Chương iGiới thiệu máy kh1253, ưu nhược điểm của máy và xu hướng chế tạo từng phần bộ công tác máyTrong thi công khoan cọc nhồi ở trên thế giới cũng như ở Việt Nam thường dùng một số loại máy khoan cọc nhồi sau đây như một số máy khoan của hãng (NIPPON SHANYO, HITACHI v.v…Do Nhật Bản sản xuất, BAUER của Đức, GPS15, GPS20HA, QJ2501 v.v…Của Trung Quốc, một số máy của Pháp.1.1. Sự phát triển mạnh mẽ máy khoan cọc nhồi ở Nhật Bản.Năm 1954 Nhật đã bắt đầu nghiên cứu chế tạo chiếc máy khoan cọc nhồi đầu tiên. Sau đó trong thập kỷ 60 cùng với sự phát triển xây dựng đường sắt và nhà cao tầng nhất là sau hội nghị vận động sử dụng đại trà cọc khoan nhồi trong xây dựng năm 1964 các loại tổ hợp máy khoan đã liên tục được cải tiến, đáp ứng nhu cầu xây dựng quy mô lớn đưa Nhật Bản thành nước hàng đầu thế giới về lĩnh vực công nghệ cọc khoan nhồi có thể thống kê sơ bộ sự phát triển như sau.Năm 1960 hãng Kato đã chế tạo máy 20H tương tự Calwebd 150A.Năm1962 hãng Mitsubishi và Benoto “Pháp” hợp tác sản xuất tổ hợp BT1 năm 1964 tiếp tục cho sản xuất xong tổ hợp máy khoan BT2.Năm 1962 cho ra xưởng máy 20HB cải tiến. + Cũng vào năm 1960 hãng Hitachi đã chế tạo tổ khoan kiểu gầu ngoạm U106 để tạo cọc đường kính lớn. Trên gầu ngoạm còn lắp tạm thời bộ kích động khi cần thiết. Trong đó loại U106A thao tác đơn giản và cơ động rất thông dụng.Năm 1965 HitachiCHLB Đức hợp tác chế tạo PS150.Năm 1966 Hitachi CHLB Đức hợp tác chế tạo S 200.Năm 1971 Hitachi CHLB Đức hợp tác chế tạo S600.Năm1973 bắt đầu cải tiến bộ gá mở rộng chân cọc.Năm 1975 Misubishi và Hitachi sản xuất tổ hợp khoan loại lớn MD440 và S 4804.Năm 1977 dùng phổ biến máy khoan vận hành ngược để khoan tạo lỗ cho cọc.Đến nay Nhật Bản đã trở thành một cường quốc về sản xuất máy khoan với những hãng nổi tiếng hàng đầu thế giới. Máy khoan đất: Sumitomo, Nippon Sharyo, Hitachi, Hirabayashi, Seiakusho. Máy khoan vận hành ngược: có các hãng: Koken, Tokimec, Tone, Hitachi. Máy khoan dùng ống vách có các hãng: Kato, Nippon sharyo, Bauen, Misubishi v.v…1.2. Giới thiệu máy khoan cọc nhồi của hãng Hitachi.Hãng Hitachi của Nhật Bản chế tạo máy khoan cọc nhồi KH100D, KH1253, KH1803, CD1500, CD200 v.v…Máy khoan cọc nhồi thuỷ lực của hãng Hitachi có cần khoan kiểu KELLYBAR là loại thiết bị có năng xuất cao nhất trong tất cả các loại khoan, đây cũng là loại khoan phù hợp với tầng địa chất từ mền đến cứng như granítte v.v…trên cạn cũng như dưới nước, tính cơ động cao, có thể khoan lỗ : 0,82,0m; sâu max 65m. Mômen xoắn từ 40100kNm. Lực ép thẳng đứng vào cần khoan lên đến 30100kN. Hình 1.1. Sơ đồ bộ công tác khoan dùng gầu xoay.1.Cáp treo thanh kely.2. Thanh kely.3. Mâm xoay thanh kely.4. ống vách tạm.5. Gầu xoay đào.Với thiết bị này, để củng cố thành vách lỗ khoan người ta thường áp dụng vữa tuần hoàn bentonit vì kinh tế và hiệu quả hơn khi sử dụng khoan bằng ống vách thép.Máy khoan cọc nhồi thuỷ lực KH1253 được lắp trên cần cẩu, là loại đầu khoan lắp trên cần của cần cẩu bánh xích, cần khoan theo kiểu KELLYROAD dùng truyền động ma sát nên chủ yếu dùng để thi công trong nền đất yếu và trung bình. Nếu kết hợp với mũi khoan thích hợp thì có thể dùng cho địa chất đá có cường độ kháng nén 200400 Mpa, tạo lỗ khoan đường kính từ 0,82,0 m với độ sâu max 65m; chủ yếu là để khoan đất do mônen xoắn nhỏ, cần khoan theo kiểu ma sát, không lực nén ép mũi khoan. Hình 1.2. Sơ đồ cấu tạo của thiết bị khoan dùng ống vách.1.Cáp treo gầu đào.2. xi lanh nâng hạ.
Ket-noi.com diễn đàn cơng nghê, giáo dục Lời nói đầu Cơng đổi đại hố đất nước diễn mạnh mẽ đời sống xã hội đặc biệt lĩnh vực kinh tế Sự phát triển mạnh kinh tế đòi hỏi ngày cấp bách việc xây dựng sở hạ tầng Đó cơng việc xây dựng đại hố khu công nghiệp, nhà máy, khu dân cư, cơng trình giao thơng như: cầu cống, đường xá v.v…Trong xây dựng cơng trình cơng tác xử lý móng cơng việc vơ quan trọng Sự ổn định vững móng ảnh hưởng lớn đến chất lượng cơng trình sau Vấn đề đặt phải giảm giá thành thi cơng móng để góp phần hạ giá thành tồn cơng trình nước ta để xử lý móng cơng trình người ta có nhiều phương án khác dùng búa đóng cọc Diezel, dùng búa rung động, dùng máy ép cọc bấc thấm, máy ép cọc tĩnh, dùng máy khoan cọc nhồi v.v…Tuy nhiên tuỳ điều kiện kinh tế, điều kiện thi cơng mà phương pháp thi cơng có mặt ưu, nhược điểm khác phương pháp thi công búa đóng cọc Diezel gây ồn, gây nhiễm mơi trường, làm ảnh hưởng tới cơng trình xung quanh Với máy khoan cọc giá thành đầu cọc cao, với búa đóng cọc rung động gây chấn động tới cơng trình xung quanh, với máy ép cọc bấc thấm giá thành đắt hiệu xử lý không cao.v.v Thi công móng phương pháp cọc khoan nhồi tiến khoa học kỹ thuật áp dụng rộng rãi nước giới năm gần thi cơng móng phương pháp cọc khoan nhồi áp dụng Việt Nam Kinh nghiệm kết nghiên cứu thi cơng móng phương pháp cọc khoan nhồi thích hợp với nhiều vùng địa chất khác có khả tạo cọc có chiều sâu, đường kính phù hợp với u cầu thi cơng đặt biệt tạo cọc có chiều sâu lớn mà cho suất cao mà chất lượng cọc vần đảm bảo Đặc biệt thiết bị khoan mũi khoan ruột gà, mũi khoan phá đá, mũi khoan gầu xoay v.v…thì khoan xuyên qua vùng địa chất cứng mà thiết bị thi công khác không đáp ứng SV: Lê Xuân Trường K43 Lớp: Máy Xây Dựng A- Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục Phương pháp cọc khoan nhồi cịn thích hợp cho việc tạo móng xây chen khu dân cư mà làm ảnh hưởng tới cơng trình xung quanh (Bằng cách sử dụng ống vách ngăn rung động chống lở vách), tránh ô nhiễm môi trường xung quanh Việc chế tạo cọc móng cơng trình tránh chi phí cho vận chuyển cọc từ nơi sản xuất cọc tới chân cơng trình v.v…Vì việc áp dụng kỹ thuật tạo cọc cho móng cơng trình phương pháp cọc khoan nhồi đảm bảo mặt chất lượng, tính kinh tế, điều kiện mơi trường đảm bảo yếu tố mà nhiều công ty, đơn vị thi công đặc biệt quan tâm việc sử dụng thiết bị khoan cọc nhồi Xuất phát từ lý trên, em nhận thấy đề tài: “thiết kế công tác máy khoan cọc nhồi theo mẫu máy kh125-3” đề tài hay có ý nghĩa thiết thực nước ta thân em Nhiệm vụ đề tài thực hiện: Lê Xuân Trường: Giới thiệu máy KH125-3, ưu nhược điểm máy xu hướng chế tạo phần công tác máy Xác định trạng thái làm việc trạng thái tính tốn Thiết kế gầu xoay chốt Quy trình chế tạo gầu Thiết kế khớp nối treo xoay Thiết kế truyền động thuỷ lực mâm xoay Văn Đình Sơn: Giới thiệu công nghệ tạo cọc nhồi Thiết kế kelly, lị xo giảm chấn Quy trình chế tạo kelly Thiết kế kết cấu thép giá khoan Thiết kế truyền khí mâm xoay (cặp bánh cuối) Quy trình lắp dựng, vận hành máy Em xin chân thành cảm ơn thầy mơn MXD-XD, đặc biệt thầy PGS.TS Nguyễn Bính Hà Nội 5-2007 Sinh viên: Lê Xuân Trường SV: Lê Xuân Trường K43 Lớp: Máy Xây Dựng A- Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục Chương i Giới thiệu máy kh125-3, ưu nhược điểm máy xu hướng chế tạo phần công tác máy Trong thi công khoan cọc nhồi giới Việt Nam thường dùng số loại máy khoan cọc nhồi sau số máy khoan hãng (NIPPON SHANYO, HITACHI v.v…Do Nhật Bản sản xuất, BAUER Đức, GPS-15, GPS-20HA, QJ250-1 v.v…Của Trung Quốc, số máy Pháp 1.1 Sự phát triển mạnh mẽ máy khoan cọc nhồi Nhật Bản Năm 1954 Nhật bắt đầu nghiên cứu chế tạo máy khoan cọc nhồi Sau thập kỷ 60 với phát triển xây dựng đường sắt nhà cao tầng sau hội nghị vận động sử dụng đại trà cọc khoan nhồi xây dựng năm 1964 loại tổ hợp máy khoan liên tục cải tiến, đáp ứng nhu cầu xây dựng quy mô lớn đưa Nhật Bản thành nước hàng đầu giới lĩnh vực cơng nghệ cọc khoan nhồi thống kê sơ phát triển sau Năm 1960 hãng Kato chế tạo máy 20H tương tự Calwebd 150A Năm1962 hãng Mitsubishi Benoto “Pháp” hợp tác sản xuất tổ hợp BT1 năm 1964 tiếp tục cho sản xuất xong tổ hợp máy khoan BT2 Năm 1962 cho xưởng máy 20HB cải tiến + Cũng vào năm 1960 hãng Hitachi chế tạo tổ khoan kiểu gầu ngoạm U106 để tạo cọc đường kính lớn Trên gầu ngoạm cịn lắp tạm thời kích động cần thiết Trong loại U-106A thao tác đơn giản động thông dụng Năm 1965 Hitachi-CHLB Đức hợp tác chế tạo PS-150 Năm 1966 Hitachi- CHLB Đức hợp tác chế tạo S -200 Năm 1971 Hitachi- CHLB Đức hợp tác chế tạo S-600 Năm1973 bắt đầu cải tiến gá mở rộng chân cọc SV: Lê Xuân Trường K43 Lớp: Máy Xây Dựng A- Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục Năm 1975 Misubishi Hitachi sản xuất tổ hợp khoan loại lớn MD440 S 4804 Năm 1977 dùng phổ biến máy khoan vận hành ngược để khoan tạo lỗ cho cọc Đến Nhật Bản trở thành cường quốc sản xuất máy khoan với hãng tiếng hàng đầu giới - Máy khoan đất: Sumitomo, Nippon Sharyo, Hitachi, Hirabayashi, Seiakusho - Máy khoan vận hành ngược: có hãng: Koken, Tokimec, Tone, Hitachi - Máy khoan dùng ống vách có hãng: Kato, Nippon sharyo, Bauen, Misubishi v.v… 1.2 Giới thiệu máy khoan cọc nhồi hãng Hitachi Hãng Hitachi Nhật Bản chế tạo máy khoan cọc nhồi KH100D, KH125- 3, KH180-3, CD1500, CD200 v.v… Máy khoan cọc nhồi thuỷ lực hãng Hitachi có cần khoan kiểu KELLYBAR loại thiết bị có xuất cao tất loại khoan, loại khoan phù hợp với tầng địa chất từ mền đến cứng granítte v.v…trên cạn nước, tính động cao, khoan lỗ : 0,8-2,0m; sâu max 65m Mômen xoắn từ 40-100kNm Lực ép thẳng đứng vào cần khoan lên đến 30-100kN SV: Lê Xuân Trường K43 Lớp: Máy Xây Dựng A- Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục Hình 1.1 Sơ đồ cơng tác khoan dùng gầu xoay 1.Cáp treo kely Thanh kely Mâm xoay kely ống vách tạm Gầu xoay đào Với thiết bị này, để củng cố thành vách lỗ khoan người ta thường áp dụng vữa tuần hoàn bentonit kinh tế hiệu sử dụng khoan ống vách thép Máy khoan cọc nhồi thuỷ lực KH125-3 lắp cần cẩu, loại đầu khoan lắp cần cần cẩu bánh xích, cần khoan theo kiểu KELLY-ROAD dùng truyền động ma sát nên chủ yếu dùng để thi công đất yếu trung bình Nếu kết hợp với mũi khoan thích hợp dùng cho địa chất đá có cường độ kháng nén 200-400 Mpa, tạo lỗ khoan đường kính từ 0,8-2,0 m với độ sâu max 65m; chủ yếu để khoan đất mônen xoắn nhỏ, cần khoan theo kiểu ma sát, không lực nén ép mũi khoan SV: Lê Xuân Trường K43 Lớp: Máy Xây Dựng A- Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo thiết bị khoan dùng ống vách 1.Cáp treo gầu đào xi lanh nâng hạ Mâm xoay ống vách Gầu ngoạm ống vách có cắt đất Các máy sử dụng thiết bị hệ thống gầu ngoạm thuỷ lực gầu ngoạm khí Gầu ngoạm khí có lực cắt từ 10-20T cịn gầu thuỷ lực có lực cắt lớn nên có khả làm việc với địa chất cứng tốt nhiều Nhược điểm phương pháp suất thấp, khơng thích hợp với địa chất đá cứng, khả động Khi gặp phải địa chất đá cứng ta phải dùng chuỳ đúc thép nặng từ 6-8T cho rơi tự để phá đá Do cách thức phá đá nên để khoan vào đá cứng thường cần 10-15 ngày chí đến 30 ngày cho lỗ khoan Ngoài chịu tác dụng lực rơi tự nên cần cẩu thường bị chấn động mạnh, dẫn đến thiết bị tời cáp nhanh hỏng 1.3 Thông số kỹ thuật máy khoan KH125-3 1.3.1 Các kích thước SV: Lê Xuân Trường K43 Lớp: Máy Xây Dựng A- Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục Chiều rộng giá 3100 Chiều rộng dải xích 760 Khoảng cách tâm hai bánh 4250 Chiều dài bánh xích 5090 Khoảng cách gầm máy đến đất 370 Chiều cao toa quay từ đất 995 Chiều cao giá chữ A di chuyển 3175 Chiều cao giá chữ A làm việc 4175 Bán kính tính từ tâm máy đến phần sau máy 3800 Khoảng cách từ tâm quay đến chốt lắp cần 900 Chiều dài máy sở 6347,5 Chiều cao máy sở 3005 Chiều rộng máy 4010/3350 Khoảng cách từ tâm máy đến đến tâm làm việc R SV: Lê Xuân Trường K43 4300 Lớp: Máy Xây Dựng A- Ket-noi.com diễn đàn cơng nghê, giáo dục Hình1.3 Máy khoan cọc nhồi KH125-3 1.3.2 Đặc điểm máy khoan KH125-3 Chiều sâu khoan m + Đất mùn, đất phù sa, đất sét 65 + Đất chung 58 Đường kính khoan (mm) + Đất chung 1500 + Đất mùn 1700 + Dùng dao mở rộng lỗ khoan 2000 Lực quay gầu SV: Lê Xuân Trường K43 kNm Lớp: Máy Xây Dựng A- Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục + Quay thuận 40,2 + Quay nghịch 49,1 Lực kéo công tác (kN) 123,6 Tốc độ vận hành - Tốc độ quay gầu v/p + Tốc độ cao 30 + Tốc độ thấp 15 - Tốc độ kéo cáp tời m/p + Tốc độ cao 70 + Tốc độ thấp 35 + Sử dụng đường kính dây cáp (mm) 20 - Tốc độ thay đổi góc nghiêng cần m/p + Khi thả 60 + Khi kéo 60 - Tốc độ quay toa quay (v/p) - Tốc độ di chuyển (km/h) 1,8 Đối trọng (tấn) 11,6 Tổng khối lượng máy (tấn) Lực ép xuống đất (kG/cm2) Chiều dài cần (m) 47 0,68 22 Động + Công suất theo tỷ lệ (mã lực/ v/p) 150/2000 + Loại động Hino EM100 (diezel) 1.4 Cấu tạo chung, nguyên lý hoạt động máy khoan KH125-3 1.4.1 Cấu tạo chung SV: Lê Xuân Trường K43 Lớp: Máy Xây Dựng A- Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục 17 16 15 14 12 16600 23600 13 11 10 18 19 3005 Ø1500 760 4250 3250 5090 4010 (3350) 6347,5 R4300 SV: Lê Xuân Trường K43 10 Lớp: Máy Xây Dựng A- Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục P(bar) 200 165 150 100 50 4,2.104 (-) max T 1,2.104 Tm(+ax) (N) Hình 6.4 Đồ thị lực tác dụng lên cán pittông Xi lanh ép kelly gồm có hai xi lanh làm việc đồng thời, tình hình chịu lực Do tính chọn cho xi lanh, xi lanh lại chọn tương tự - Từ phương trình cân lực xi lanh: T1 P1.A1 – P2.A2 = c Trong đó: T1: Lực đẩy ấn cán pisttong [kN] P1, P2: áp lực dầu công tác [N/m2] c: Hiệu suất khí xylanh thuỷ lực A1, A2: diện tích xi lanh cán pittơng c = 0,92 - Chọn hệ số cấu tạo A1 A2 = 1,6 A1 T1 P1 A2 - P2 = A2 c T1 P2 = - A2 c +P1. + Khi P1 = const P1. = const T1 tăng làm cho P2 giảm SV: Lê Xuân Trường K43 96 Lớp: Máy Xây Dựng A- Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục - Từ đồ thị ta có: 23000 = 11500 [N] P2 = P2max 200.105 [Pa] + Nếu T1 = T1(-)max = + Nếu T1 = T1(+)max lúc P2 = + Tại T1 = P1. = P2 = 165.105 [Pa] P2 165.105 P1 = = 1,6 = 103,13.105 [Pa] - Diện tích cần thiết xi lanh xác định sau: T1 c ( P1 A1 = P2 ) - Do tổn áp hệ thống qua van phân phối, cụm van chiều tiết lưu, van chiều điều khiển được, tổn áp đường ống nên giá trị áp suất P P2 sau P1 = 148.105 [N/m2]; P2 = 6.105 [N/m2] - Vậy diện tích cần thiết pittơng xác định sau T1 41625 P2 6.105 c ( P1 ) 0,92.(148.10 ) 1,6 A1 = = A1 3,14.10-3 [m2] - Từ công thức: D2 A1 = D = D= 4.A1 4.3,14.103 3,14 = 0,0632 [m] = 63,2 [mm] - Tra bảng xi lanh tiêu chuẩn có D = 65mm SV: Lê Xuân Trường K43 97 Lớp: Máy Xây Dựng A- Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục - Ký hiệu: 65/ 35X630 + Đường kính xi lanh: D = 65mm + Đường kính cán pittơng: d = 35mm + Hành trình xi lanh: S = 630mm 6.2.2 Tính chọn xi lanh thuỷ lực nâng hạ giá khoan a Xác định lực tác dụng lên cán pittông Chức xi lanh nâng hạ đầu khoan, điều chỉnh góc nghiêng đầu khoan cho phù hợp trình làm việc Do lực tác dụng lên cán pittơng toàn trọng lượng kết cấu đầu khoan Vì khoan có lực động tác dụng lên giá khoan, tính lực tác dụng lên cán pittông phải nhân với hệ số lực động - Lực tác dụng lên cán pittông T T = 55876 [N] T P2 A2 A1 P1 SV: Lê Xuân Trường K43 98 Lớp: Máy Xây Dựng A- Ket-noi.com diễn đàn cơng nghê, giáo dục Hình 6.4 Sơ đồ xi lanh điều chỉnh giá khoan b Tính chọn xi lanh nâng - phương trình cân lực T P1.A1 – P2.A2 = c Trong đó: T: Lực đẩy pistong [kN] P1, P2: áp lực dầu công tác (N/m2) c: Hiệu suất khí xylanh thuỷ lực A1, A2: diện tích xi lanh cán pittơng c = 0,92 - Chọn hệ số cấu tạo A1 A2 = 1,6 Thay vào ta có: A1 T P1.A1 – P2 = c T A1 = c ( P1 P2 ) - Do tổn áp hệ thống qua van phân phối, cụm van chiều tiết lưu, van chiều điều khiển được, tổn áp đường ống nên giá trị áp suất P P2 sau P1 = 148.105 [N/m2]; P2 = 6.105 [N/m2] - Vậy diện tích cần thiết pittông xác định sau: T 55876 P2 6.105 c ( P1 ) 0,92.(148.10 ) 1,6 A1 = = SV: Lê Xuân Trường K43 99 Lớp: Máy Xây Dựng A- Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục A1 = 4,21.10-3 [m2] - Mặt khác ta lại có: D2 A1 = D = 4.A1 4.4, 21.103 3,14 = 66,78 [mm] D= - Tra bảng xi lanh tiêu chuẩn có D = 100 [mm] - Ký hiệu: 100/ 60X800 + Đường kính xi lanh: D = 100mm + Đường kính cán pittơng: d = 60mm + Hành trình xi lanh: S = 800mm 6.2.3 Tính chọn xi lanh khố Xi lanh khố có nhiện vụ chốt giá khoan cụm dẫn động kelly Do ta chọn xi lanh khố có ký hiệu sau: 25/ 16X300 + Đường kính xi lanh: D = 25mm + Đường kính cán pittơng: d = 16mm + Hành trình xi lanh: S = 100mm 6.2.4 Tính chọn bơm thuỷ lực dẫn động cho xi lanh Để xác định bơm dẫn động cho xi lanh, ta cần xác định lưu lượng cung cấp cho xi lanh a Tính lưu lượng cặp xi lanh ép kelly - Tốc độ pittông dịch chuyển lên là: 4.Q1 Q v1 = D SV: Lê Xuân Trường K43 (3.42,[10]) 100 Lớp: Máy Xây Dựng A- Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục v1 D 4.Q Q1 = Trong đó: Q = 0,96: lưu lượng thể tích D: đường kính xi lanh + Mặt khác: Lp v1 = t Trong đó: Lp = 630 [mm]: hành trình cán pittơng t: thời gian dịch chuyển cán pittông giây 0,63 v1 = 60 = 0,01 [m/s] = [dm/ph] + Lưu lượng cần thiết cung cấp cho cặp xi lanh ép kelly xuống: 6.3,14.0,652 4.0,96 Q1 = 2.Q1 = = 4,14 [l/ph] - Tốc độ pittông dịch chuyển lên là: 4.Q2 Q 2 v2 = ( D d ) (3.43,[10]) v2 ( D d ) 4.Q Q2 = + Lưu lượng cần thiết cung cấp cho cặp xi lanh ép kelly xuống: 6.3,14.(0,652 0,352 ) 4.0,96 Q2 = 2.Q2 = = 2,94 [l/ph] b Tính lưu lượng xi lanh treo giá khoan SV: Lê Xuân Trường K43 101 Lớp: Máy Xây Dựng A- Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục - Tốc độ pittông dịch chuyển xuống là: 4.Q3 Q v3 = D (3.42,[10]) v3 D 4.Q Q3 = + Mặt khác: Lp v3 = t Trong đó: Lp = 800 [mm]: hành trình cán pittơng t: thời gian dịch chuyển cán pittông giây 0,8 v3 = 60 = 0,013 [m/s] = [dm/ph] + Lưu lượng cần thiết cung cấp cho xi lanh treo giá khoan lên: 8.3,14.12 Q3 = 4.0,96 = 6,54 [l/ph] - Tốc độ pittông dịch chuyển xuống là: 4.Q4 Q 2 ( D d ) V4 = (3.43,[10]) v4 ( D d ) 4.Q Q4 = + Lưu lượng cần thiết cung cấp cho xi lanh treo giá khoan xuống: 8.3,14.(12 0,62 ) 4.0,96 Q4 = = 4,19 [l/ph] SV: Lê Xuân Trường K43 102 Lớp: Máy Xây Dựng A- Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục Vì cặp xi lanh ép kelly, xi lanh treo giá khoan làm việc đồng thời xi lanh khố làm việc khơng đồng thời Vậy để chọn bơm cung cấp cho xi lanh ta tính tổng lưu lượng cần thiết bơm QBmax = (1,1-1,2).(Q1+Q3) = 1,2.(4,14+6,54) = 12,82 [l/ph] QBmax = 0,214.10-3 [m3/s] - Chọn tốc độ quay lớn bơm là: nBmax = 33 [v/s] = 2000 [v/ph] Ta có lưu lượng riêng bơm xác định theo: QBmax 0,214.103 qB = nBmax TB = 33.0,95 = 6,82.10-6 [m3] = 6,82 [cm3] Chọn bơm kiểu rôto hướng trục Nga sản xuất có mã hiệu 210.12 với thơng số sau: - Lưu lượng riêng bơm: 11,6 [cm3] - Lưu lượng định mức bơm: 26,9 [l/ph] - áp suất dầu khỏi bơm: 16 [MPa] - Công suất bơm thuỷ lực: [kW] - Số vòng quay định mức: 1500 [v/ph] - Số vòng quay lớn nhất: 2000 [v/ph] 6.3 Tính chọn động thuỷ lực Để truyền mơmen quay gầu Mgt = 40,2 [kNm], Mgn = 49,1 [kNm] với tốc độ n = 1530 [v/ph] Sử dụng hai động thuỷ lực làm việc đồng thời, với tốc độ làm việc Trong q trình tính chọn động thuỷ lực, động chịu 60% mômen cản hay nhân với hệ số làm việc đồng thời 1,2 SV: Lê Xuân Trường K43 103 Lớp: Máy Xây Dựng A- Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục Mgn Hình 6.5 Sơ đồ tính chọn động thuỷ lực 1: van phân phối cửa vị trí 5: hộp giảm tốc 2: van giảm chấm 6: bánh ăn khớp với vành 3: đồng tốc 7: mân xoay kelly 4: Động thuỷ lực 8: kelly Mgn: mômen quay nghịch - Để xác định cơng suất động thuỷ lực, tính lấy mômen cản M gn = 49,1 [kNm], n = 30 [v/ph] để tính chọn + Gọi i1 tỷ truyền bánh ăn khớp với vành + Gọi i2 tỷ số truyền hộp giảm tốc hành tinh Theo thiết kế ban Văn Đình Sơn thì: i1 = 4; i2 = 30: - Xác định mômen quay cần thiết MĐ trục động thuỷ lực theo biểu thức sau SV: Lê Xuân Trường K43 104 Lớp: Máy Xây Dựng A- Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục M gn MĐ = 1,2 2.i1 i2 1 (3.59,[10]) Trong đó: 1 = 0,96: hiệu suất bánh ăn khớp với vành 2 = 0,98: hiệu suất hộp giảm tốc Thay số vào ta có: 49,1 MĐ = 1,2 2.4.30.0,98.0,96 = 0,261 [kNm] = 261 [Nm] - Chọn áp lực làm việc động P đm = 200.105 [N/m2] Khi lưu lượng riêng động xác đinh sau + áp lực làm việc động thuỷ lực: PĐ = 0,9.Pđm = 0,9.200.105 = 180.105 [N/m2] + Lưu lượng riêng động thuỷ lực: MĐ = 2. qĐ.PĐ 2. MD 261 qĐ = PD = 2.3,14 180.10 qĐ = 9,12.10-5 [m3] = 91,2 [cm3] - Tốc độ quay trục động cơ: nĐ = ng.i1.i2 = 30.4.30 = 3600 [v/ph] = 60 [v/s] - Lưu lượng dầu cần thiết QĐ để động thuỷ lực hoạt động là: QĐ = Q nĐ.qĐ Q = 0,92: hiệu suất lưu lượng SV: Lê Xuân Trường K43 105 Lớp: Máy Xây Dựng A- Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục Thay số vào ta có: QĐ = 0,92 60.9,12.10-5 = 0,0059 [m3/s] Từ kết tính tốn chọn động thuỷ lực kiểu pittông rô to hướng trục Nga chế tạo theo bảng (3.4,[10]) có thơng số động thuỷ lực - Mã hiệu động thuỷ lực là: 210.25 - Lưu lượng riêng động cơ: 107 [cm3] - Tốc độ vòng quay định mức: 2000 [v/ph] - Tốc độ vòng quay lớn động cơ: 4000 [v/ph] - áp suất dầu định mức động cơ: 20 [Mpa] - áp suất dầu lớn động cơ: 25 [Mpa] - Công suất động thuỷ lực: 38,6 [kW] 6.4 Tính chọn bơm thuỷ lực dẫn đến hai động Bơm thuỷ lực chọn theo nguyên tắc đảm bảo làm việc thiết bị công tác mức độ tải trọng lớn nên lưu ý - Tốc độ vòng quay trục động Diezel dẫn động cho bơm phải nằm miền tốc độ quay biến thên bơm - áp suất danh nghĩa bơm phải chọn phù hợp với áp suất yêu cầu toàn hệ thống thuỷ lực Như vào thông số cần thiết định mức để cung cấp đảm bảo bổn phận cơng tác làm việc bơm thuỷ lực phải chọn thoả mãn yêu cầu sau - áp suất khỏi bơm chế độ định mức Pdầu 20 Mpa Căn vào loại động chọn ta tính chọn bơm thuỷ lực sau - Lưu lượng lớn cần có bơm phục vụ cho động thuỷ lực: QBmax = QĐmax = 0,0059 [m3/s] - Chọn tốc độ quay lớn bơm thuỷ lực là: SV: Lê Xuân Trường K43 106 Lớp: Máy Xây Dựng A- Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục nBmax = 33 [v/s] = 2000 [v/ph] Ta có lưu lượng riêng bơm có giá trị: QBmax 0,0059 qB = nBmax TB = 33.0,95 = 0,1882.10-3 [m3] = 188,2 [cm3] Ta chọn loại bơm kiểu Piston rơto hướng trục Nga sản xuất có mã hiệu 207.32 - Lưu lượng riêng bơm là: qB = 225 [cm3] - áp suất dầu định mức: Pđm = 20 [MPa] - áp suất dầu lớn nhất: Pmax = 25 [MPa] - Tốc độ quay bơm chế độ định mức là: nđm = 960 [v/ph] - Tốc độ quay bơm chế độ lớn là: nmax = 2000 [v/ph] - Công suất định mức bơm là: Nđm = 77,5 [kW] 6.5 Chọn van phân phối Van phân phối làm nhiệm vụ phân chia dòng dầu cao áp vào đường ống khác để điều khiển hệ xi lanh thuỷ lực theo tín hiệu điều khiển Van phân phối có nhiều loại theo đặc điểm điều khiển: (Loại điều khiển cần gạt, loại điều khiển nam châm điện, hay áp lực dầu) Để thuận tiện với ta lựa chọn van phân phối theo kiểu điều khiển cần gạt loại cửa Căn vào bảng (3.8,[10] ) ta chọn kiểu van có thơng số sau - áp lực dầu vào van + Định mức: 20 [Mpa] + Cao nhất: 25 [MPa] - Lượng tụt áp cho phép: 0,8 [MPa] - Hành trình đóng mở: 25 [mm] - Lưu lượng dầu + Định mức: 160 [l/ph] SV: Lê Xuân Trường K43 107 Lớp: Máy Xây Dựng A- Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục + Cao nhất: 200 [l/ph] - Lực đóng mở van khơng lớn hơn: 400 [N] 6.6 Chọn ống dẫn cút nối a ống dẫn Trong hệ thống thuỷ lực, ống dẫn làm nhiệm vụ dẫn dầu công tác từ phận sang phân khác hệ thống ống dẫn có nhiều kiểu, chủng loại khác Căn vào khả thay đổi cự ly chuyền dẫn ta có loại ống cứng ống mềm Loại ống cứng thường dùng cự ly truyền dẫn dầu không thay đổi trình hoạt động Trong trường hợp ngược lại, ống mềm dùng cư ly truyền dẫn dầu thuỷ lực phận thay đổi trình máy làm việc Các ống thường chế tạo vật liệu cao su tổng hợp Ngồi cịn phân loại theo khả chịu áp suất ống để chia chúng thành hai nhóm: nhóm chịu áp lực cao nhóm chịu áp lực thơng thường Nhóm làm việc thơng thường áp dụng nhiều lĩnh vực máy xây dựng xếp dỡ - Chọn ống có đường kính ngồi D = 40mm, lựa chọn ống chịu áp lực tới 20 MPa 40 D � d 1,6 d 1,6 = 25 [mm] Chọn đường kính ống: d = 25 [mm] - Ta kiểm tra lại trạng thái chảy dịng dầu tốc độ chảy lớn + Hệ số Râynôn: d Re= (1.1[11]) Trong đó: d: Đường kính ống SV: Lê Xn Trường K43 108 Lớp: Máy Xây Dựng A- Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục : Hệ số nhớt độg học [cm2/s] v: Vận tốc trung bình dịng chảy [cm/s] Q v= F Q = 78,1 [l/ph] = 78,1.103 [cm3/ph]: lưu lượng bơm F: Diện tích mặt cắt ống dầu d 3,14.2,52 F= = = 4,91 [cm2] Thay Q, F vào ta có: 78,1.103 60.4,91 v= 265,1 [cm/s] - Chọn dầu thuỷ lực kiểu H 50 Tra bảng (3.1a,[7]) ta có + Độ nhớt 323 k (500C) là: = 49 [mm2/s] = 0,49 [cm2/s] Thay thơng số vào (1.1,[8]) ta có: Re - Ta thấy 265,1.2,5 0, 49 = 1352,6 Re= 1352,6 < 2320 Vậy dòng chảy ống chọn thoả mãn yêu cầu b Cút nối Cút nối đóng vai trị chuyển hướng truyền dẫn dầu nối trung gian đường ống với SV: Lê Xuân Trường K43 109 Lớp: Máy Xây Dựng A- Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục Kết luận đề tài Trải qua tháng nghiên cứu, tìm kiếm làm đề tài: “Thiết kế công tác máy khoan cọc nhồi theo mẫu máy KH125- 3” Em xin đề xuất số ý kiến sau: - Đây loại máy nhập vào nước ta sử dụng rộng nhiều công ty thi công cầu, công ty xây dựng dân dụng Là máy phù hợp với đặc điểm địa chất nước ta Trong q trình thi cơng máy cho suất cao, độ xác lỗ khoan theo phương thắng đứng 1/100, làm giảm chi phí thời gian thi cơng - Với ngành khí nước ta năm gần có bước phát triển đáng kể, hồn tồn chế tạo công tác, tiến tới thay hàng nhập ngoại nhiên số thiết bị như: động thuỷ lực, xi lanh thuỷ lực…phải nhập ngoại - Để thiết kế cơng tác máy khoan cọc ngồi dùng phương pháp tính truyền thống tương lai gần ta đưa số phần mền để tính tốn Mặc dù giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo môn MXD-XD đặc biệt thầy giáo PGS.TS Nguyễn Bính, thời gian trình độ có hạn nên chắn đồ án em cịn nhiều thiếu sót, em mong giúp đỡ thầy môn Nhân dịp em xin cảm ơn thầy cô môn MXD-XD giúp đỡ em năm học vừa qua đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo PGS.TS Nguyễn Bính giúp đỡ em hoàn thành đồ án SV: Lê Xuân Trường K43 110 Lớp: Máy Xây Dựng A- ... trình thi cơng cọc khoan nhồi, máy khoan cọc nhồi nói chung máy khoan KH125- 3 nói riêng, thi khoan tạo lỗ máy phải làm việc qua bước sau 2.1.1 Trạng thái tiến hành cắt đất (1 ) - Đưa máy khoan vào... ? ?thiết kế công tác máy khoan cọc nhồi theo mẫu máy kh125- 3” đề tài hay có ý nghĩa thiết thực nước ta thân em Nhiệm vụ đề tài thực hiện: Lê Xuân Trường: Giới thiệu máy KH125- 3, ưu nhược điểm máy xu... chế tạo máy khoan cọc nhồi KH100D, KH125- 3, KH180-3, CD1500, CD200 v.v… Máy khoan cọc nhồi thuỷ lực hãng Hitachi có cần khoan kiểu KELLYBAR loại thiết bị có xuất cao tất loại khoan, loại khoan