Luận án Nghiên cứu giảm tải trọng động của máy ủi trong thi công đường tuần tra biên giới

g ma sát tại các khớp động. Nó 
còn gây ra va chạm và rung động, làm ảnh hưởng xấu đến trạng thái làm việc 
của các bộ phận và sức khỏe của người vận hành. 
 Căn cứ vào đặc điểm cấu tạo của máy ủi và sự làm việc của các bộ phận, 
có thể thấy, phản lực liên kết tại khớp F nối giữa khung đẩy và khung gầm là 
thông số tiêu biểu nhất, có thể đại diện cho tải trọng động máy ủi cả về tính 
chất thay đổi và cường độ tác dụng. Theo đó, để khảo sát tải trọng động máy 
ủi, cần xác định quy luật thay đổi của phản lực liên kết tại khớp F này. 
 3.2.2. Xác định phản lực liên kết tại khớp nối khung đẩy và khung gầm 
 Để xác định phản lực liên kết tại khớp động F, ta tách cụm khung đẩy và 
lưỡi ủi ra khỏi cơ hệ và xét sự cân bằng của nó. Lực tác dụng lên cụm khung 
đẩy và lưỡi ủi bao gồm các thành phần như được thể hiện trên hình 3.1. 
 Pxl
 z
 Pxl
 x z Pd(t)
 H Pd
 Pxl x
 x Pd
 z Fq K
 RF I
 F
 x GK
 RF z
 Fq 
 Hình 3.1. Sơ đồ lực tác dụng lên cụm khung đẩy và lưỡi ủi. 
Trên hình vẽ: 
 x z
 + R F ,R F - thành phần nằm ngang và thẳng đứng của phản lực liên kết 
 R F tại khớp F nối khung đẩy và khung gầm, 
 x z
 + Pxl ,Pxl - thành phần nằm ngang và thẳng đứng của lực Pxl do xy lanh 
 thủy lực dùng để nâng hạ lưỡi ủi tác dụng, 
 61 
 x z
 + Pd ,Pd - thành phần nằm ngang và thẳng đứng của lực cản đào và di 
 chuyển đất Pd , 
 + G K - trọng lực của cụm khung đẩy và lưỡi ủi; 
 x z
 + Fq ,Fq - thành phần nằm ngang và thẳng đứng của lực quán tính Fq . 
 Do tính chất "động" của tải trọng nên thành phần lực quán tính cần được 
kể đến. Để xác định các thành phần của lực quán tính, chúng ta tính gia tốc 
khối tâm K của cụm khung đẩy và lưỡi ủi dựa theo vectơ vị trí của điểm K 
theo công thức (2.43) trong chương 2: 
 Hai thành phần của lực từ xi lanh thủy lực tác dụng lên lưỡi 
ủi qua khớp H được xác định như sau: 
 x z
 Pxl ,Pxl Pxl
 62 
 Phương trình cân bằng của hệ lực tác dụng lên cụm khung đẩy và lưỡi ủi: 
 x z
 R F G K Pxl Fq Fq Pd 0 (3.4) 
Từ phương trình hình chiếu của (3.4) trên các trục Ox, Oz ta tìm được: 
 x x x x
 R F Fq Pxl Pd
 (3.5) 
 z z z z
 R F Fq Pxl G K Pd
Từ đó tìm được giá trị tổng hợp của phản lực liên kết tại khớp F: 
 22
 RRR=+xz (3.6) 
 FFF( ) ( )
3.3. Xây dựng thuật toán và chương trình tính 
 Chương trình tính toán động lực học máy ủi đươc̣ viết bằ ng ngôn ngữ lập 
trình Matlab kết hợp với bộ công cụ Simulink có sẵn trong Matlab. Các khối 
tự lập trình trong Matlab và mô phỏng trong Simulink được liên kết với nhau 
theo cách mô tả của người lập trình. 
 Cấu trúc của chương trình tính gồm 4 khối và hệ thống được thể hiện 
trên hình 3.2, bao gồm: 
 - Khối tín hiệu đầu vào, 
 - Khối xử lý tín hiệu, 
 - Khối xuất kết quả đầu ra 
 - Hệ thống đường truyền dẫn tín hiệu. 
 Khối tín hiệu đầu vào có chức năng cung cấp các thông số đầu vào cho 
chương trình, bao gồm thời gian, điều kiện đầu của các tọa độ và vận tốc ban 
đầu, hệ ngoại lực tác dụng lên cơ hệ. Khối tín hiệu đầu vào về tọa độ và vận 
tốc ban đầu được lấy từ thư viện của phần mềm, người lập trình chỉ cần nhập 
các giá trị ban đầu như thể hiện trên hình 3.3, 3.4. 
 Tín hiệu đầu vào về ngoại lực tác dụng lên cơ hệ đa dạng nên tác giả sử 
dụng khối Matlab Function có trong thư viện Simulink. Người lập trình tự 
định nghĩa các hàm và tạo tín hiệu đầu ra để kết nối với các khối xử lí tín hiệu. 
 63 
 Sơ đồ Simulink, hệ thống chương trình tính động lực học máy ủi, các 
khối ngoại lực do tác giả tự định nghĩa (gồm khối lực kéo PK, khối lực cản di 
 x z
chuyển PF, khối lực cản đào Pd , Pd ) được trình bày trong phụ lục 4. 
 Các khối xử lý tín hiệu có chức năng xử lý các tín hiệu đầu vào và tạo tín 
hiệu đầu ra và bao gồm: 
 - Khối mô phỏng hệ phương trình vi phân chuyển động, 
 - Khối tích phân gia tốc để lấy vận tốc của các khâu, 
 - Khối tích phân vận tốc để lấy vị trí hay chuyển vị, 
 - Khối mô phỏng tọa độ một điểm trên dao cắt lưỡi ủi để lấy quỹ đạo 
 chuyển động của dao cắt, 
 - Khối tính phản lực tại khớp F liên kết giữa khung đẩy và khung gầm. 
 Hai khối tính phân có sẵn trong thư viện, người lập trình chỉ cần lấy từ thư 
viện và nhập vào giá trị như thể hiện trên hình 3.5 và hình 3.6. 
 Đối với các khối tính toán còn lại, tác giả sử dụng khối Matlab Function 
kết hợp với công cụ lập trình để tạo ra các khối xử lý tín hiệu với chức năng 
giải hệ phương trình vi phân dao động và tính phản lực tại khớp F như lập 
trình thông thường (phụ lục 4). 
 Hệ thống các khối xuất kết quả đầu ra có nhiệm vụ xuất kết quả tính đối 
với các thông số về vị trí (chuyển vị), vận tốc, gia tốc của các khâu, phản lực 
tại khớp F, lực cản đào đất dưới dạng hàm số của thời gian. Tín hiệu đầu vào 
của các khối này là tín hiệu đầu ra của các khối xử lý. 
 Hệ thống đường truyền dẫn tín hiệu có chức năng truyền các tín hiệu 
giữa đầu ra của khối này và đầu vào của khối kia. 
 Thuật toán để giải hệ phương trình vi phân chuyển động của máy ủi 
(hình 3.2) được mô tả như sau: 
 64 
 Khối tín hiệu đầu vào 
 - Thời gian; 
 - Điều kiện ban đầu của vận tốc, góc quay, 
 chuyển vị các khâu; 
 - Các ngoại lực: PK, PF, Pd(t). 
 Khối xử lý tín hiệu 
 Khối mô phỏng hệ PTVP CĐ 
 Khối tích phân gia tốc tìm vận tốc 
 Khối tích phân vận tốc tìm góc 
 quay và chuyển vị 
 Khối tính toán phản lực khớp F 
 Khối xuất kết quả 
 - Góc quay, chuyển vị; 
 - Vận tốc, gia tốc các khâu; 
 - Lực cản đào Pd(t); 
 - Phản lực trong khớp F, RF 
 Hình 3.2. Sơ đồ khối (sơ đồ thuật toán) 
của chương trình tính toán động lực học máy ủi. 
 65 
Hình 3.3. Khối đầu vào cho các tọa độ suy rộng. 
 Hình 3.4. Khối đầu vào cho vận tốc ban đầu. 
 66 
 Hình 3.5. Khối tích phân gia tốc để tìm vận tốc. 
Hình 3.6. Khối tích phân vận tốc để tìm vị trí và chuyển vị. 
 67 
 Khối mô phỏng hệ phương trình vi phân chuyển động (PTVPCĐ) được 
lập trình dưới dạng M-file và nhúng trong khối Matlab Function. Khối PTVP 
CĐ lấy tín hiệu đầu vào là vận tốc, góc quay, chuyển vị của các khâu và các 
ngoại lực tác dụng vào cơ hệ gồm lực kéo PK, lực cản di chuyển PF, lực cản 
 x z
đào đất với 2 thành phần Pd và Pd . Khi chạy chương trình, khối hệ PTVPCĐ 
sẽ xử lí các tín hiệu đầu vào và cho kết quả là gia tốc của các khâu. Gia tốc 
của các khâu là tín hiệu đầu vào cho khối tích phân thứ nhất, sau khi khối này 
tự động lấy tích phân của gia tốc các khâu theo thời gian sẽ cho tín hiệu đầu 
ra là vận tốc các khâu. Tương tự, khối tích phân thứ hai lấy tín hiệu đầu vào là 
vận tốc của các khâu để cho kết quả đầu ra là góc quay và chuyển vị của các 
khâu. Qua các đường truyền dẫn tín hiệu, tín hiệu đầu ra của các khối tích 
phân lại trở thành tín hiệu đầu vào của khối hệ PTVPCĐ. 
 Như vậy, việc giải hệ phương trình vi phân chuyển động của cơ hệ thể 
hiện trên Simulink là một chu trình khép kín. Sau khi nhận được kết quả về 
gia tốc, vận tốc, góc quay, chuyển vị của các khâu từ việc chạy chương trình, 
tác giả xác định phản lực liên kết tại khớp F và quỹ đạo chuyển động của dao 
cắt lưỡi ủi thông qua các khối Matlab Function được lập trình dưới dạng M-
file, tương tự như lập trình đối với khối PTVPCĐ. 
 Tất cả đồ thị và giá trị trong bảng tính Excel của các thông số cần quan 
tâm được lấy từ các khối hiển thị Scope, các khối này trích tín hiệu từ đầu ra 
của các khối xử lí tín hiệu. 
3.4. Xác định các thông số đầu vào và đầu ra của chương trình tính 
 Để có thể giải bằng số hệ phương trình vi phân chuyển động của máy ủi 
theo (2.67), cần phải xác định các thông số đầu vào cho chương trình tính. 
Bên cạnh các ngoại lực cùng với các hệ số lò xo, giảm chấn đã xác định ở 
chương 2, cần xác định giá trị của những thông số khác như các kích thước 
động học đặc trưng của các khâu, khối lượng và mômen quán tính khối lượng 
của chúng và cả các điều kiện đầu của bài toán. 
 68 
 
 
 
   
  
 He phuong trinh DLH
 DK ban dau cua van toc goc 
  DK ban dau cua chuyen vi va goc quay

 
 Hình 3.7. Sơ đồ thuật toán Matlab Simulink giải hệ PTVP chuyển động 
 ( - Khối dữ liệu đầu vào;  - Khối xử lý tín hiệu  - Khối xuất kết quả) 
 69 
 3.4.1. Khối lương̣ và mômen quá n tính khối lượng của cá c khâu 
 Như đã biết, máy ủi DZ271 là loại máy do Nga (Liên xô cũ) chế tạo, 
hiện đang được sử dụng rất phổ biến trên đường tuần tra biên giới Việt Nam. 
Mặc dù vậy, tài liệu kèm theo máy chỉ đơn thuần là tài liệu khai thác sử dụng 
[1], [2], không có số liệu về các đại lượng mà luận án đang cần. Vì vậy, để có 
được giá trị của bộ thông số trên, tác giả đã sử dụng phương pháp thiết kế 3D 
toàn bộ máy ủi DZ271 trên phần mềm thiết kế Inventor thông dụng. Mô hình 
3D của máy ủi DZ271 được thể hiện trên hình 3.8. 
 Hình 3.8. Mô hình 3D của máy ủi DZ271 thiết kế trên Inventor. 
 Các chi tiết và cụm máy được thiết kế riêng rẽ, sau đó được lắp ghép với 
nhau trong trạng thái không liên kết vì việc liên kết ở đây là không cần thiết. 
Khối lượng và mômen quán tính khối lượng của tất cả các khâu trong hệ 
phương trình vi phân chuyển động (2.67) sẽ nhận được khi khai báo vật liệu 
của các khâu này. 
 Kết quả xác định khối lượng và mômen quán tính khối lượng của các 
khâu được ghi trong bảng 3.1. 
 70 
 Bảng 3.1. Khối lượng và mômen quán tính khối lượng của các khâu. 
 Ký Khối lượng Mô men quán tính 
 TT Khâu 
 hiệu (kg) (kG.m2) 
 1 Bánh sao chủ đông̣ mbs, Jbs 358.3 243.8 
 2 Thân máy ủi mT, JT 6219.2 7045.6 
 3 Khung gầm mG, JG 3075.5 2234.1 
 4 Khung đẩy và lưỡi ủi mK, JK 1031.2 3208.5 
 3.4.2. Xác định các kích thướ c đông̣ hoc̣ của máy ủi. 
 Các kích thướ c đông̣ hoc̣ (bao gồm cả các góc kết cấ u) đươc̣ đo trực tiếp 
trên máy ủi. Kết quả đo được trình bày trong bảng 3.2. 
 Bảng 3.2. Các thông số hình học của máy ủi. 
 TT Tên gọi Đơn vị Giá trị 
 1 Kích thước AF, lAF m 1,48 
 2 Kích thước FK, lFK m 2,34 
 3 Kích thước KI, lKI m 0,36 
 4 Kích thước KH, lKH m 0,55 
 5 Kích thước AC, lAC m 1,83 
 6 Kích thước CD, lCD m 1,33 
 7 Kích thước AB, lAB m 1,61 
 8 Kích thước KM, lKM m 0,91 
 9 Kích thước IM, lIM m 0,76 
 10 Kích thước HM, lHM m 1,12 
 11 Góc kết cấu 1 độ 40 
 12 Góc kết cấu 2 độ 350 
 13 Góc kết cấu 3 độ 357 
 14 Góc kết cấu 4 độ 73 
 15 Góc kết cấu 5 độ 19 
 16 Góc kết cấu 6 độ 22 
 17 Góc kết cấu 7 độ 7 
 71 
 3.4.3. Cá c điều kiện đầu 
 Các điều kiêṇ đầ u dùng cho khảo sát là giá trị tại thời điểm t = 0 của các 
tọa độ và vận tốc suy rộng. Giá trị cụ thể của chúng như sau: 
 - Các tọa độ suy rộng: q0 0;q 0 0;q 0 0;q 0 (rad) 
 1 2 3 4 18
 0 0 0 0
 - Các vận tốc suy rộng: q1 0;q 2 0,q 3 0;q 4 0 ; 
 3.4.4. Đầu ra của chương trình tính 
 Đầ u ra của chương trình tính là các file Excel mang kết quả tính toán các 
thông số động lực học của máy ủi, bao gồ m: 
 - Phản lưc̣ của đấ t tác dung̣ lên lưỡi ủi, thay đổi theo thời gian. 
 - Phản lưc̣ liên kết tại khớp F nối khung đẩy và khung gầm máy ủi. 
 Bộ số liêụ tính toán ở mỗi phương án se ̃ được lưu trong môṭ file kết quả 
riêng dưới dang̣ bảng. Nhờ đó, chúng ta có thể dễ dàng thực hiện các xử lý 
tiếp theo, đặc biệt là việc biểu diêñ bằng đồ thi. ̣
3.5. Kết quả khảo sát động lực học má y ủ i 
 Kết quả khảo sát động lực học máy ủi trong quá trình đào và di chuyển 
đất được trích ra một phần, ứng với khoảng thời gian từ giây thứ 10 đến giây 
thứ 20, là giai đoạn làm việc ổn định của máy. Dướ i đây trình bày kết quả 
khảo sát ở môṭ số trườ ng hơp̣ điển hình trong quá trình đào và di chuyển đấ t 
của máy ủi DZ271 với các số liêụ đầ u vào tương ứ ng. 
 3.5.1. Quỹ đạo chuyển động của dao cắt trong mặt phẳng thẳng đứng 
 Quỹ đạo chuyển động của dao cắt trong quá trình đào và di chuyển đất 
với chiều sâu cắt htb được thệ hiện trên hình 3.9. 
 Kết quả nhận được trên hình 3.9 cho thấy: bên cạnh sự mấp mô của nền 
đất còn xuất hiện sự dao động của đỉnh dao cắt. Đây cũng là một yếu tố tạo ra 
sự thay đổi của tổng các thành phần lực cản đào đất theo phương nằm ngang 
và phương thẳng đứng. Đồ thị cũng cho thấy, vết cắt càng sâu thì biên độ và 
tần suất dao động của đỉnh dao cắt càng lớn. 
 72 
 Hình 3.9. Quỹ đạo của dao cắt trong quá trình đào và di chuyển đất 
 (1. htb1 = 0,08m; 2. htb2 = 0,13m; 3. htb3 = 0,18m) 
 3.5.2. Khảo sá t thành phần lưc̣ cản đào đất Pd 
 3.5.2.1. Ảnh hưởng của vâṇ tố c di chuyển đế n lưc̣ cản đà o đấ t trong quá 
trình đà o và di chuyển đấ t không gặp chướng ngại 
 Tiến hành khảo sát ở các vâṇ tố c di chuyển q1 ={0,35; 0,42; 0,50} (m/s), 
đấ t cấ p IV, chiều dày phoi cắt htb = 0,18m. Kết quả khảo sát được thể hiện 
trên đồ thị hình 3.10. 
 Hình 3.10. Sư ̣ thay đổi của lưc̣ cản đà o đấ t Pd theo thờ i gian. 
 (1. q11 = 0,35m/s; 2. q12 = 0,42m/s, 3. q13 =0,50m/s) 
 73 
 Theo đồ thị ta thấy, giá trị lực cản đào đất tăng lên theo vận tốc di chuyển của 
máy và thời gian khảo sát. Ngoài ra, vận tốc di chuyển càng lớn thì biên độ dao động 
của lực cản đào thay đổi càng lớn. Giá trị lớn nhất lực cản đào Pd max = 96,625kN. 
 Kết quả dạng bảng số được cho trong phụ lục 5, giá trị trung bình của lực 
cản đào được ghi trong bảng 3.3. 
 Bảng 3.3. Giá trị trung bình của lực cản đào theo các vận tốc khác nhau. 
 Vận tốc di chuyển của máy Lực cản đào đất 
 TT Ghi chú 
 q1 (m/s) Pd (kN) 
 1 0,35 32,556 
 2 0,42 47,909 
 3 0,50 72,901 
 3.4.2.2. Ảnh hưởng của vâṇ tố c di chuyển đế n lưc̣ cản đà o đấ t khi đào và 
di chuyển đất găp̣ chướ ng ngaị 
 Tiến hành khảo sát ở các vâṇ tố c di chuyển ={0,30; 0,43; 0,55} (m/s), 
đấ t cấ p IV, chiều dày phoi cắt htb = 0,18m. Kết qua khao sat được thể hiện 
 q1 ̉ ̉ ́
trên đồ thị hình 3.11. 
 Hình 3.11. Sư ̣ thay đổi của lưc̣ cản đà o đấ t Pd theo thờ i gian 
 (1. q11 = 0,30m/s; 2. q12 = 0,43m/s; 3. q13 =0,55m/s) 
 74 
 Từ đồ thị ta thấy giá trị lực cản đào tăng theo vận tốc di chuyển của máy và 
thời gian khảo sát. Ở các giây thứ 12,6 và 17,2 biên độ dao động của lực cản đào 
tăng nhanh, phù hợp với thời điểm lưỡi ủi gặp chướng ngại. Giá trị lớn nhất của lực 
cản đào Pdmax= 119,736kN. 
 Kết quả dạng bảng số được cho trong phụ lục 5, giá trị trung bình của lực 
cản đào được ghi trong bảng 3.4. 
 Bảng 3.4. Giá trị trung bình của lực cản đào ở các vận tốc khác nhau 
 q
 Vận tốc di1 chuyển của máy Lực cản đào đất 
 TT Ghi chú 
 (m/s) Pd (kN) 
 1 0,30 55,428 
 2 0,43 68,913 
 3 0,55 81,932 
 Từ kết quả khảo sát ở các bảng 3.3 và 3.4, ta lập bảng 3.5 để so sánh lực 
cản đào ở hai trường hợp khác nhau ở trên. 
 Bảng 3.5. So sánh lực cản đào ở hai trường hợp khác nhau 
 q1
 TT Nội dung Pd (kN) Tỷ lệ % 
 1 Pd khi lưỡi ủi chưa gặp chướng ngại 72,901 100,00 
 2 Pd khi lưỡi ủi gặp chướng ngại 81,932 112,388 
 Nhận xét: 
 Các kết quả trên cho thấy lực cản đào khi gặp chướng ngại (và vượt qua 
được) lớn hơn đáng kể so với trường hơp không gặp chướng ngại ở cùng vận 
tốc di chuyển của máy. Sự sai khác tính theo giá trị trung bình là 12,388%. 
 3.5.3. Khảo sá t thành phần phản lưc̣ liên kết RF tại khớp F 
 3.5.3.1.Ảnh hưởng của vâṇ tố c di chuyển đế n phản lưc̣ liên kế t tại khớp nối 
giữa khung đẩy và khung gầ m khi đào và chuyển đất không gặp chướng ngại 
 Tiến hành khảo sát ở vâṇ tố c di chuyển =0,50m/s, đấ t cấ p IV, chiều 
dày phoi cắ t htb=0,18m. Kết quả khảo sát được thể hiện trên đồ thị hình 3.12. 
 75 
 Hình 3.12. Sư ̣ thay đổi của phản lưc̣ RF theo thờ i gian. 
 Kết quả trên đồ thị cho thấy giá trị của phản lực liên kết RF tăng dần theo 
thời gian và biến thiên với tần số tăng nhẹ, biên độ khá ổn định. Sự biến thiên 
này phù hợp với thực tế về độ mấp mô của mặt đường. 
 Kết quả dạng bảng số được ghi trong phụ lục 5, giá trị trung bình của 
phản lực liên kết là RF = 98,615kN. 
 Bảng 3.6. So sánh lực cản đào với phản lực liên kết khớp F. 
 Đất cấp IV, htb=0,18m, q1 =0,50m/s 
 Các phản lực Giá trị các phản lực Tỷ lệ % 
 Pd 72,901kN 100,00 
 RF 98,615 kN 135,27 
 Bảng 3.6 thể hiện sự so sánh giữa lực cản đào Pd và phản lực liên kết RF 
tại khớp F theo giá trị trung bình khi chiều sâu cắ t và vận tốc di chuyển của 
máy như nhau. Theo đó, phản lực RF lớn hơn lực cản đào Pd là 35,27%. Điều 
này thể hiện tính chất khuyếch đại lực cản đào khi truyền qua khung đẩy và 
tính chất động của tải trọng. 
 3.5.3.2. Ảnh hưởng của vâṇ tố c di chuyển đế n phản lưc̣ liên kết tại khớ p 
nối giữa khung đẩy và khung gầ m khi đà o và di chuyển đấ t găp̣ chướ ng ngaị 
 76 
 Tiến hành khảo sát ở vâṇ tố c di chuyển =0,55m/s, đấ t cấ p IV, chiều 
dày phoi cắ t htb=0,18m, c2= , k2= . Kết quả khảo sát được thể hiện trên đồ 
thị hình 3.13. 
 Hình 3.13. Sư ̣ thay đổi của phản lưc̣ RF theo thờ i gian. 
 Đồ thị cho thấy: giá trị phản lực RF cũng tăng dần theo thời gian khảo sát 
và biến thiên liên tục với biên độ dao động lớn. Đqặc1 biệt, ở thời điểm 12,2s và 
17,3s phản lực RF tăng đột ngột do lưỡi ủi gặp phải chướng ngại. 
 Kết quả khảo sát dạng bảng số được ghi trong phụ lục 5, giá trị trung 
 q1
bình của phản lực liên kết là RF=112,291kN. 
 Bảng 3.7 thể hiện sự so sánh giữa lực cản đào Pd và phản lực liên kết RF 
tại khớp F theo giá trị trung bình trong trường hợp gặp chướng ngại khi chiều 
sâu cắ t và vận tốc di chuyển của máy như nhau. Theo đó, phản lực RF lớn hơn 
lực cản đào Pd là 37,05%. 
 Bảng 3.7. So sánh phản lực liên kết khớp F và lực cản đào Pd 
 khi gặp chướng ngại 
 Đất cấp IV, htb=0,18m, =0,55m/s 
 Các phản lực Giá trị các phản lực Tỷ lệ % 
 Pd 81,932kN 100,00 
 RF 112,291kN 137,05 
 77 
 Bảng 3.8. So sánh phản lực liên kết tại khớp F trong hai trường hợp 
 gặp và không gặp chướng ngại 
 Đất cấp IV, htb=0,18m, =0,55m/s 
 Giá trị các 
 Các phản lực Tỷ lệ % 
 phản lực 
 RF chưa gặp chướng ngại 98,615 kN 100,00 
 RF gặp chướng ngại 112,291kN 113,868 
 Bảng 3.8 so sánh phản lực liên kết RF theo giá trị trung bình giữa hai 
trường hợp gặp và không gặp chướng ngại khi các điều kiện khác như nhau. 
Ta thấy giá tri ̣ trung bình của phản lưc̣ liên kết khi đào và chuyển đấ t găp̣ 
chướng ngại lớn hơn giá tri ̣khi không gặp chướng ngại là 13,868%. 
3.6. Giảm tải trọng động má y ủ i 
 Khi máy ủi đào và chuyển đất, năng suất sử dụng của máy ủi, theo [11] 
được xác định theo công thức: 
 3600.V.k .k
 Q 1 tg
 dao T .k
 ck t , m3/h (3.7) 
 q
 trong đó: 1
 V – Thể tích khối đất trước lưỡi ủi, m3; 
 ktg – hệ số sử dụng thời gian, ktg = 0,8 – 0,9; 
 k1 – hệ số kể đến ảnh hưởng của độ dốc nơi máy thi công đến năng suất 
máy ủi; 
 kt – hệ số tơi của đất; 
 Tck – thời gian một chu kỳ làm việc của máy (s); 
 Từ công thức (3.7) nhận thấy năng suất sử dụng của máy ủi phụ thuộc vào 
hai thông số chính: V và Tck. 
 Như vậy, để nâng cao năng suất sử dụng của máy ủi cần: 
 Tăng thể tích khối đất trước lưỡi ủi; 
 78 
 Giảm thời gian chu kỳ làm việc của máy. 
 Thời gian chu kỳ làm việc của máy ủi theo [11] được xác định theo công 
thức: 
 T t t t nt mt 2t
 ck 1 2 3 d n q (3.8) 
 ở đây 
 t1 – thời gian đào đất, s; 
 t2 – thời gian chuyển đất, s; 
 t3 – thời gian chạy không tải về vị trí ban đầu, s; 
 ntd – số lần và thời gian một lần thay đổi tốc độ (ra vào số); 
 mth - số lần và thời gian một lần nâng, hạ lưỡi ủi; 
 tq – thời gian một lần quay đầu máy ủi, s. 
 Như mục 1.3.2 chương 1 trong luận án đã trình bày, khi máy ủi đào và 
chuyển đất gặp chướng ngại, xảy ra 3 trường hợp: 
 Máy vượt qua được chướng ngại: Pc < PK < Pb; 
 Máy không vượt qua được chướng ngại: Pb < PK < Pc (thiết bị di chuyển 
quay trơn); 
 Máy không vượt qua được chướng ngại: PK < Pb < Pc (chết máy). 
 Cả ba trường hợp này đều ảnh hưởng đến năng suất làm việc của máy. Để 
máy vượt qua được chướng ngại thì máy phải tiến, lùi nhiều lần hoặc nâng, hạ 
lưỡi ủi để thay đổi chiều dày phoi cắt để tránh chướng ngại hoặc khởi động 
máy, ra vào số nhiều lần mỗi khi chết máy, các thông số: t1, ntd, mth và tq