Máy xúc gầu thuận chạy bằng điện (Power shovel), dẫn động bằng cáp.
Máy xúc gầu thuận chạy bằng điện P&H 4100XPB.
Máy xúc gầu thuận loại gầu đào trút đất xuống dưới đáy.
Công dụng
Máy xúc gầu thuận ít dùng trong xây dựng nhà cửa dân dụng (loại công trình thường có hố móng thấp hơn nền đất tự nhiên), nhưng lại dùng chủ yếu trong xây dựng công trình hạ tầng lớn (như công trình thủy điện,...) và trong khai thác mỏ đặc biệt là các mỏ lộ thiên. Do máy đào gầu thuận có cơ cấu tay gầu đào chỉ thích hợp cho việc đào đất đá ở độ cao lớn hơn độ cao máy đứng. Việc cho máy đào gầu thuận đào thấp hơn độ cao máy là rất kém hiệu quả (năng suất rất thấp). Khi đào các hố móng thấp hơn máy đào, thì máy đào gầu thuận phải tự đào đường xuống cho bản thân máy và cho ô tô tải chở đất, lúc đó máy đào gầu thuận làm việc không hiệu quả nhưng bắt buộc phải thực hiện. Hoặc để hiệu quả, phải tạo đường dốc công vụ ban đầu để cho máy đào và ô tô xuống được hố đào bằng một phương tiện đào khác như máy ủi,... Ngoài ra, trong trường hợp máy đào gầu thuận đào các hố đào sâu, phải đảm bảo mặt bằng tại vị trí máy công tác luôn được khô ráo (bằng các biện pháp tiêu thoát nước mặt trong hố đào). Nếu thoát nước không tốt, mưa ngập máy, máy đào gầu thuận không làm việc được.
Máy đào gầu thuận làm việc hiệu quả khi đào đất đá ở vùng đồi núi, địa hình không bằng phẳng, thuận lợi cho việc bố trí máy đào đứng thấp hơn khối đất cần đào. Máy đào gầu thuận thích hợp cho việc đào đất đổ lên phương tiện vận chuyển đi xa như ô tô tải. Do trong mỗi thao tác đào, máy đào gầu thuận bắt đầu đào từ vị trí cánh tay đòn gần máy nhất, nên lực đào khỏe. Do vậy gầu đào của máy đào gầu thuận thường lớn hơn nhiều máy đào gầu nghịch, đồng thời năng suất cũng cao hơn rất nhiều.
Thông số cơ bản
Sơ đồ vận hành của máy đào (máy xúc) gầu thuận cơ cấu thủy lực. (загрузка ковша - nạp đất vào gầu), (Поворот платфoрмы - quay bệ mâm quay máy (quay máy)), (разгрузка ковша - đổ đất khỏi gầu), (Побьем рукоятц загрузка ковша - nâng tay gầu đào đất), (Побьем стрелы - nâng tay cần chính), (Опрокибывание и разгрузка ковша - lật gầu và đổ đất).
- Bán kính đào: Bán kính đào lớn nhất Rmax = R, Bán kính đào nhỏ nhất (bán kính khi bắt đầu đào) Rmin = R2; (m).
- Bán kính đổ R1; (m)
- Chiều cao đào tối đa H; (m)
- Chiều cao đổ đất H1; (m)
- Dung tích gầu Vgầu; (m3)
- Khoảng cách đuôi máy đến tâm máy r (Khoảng cách này liên quan đến khoảng an toàn khi bố trí vị trí ô tô chở đất.); (m)
- Khoảng cách tâm quay cần đến tâm máy T; (m)
- Chiều cao tâm quay cần S; (m)
Đào đất bằng máy đào gầu thuận
Máy đào gầu thuận có thể công tác theo hai loại sơ đồ sau:
- Sơ đồ đào dọc (đổ bên và đổ sau), là các sơ đồ mà máy đào nằm trong hành lang đào (tức khoang đào) và hướng di chuyển (hướng tiến) của máy đào, vuông góc đồng thời hướng vào vách đất cần đào, dọc theo chiều dài khoang đào, xuyên sâu vào trong vách đất. Có hai sơ đồ đào dọc dành cho máy đào gầu thuận:
Mặt bằng công nghệ đào đất bằng máy đào gầu thuận, làm việc theo sơ đồ đào dọc đổ sau.
Mặt bằng công nghệ đào đất bằng máy đào gầu thuận, làm việc theo sơ đồ đào dọc đổ bên.
- Sơ đồ đào dọc đổ sau là sơ đồ đào dọc mà xe ô tô tải phải đứng phía sau máy đào, máy đào tiến vào vách đất, (khi vách đất cao hơn nền máy đứng), đào đất đổ ra phía sau lên ô tô. Sơ đồ này được áp dụng tạo đột phá khẩu đầu tiên khi bắt đầu đào dọc. Máy đào mới chỉ mở được một cửa mở hẹp chỉ đủ để nó tiến vào, với hai bên là vách đất cao, mà máy đào chưa thể tạo được chỗ để đưa ô tô vào trong hành lang khoang đào. Sơ đồ đào dọc đổ sau còn được áp dụng cho đào toàn bộ khoang đào khi bề ngang khoang đào yêu cầu, Bkđyc, là nhỏ (thường khoảng ≤ 1,5Rmax), không bố trí được vị trí ô tô đứng ngang hai bên sườn máy đào, mà phải bố trí ở phía sau (bán kính đổ đất của máy đào gầu thuận thường nên chọn khoảng 0,6-0,7Rmax). Sơ đồ đào dọc đổ sau cho năng suất máy thấp, vì góc quay máy lớn (có thể gần tới 180o), thời gian mỗi chu kỳ công tác bị kéo dài.
- Sơ đồ đào dọc đổ bên là một sơ đồ đào dọc mà xe ô tô đỗ bên sườn máy đào và di chuyển song song với hướng di chuyển của máy đào nhưng thường ngược chiều (để gầu đào không phải quay quét qua nóc ca-bin của ô tô khi đổ đất mà đổ đất vào thùng ben xe tải). Đường cho xe tải đi có thể cùng cao độ với cao độ máy đào đứng, cũng có thể cao hơn cao độ máy đứng một chút với một khoảng cách H (trong hình vẽ phía dưới) H ≤ Đđổ - (Hxe +0,8) (m). Sơ đồ đào dọc đổ bên năng suất hơn sơ đồ đào dọc đổ sau do góc quay máy nhỏ (thường ≤ 90o), nhỏ hơn so với đổ sau (có thể tới gần 180o). Khi bề ngang khoang đào dọc khoảng 1,5-2,0Rmax thì nên bố trí theo sơ đồ đào dọc đổ bên. Vị trí đỗ ô tô ở một hay cả hai bên phải cách máy đào một khoảng cách đảm bảo an toàn khi máy quay, tránh va đuôi máy đào vào ô tô tải. Bán kính đổ đất R1 thường khoảng 0,6-0,7Rmax. Khi bề rộng khoang đào yêu câu trong khoảng 2,0-3,0Rmax, thì vẫn dùng sơ đồ đào dọc đổ bên nhưng cho máy di chuyển theo đường zich-zắc (chữ chi).
Máy đào gầu thuận đổ đất lên xe tải đứng trên bờ, khi máy đào bắt đầu đào một đường dốc công vụ đi xuống hố đào sâu. Lúc này độ sâu H của đường dốc so với mặt đất xe tải đứng là không lớn lắm, H ≤ Đđổ - (Hxe +0,8) (m).
Mặt bằng công nghệ đào đất bằng máy đào gầu thuận, làm việc theo sơ đồ đào dọc đổ bên di chuyển zíc-zắc.
- Sơ đồ đào ngang là sơ đồ đào mà vách đất cần đào chạy dài, máy đào gầu thuận di chuyển bên cạnh và dọc theo chiều dài vách đất (trong một vùng nền máy đứng (vùng mặt bằng xung quanh máy có cùng độ cao máy đứng) khá rộng rãi) quay tay cần sang vuông góc với hướng di chuyển và hướng trực tiếp vào vách đất để đào. Trong sơ đồ đào ngang máy đào không nằm trong giữa hành lang đào mà nằm bên rìa cạch và chạy dọc khoang đào. Bề ngang của mỗi một hành lang (khoang đào) khi đào ngang tối đa bằng Rmax.
Mặt bằng công nghệ đào đất bằng máy đào gầu thuận, làm việc theo sơ đồ đào ngang.
Sự phối hợp về mặt dung tích giữa máy đào gầu thuận với xe ô tô tải hợp lý là xe tải là loại có dung tích thùng xe chứa được từ 3-5 gầu đào của máy đào gầu thuận. Nếu xe chỉ chứa được 1-2 gầu là xe bé so với gầu, đất đổ từ gầu dễ bị rơi vãi ra ngoài. Còn nếu xe được chọn là loại chứa được từ 6-8 gầu trở lên thì lại quá lớn, xe phải chờ đợi lâu mới đầy thùng làm giảm năng suất vận chuyển.
Năng suất của máy đào gầu thuận có thể được ước tính (với đơn vị tính là: m3 đất xới rời tơi xốp/8 giờ) theo công thức:
N=(8*(
SChuKỳ*
KGócQuay*
KThờiGian))*(
Vgầu*
KĐầyGầu)
Trong đó:
- SChuKỳ là Số chu kỳ (đào-đổ) tiêu chuẩn của máy xúc gầu thuận thủy lực, tra theo Bảng 4. (chu kỳ/giờ)
- KGócQuay là Hệ số xét đến ảnh hưởng, của góc quay máy từ nơi đào đến nơi đổ, tới năng suất làm việc của máy đào gầu thuận, tra theo Bảng 5.
- KThờiGian là Hệ số sử dụng thời gian, hay còn gọi là hệ số hiệu quả công việc.
- Vgầu là Dung tích của gầu đào chứa đầy đất tơi xốp đã được đào. (m3 đất xới rời tơi xốp)
- KĐầyGầu là Hệ số múc đầy gầu hay còn gọi là hệ số đầy vơi, phụ thuộc vào loại đất được đào, tra theo Bảng 1.
- Mỗi ca công tác tiêu chuẩn của máy đào là 8 giờ.
Khi tính năng suất theo khối lượng đất liền thổ được đào đi (đơn vị tính là m3 đất liền thổ/Ca công tác), thì công thức tính năng suất phải được chuyển đổ với hệ số độ tơi ban đầu của đất đào, như sau:
NĐấtLiềnThổ =
N / ρotrong đó
ρo là hệ số độ tơi ban đầu của đất xới rời tơi xốp vừa được máy đào lên.
Có thể quy đổi số chu kỳ đào-đổ trong mỗi giờ như sau: (SChuKỳ*KGócQuay) = 3600/Tck
trong đó
Tck là thời gian thực hiện một chu kỳ công tác trung bình thực tế của máy đào, (đơn vị tính là: giây), bao gồm các thời gian đào đất, quay máy từ nơi đào đến nơi đổ, đổ đất, quay máy từ nơi đổ về nơi đào, di chuyển máy đào sang vị trí đào mới.
Bảng 4. Số chu kỳ công tác (đào-đổ) tiêu chuẩn trong mỗi giờ công tác của máy đào gầu thuận cơ cấu thủy lực, SChuKỳ.[4]
| Loại đất của hố đào | Cỡ máy đào gầu thuận theo dung tích gầu |
|---|
| Máy đào gầu thuận loại nhỏ (≤ 3,8 m3) | Máy đào gầu thuận loại vừa (3,8-7,6 m3) | Máy đào gầu thuận loại lớn (≥ 7,6 m3) |
|---|
| Loại gầu đào trút đất xuống dưới đáy | Loại gầu đào đổ đất lên phía trước | Loại gầu đào trút đất xuống dưới đáy | Loại gầu đào đổ đất lên phía trước | Loại gầu đào trút đất xuống dưới đáy | Loại gầu đào đổ đất lên phía trước |
|---|
| Loại đất mềm (cát, sỏi nhỏ, đất phù sa) | 190 (chu kỳ/giờ) | 170 (chu kỳ/giờ) | 180 (chu kỳ/giờ) | 160 (chu kỳ/giờ) | 150 (chu kỳ/giờ) | 135 (chu kỳ/giờ) |
|
| Loại đất cứng vừa (đất thường, đất sét mềm, đá nổ mìn bắn văng xa) | 170 (chu kỳ/giờ) | 150 (chu kỳ/giờ) | 160 (chu kỳ/giờ) | 145 (chu kỳ/giờ) | 145 (chu kỳ/giờ) | 130 (chu kỳ/giờ) |
|
| Loại đất cứng (đất sét cứng, đá nổ mìn om) | 150 (chu kỳ/giờ) | 135 (chu kỳ/giờ) | 140 (chu kỳ/giờ) | 130 (chu kỳ/giờ) | 135 (chu kỳ/giờ) | 125 (chu kỳ/giờ) |
|
Bảng 5. Hệ số ảnh hưởng, của góc quay máy từ nơi đào đến nơi đổ, tới năng suất của máy đào gầu thuận, KGócQuay.[4]
| Hệ số ảnh hưởng của góc quay máy tới năng suất máy đào gầu thuận | Góc quay máy từ nơi đào đến nơi đổ |
|---|
| 45o | 60o | 75o | 90o | 120o | 180o |
|---|
| 1,16 | 1,10 | 1,05 | 1,00 | 0,94 | 0,83 |
|
