Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Một Số Thông Số Đến Năng Suất Và Chi Phí Nhiên Liệu Của Máy Ủi Cat D 3 K Xl

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

PHẠM KHẮC THÀNH

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG

SỐ ĐẾN NĂNG SUẤT VÀ CHI PHÍ NHIÊN LIỆU

CỦA MÁY ỦI CAT D3K XL

NGÀNH KỸ THUẬT CƠ KHÍ

MÃ SỐ: 8520103

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. PHẠM VĂN TỈNH

Hà Nội, 2021

i

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,

kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ

công trình nghiên cứu nào khác.

Nếu nội dung nghiên cứu của tôi trùng lặp với bất kỳ công trình nghiên

cứu nào đã công bố, tôi xin hoàn toàn chụi trách nhiệm và tuân thủ kết luận

đánh giá luận văn của Hội đồng khoa học.

Hà Nội, ngày 03 tháng 5 năm 2021

Người cam đoan

Phạm Khắc Thành

ii

LỜI CÁM ƠN

Nhân dịp hoàn thành luận văn này cho phép tôi được bày tỏ lòng biết

ơn chân thành và sâu sắc tới giáo viên hướng dẫn khoa học TS Phạm Văn

Tỉnh đã dành rất nhiều thời gian chỉ bảo tận tình và giúp đỡ tôi hoàn thành

luận văn này.

Trân trọng cảm ơn lãnh đạo nhà trường, phòng sau Đại học, khoa Cơ

điện và Công trình trường Đại học Lâm nghiệp đã giúp đỡ, tạo điều kiện

thuận lợi cho tôi hoàn thành nhiệm vụ học tập và nghiên cứu của mình.

Trân trọng cảm ơn các Nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp đã đóng góp

nhiều ý kiến quý báu trong suốt quá trình làm và hoàn chỉnh luận văn.

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số

liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất

kỳ công trình nào khác.

Hà Nội, ngày 03 tháng 05 năm 2021

Tác giả luận văn

Phạm Khắc Thành

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ...........................................................................................................i

LỜI CÁM ƠN.................................................................................................................ii

MỤC LỤC.....................................................................................................................iii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ...............................................................................vi

DANH MỤC CÁC HÌNH, SƠ ĐỒ............................................................................vii

ĐẶT VẤN ĐỀ................................................................................................................1

Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.............................................3

1.1. Tình hình sử dụng máy làm đất hiện nay ............................................... 3

1.2. Một số máy làm đất phổ biến trong công tác thi công đất hiện nay....... 5

1.2.1. Một số khái niệm chung.................................................................... 5

1.2.2. Máy ủi ............................................................................................... 6

1.2.3. Máy xúc một gầu............................................................................... 9

1.2.4. Máy cạp đất .................................................................................... 11

1.2.5. Máy san........................................................................................... 12

1.3. Tổng quan vấn đề thi công công tác đất ............................................... 14

1.3.1. Công tác thi công đất và phân loại ................................................ 14

1.3.2. Các phương pháp thi công đất ....................................................... 16

1.3.3. Tính chất cơ lý của đất - Lực cản khi đào và cắt đất ..................... 17

1.3.4. Quá trình đào cắt đất...................................................................... 19

1.4. Máy ủi trong công tác thi công đất ....................................................... 20

1.4.1. Phân loại......................................................................................... 20

1.4.2. Quá trình làm việc của máy ủi ....................................................... 21

1.4. Tình hình nghiên cứu về máy thi công đất trên thế giới....................... 24

1.5. Tình hình nghiên cứu về máy thi công đất trong nước......................... 25

1.6. Kết luận chương 1................................................................................. 27

Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, MỤC TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.28

iv

2.1. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................... 28

2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc.............................................................. 29

2.2. Phạm vi nghiên cứu .............................................................................. 30

2.3. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................. 30

2.3.1. Mục tiêu nghiên cứu tổng quát....................................................... 30

2.3.2. Mục tiêu nghiên cứu cụ thể............................................................. 30

2.4. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 30

Chương 3. NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC MÁY ỦI VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH

HƯỞNG TỚI NĂNG SUẤT, CHI PHÍ NHIÊN LIỆU MÁY............................32

3.1. Động học máy ủi CAT D3K XL........................................................... 32

3.1.1. Cấu tạo một số bộ phận chính máy ủi ............................................ 32

3.1.2. Hệ thống truyền động cơ học của máy ủi CAT D3K XL ................ 36

3.2. Các thông số chủ yếu của máy ủi khi làm việc .................................... 41

3.2.1. Các sơ đồ làm việc.......................................................................... 41

3.2.2. Sơ đồ thi công của máy................................................................... 42

3.3. Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của máy ủi............................................... 42

3.3.1. Chỉ tiêu về năng suất của máy ủi.................................................... 42

3.3.2. Chỉ tiêu về chi phí nhiên liệu của máy ủi ....................................... 49

3.3.3. Một số chỉ tiêu khác........................................................................ 51

3.4. Xác định các yếu tố ảnh hưởng tới năng suất máy ............................... 52

3.4.1. Lực cản của đất tác dụng lên máy ủi.............................................. 52

3.4.2. Ảnh hưởng của cấu tạo, hình dạng lưỡi ben và loại đất................ 57

3.4.3. Cự li vận chuyển ............................................................................. 58

3.4.4. Xác định góc cắt đất ....................................................................... 58

3.5. Mô hình xác định lực cản cắt của đất ................................................... 58

3.5.1. Lực tác dụng của đất lên bàn ủi P.................................................. 58

3.5.2. Khi bàn ủi bắt đầu ấn sâu dao cắt xuống đất để đào đất............... 59

3.5.3. Khi bắt đầu nâng lưỡi ủi ở cuối giai đoạn đào và tích đất ............ 59

v

3.5.4. Kết luận chương 3 .......................................................................... 61

Chương 4 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM .......................................................62

4.1. Mục tiêu và nhiệm vụ của nghiên cứu thực nghiệm............................. 62

4.1.1. Mục tiêu nghiên cứu thực nghiệm .................................................. 62

4.1.2. Nhiệm vụ nghiên cứu thực nghiệm ................................................. 62

4.1.3. Đối tượng nghiên cứu thực nghiệm................................................ 62

4.1.4. Tổ chức tiến hành thí nghiệm ......................................................... 62

4.2. Đánh giá kết quả khảo nghiệm ............................................................. 64

4.3. Biện pháp nâng cao năng suất máy ủi .................................................. 65

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..................................................................................68

TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................69

vi

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1. Phân loại máy ủi theo lực kéo và công suất ................................... 21

Bảng 3.1. Góc ma sát trong của các loại đất theo độ chặt .............................. 43

Bảng 3.2. Hệ số xốp của đất KP ...................................................................... 44

Bảng 3.3. Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ dốc ............................................... 44

Bảng 3.4. Hao phí xác định giá ca máy và thiết bị thi công xây dựng ........... 50

Bảng 3.5. Lực cản di chuyển của máy ủi khi lên dốc ..................................... 54

Bảng 3.6. Giá trị một số hệ số......................................................................... 55

Bảng 3.7. Góc nội ma sát của một số loại đất................................................. 57

Bảng 3.8. Hệ số rời rạc Kr theo TCVN4447:1987.......................................... 57