Bài giảng Máy xây dựng - Chương 1: Những vấn đề chung về máy xây dựng - Nguyễn Văn Dũng

BÀI GIẢNG
MÁY XÂY DỰNG
CONSTRUCTION MACHINE
Giảng Viên: ThS Nguyễn Văn Dũng
TP Hồ Chí Minh 2017
PHÂN HIỆU TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TẠI 
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN MÁY XÂY DỰNG
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bài giảng Máy xây dựng – ThS Nguyễn Văn Dũng
2. Tập bản vẽ Máy xây dựng - ThS Nguyễn Văn Dũng
3. Nguyễn Thị Tâm - Máy xây dựng - Nhà xuất bản GTVT.
4. Sổ tay Máy xây dựng
2. Các tài liệu chuyên ngành khác:
- Máy trục vận chuyển
- Máy Làm Đất
- Máy Thi công chuyên dùng – PGS. TS. Nguyễn Bính
- Máy sản xuất vật liệu xây dựng
- Các trang WEB chuyên ngành
YÊU CẦU MÔN HỌC
- Phần nội dung:
+ Công dụng của từng loại thiết bị trong quá trình thi công
+ Phân loại các chủng máy và ứng dụng
+ Trình bày được sơ đồ cấu tạo của máy
+ Nguyên lý làm việc
- Yêu cầu đối với sinh viên
+ Đọc và tìm hiểu bài học trước khi lên lớp
+ Ôn tập lại bài học ngay sau khi học xong trên lớp
+ Ôn bài đầy đủ ( kiểm tra bài tập trên lớp)
+ Tìm hiểu liên hệ với thiết bị thực tế
CHƯƠNG 1:
NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ MÁY XÂY DỰNG
1.1. Công dụng và phân loại MXD.
1.1.1. Công dụng của MXD.
1.1.2.Phân loại MXD:
Theo công dụng, MXD được phân thành các nhóm chính sau đây:
- Máy phát lực hay còn gọi là động cơ.
- Máy nâng - vận chuyển: Tuỳ theo phương vận chuyển lại chia thành:
+ Máy vận chuyển ngang;
+ Máy và thiết bị nâng(hay máy vận chuyển lên cao);
+ Máy vận chuyển liên tục.
- Máy làm đất .
- Máy sx vật liệu xây dựng
+ Máy sản xuất đá; + Máy sản xuất bê tông.
- Máy chuyên dùng:
+ Máy gia công nền móng + Máy thi công Đường sắt
+ Máy thi công Cầu + Máy thi công Hầm
+ Máy thi công Đường bộ
1.2. Các bộ phận cơ bản trên Máy Xây Dựng
1.2.1. Cấu trúc cơ bản
- Thiết bị động lực là các loại động cơ đốt trong, điện,đảm bảo cung cấp năng
lượng cho các thiết bị công tác.
- Hệ thống truyền động là bộ phận trung gian dùng để truyền công suất từ thiết bị
động lực đến các bộ phận công tác.
- Hệ thống điều khiển dùng để điều khiển quá trình làm việc của máy.
- Hệ thống khung bệ có độ bền lâu, độ cứng vững tốt, hình dáng thích hợp để gá lắp
và giữ cho các cụm máy ổn định trong quá trình làm việc.
- Thiết bị an toàn, chiếu sáng dùng để ngăn ngừa các sự cố có thể xảy ra, đồng thời
tạo điều kiện cho người điều khiển làm việc thuận lợi và an toàn.
- Cơ cấu di chuyển dùng để di chuyển máy trong quá trình làm việc đồng thời truyền
áp suất và tải trọng ngoài lên nền.
- Bộ công tác là nơi thực hiện chức năng làm việc của máy.
1.2.2.Thiết bị động lực trên MXD
1.2.2.1 Công dụng: Thiết bị động lực là động cơ ban đầu trong máy, cung cấp năng
lượng cho máy hoạt động. Gồm có: động cơ đốt trong (<500kw), động cơ điện và
động cơ phối hợp. Điều kiện làm việc của các máy động lực trang bị cho MXD -XD rất
đặc biệt, máy động lực phải chịu tải trọng tối đa, thông thường gấp 2 – 3 lần tải trọng
bình thường, bản thân toàn bộ máy luôn bị giật mạnh, ngoại lực tác dụng lên máy
luôn luôn thay đổi.
1.2.2.2. Các loại động cơ ưu nhược điểm của chúng.
1. Động cơ đốt trong: (Động cơ xăng và Diesel).
Do nhà bác học Rudolf Diesel người Đức thiết kế, chế tạo và từ năm 1894 đến
nay nó vẫn được sử dụng rộng rãi trên MXD đặc biệt là ở những máy thường xuyên
di động như ô tô, máy kéo, tàu hoả.
- Mô phỏng động cơ
a. Ưu điểm: 
- Khởi động nhanh, Dễ dàng thay đổi tốc độ quay bằng cách thay
đổi lượng xăng hoặc dầu diezen, phun vào trong xi lanh.
Hiệu suất tương đối cao so với động cơ hơi nước 3540%.Tính cơ động tốt.
b. Nhược điểm: 
- Không đảo được chiều quay. Chịu quá tải kém. Gây ô nhiễm môi trường.
Phụ thuộc vào thời tiết, mùa đông lạnh khó khởi động.
2. Động cơ điện.(Động cơ điện một chiều và xoay chiều)
Động cơ điện một chiều thường dùng ở những máy di động theo mộtquỹ đạo 
nhất định.
Động cơ điện xoay chiều thường dùng ở những máy cố định (cần trục tháp).
a. Ưu điểm: - Kết cấu nhỏ gọn song có khả năng vượt quá tải tốt.
- Hiệu suất cao nhất trong các loại động cơ (8085%).
- Khởi động nhanh, dễ dàng thay đổi chiều quay của trục động cơ (đối 
với động
cơ điện xoay chiều, dùng dòng điện ba pha).Không gây ô nhiễm môi trường, 
điều kiện làm việc tốt, sạch sẽ.Dễ dàng tự động hoá.
Vì có những ưu điểm trên nên động cơ điện đang được sử dụng rộng rãi trên 
MXD cũng như trong đời sống của chúng ta.
b. Nhược điểm: - Không thay đổi được tốc độ quay.
-Tính cơ động kém vì phụ thuộc váo nguồn điện.
3. Động cơ thuỷ lực.
Động cơ này hoạt động được là nhờ động năng của dòng thuỷ lực với trị số áp suất 
cho phép do bơm thuỷ lực tạo ra .
Ưu điểm Làm việc an toàn, êm, khởi động nhanh, có thể thay đổi chiều quay của 
trục động cơ.
b. Nhược điểm:
Cồng kềnh, phức tạp vì phải có hệ thống dẫn thuỷ lực và bơm thu`ỷ lực, dẫn đến 
hiệu suất không cao do ma sát giữa dòng thuỷ lực và ống dẫn, do hiện tượng dò rỉ 
chất lỏng.
`
4. Động cơ khí nén. 
Động cơ này hoạt động được là nhờ động năng của dòng khí nén với trị số áp
suất cho phép do máy nén khí tạo ra.
Ưu nhược điểm của động cơ khí nén cũng giống như động cơ thuỷ lực
1.2.2.3. Cách bố trí Động cơ trên MXD.
+Bố trí một động cơ.
Các cơ cấu của máy được dẫn động chung từ một động cơ nên cần có hệ thống
truyền lực để truyền chuyển động từ động cơ đến các cơ cấu. Loại này thường áp
dụng với các loại động cơ đốt trong. Nó có nhược điểm: khi động cơ hỏng thì cả máy
ngừng làm việc.
+Bố trí nhiều động cơ để dẫn động riêng cho từng cơ cấu: thường áp dụng vơí các
động cơ điện. Nó khắc phục được nhược điểm của loại trên song lại phụ thuộc vào
lưới điện.
+Bố trí hỗn hợp , theo sơ đồ hình dưới đây:
H.1.1 Sơ đồ bố trí bộ truyền
Trong đó: 1- Động cơ chính; 2 và 3 có các phương án sau:
Nếu 2 là máy phát điện một chiều thì 3 sẽ là các động cơ điện một chiều;
Nếu 2 là bơm thuỷ lực thì 3 sẽ là các động cơ thuỷ lựcdẫn động từng cơ cấu;
Nếu 2 là máy nén khí thì 3 sẽ là các động cơ khí nén dẫn động cho các cơ cấu.
1.2.3 Hệ thống truyền động
1.2.3.1 Công dụng:
- Truyền động là khâu trung gian dùng để chuyền công suất và mô men từ động
cơ tới các bộ phận công tác của máy
- Tốc độ của bộ phận công tác thường nhỏ nhưng cần mô men lớn, vì tốc độ
của động cơ thì lớn và mô men bé nên càn có hệ truyề động để chuyển đổi
- Cần truyền động từ động cơ đến nhiều cơ cấu làm việc khác nhau
- Động cơ chuyển động quay, nhưng bộ công tác lại chuyển động tịnh tiến hoặc
chuyển động theo quy luật khác
- vì điều kiện an toàn lao động và yêu cầu kích thước của máy
1.2.3.2 Phân loại:
1. Truyền động cơ khí (TĐCK) dùng trên MXD.
TĐCK nói chung có hai dạng chính:
+ Truyền động bằng ma sát: có truyền động gián tiếp mà điển hình là TĐ
đai và truyền động trực tiếp giữa các đĩa ma sát trong li hợp.
+Truyền động bằng ăn khớp: cũng có TĐ gián tiếp như TĐxích và TĐ
trực tiếp như: TĐ bánh răng, TĐ trục vit- bánh vit.
So sánh ưu nhược điểm của các TĐ bằng ma sát và TĐ bằng ăn khớp:
- Truyền động bằng ma sát có hiện tượng trượt khi làm việc nên có hiệu suất
thấp hơn truyền động bằng ăn khớp. Song nhờ có trựơt mà truyền động bằng
ma sát có khả năng đảm bảo an toàn cho máy khi quá tải.
- Khi làm việc, truyền động bằng ma sát êm hơn truyền động bằng ăn khớp.
- Truyền động bằng ma sát có tuổi thọ thấp hơn truyền động ăn khớp.
- Việc chế tạo:TĐ bằng ma sát đơn giản hơn nên nó rẻ hơn truyền động ăn
khớp
a. Truyền Động Đai. (TĐĐ), Bánh ma sát
- Công dụng phân loại truyền động đai.
Truyền động đai để truyền chuyển động quay giữa hai trục cách xa nhau và
đảm bảo an toàn cho máy khi quá tải 
1 
O2 
O1 
O2 
O2 
O1 
b)
d)
c)
a)
O
O2
1O
1d
Dc
dD
b.Truyền động bánh răng (TĐBR).
Công dụng và phân loại:
Hình 1.3. Các loại truyền động bánh răng
.
TĐBR là loại điển hình của truyền động ăn khớp được dùng để truyền chuyển 
động giữa hai trục gần nhau, yêu cầu không trượt khi làm việc.
b. Phân loại: Dựa vào vị trí tương đối giữa hai trục, có: TĐBR để truyền chuyển 
động giữa hai trục song song quay ngược chiều.
TĐBR để truyền chuyển động giữa hai trục song song quay cùng chiều
H1.2 Truyền động xích
1. Đĩa xích nhỏ, 2. Xích kéo, 3. Đĩa xích lớn
c. Truyền động xích .(TĐX)
Truyền động xích là truyền động khớp gián tiếp, được dùng để truyền lực giữa hai 
trục cách xa nhau. Trong TDX có thể dùng một đĩa xích chủ động và một đĩa xích bị 
động hoặc một đĩa xích chủ động và nhiều đĩa xích bị động (24 đĩa)để thay đổi tỉ 
số truyền khi cần thiết.
M1 2 3
H1.3 Hộp giảm tốc
1. Động cơ, 2. Bộ truyền bánh răng, 3 Tang
- Hộp giảm tốc 
Sơ đồ cấu tạo của hộp giảm tốc
Cách xác định tỉ số truyền của hộp giảm tốc
2.Truyền động thuỷ lực (TĐTL).
Các dạng TĐTL và đặc điểm cơ bản của chúng.
* Truyền động thủy tĩnh hay còn gọi làTDTL Thể tích với đăc điểm là: áp suất của 
dòng chất lỏng không thay đổi trong quá trình làm việc.
* Truyền động thuỷ lực động.
Trong đó TĐTL tĩnh thường sử dụng rộng rãi trên máy xây dựng.
- Sơ đồ hệ thống TĐTL thể tích thường dùng trên MXD.
So với các dạng truyền động khác truyền động thuỷ lực có những ưu nhược điểm
sau:
a. Ưu điểm
- Dễ dàng thực hiện việc điều chỉnh vô cấp và tự động điều chỉnh vận tốc,
chuyển động của bộ công tác ngay cả khi máy đang làm việc.
- Truyền được công suất lớn và đi xa.
- Cho phép đảo chiều chuyển động các bộ phận làm việc của máy một cách
dễ dàng.
- Có thể đảm bảo cho máy làm việc ổn định, không phụ thuộc vào sự thay
đổi của tải trọng ngoài.
- Kết cấu gọn nhẹ, có quán tính nhỏ do trọng lượng trên một đơn vị công
suất của truyền động nhỏ.
b. Nhược điểm
- Khó làm kín các bộ phận làm việc, chất lỏng công tác dễ bị rò rỉ hoặc
không khí bên ngoài dễ lọt vào làm giảm hiệu suất và tính chất làm việc ổn định của
bộ truyền động. Do vậy cần phải thường xuyên kiểm tra bộ truyền động này.
- Áp lực công tác của dầu khá cao, đòi hỏi phải chế tạo bộ truyền động từ
các loại vật liệu đặc biệt và chất lượng công nghệ phải rất cao. Do vậy, giá thành bộ
truyền động thuỷ lực đắt.
4. Truyền động điện
Trong các Máy xây dựng - xếp dỡ, truyền động điện là một trong những
kiểu truyền động được sử dụng khá phổ biến. Hệ thống truyền động điện thực
chất là một hệ thống gồm các thiết bị dùng biến đổi điện năng thành cơ năng và
các thiết bị để điều khiển các bộ phận công tác đó (các thiết bị này gồm thiết bị
điện, thiết bị điện từ, thiết bị điện tử...). So với các loại truyền động khác, truyền
động điện có những ưu khuyết điểm sau đây:
a. Ưu điểm: Truyền động được xa và rất xa nhưng kích thước nhỏ gọn, trọng
lượng nhẹ.
+ Khả năng tự động hoá cao, truyền động nhanh, chính xác.
+ Đảm bảo vệ sinh môi trường.
+ Làm việc êm, không gây tiếng ồn lớn.
+ Chăm sóc kỹ thuật dễ dàng.
b. Nhược điểm
- Đòi hỏi chặt chẽ về an toàn cho người và thiết bị.
- Trong hầu hết các máy xây dựng - xếp dỡ, truyền động điện cần phải phối hợp
với các hệ thống truyền động khác, công suất truyền thường không quá 100KW,
với các công suất lớn hơn, các động cơ khó kiếm và giá thành cao.
Truyền động điện trên máy gồm có mạch động lực và mạch điều khiển:
- Mạch động lực là sơ đồ điện trên đó biểu thị sự ghép nối các thiết bị động lực với
nguồn điện thông qua hệ dây dẫn và các linh kiện phụ trợ.
- Mạch điều khiển là sơ đồ điện biểu thị sự ghép nối giữa mạch điện động lực với
các thiết bị và linh kiện. Nó có chức năng điều hành sự hoạt động hoặc điều chỉnh
chế độ làm việc của các thiết bị động lực trong quá trình máy làm việc.
5. Hệ thống truyền động khí nén
- Ưu điểm: Có khả năng truyền lực tới khoảng cách tương đối xa, bộ truyền
sạch, tốc độ truyền nhanh, việc chăm sóc, bảo dưỡng đơn giản.
- Nhược điểm: áp lực truyền nhỏ, khó phát hiện chỗ rò rỉ; phải có biện pháp
đảm bảo an toàn, công nghệ chế tạo chính xác.
Mô hình truyền động khí nén
1.2.4. Hệ thống điều khiển
1.2.4.1. Công dụng
Hệ thống điều khiển dùng để điều khiển toàn bộ quá trình hoạt động của
máy, đây là một phần của không thể thiếu được đối với mỗi máy.
1.2.4.2.Phân loại
- Theo cấu tạo và phương pháp truyền năng lượng, chia thành hệ thống điều
khiển trực tiếp và điều khiển có khuyếch đại.
- Theo phương pháp điều khiển, chia thành điều khiển thường và tự động điều
khiển.
- Theo dạng truyền năng lượng, chia thành điều khiển cơ học, thuỷ lực, điện và
khí nén.
1. Điều khiển cơ học
a. Ưu điểm
- Kiểu điều khiển này thông dụng cho các máy cỡ nhỏ.
- Chế tạo dễ dàng, rẻ, bảo dưỡng đơn giản.
b. Nhược điểm
- Điều khiển nặng, ít nhạy do nhiều bản lề.
- Hiệu suất làm việc thấp, thường xuyên phải điều chỉnh.
- Năng suất máy bị hạn chế do trình độ tay nghề và sức khoẻ người lái chi
phối.
- Hành trình điều khiển và tỷ số truyền lớn.
2. Điều khiển thuỷ lực
So với hệ thống điều khiển cơ học, hệ thống điều khiển thuỷ lực có độ nhạy
rất cao. Quá trình điều khiển nhẹ nhàng, linh hoạt, kết cấu nhỏ gọn, có khả năng
truyền lực lớn, đi xa.
a. Điều khiển thuỷ lực không bơm
Kiểu điều khiển này được dùng riêng biệt cho một vài cơ cấu trong máy như
dùng để phanh hãm bánh xe di chuyển, hãm tời,...Đây là một kiểu điều khiển trực
tiếp, về nguyên tắc giống như điều khiển cơ học, nghĩa là dùng sức người.
b. Điều khiển thuỷ lực có bơm
Điều khiển thuỷ lực có bơm là một kiểu điều khiển khuyếch đại, nghĩa là lực
và hành trình điều khiển có thể rất nhỏ nhưng lực và hành trình thực hiện có thể rất
lớn, điều đó nhờ năng lượng của môi chất công tác (dầu cao áp).
Hình thức điều khiển này thích ứng với các máy cỡ lớn và vừa, cần có lực điều
khiển lớn và nhanh chóng. Nhưng nó có nhược điểm là thiết bị đắt tiền, cần độ
chính xác cao và sử dụng hay bị bẩn do gỉ dầu.
3. Điều khiển tự động
Trong quá trình làm việc MXD - XD phải thực hiện những thao tác phức
tạp và đa dạng, lực cản đào thay đổi trong phạm vi lớn. Mặt khác, thường phải
thi công với khối lượng lớn, địa hình và địa chất tầng đào không ổn định, chất
lượng công trình ngày càng đòi hỏi cao hơn, điều kiện lao động của thợ vận
hành ngày càng đòi hỏi phải cải thiện tốt hơn. Việc sử dụng MXD - XD có điều
khiển tự động theo quỹ đạo cho trước sẽ tạo điều kiện nâng cao năng suất lao
động.
Sơ đồ điều khiển tự động trạm trộn BTXM
6. Điều khiển khí nén
Điều khiển khí nén thích hợp với máy cỡ nhỏ và vừa, có ưu điểm là nhẹ
nhàng, êm, nhạy, sạch sẽ. Song nó có nhược điểm là khó phát hiện ra chỗ rò rỉ và cơ
cấu thực hiện thường có kích thước to.
7. Điều khiển điện: Là tập hợp các nút bấm , các bộ khống chế điều khiển, các nút
ngắt hữu hạn, các bộ ngắt hành trình,Các thiết bị này thực hiện các chuyển đổi cần
thiết trong mạch, các cuộn dây , nam trâm,
1.7.Hệ thống di chuyển của máy xây dựng :
Máy xây dựng thường dùng các loại hệ thống di chuyển sau:
1. Bánh xích 4. Di chuyển trên Phao
2. Bánh hơi 5. Di chuyển Bước
3. Bánh sắt trên ray
1
2
3
4
5 6 7