tính toán và thiết kế máy ép cọc tĩnh

Một trong các cách xử lý nền móng vừa kinh tếlại vừa đảm bảo độ bền vững của công trình là dùng phơng pháp đóng cọc.. Việc sử lý nền móng đã có từ rất lâu, nhất là sử lý nền móng bằng cá

Mục lục

Trang

Lời nói đầu……… 4

Chơng I Giới thiệu về công tác thi công nền móng………. 5

1.1 Giới thiệu ……… 5

1.2 Các phơng pháp gia cố nền móng ……… 6

1.2.1 Phơng pháp khoan cọc nhồi ……… 6

1.2.2 Phơng pháp đóng cọc bằng búa điezel ……… 7

1.2.3.Phơng pháp xử lý nền bằng bấc thấm ……… 7

1.2.4 Phơng pháp ép cọc tĩnh ……… 8

Chơng II Các phơng án và lựa chọn phơng án thiết kếmáy ép cọc tĩnh ……… 9

2.1 Máy ép cọc kiểu vít me ……… 11

2.2 Máy ép thuỷ lực bắt bulông ……… 12

2.3 Máy ép kiểu quang treo ……… 13

Chơng III Thiết kế tổng thể ……… 16

3.1 Xác định kích thớc khối bê tông ……… 16

3.2 Xác định kích thớc của máy ……… 17

3.2.1 Tính chiều dài máy ……… 17

3.2.2 Xác địng chiều rộng máy ……… 19

3.2.3 Xác định chiều cao của khung tĩnh và khung động ……… 19

Chơng IV tính toán thiết kế hệ thống truyền động thuỷ lực ……… 20

4.1 Nhiệm vụ, yêu cầu thiết kế ……… 20

4.1.1 Nhiệm vụ của hệ thống truyền động thuỷ lực ……… 20

4.1.2 Yêu cầu của hệ thống truyền động thuỷ lực ……… 20

4.2 Sơ đồ hệ thống truyền động thuỷ lực ……… 20

4.3 Các thông số của hệ thống truyền động thuỷ lực ……… 21

4.4 Tính chọn các bộ phận của hệ thống truyền động thuỷ lực ……… 21

4.4.1 Tính chọn xylanh ……… 21

4.4.2 Tính chọn bơm và công suất động cơ ……… 23

4.4.3 Chọn van phân phối ……… 26

4.4.4 Tính toán thùng dầu ……… 27

4.4.5 Chọn ống dẫn và cút nối ……… 28

4.4.6 Chọn đồng hồ đo áp ……… 29

Chơng V Tính toán kết cấu thép của tháp động và tháp tĩnh ………30

5.1 Chế độ làm việc và phơng pháp tính toán kết cấu thép ……… 30

……… 32

Đặc điểm cấu tạo thấp động và lực tác dụng ……… 32

Lựa chọn hình thức kết cấu ……… 33

Lực tác dụng lên tháp động ……… 33

Tính chọn mặt cắt thép góc, bản giằng ……… 34

Tính chọn thép góc ……… 34

Tính chọn mặt cắt bản giằng bên ……… 37

Tính toán liên kết bản giằng bên với thanh thép góc ………… 42

Tính toán bản giằng sau ……… 43

ớc ……… 48

ới ……… 48

……… 51

Đặc điểm cấu tạo và lực tác dụng ……… 51

Lực tác dụng lên tháp ……… 51

Tính chọn mặt cắt của thép làm khung và bản giằng ……… 52

Tính chọn mặt cắt thép làm khung tĩnh ……… 52

Tính chọn bản giằng ……… 53

Tính liên kết bản giằng ……… 57

Tính cụm tai xylanh trên ……… 59

Tính quang treo ……… 62

Tính chọn mặt cắt quang treo ……… 62

……… 64

Tính đòn gánh ……… 65

tính toán thiết kế dầm ……… 69

Tính toán thiết kế dầm trung gian ……… 69

Đặc điểm kết cấu và hình thức lực chọn kết cấu ……… 69

……… 69

……… 70

Tính chọn mặt cắt cánh dầm ……… 71

Tính chọn sơ bộ mặt cắt dầm ……… 71

Kiểm tra mặt cắt đã chọn ……… 74

Tính toán thiết kế quang treo ……… 76

Tính toán thiết kế dầm đáy (dầm ngang) ……… 77

Đặc điểm kết cấu và hình thức lựa chọn kết cấu ……… 77

Lực tác dụng lên dầm ……… 77

……… 78

Tính chọn mặt cắt dầm ……… 79

Quy trình lắp dựng ……… 82

Công tác chuẩn bị để thi công máy ép cọc tĩnh ……… 82

Quy trình lắp dựng ……… 82

Quy trình thi công ép cọc ……… 87

Để đảm bảo tính hợp lý trong quá trình thiết kế thì em xin trình bày thêm phần tính ……… 90

……… 90

……… 90

Tính toán giá thành của các bản thép chế tạo khung ………… 91

……… 91

……… 93

……… 96

……… 96

……… 97

……… 97

……… 99

……… 99

……… 100

……… 101

Tính toán giá thành kết cấu thép chế tạo dầm trung gian …… 101

……… 102

……… 103

……… 103

……… 104

……… 106

Lời nói đầu

Trong bối cảnh nớc ta hiện nay là một nớc đang phát triển, cơ sở hạ tầngngày càng đợc xây dựng và hoàn thiện Trong thực tế các công trình xây dựng lớnhiện nay thì việc gia cố nền móng là rất quan trọng Cấu tạo của nền sau khi đào,

đắp, đầm thờng không đồng nhất và khả năng chịu áp lực nhỏ; Vì vậy trong côngtác xây dựng nhà cao tầng (mang tính vĩnh cửu) và xây dựng cầu, đập nớc, ốngkhói, v.v ngời ta phải xử lý móng Một trong các cách xử lý nền móng vừa kinh tếlại vừa đảm bảo độ bền vững của công trình là dùng phơng pháp đóng cọc Cọcdùng để đóng có thể là cọc tre, gỗ, hoặc cọc thép, cọc bê tông- cốt thép, cọccát Trong điều kiện hiện nay thì cọc bê tông- cốt thép đợc sử dụng rộng rãi nhất vì

có nhiều u điểm hơn các loại cọc khác Đó là điều kiện áp dụng không phụ thuộcvào tình hình mực nớc ngầm (tuy nhiên khi dùng cọc ở những nơi nớc mặn thì phảichú ý tới hiện tợng ăn mòn cốt thép trong cọc) giá thành của cọc nhỏ hơn nhiều sovới cọc thép, sức chịu tải của cọc cao Hầu hết các công trình hiện nay đều dùngcách gia cố nền móng bằng cọc

Xuất phát từ yêu cầu đó trong lần làm đồ án tốt nghiệp này em đã đợc giaonhiệm vụ tính toán thiết kế máy ép cọc tĩnh với lực ép là 150 Tấn Trong quá trình

làm đồ án em xin cảm ơn sự chỉ bảo tận tình của PGS.TS: Nguyễn Bính và kỹ s

Phạm Anh Tuấn đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này Do trình độ và thời gian có

hạn, kinh nghiệm thực tế còn quá ít, việc tìm tài liệu thiết bị còn hạn chế nên trongquá trình tính toán thiết kế không tránh khỏi thiếu sót Vì thế em rất mong đợc sựgiúp đỡ chỉ bảo của các thầy giáo để sau này trong thực tế khỏi bỡ ngỡ, và có thểvận dụng tốt những kiến thức đã học vào trong thực tế Em xin chân thành cảm ơncác thầy.

Chơng I: giới thiệu về công tác thi công

nền móng

1.1 Giới thiệu

Đất nớc ta đang trong thời kỳ phát triển hợp tác và hội nhập với các nớc trong

khu vực, cũng nh các nớc trên thế giới Để có nền kinh tế phát triển nhanh thì cần

có nền kinh tế ổn định, vững chắc và để phát triển nhanh thì cần phải có cơ sở hạtầng vững chắc và hiện đại Do đó hàng loạt các công trình xây dựng dân dụng cũng

nh các công trình giao thông đã và đang, sắp đợc xây dựng Trong các công trìnhlớn cũng nh nhỏ thì việc sử lý nền móng là yếu tố hết sức quan trọng vì nó quyết

định đến chất lợng cũng nh tuổi thọ của công trình

Việc sử lý nền móng đã có từ rất lâu, nhất là sử lý nền móng bằng các loại cọc,ban đầu là các loại cọc nguyên thuỷ có sẵn nh : Cọc tre, cọc gỗ, và với quy mô côngtrình ngày càng lớn và xây dựng trên nền đất yếu nên các loại cọc cũng phải hiện

đại và đáp ứng đợc yêu cầu của các công trình

Tuỳ thuộc vào quy mô, thời hạn thời hạn phục vụ của công trình, điều kiện tựnhiên của đất xây dựng mà ngời ta áp dụng các biện pháp khác nhau để gia cố nềnmóng cho phù hợp, với những công trình xây dựng nhà ở thuộc loại nhỏ của các hộgia đình thì áp dụng biện pháp làm móng cọc bê tông

Hiện nay trong thực tế xây dựng nền móng cho các công trình lớn, thời hạn phục

vụ lâu dài thì ngời ta áp dụng các loại máy, đây là loại máy đảm bảo khả năng xâydựng nhà và công trình trên các loại đất có sức chịu tải nhỏ Chính việc áp dụngmóng cọc đã thúc đẩy việc ứng dụng các phơng pháp công nghiệp công nghiệp hoáxây dựng cũng nh việc trang bị cho các cơ quan xây dựng những máy hạ cọcchuyên dùng gọn nhẹ và có năng suất cao

- Những u điểm cơ bản của việc áp dụng móng cọc là: Rút ngắn thời gian thi công,giảm bớt công tác nặng nhọc, giảm bớt khối lợng thép bê tông và giảm bớt khối l-ợng công tác làm đất Móng cọc ít nhạy cảm với sự thay đổi trạng thái của đất nền,

có thể đào những hố sâu ngay sát cạnh những móng cọc mà không gây nguy cơ pháhuỷ các công trình

Ngoài phơng pháp gia cố nền bằng cọc thì ngời ta còn dùng nhiều phơng phápkhác nh:

* Để gia cố nền có các loại đất to hạt có nhiều lỗ rỗng và vết nứt thì ngời ta thờngdùng biện pháp xi măng hoá Đây là biện pháp hiệu quả và đợc sử dụng rộng rãi

* Để gia cố sử lý nền mà bên dới có các mạch nớc ngầm thì ngời ta dùng phơngpháp ép cọc bấc thấm hoặc dùng cọc cát

1.2 Các phơng pháp gia cố nền móng

Gia cố nền móng có nhiều phơng pháp khác khác nhau, mỗi phơng pháp cónhững u điểm riêng và phù hợp với các công trình khác nhau Các phơng pháp hiệnnay thờng đợc sử dụng là:

1.2.1 Phơng pháp khoan cọc nhồi.

Cọc nhồi đợc chế tạo bằng cách rót trực tiếp vật liệu (bê tông , cát ) vào những lỗcọc đã đợc khoan sẵn

- Ưu điểm của phơng pháp này là:

+ Cọc đợc chế tạo tại chỗ có kích thớc và chiều dài tuỳ ý, không mất côngvận chuyển hay phải làm công tác phụ khác nh : Ca, cắt, nối cọc

+ Thi công cọc khoan nhồi tránh đợc các lực xung kích gây ảnh hởng xấu đến cáccông trình xung quanh, không gây tiếng ồn

Búa đóng cọc Diezel dùng để đóng cọc bê tông cốt thép, ống thép và cọc gỗ vàchỉ đóng cọc trên nền thông thờng (không phải nền yếu hoặc cứng ) Phơng phápnày có các u nhợc điểm sau :

1.2.3 Phơng pháp sử lý nền bằng bấc thấm

Bấc thấm là một phơng pháp nhân tạo, cải tạo nền đất bằng thiết bị tiêu nớc thẳng

đứng Để sử lý đất yếu, đợc dùng để thay thế cọc cát làm phơng tiện dẫn nớc từ dớinền đất yếu lên tầng đệm cát phía trên và thoát ra ngoài Phơng pháp này có những -

+ Chiều sâu sử dụng bấc có thể đạt 40 (m)

+ Hoạt động thoát nớc tốt trong các điều kiện khác nhau

- Nhợc điểm :

+ Hiệu quả cha đạt yêu cầu mong muốn cho một số điều kiện nền đắp thấp và một

số điều kiện địa chất khác

+ Bản thân bấc thấm không tham gia vào thành phần chịu tải trọng

1.2.4 Phơng pháp ép cọc tĩnh.

Máy ép cọc dùng để ép cọc bê tông cốt thép Trong việc gia cố nền móng với cácnền móng không quá yếu Thờng đợc sử dụng trong xây dựng các công trình dândụng nh nhà cửa… vì lực ép lớn và tiếng ồn nhỏ, quá trình ép cọc êm dịu, cọc ít bị

vỡ đầu cọc do chấn động nh khi sử dụng búa diezel và chiều sâu ép cọc có thể đạtyêu cầu tốt Do không gây tiếng ồn và ô nhiễm cho nên máy ép cọc thờng đợc sửdụng trong các công trình đông khu dân c, và do tạo chấn động nhỏ cho nên nócũng thờng đợc sử dụng trong các công trình mà bên cạnh các công trình đó đã cónhững công trình khác Tuy nhiên cũng có một số hạn chế là cần phải có thiết bịphụ đi kèm theo nh : (Động cơ điện, bơm thuỷ lực, thùng dầu thuỷ lực) do vậy cầnphải có máy phát điện nếu xa nguồn điện để tạo ra nguồn điện dẫn động động cơ

điện và bơm thuỷ lực Và một hạn chế khác nữa là khi thi công bằng máy ép cọctĩnh thì cần phải có nhiều công nhân và cần phải có cần cẩu để cẩu cọc và phục vụviệc di chuyển khi đóng cọc

Chơng II : các phơng án và lựa chọn

phơng án thiết kế máy ép cọc tĩnh

Máy ép cọc là loại máy hoạt động dựa trên áp lực của dầu thuỷ lực áp suất cao

của dầu thuỷ lực sẽ tạo ra lực ép để ép cọc sâu vào lòng đất, vì vậy nó hoạt động rất

êm, không gây ảnh hởng đến những công trình xung quanh, và nó không gây ratiếng ồn khi hoạt động Kết cấu của máy gồm có khung tĩnh, khung động, 2 xi lanhdùng để ép cọc và dầm chính và phụ Khung động thì trợt trong khung tĩnh

*Nguyên lý hoạt động của nó nh sau:

Cọc đợc đa vào khung động (bằng cẩu)

Hình 2.1

sau đó dùng đòn để giữ cọc với khung động

Hình 2.2

Sau khi đã cố định cọc với khung động thì ta cho xy lanh duỗi ra và ép cọc xuống

đất Khi hết hành trình của xi lanh thì xi lanh sẽ đợc co lại và ta lại cố định cọc vớikhung động ở vị trí khác, sau đó hành trình lại lặp lại nh trớc Khi đã ép hết cọc đóthì ngời ta đa cọc khác vào và hàn đầu cọc mới với cọc đã ép rồi, sau đó lại tiếp tục

ép đến khi đạt yêu cầu thiết kế thì thôi Hiện nay có nhiều loại với kết cấu khácnhau Sau đây em xin trình bày một số phơng án nh sau:

2.1 Phơng án 1: Máy ép cọc kiểu vít me

Máy ép cọc kiểu vít me thì kết cấu của nó gồm có giá trung gian thì đ ợc liên kết

với dầm bằng quang treo, khung tĩnh liên kết với giá trung gian bằng vít me Đốivới máy này thì có những u nhợc điểm sau :

- Do giá trung gian đợc treo trên dầm nên phải có thiết bị để nêm và giữ cho ổn

định, khi dùng nêm thì không chắc chắn đợc bằng dùng vít hoặc bulông

- Giá trung gian thì kết cấu phải có dãnh để bắt vít, vì vậy kết cấu của giá trunggian tơng đối phức tạp , và kết cấu không gọn nhẹ

- Khoảng cách để chất tải hẹp hơn so với kiểu quang treo nếu chiều dài dầm đáy

nh nhau

Hình vẽ của máy : (Không vẽ đối trọng )

Hình 2.3

1 Dầm ngang, 2 Giá trung gian, 3 Vít, 4 Khung tĩnh,

5 Xi lanh thuỷ lực, 6 Khung động

2.2 Phơng án 2: Máy ép thuỷ lực bắt bulông.

Máy ép thuỷ lực loại này dùng 2 xi lanh thuỷ lực, và có dầm trung gian thì liênkết bằng bulông với dầm chính Trên dầm chính thì có dãnh trợt để có thể bắt đợcbulông với dầm trung gian

Khung tĩnh thì đợc liên kết bằng bulông với dầm trung gian

Máy ép cọc loại này có những u nhợc điểm sau

*Ưu điểm:

Đối với loại máy này thì khả năng dịch chuyển khi đóng cọc là tơng đối nhanh, vàkhi tháo lắp cũng nhanh do giá trung gian có thể di chuyển dọc theo dầm chính vàkhung tĩnh có thể di chuyển dọc theo giá trung gian

*Nhợc điểm:

Đối với loại máy này thì có các nhợc điểm sau

- Kết cấu của dầm chính và giá trung gian là tơng đối phức tạp, do phải làm dãnh đểbắt bulông

-Kết cấu nh vậy dẫn đến khối lợng của máy lớn

-Khả năng vận chuyển khó vì trọng lợng lớn và kết cấu cồng kềnh

Hình vẽ của máy: (Không vẽ đối trọng)

Hình 2.4

2.3 Phơng án 3: Máy ép thuỷ lực kiểu quang treo.

Đối với máy kiểu này thì kết cấu của nó gồm có:

+ Dầm trung gian thì đợc liên kết với dầm chính (dầm ngang ) nhờ bằng quang treo + Khung tĩnh cũng đợc liên kết với dầm trung gian bằng quang treo

Chính vì vậy mà máy này có những u điểm và nhợc điểm sau:

+ Việc thực hiện chuyển đóng cọc là tơng đối nhanh

+ Giá thành chế tạo rẻ

* Nhợc điểm của máy:

Phải dùng nêm để cố định khung tĩnh và dầm trung gian, do đó có thể khung tĩnh bịnghiêng do chêm, vì vậy lực tác dụng lên các quang là không đều nhau và khi đóngcọc phải chỉnh cọc nhiều hơn

Hình vẽ

Hình 2.5

1 Dầm đáy; 2 Quang treo; 3.Khung tĩnh;

4 Khung động; 5 Dầm trung gian; 6 Xylanh (2 xylanh)

Trên cơ sở phân tích các u, nhợc điểm của các phơng án đã nêu em lựa chọn phơng

án thiết kế là phơng án 3; Nghĩa là máy ép cọc thuỷ lực kiểu quang treo, dùng 2 xylanh thuỷ lực

Chơng III: tính toán thiết kế tổng thể

Kích thớc của máy phụ thuộc vào chiều dài của cọc và số lợng cọc ép đợc trongmột đài ép và kích th

Các khối bê tông có trọng l ớc của các khối bê tông

3.1 Xác định kích thớc của các khối bê tông.ợng theo yêu cầu là 5 (T/khối) Khối

bê tông để làm đối trọng thì gồm có các khối bê tông dài và các khối bê tông ngắn.Khối bê tông có chiều dài lớn thì đợc đặt ở dới cùng, còn các khối bê tông có chiềudài ngắn thì đợc đặt trên khối bê tông dài Các khối bê tông có hình dáng nh sau

 a2*b = 2

5 , 2

5



Chän b = 3,4 (m) = 3400(mm) 0 , 767

4 , 3

Theo thiÕt kÕ ta chän a=900

3.2.1 TÝnh chiÒu dµi cña m¸y

3.2.2 Xác định chiều rộng của máy

Chiều rộng của máy đợc xác định trên cơ sở kích thớc của khối đối trọng dài.Kích thớc chiều dài của khối đối trọng dài là b = 3400 (mm)

Vậy ta chọn chiều rộng của máy là B = 3400 (mm)

Vậy kích thớc của dầm đáy nh sau

Hình 3.5

3.2.3 Xác định chiều cao của khung tĩnh và khung động.

Chiều cao của khung tĩnh và khung động phụ thuộc vào chiều cao của cọc và hànhtrình xylanh

+ Hành trình xylanh ta chọn là s = 1600 (mm)

+ Chiều dài của cọc là L cọc = 8000 (mm)

Do đó ta chọn chiều dài của khung động là Lkđ = 7000 (mm), chiều dài củakhung tĩnh là Lt = 5550 (mm)

Vậy ta có bảng kê các thông số tổng thể của máy

Thông số Chiều dài máy Chiều rộng

máy

Chiều cao khung động

Chiều cao củakhung tĩnhGiá trị

(mm)

Chơng IV: tính toán thiết kế hệ thống truyền

động thuỷ lực

4.1 Nhiệm vụ, yêu cầu thiết kế.

4.1.1 Nhiệm vụ của hệ thống truyền động thuỷ lực (TĐTL).

Vai trò, nhiệm vụ của hệ thống TĐTL là truyền công suất từ động cơ đến hệxylanh để sinh công ép cọc xuống nền đất, ngoài ra hệ thống còn dùng để điềukhiển xylanh trong quá trình ép cọc của máy

4.1.2 Yêu cầu của hệ thống truyền động thuỷ lực.

Việc thiết kế, tính toán, lựa chọn các thiết bị thuỷ lực của hệ thống yêu cầu cần

5

6 6

7

1 Thùng dầu; 2 Bầu lọc; 3 Bơm dầu; 4 Đồng hồ đo áp;

5 Van phân phối; 6 Xylanh; 7 Van an toàn

Hình 3.1: Sơ đồ mạch thuỷ lựcNguyên lý hoạt động của hệ thống :

Bơm dầu cung cấp dầu cao áp đến van phân phối sau đó từ van phân phối điềukhiển các xylanh hoạt động ép cọc hoặc nâng khung động lên Đồng hồ đo áp cónhiệm vụ đo áp suất của dầu cao áp Khi áp suất cao quá áp suát cho phép thì dầu sẽqua van an toàn để về thùng dầu Trên đờng dầu về ta bố trí bầu lọc để lọc dầu khi

- Tốc độ ép Vép=1(m/ph) = 1/60 (m/s) Tốc độ ép ứng với lực ép Qmax=150 (Tấn)

4.4 Tính chọn các bộ phận của hệ thống truyền động thuỷ lực.

4.4.1 Tính chọn xylanh.

Mô hình của xylanh ép cọc

Trong đó:

Nlv : Công suât làm việc của hệ thống

: Hiệu suất truyền =0,92 0,95

Để chọn bơm dầu cho hệ thống thuỷ lực ta chọn lựa theo 2 yêu cầu

- Lu lợng bơm dầu cung cấp đủ cho hệ xylanh

 : Hiệu suất thể tích của xylanh

chọn q=1 (đối với xylanh mới)

 Q1=

1

* 4

3 , 0

* 14 ,

* 14 , 3

* 98 , 0

10

* 75

* 4

+

6 , 1

10

* 6 ,

+ ¸p suÊt danh nghÜa : 16 (MPa )

+ ¸p suÊt dÇu lín nhÊt : 20 (MPa)

B n q

* 107

10

* 30

6 3

 = 11,52 * 106 (N/m2)

Hay P = 11,52 (MPa)

Ta thấy P = 11,52 > 11,2 (MPa) (là áp lực yêu cầu của bơm)

Vậy công suất động cơ thoả mãn

* Kiểm tra lu lợng của bơm:

Ta có lu lợng của dầu đạt đợc khi nB=nđm

QB = qB* nB = 107*1460 =156220 (cm3/ph)

QB =156,22 (l/ph)

Ta thấy QB =156,22 (l/ph) >154 (l/ph) (lu lợng yêu cầu của bơm)

Vậy bơm dầu và động cơ điện đã chọn là hợp lý

ta lựa chọn van phân phối theo kiểu điều khiển bằng cần gạt loại 4 cửa

Căn cứ vào bảng (3.8,TL[V] ) ta chọn kiểu van có áp lực dầu định mức: 16 MPaCác thông số của van

- áp lực dầu vào van

Định mức : 16 (MPa)

Cao nhất : 17 (MPa)

- Lợng tụt áp cho phép : 0,8 (MPa)

Trong hệ thống thuỷ lực thùng dầu có những công dụng sau

- Dự trữ toàn bộ lợng dầu cần thiết phục vụ cho hệ thống

Đối với chế đọ làm việc gián đoạn Z = 0,33  0,25

Đối với chế độ làm việc liên tục Z = 0,17

Máy ép cọc làm việc ở chế độ gián đoạn nên ta chọn Z = 0,28

Ta có

Q B =156,22 (l/ph) =156,22 (dm3/ph)

Vậy Vt = 558

28 , 0

22 , 156

 (dm3/ph)

Ta lựa chọn thùng dầu có thể tích V = L x H x B = 9 x 8 x 8 =576 (dm3 )

Dài 9 (dm)Cao 8 (dm)Rộng 8 (dm)Góc ngiêng dáy thùng  = 5 0

4.4.5 Chọn ống dẫn và cút nối.

* ống dẫn

Trong hệ thống thuỷ lực ống dẫn làm nhiệm vụ dẫn dầu công tác từ bộ phân nàysang bộ phân khác của hệ thống

ống dẫn có nhiều kiểu, chủng loại khác nhau Căn cứ vào khả năng thay đổi cự lychuyền dẫn ta có loại ống cứng và ống mềm Loại ống cứng thờng đợc dùng trongcác cự ly truyền dẫn dầu không thay đổi trong quá trình hoạt động Trong trờng hợpngợc lại ta dùng loại ống mềm ống cứng chế tạo bằng kim loại còn ống mềm chếtạo từ vật liệu cao su tổng hợp.

* 60

10

* 22 ,

156 3

Chọn dầu thuỷ lực kiểu H 50

Tra bảng (3.1a,TL[V]) tacó:

Độ nhớt ở 323 k (500 c) là =49 (mm2/s) = 0,49 (cm2/s)

Thay V, d,  vào (*) ta có:

2256

49 , 0

3

* 5 , 368

Cút nối đóng vai trò chuyển hớng truyền dẫn dầu hoặc đợc nối trung gian giữa các

đờng ống với nhau

5.1 Chế độ làm việc và phơng pháp tính toán kết cấu thép.

* Kết cấu thép của máy ép cọc đợc tạo thành từ thép hình Trong chế tạo để thuậntiện ta chủ yếu sử dụng sẵn các thép định hình để tạo lên và đợc liên kết bằng mốihàn

Chế độ làm việc và tình hình chịu lực của tháp động và tĩnh đợc mô tả trong hìnhsau

Khi ép cọc ở vị trí A thì cả khung động bị kéo xuống dới nh hình vẽ Sau đó cọc đợc

đặt ở vị trí B ở hành trình tiếp theo và khi ép thì đoạn từ B đến cuối khung lai bịkéo Cứ nh vậy thì cả khung động sẽ bị kéo

Khung tĩnh thì bị kéo lên nh hình vẽ

Do vậy cả khung tĩnh và khung động đều bị kéo

A B

khung tĩnh

xy lanh cọc

max

    

Trong đó:

max

 : ứng suất lớn nhất cho phép

  : ứng suất cho phép của vật liệu

  =

n ch

5.2 Tính toán tháp động.

5.2.1 Đặc điểm cấu tạo tháp động và lực tác dụng.

Nh hình vẽ

Do máy làm việc ngoài trời nên tháp chịu tác dụng bởi gió, nên suất hiện tải trọnggió tác dụng lên tháp

Do lực này tác dụng lên tháp là rất cho nên khi tính toán ta cũng bỏ qua lực này



Trong đó :

  : Là ứng suất cho phép

ch: Giới hạn chảy của vật liệu

n: Hệ số an toàn phụ thuộc vào trờng hợp tổ tải trọng và chế độ làm việc củakết cấu (thờng n= 1,33 1,7) Chọn n=1,5

* Kiểm tra lại mặt cắt đã chọn.

Với thép đã chọn thì ta có khối lợng trên một mét dài của thép là

* 4

2 , 543 10

* 15

* 4

P: Lực kéo P = 150 (T) = 15*104 (KG)

Ta thấy 1524 ( / 2 )   1600 ( / 2 )

cm KG cm

Khi ép cọc thì bản giằng bên sẽ chịu uốn do lực ép P=150 (Tấn ) sinh ra

Hình thức liên kết bản giằng bên với khung động

+ Biểu đồ mô men do mô men đơn vị X3=1 (T.m) gây ra là

Hình 5.11

Mpmax= 75* 16 , 875

2

45 , 0

3 3 33 2 32 1 31

2 3 23 2 22 1 21

1 3 13 2 12 1 11

X X

X

X X

X

X X

ip: Chuyển vị theo phơng i do lực P=75 (T) sinh ra

Do bỏ qua ảnh hởng chuyển vị của lực cắt và lực dọc trục nên ta có :

12  21  23  32  0

Thay 12  21 23  32  0 vào hệ phơng trình (*) ta có :

0 0

2

3 3

33 1

31

1 3

13 1

11

X

X X

X X

03 , 0 3 , 0

* 45 , 0

* 45 , 0

09 , 0 45 , 0

* 45 , 0

* 45

045 , 0 45 , 0

* 2

1

* 45 , 0

* 45 , 0

p

7 , 0 3775 , 0

* 2

45 , 0

* 875 , 16

* 2

p

854 , 0 45

, 0

* 2

45 , 0

* 875 , 16

* 2

1 1

(cm3) 265



Chọn h=36 (cm) = 360 (mm)  b 1 , 22 (cm) =12,2 (mm)

Ta chọn b = 4 (cm) =40 (mm)

* Kiểm tra lại mặt cắt đã chọn

Khi kiểm tra thì ta kiểm tra cả trờng hợp dầm chịu cả lực cắt Q và mô men uốn MTheo lý thuyết bền thứ 4 ta có

Q

.

* 5 , 1

75

* 5 ,

Vậy mặt cắt đă chọ thoả mãn điều kiện bền

5.2.4.3 Tính toán liên kết bản giằng bên với thanh thép góc.

Liên kết bản giằng với thanh thép góc đợc liên kết bằng mối hàn nh sau

Hình 5.14

Trong đó :

Ln: Chiều dài đờng hàn ngang

Ld: Chiều dài đờng hàn dọc

*

*

* 7 , 0

d

L K L

L K

* 7 , 0 100

* 360

* 15

* 7 , 0

10

* 24 , 4

th-dụng không hoàn toàn đúng tâm Vì vậy ngay khi cột hở chịu lực đã bị uốn cong,trong thanh sẽ xuất hiện mô men uốn và lực cắt Các bản giằng sẽ chịu lực cắt trên.Lực cắt này tính theo công thức quy ớc sau đây

c T a

Q



c

a Q

T  *



Ta giả thiết bản giằng đợc liên kết cứng với nhánh cột Do đó sơ đồ tính toán đợcxem nh dầm hẫng, khẩu độ là c/2 Đầu mút hẫng (tại điểm uốn của bản giằng) chịutác dụng của lực tập trtrung T

Vậy tại điểm ngàm (chỗ liên kết bản giằng với nhánh cột)chịu lực cắt và mô menuốn sau