bánh phải được thông báo tới tất cả mọi người có liên quan đến công việc của máy. Dịch chuyển máy, đỗ và làm việc gần hố móng, rãnh, mương...có mái dốc không chắc chắn, phải nằm trong giới hạn khoảng cách cho phép do đồ án thi công qui định. 4- Chỉ được tiến hành bảo dưỡng ký thuật khi động cơ đã ngừng hẳn, giải phóng áp lực từ hệ thống nén khí và thuỷ lực và các trường hợp do nhà máy chế tạo qui định. Khi bảo dưỡng máy được dẫn động bằng điện cần áp dụng những biện pháp an toàn về điện. Tại các hộp đóng ngắt cầu dao điện, phải treo bảng đề: " Không được đóng cầu dao - thợ điện đang làm việc ", khi ấy cầu chì trong mạch động cơ điện phải tháo ra. Những cụm máy có khả năng tự di chuyển trọng lượng bản thân, khi bảo dưỡng phải được chèn hoặc đặt trên giá đỡ. Không được dùng lửa ở khu vực nạp nhiên liệu, cũng như sử dụng xe máy bị chảy dầu, nhiên liệu. Việc tháo và lắp máy phải tiến hành có sự chỉ huy của người có trách nhiệm và phải tuân theo hướng dẫn của nhà máy chế tạo. Khu vực tháo (lắp) phải được ngăn hay làm dấu hiệu an toàn kèm theo bảng báo phòng ngừa. Trong quá trình tổ chức quản lý và sử dụng máy xây dựng phải thực hiện đầy đủ những điều qui định trong "Tiêu chuẩn Việt Nam về an toàn trong sử dụng và sửa chữa máy " (TCVN - 4587 - 85). Có như vậy mới đảm bảo tính pháp lý về tổ chức thi công và bảo dưỡng máy móc xây dựng. Ngoài ra cũng cần tham khảo, thực hiện các tiêu chuẩn khác có liên quan như: - " Qui phạm tạm thời về an toàn máy trục " (TCVN - 4244 - 86) 79 - " Tiêu chuẩn Việt Nam về tổ chức bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa máy xây dựng " (TCVN - 4204 - 86) 7.3 - Hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của việc sử dụng máy xây dựng Để lựa chọn được phương pháp hay phương án cơ giới hoá công trình hợp lý hơn, cần phải tiến hành so sánh các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật sử dụng các phương tiện cơ giới hoá khác nhau, trong những điều kiện cho trước. Các chỉ tiêu để đánh giá gồm: giá thành, hao phí lao động cho một sản phẩm, nhịp điệu thi công. Để xác định các chỉ tiêu hiệu quả nói trên cần tiến hành theo trình tự sau: 1- Xác định máy chủ đạo để thi công. 2- Xác định thể loại và số lượng máy phụ trợ để đảm bảo thi công đồng bộ khối lượng công tác cho trước trong thời hạn kế hoạch. 3- Xác lập các số liệu cần thiết để xác định các chỉ tiêu hiệu quả làm việc của xe máy: a) thành phần tổ nhóm công nhân phục vụ xe máy b) hao phí lao động tháo và lắp máy c) những số liệu cần thiết để xác định giá thành một giờ máy, một ca máy d) năng suất sử dụng của một tổ máy khảo sát. 7.3.1 - Giá thành một ca máy Chi phí sử dụng máy trong một ca được tính theo công thức: Cca = ( 1+P ) . ( H T C tc tc ) Trong đó: P - phụ phí thi công bằng máy Ctc - chi phí sử dụng máy thường xuyên tính cho một ca bao gồm lương công nhân, chất đốt, năng lượng, bảo dưỡng sửa chữa thường xuyên Ttc - tổng số ca máy làm việc trong một năm H - chi phí khấu hao cơ bản và khấu hao sửa chữa lớn. H = G S H B D T d Trong đó: G - giá máy S - tổng chi phí sửa chữa lớn cho cả đời máy Hd - chi phí hiện đại hoá máy (nếu có) B - chi phí dỡ bỏ máy lúc hỏng D - giá trị vật liệu đào thải lúc bỏ máy đi (tiền bán sắt vụn) T - tuổi thọ máy tính theo năm. Tính giá thành đơn vị sản phẩm C theo công thức: C = C L N C Q ca ca cb ' Trong đó: Cca - chi phí sử dụng máy của tất cả các máy sử dụng, tính cho một ca L' - chi phí cho công nhân làm thủ công chưa tính vào chi phí sử dụng máy 80 Nca - năng suất ca máy Ccb - chi phí cho công tác chuẩn bị để máy làm việc Q - khối lượng công việc ở công trình thi công bằng máy 7.3.2 - Xuất tiêu hao năng lượng chất đốt Xuất tiêu hao năng lượng chất đốt khi tiến hành cơ giới hoá thi công theo công thức: Ec = E Nca Trong đó: Ec - xuất tiêu hao năng lượng chất đốt E - tổng tiêu hao năng lượng chất đốt cho tổ máy trong một ca , kW, kg nhiên liệu Nca - năng suất ca của một máy hay một tổ máy . Khi trong tổ máy có nhiều máy sử dụng nhiều dạng năng lượng khác nhau (xăng, dầu, điện...) thì xuất tiêu hao nhiên liệu phải tính riêng cho từng dạng. Chỉ tiêu này cho phép đánh giá tính tiết kiệm của máy và tổ máy trong khi sử dụng các dạng năng lượng và tính lượng tiêu hao năng lượng khi thi công khối lượng công việc. Câu hỏi ôn tập chương 7 1 - Nêu các phương pháp xác định nhu cầu xe máy . 2 - Nêu các qui tắc an toàn trong sử dụng máy xây dựng . 3 - Nêu hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của việc sử dụng máy xây dựng . TÀI LIỆU THAM KHẢO 01 - Đặng Thế Hiển Máy xây dựng T1,T2 - Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật . Hà Nội - 1991 02 - Nguyễn Trọng Hiệp Chi tiết máy - Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp . Hà Nội - 1992 03 - Nguyễn Đăng Cường - Vũ Minh Khương - Vũ Văn Thinh Giáo trình Máy xây dựng - Trường Đại học Thuỷ lợi Nhà xuất bản Nông nghiệp . Hà Nội - 1993 04 - Trần Văn Tuấn - Nguyễn Văn Hùng - Nguyễn Hoài Nam Khai thác xây dựng - Nhà xuất bản giáo dục . Hà Nội - 1996 05 - Nguyễn Thị Tâm Máy xây dựng - Trường Đại học Giao thông vận tải . Hà Nội - 1997 81 06 - Nguyễn Văn Hùng Máy xây dựng - Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật . Hà Nội - 1998 .
File đính kèm:
- giao_trinh_may_xay_dung.pdf