Đồ án tính toán thiết kế máy ép cọc tĩnh lực ép 500 tấn

Nguyễn Văn Dũng Lời nói đầu Trong bối cảnh n-ớc ta n-ớc phát triển, sở hạ tầng ngày đ-ợc xây dựng hoàn thiện Trong thực tế công trình xây dựng lớn việc gia cố móng quan trọng Cấu tạo sau đào, đắp, đầm th-ờng không đồng khả chịu áp lực nhỏ; công tác xây dựng nhà cao tầng (mang tính vĩnh cửu) xây dựng cầu, ®Ëp n-íc, èng khãi, v.v ng-êi ta ph¶i xư lý mãng Mét c¸c c¸ch xư lý nỊn mãng vừa kinh tế lại vừa đảm bảo độ bền vững công trình dùng ph-ơng pháp đóng cọc Cọc dùng để đóng cọc tre, gỗ, cọc thép, cọc bê tông-cốt thép, cọc cát Trong điều kiện cọc bê tông-cốt thép đ-ợc sử dụng rộng rÃi có nhiều -u điểm loại cọc khác Đó điều kiện áp dụng không phụ thuộc vào tình hình mực n-ớc ngầm (tuy nhiên dùng cọc nơi n-ớc mặn phải ý tới t-ợng ăn mòn cốt thép cọc) giá thành cọc nhỏ nhiều so với cọc thép, sức chịu tải cọc cao Hầu hết công trình dùng cách gia cè nỊn mãng b»ng cäc ChÝnh v× vËy viƯc xt máy nhằm thực công tác thi công cọc quan trọng Xuất phát từ yêu cầu lần làm đồ án tốt nghiệp em đà đ-ợc giao nhiệm vụ tìm hiểu loại máy việc thi công cọc làm móng Ngoài việc tính toán thiết kế số cấu máy trình làm việc D-ới h-ớng dẫn bảo tận tình thầy giáo khoa, đặc biệt thầy giáo : -Th.s L-u Đức Thạch Cùng với cố gắng thân trình tính toán thiết kế, yêu cầu thực tế em đà cố gắng để đ-a máy vào chế tạo đ-ợc Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Dũng Do trình độ thời gian có hạn, kinh nghiệm thực tế ít, việc tìm tài liệu thiết bị hạn chế nên trình tính toán thiết kế không tránh khỏi thiếu sót Vì em mong đ-ợc giúp đỡ bảo thầy giáo để sau nµy thùc tÕ khái bì ngì, vµ cã thể vận dụng tốt kiến thức đà học vào thực tế Em xin chân thành cảm ơn thầy Hà Nội, ngày tháng năm 2004 Sinh viên Nguyễn Văn Dũng Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Dũng Phần I Công nghệ thiết bị sản xuất Ch-ơng I Lựa chọn ph-ơng án Theo ph-ơng pháp hạ cọc có nhiều cách để hạ cọc xuống ®Êt nh-:  H¹ cäc b»ng bóa (va ®Ëp t¹o lùc xung kÝch )  H¹ cäc b»ng xèi n-íc Hạ cọc ph-ơng pháp xoắn Hạ cọc máy chấn động (gây rung ) Cọc tạo bëi khoan nhåi  H¹ cäc b»ng lùc tÜnh (Ðp thủy lực ) Ngoài có cách kết hợp ph-ơng pháp : va-rung, rung ép Trong hệ thống máy đóng cọc máy hạ cọc búa đóng cọc Ph-ơng pháp dùng đầu búa tạo lực xung kích để đóng cọc xuống đất Loại máy đ-ợc sử dụng rÊt réng r·i ë n-íc ta hiƯn Cã rÊt nhiều loại búa máy dùng để đóng cọc xuống đất: búa Điezel, búa rung, búa thủy lực Các máy đóng cọc có tính động công tr-ờng cao chúng di chuyển đ-ợc nhiều cách Có thể kể đến : máy di chuyển ray; máy di chuyển xích; máy di chuyển phao Tuy nhiên chúng có nh-ợc điểm lớn ồn ào, gây ô nhiễm môi tr-ờng, gây chấn động tới vùng công trình lân cận Ngoài với máy đóng cọc sơ khai nh- khó kiểm tra đ-ợc chất l-ợng cọc nh- việc kiểm tra sức chịu tải cọc trình hạ cọc Việc đóng cọc nh- gây tình trạng hỏng cọc lực đóng mạnh Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Dũng Trong công nghệ thi công cọc không nói đến công nghệ thi công cọc khoan nhồi Cọc nhồi đ-ợc đổ bê tông chỗ lỗ tạo sẵn ph-ơng pháp khoan Ph-ơng pháp tạo đ-ợc cọc lớn có đ-ờng kính cọc lên đến 200cm Chiều sâu cọc đạt tới 60m Các loại cọc thích ứng cho nhà cao tầng lớn sức chịu tải cọc lớn, chịu đ-ợc hàng chục nghìn KN Tuy nhiên cọc có nh-ợc điểm vấn đề khuyết tật cọc trình thi công, chất l-ợng bê tông không cao không đ-ợc đầm chặt đổ Thời gian để thi công cọc ít, bao gồm thời gian khoan tạo lỗ, làm hố khoan, thả cốt thép, đổ bê tông Để có đ-ợc cọc khoan nhồi phải kèm theo nhiều thiết bị phụ trợ khác: máy nén khí, máy phát điện, máy bơm, thùng chứa dung dịch Bentonite Hơn vấn đề kinh tế lớn cho trình thi công cọc Giá thành cọc khoan nhồi lớn Trong trình thi công vấn đề công tác môi tr-ờng an toàn lao động cần đ-ợc quan tâm nhiều Chính cọc khoan nhồi đ-ợc thi công nhiều nơi có đất yếu công trình lớn Nội dung đồ án nghiên cứu ph-ơng pháp hạ cọc mà đ-ợc dùng phổ biến khu đô thị Hà Nội Đó ph-ơng pháp hạ cọc lực tĩnh (ép thủy lực) Nguyên lý làm việc máy ép thủy lực dựa sở định luật Pascal Đó áp suất chất lỏng đ-ợc truyền theo h-ớng, tác động lực lên diện tích thẳng góc với vách thùng chứa Trên thực tế năm gần vấn đề truyền ®éng thđy lùc ®ang ®-ỵc øng dơng rÊt réng r·i lĩnh vực máy xây dựng -u điểm hệ thống : Dễ điều chỉnh vô cấp tự động điều chỉnh vận tốc chuyển động công tác máy làm việc Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Dũng Cho phép đảo chiều chuyển động phận làm việc máy cách dễ dàng Đảm bảo cho máy làm việc ổn định, không phụ thuộc vào thay đổi tải trọng Kết cấu gọn nhẹ, lực quán tính nhỏ, đề phòng cố máy tải Có khả tự bôi trơn, truyền động êm, tiếng ồn Độ tin cậy độ bền cao Điều khiển nhẹ nhàng, dễ tạo dáng đẹp kết cấu cho máy dễ tiêu chuẩn hoá, định hình nhóm chi tiết sản suất hàng loạt Tuy nhiên hệ thống thủy lực nh-ợc điểm cấu phận : Các chi tiết đòi hỏi phải gia công có độ xác độ kín khít cao nên giá thành đắt Nhiệt độ môi tr-ờng bên có ảnh h-ởng đến thông số truyền dẫn thủy lực Yêu cầu chất l-ợng làm việc chất lỏng công tác cao Khó làm kín khít phận làm việc, chất lỏng công tác dễ bị rò rỉ không khí bên lọt vào làm giảm hiệu suất tính chất làm việc ổn định truyền động; cần phải kiểm tra th-ờng xuyên Về vấn đề truyền động thủy lực có hai dạng truyền động thủy tĩnh truyền động thủy động Hay nói cách khác : Thủy động học thủy tĩnh học Thủy động học cã thĨ gäi lµ khoa häc cđa chÊt láng chun ®éng, thđy tÜnh häc lµ khoa häc cđa chÊt láng d-ới tác dụng áp suất Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Dũng Trong thủy động l-ợng đ-ợc truyền nhờ tác dụng va đập chất lỏng chuyển động vào phận nh- : cánh quạt, cánh quay Nói cách khác, sử dụng động năng, hay l-ợng chuyển động chất lỏng để chuyển đổi thành l-ợng học Trong thiết bị thủy tĩnh, l-ợng đ-ợc truyền cách tác dụng lực lên chất lỏng giới hạn Chất lỏng phải dịch chuyển l-u động để tạo chuyển động, nh-ng chuyển động thứ yếu lực đầu Sự chuyển đổi l-ợng đ-ợc thực khối l-ợng chất lỏng chịu tác dụng áp suất Dựa sở ng-òi ta đà phát minh loại máy công nghiệp xây dựng máy ép thủy lực Các máy ép thủy lực phát minh công nghiệp xây dựng Đặc điểm chung cđa chóng lµ lµm viƯc an toµn, dïng lùc ép tĩnh tạo dòng chất lỏng áp suất cao để ép cọc sâu vào lòng đất Ưu điểm đặc biệt không gây ồn, không gây ô nhiễm, chất l-ợng cọc sau thi công cao so với ph-ơng pháp dùng búa đóng cọc, giá thành thi công rẻ Các máy đ-ợc dùng phổ biến dùng ph-ơng pháp hạ cọc cách tạo lùc Ðp tõ ®Ønh cäc xng ®Êt HiƯn cã hai loại máy ép cọc đ-ợc sử dụng rộng rÃi loại nhỏ dùng hai xilanh ép loại lớn dùng hai bốn xilanh ép Loại thứ có công suất nhỏ dùng hai xilanh ép Máy th-ờng đ-ợc sử dụng để ép cọc gia cố móng cho nhà dân c- biệt lập Chúng có cấu tạo đơn giản gồm hai xilanh gắn với hai dầm nằm ngang Đầu lại gắn với dầm ngắn khác để tì lên đầu cọc Lực ép loại máy nhỏ, cấu tạo chúng nh- hình vẽ Máy hoạt động nhsau : - Đầu tiên xilanh đẩy lúc hết hành trình, dầm ngang ép đ-ợc đẩy lên vị trÝ cao nhÊt Sau ®ã ng-êi ta sÏ ®-a cäc vào máy, từ từ Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Dũng cho xilanh chạy co lại đến vị trí mà điều chỉnh đ-ợc vị trí ép cọc Sau đà định vị đ-ợc cọc vào vị trí nh- thiết kế cho xilanh co lại đến hết hành trình Xilanh đà hết hành trình lại cho chạy ng-ợc lại vị trí cao ban đầu Sau ng-ời ta đ-a tiếp đoạn cọc khác vào vị trí máy Dùng ph-ơng pháp hàn để hàn nối đoạn cọc dó lại tiếp tục lặp lại trình ép nh- Để ép đoạn cọc cuối xuống sát mặt đất ng-ời ta dùng đoạn cọc khác đặt vào vị trí ép ép sát đất Loại máy ép đ-ợc đoạn cọc có chiỊu dµi lín nhÊt lµ 3m vµ toµn bé chiỊu dµi cđa cäc sau hµn lµ < 10m Gia tải cho máy trình ép sử dụng mũi neo để neo đất Để ép đ-ợc cọc phải dùng đến mũi neo, mũi neo có chiều dài 5m Máy loại nhỏ thiết bị dùng để dẫn h-ớng cho cọc trình ép Chúng th-ờng dùng máy nổ để hoạt động bơm thủy lực làm viƯc KÝch th-íc tiÕt diƯn cđa cäc Ðp b»ng máy ép 20*20cm 900 2300 3000 2300 4000 2500 H×nh - Máy ép thủy lực loại nhỏ 1-Máy nổ ; 2-Bơm thủy lực ; 3-Dầm ngang ép cọc ; 4-Xilanh ép (2 xilanh) ; 5-Dầm dọc giữ xilanh ; 6-Dầm ngang gia tải ; 7-Mũi neo gia tải Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Dũng Loại máy ép thủy lực thứ hai dùng để ép loại máy có công suất lớn Chúng đ-ợc sử dụng nhiều khu xây dựng khu đô thị Đặc điểm chúng ép đ-ợc cäc cã kÝch th-íc lín:dµi tíi 10m, tiÕt diƯn cđa cọc lên tới 40*40cm Lực ép máy đạt đ-ợc 70 áp suất làm việc ép hệ thống 250 at L-u l-ợng thủy lực hệ thống: Q = 310 (l/ph) Công suất động điện: N = 30 KW Tổng chiều dài cọc ép 40m (4 đoạn cọc ) Hành trình xilanh 1,65 1,8 m Các loại máy sử dụng hai bốn xilanh để ép cọc Cấu tạo máy nh- hình vẽ Hoạt động máy nh- sau : Tr-ớc tiên xilanh co lại hết hành trình, toàn phần khung định vị dẫn h-ớng cọc đ-ợc đẩy lên vị trí cao nhờ việc khung định vị đ-ợc liên kết với bốn xilanh ép Cọc đ-ợc cẩu đ-a vào khung dẫn h-ớng cần cẩu phục vụ khác Việc điều chỉnh cọc vào vị trí thiết kế ng-ời đảm nhiệm, ng-ời ta điều chỉnh cọc vào vị trí cần thiết Sau có ng-ời khác đút chốt giữ cọc vào khung định vị Chốt có tác dụng để tạo điểm tì vào đầu cọc trình ép Các xilanh ép đựơc điều chỉnh để từ từ ®Èy vµ ®Èy khung Ðp ®i xng d-íi hết hành trình xilanh Các xilanh hết hành trình co lại vị trí ban đầu đ-a khung ép vị trí cũ Đoạn cọc đ-ợc cần cẩu cẩu vào khung đ-ợc hàn với đoạn cọc tr-ớc Xilanh lại tiếp tục xuống bắt đầu lặp lại chu trình Máy thực đ-ợc việc ép đoạn cọc cuối sát đất mà không cần đoạn cọc khác nhờ vào khung ép máy Nh- bốn xilanh ép đồng thời hoạt động trình làm việc Trong toàn trình ép việc dẫn h-ớng cho cọc nhờ vào khung ép Tuy nhiên kích th-ớc khung ép không thay đổi đ-ợc máy Nh- cần ép cọc mà có kích th-ớc nhỏ việc dẫn h-ớng cho cọc không xác cọc xuống đ-ợc vị trí mong muốn Các loại máy đ-ợc gia tải khối bê tông đặt hai dầm nằm dọc Các khối bê tông đ-ợc chất lên hai dầm tạo thành phần chân đế máy Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Dũng Sức ép máy 70 , nh- ng-ời ta phải dùng đến 40 khối bê tông Nhvậy với cọc ép khác phải di chuyển máy lần đồng nghĩa với việc phải chuyển 40 khối bê tông lần Máy đựơc di chuyển cần cẩu Cần cẩu sử dụng việc cẩu cọc vào vị tri ép Nh- với loại máy ép phải có cần cẩu th-ờng trực để giúp máy hoạt động đuợc Thời gian để ép đ-ợc cọc không nhỏ việc di chuyển lắp đặt máy tr-ớc thực trình ép Do tính loại máy không cao trình sử dụng máy 11 7000 12 6000 10 7000 2300 Hình 2-Máy ép thủy lực loại lớn xilanh ép 1-Dầm dọc ; 2-Gia tải ( bêtông ) ; 3-Cọc ; 4-Khung thép định vị,dẫn h-ớng cho cọc; 5Khung máy ; 6-Chốt giữ cọc ép ; 7-Dầm ngang ; 8-Các xilanh ép ( xilanh ) ; 9-Chốt định vị ; 10-Chốt liên kết ; 11-Bơm thủy lực ; 12-Máy biến áp Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Dòng 11 7000 12 6000 10 7000 Hình 2-Máy ép thủy lực loại lớn xilanh ép 1-Dầm dọc ; 2-Gia tải ( bêtông ) ; 3-Cọc ; 4-Khung thép định vị,dẫn h-ớng cho cọc; 5-Khung máy ; 6-Chốt giữ cọc ép ; 7-Dầm ngang ; 8-Các xilanh ép ( xilanh ) ; 9-Chốt định vị ; 10-Chốt côn ; 11-Bơm thủy lực ; 12-Máy biến áp Ngoài lúc bắt đầu trình ép cọc cần phải có ng-ời điều chỉnh cọc vào vị trí cần ép cọc Nh- không đảm bảo vấn đề an toàn lao động thi công 10 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Dũng M Mx 113706   0,489( KN / cm2 ) 2.Wx 2.114063,53 Tổng ứng suất tiếp lực cắt momen xoắn gây phải thoả mÃn : = Q + M <  =0.6.II = 0,6.18 = 10,8 (KN/cm2)   = 1,87 + 0,489 = 2,359 (KN/cm2) <  =10,8 (KN/cm2) Vậy dầm làm việc đủ bền - Kiểm tra ổn định tổng thể dầm Theo kết cấu dầm nh- đà tính toán ban đầu ta cã : l 1200   16 bc 75 MỈt kh¸c ta cã theo kÕt cÊu thÐp vỊ tÝnh to¸n ổn định tổng thể dầm điều kiện để không cần kiểm tra ổn định tổng thể dầm Tr-ờng hợp thứ : có sàn thép sàn bê tông cốt thép liên kết liên tục cách chắn với cánh nén dầm Tr-ờng hợp thứ hai : dầm có tỉ số l/bc thoả mÃn biểu thøc :  l b  b b  E   0,41  0,0032 c   0,73  0,016 c  c  bc c   c  hc  R  (3.45-KCT) Ta coi dÇm làm việc giai đoạn đàn hồi, nh- ta cã :  = E = 2,1.104 (KN/cm2): mo®un ®µn håi cđa vËt liƯu lµ thÐp CT3 R = 21 (KN/cm2) : c-ờng độ tính toán thép CT3 71 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Dũng Nh- ta cã :  75  75  75  2,1.104 l 1.0,41  0,0032   0,73  0,016   25,93   16   150 21 bc Vì kết cấu dầm thoả mÃn điều kiện nên ta không cần kiểm tra ổn định tổng thể dầm đà tính toán 4-Kiểm tra ổn định cục cho dầm Bụng dầm mỏng, dài chịu tác dụng ứng suất tiếp ứng suất pháp ổn định riêng ứng suất pháp ứng suất tiếp hay tác động đồng thời chúng Để đảm bảo khả ổn định dầm ta kiểm tra ổn định cục dầm d-ới tác dụng đồng thời ứng suất tiếp ứng suất pháp Ta có độ mảnh bụng dầm : h R  144  21 b      1,52    b  E  2,1.10 Độ mảnh quy -ớc giới hạn bụng dầm : b = 3,2 (Do dầm tải trọng động tác dụng) Từ ta thấy : b  1,52  b   3,2 v× dầm ổn định cục d-ới tác dụng ứng suất tiếp tr-ớc bụng dầm khả chịu lực bền Dầm ổn định cục d-ới tác dụng ứng suất pháp mà : h0 b 5,5 E R Nh- ta có : 72 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Dũng h0 b 144 E 2,1.104  48  5,5  5,5  173,91 R 21 Từ ta thấy dầm ổn định d-ới tác dụng ứng suất pháp Vậy ta hàn thêm s-ờn cho dầm, mà dầm vẩn ổn định trình làm việc - Tính liên kết cánh dầm bụng Ta dùng liên kết hàn để hàn cánh dầm vào bụng, độ dầm 12m nên dùng thép có chiều dài lớn 12m để chế tạo dầm Công thức tính chiều cao đ-ờng hàn cÇn thiÕt : hh  Q.Sc (cm) 2.(  Rg )min.I d Dùng ph-ơng pháp hàn tay góc hàn 42 cã : h = 0,7: gt = 1,0; Rgh = 15 (KN/cm2); Rgt = 16,5 (KN/m); Ta cã : h.Rgh = 12,6 (KN/m); gt.Rgt = 16,5 (KN/m) Do ®ã ta cã : (.Rg)min = 12,6 (KN/m) Sc : momen tĩnh cánh dầm hàn trục trung hoà ; Với dầm : Sc 30.0,8 Với dÇm cuèi : Sc  30.0,8 144  1728(cm ) 72  864(cm ) 73 §å án tốt nghiệp Nguyễn Văn Dũng Id : momen quán tÝnh cđa tiÕt diƯn dÇm Víi dÇm chÝnh : Id = Jx = 2953125 (cm4) Víi dÇm ci : Id = Jx = 527386,1 (cm4) Q: Lùc c¾t lín nhÊt tiÕt diƯn dÇm, víi dÇm chÝnh : Q = 1165,9 (KN) Vậy chiều cao đ-ờng hàn dầm : hh 1165,9.1727 0,03(cm ) 2.12,6.2953125 Vì chiều dày lớn thép hàn cm nên ta chọn theo cấu tạo : hh = 0,6 (cm) Nh- mối hàn đủ bền làm việc 74 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Dũng E Dầm chân đế di chuyển - Dầm nằm phía d-ới Máy di chuyển đ-ợc nhờ cặp chân đế đặt d-ới máy Các chân đế có cụm bánh xe di chuyển ray nằm dầm Nh- có bốn dầm di chuyển máy Các dầm nằm tiếp xúc với mặt đất với trạng thái làm việc dầm dầm dầm cứng +Xét dầm trạng thái cụm bánh xe di chuyển nằm dầm (Thực tế cụm bánh xe di chuyển ray, nh- lực từ bánh xe tạo áp lực dọc theo ray truyền xuống dầm) Các dầm làm việc tải trọng thân có tải trọng thân máy t¸c dơng qua c¸c b¸nh xe cđa cơm b¸nh xe di chuyển Lực tác dụng thân máy tác dụng qua c¸c cơm b¸nh xe di chun : F = 297,5 (KN) Với kích th-ớc dầm nh- đà xác định ta có tải trọng phân bố q = 23,55 (KN) 200 dÇm : 1500 8000 297,5 KN 297,5 q=23,55 KN KN/m Hình 28 - Sơ đồ mặt cắt lực tác dụng lên dầm Sơ đồ mặt cắt dầm sơ đồ lực tác dụng lên dầm nh- hình vẽ Dầm đặt mặt đất coi đất đàn hồi, dầm chÕ t¹o b»ng thÐp CT d cã : I = 16 (KN/cm2) 75 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Dũng Ta có lực nén tác dụng lên mặt đất : Nz = 297,5.4 + 23,55.8 = 1378,4 (KN) øng suÊt z phân bố mặt cắt ngang dầm : z  Nz 1378,4   0,0114( KN / cm )  144( KN / m ) F 800.150 Dầm thoả mÃn điều kiện làm việc Mặt khác ta xác định đ-ợc áp lực phân bố chân đế lên mặt đất : p = z = 0,0114 (KN/cm2) = 0,114 MPa Mà ta có đàn hồi không chịu kéo đ-ợc có áp lực cho phép : p = 200 (KN/m2) Từ ta thấy đất chịu đ-ợc áp lực máy tác dụng lên đảm bảo cho máy di chuyển đ-ợc suốt trình làm việc - Tính toán mối hàn chân đế Chân đế có nằm ngang đ-ợc hàn phía trên, hàn có tác dụng để nhấc chân đế lên bánh xe tỳ lên Hoạt động giúp cho chân đế di chuyển đ-ợc vị trí cũ Tại vị trí nằm hai bánh xe tác dụng lực lên hàn Khi bánh xe di chuyển đến vị trí khác lực tác dụng lên hàn thay đổi Khi hàn chân đế chịu momen uốn lớn Nh- ta phải xác định mối hàn cho đủ bền chân đế đ-ợc nhấc lên di chuyển Ta có sơ đồ lực tác dụng mối hàn nh- hình vẽ Chiều dài chân đế m, nh- vËy ta sÏ hµn däc theo suèt chiều dài chân đế 76 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Dũng 85,7 KN q=25 KN/m 285,7 KN 5,2m 2,8m Hình 29 Sơ đồ lực tác dụng lên hàn chân đế 25mm 60mm 142,85KN Hình 30 - Liên kết hàn chân đế Dùng ph-ơng pháp hàn tay gãc hµn  42 cã : h = 0,7: gt = 1,0; Rgh = 15 (KN/cm2 Do đ-ờng hàn chịu lực đặt lệch tâm nên mối hàn chịu tác dụng lực cắt Q momen uốn M Q = 142,85 (KN); M = 142,85.6 = 857,1 (KNcm) Tæng chiều dài đ-ờng hàn phía : 77 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Dũng lh = 2.(800-1) = 1598 (cm) Chọn chiều cao đ-ờng hàn góc : hh = 12 (mm) DiƯn tÝch tiÕt diƯn hµn : Fh Fh   hh  lh  0,7.1,2.1598  1342,32(cm )  = 0,7 : hƯ sè chiỊu sâu nóng chảy đ-ờng hàn với đ-ờng hàn tay góc Momen chống uốn đ-ờng hàn : Wh Wh  (  hh )3. lh  (0,7.1,2)3.1598  157,86(cm3 ) Nh- vËy ta cã : ứng suất tiếp đ-ờng hàn momen uốn gây : M  M 857,1   5,43( KN / cm ) Wh 157,86 øng suÊt tiÕp cña đ-ờng hàn lực cắt gây : Q Q 142,85   0,1( KN / cm ) Fh 1342,32 Để đơn giản tính toán ta coi ứng suất lớn xuất hai đ-ờng hàn hai bên, hai ứng suất momen uốn lực cắt gây có ph-ơng vuông góc với Do ứng suất tổng hợp xác định theo c«ng thøc :    M   Q  5,432  0,12  5,43( KN / cm ) 78 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Dòng Nh- vËy ta cã :  = 5,43 (KN/cm2) < Rgh = 15 (KN/cm2) Mối hàn đủ điều kiện làm việc Ngoài dọc theo hàn bố trí thép hàn để hàn gia c-ờng tăng cứng cho dọc trình làm việc 79 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Dũng Ch-ơng Mạch điều khiển thủy lực máy ép A - Mô tả sơ đồ nguyên lý hoạt động sơ đồ - Mô tả sơ đồ A B Xilanh di chun ngang, däc D C Xilanh kĐp cäc Xilanh ép cọc F2 Xilanh nâng hạ máy F3 Đ1 E1-4 Đ2 G1-4 H1-2 F1 Van an toàn điều chỉnh áp suất 20 MPa Động điện M W P1 P2 Hình 31 Sơ đồ mạch thủy lực hệ máy ép 80 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Dũng Các phận sơ đồ mạch thủy lực : M : Động điện P1, P2 : Bơm thủy lực thay đổi l-u l-ợng E1-4 : Các van phân phối cho hệ xilanh di chuyển máy điều khiển tay H1-2 : Các van phân phối cho hệ xilanh kẹp cọc ép cọc điều khiển tay G1-4 : Các van phân phối cho hệ xilanh nâng hạ máy điều khiển tay F1, F2 : Các van phân phối điều khiển xilanh ép cọc đồng thời không đồng thời điều khiển solenoid (điện từ) Đ1, Đ2 : Đồng hồ đo áp lực hệ thống dầu trở dầu công tác W : Thùng chứa dầu trở : Van điều chỉnh l-u l-ợng bơm : Van chiều điều chỉnh áp suất : Hệ thống điều chỉnh l-u l-ợng bơm Ngoài có phận khác để điều khiển đ-ợc trình ép cọc nhmong muốn : van an toàn, van chiều, xilanh Nguyên lý hoạt động mạch điều khiển Mạch ®iỊu khiĨn thđy lùc gåm cã hai b¬m thđy lùc thay đổi đ-ợc l-u l-ợng Hai bơm đ-ợc dẫn động động điện ba pha Động dẫn động hai bơm qua hệ thống truyền bánh Van có hệ đ-ờng dẫn thủy lực từ bơm dẫn vào áp suất từ đ-ờng dẫn làm thay đổi hành trình pittông van Hành trình pittông thay đổi tác dụng vào bơm, nh81 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Dũng làm cho l-u l-ợng bơm thay đổi thay đổi trị số áp lực dầu công tác Dầu áp lực từ bơm đ-ợc phân bố đến van phân phối cho hệ xilanh trình công tác Các van phân phối đ-ợc điều khiển ng-ời điều khiển Đồng hồ đo áp lực Đ2 luôn kiểm suát đ-ợc áp lực dầu di đến phận công tác Dầu sau hành trình công tác đ-ợc đ-a trở thùng dầu qua lọc Trên đ-ờng dầu trở có đồng hồ áp lực Đ1 để kiểm suát áp lực dầu trở Hai van F1 F2 đ-ợc điều khiển điện từ (nhờ cuộn dây) có tác dụng điều khiển cho cặp xilanh ép ép phụ làm việc đồng thời không đông thời (cùng hệ thống bàn kẹp cọc).Van an toàn F1 cho áp lực dầu hệ thống lớn 20 Mpa Dầu từ hai bơm P1, P2 đ-ợc đ-a đến hệ thống van phân phối E1-4, H12, G1-4, giai đoạn khác chúng hoạt động không đồng thời Dầu đến phận công tác đ-ợc kiểm tra áp suất đồng hồ Đ2 Lực ép cọc tăng dần theo l-u l-ợng bơm yêu cầu cần phải tăng lực ép Ban đầu lực cản đất tác dụng lên cọc nhỏ, nh- lực ép cần thiết không cần phải lớn Tuỳ theo cấu trúc địa chất ng-ời ta điều chỉnh áp suất phù hợp với lực ép t-ơng đ-ơng Khi cọc ép đà đ-ợc vào sâu lòng đất lực cản tăng lên lực ép cần phải tăng theo, lúc l-u l-ợng bơm tăng lên đạt giá trị áp suất cần thiết Trong tr-ờng hợp cần thiết áp suất tăng lên đến giá trị 20MPa Và để kiểm tra sức chịu tải cọc theo ph-ơng pháp tải tĩnh lực ép lên đến 5000KN cao Theo tính toán ta lựa chọn số thông số cấu phận thủy lực máy nh- sau : 82 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Dũng Chän b¬m thđy lùc cđa ASHUN cã : series HVP 40 Kiểu bơm h-ớng trục thay đổi đ-ợc l-u l-ợng, có áp suất làm việc tối đa : p = 21 (MPa) L-u l-ợng bơm : Q = 40 (l/ph), tốc độ vòng quay : n = 800 (v/ph) – 1800 (v/ph) Khèi l-ỵng cđa bơm : + Kể phần chân đế : 12,5 (kg) + Không chân đế : 9,5 (kg) Nh- theo điều kiện công tác bơm nh- ta có động điện cần thiết để quay bơm : Chọn động điện : 4A250M2Y3 có công suất động : 90 (KW), số vòng quay : n = 2958 (v/ph) Chän van an toµn giữ áp suất 20 MPa ASHUN có : series SBG – 10 , ¸p lùc t¸c dơng lín : p = 21 MPa L-u l-ợng cho qua lµ : 400 (l/ph) Chän van mét chiỊu : CV 06G có l-u l-ợng chảy qua 100 (l/ph) Khối l-ợng 4,2 kg Chọn van phân phối điều khiển tay : -Loại có khoá : DMT 03 – 3C4, cã l-u l-ỵng 100 (l/ph) Khèi l-ỵng 3,7 kg -Loại khoá : DMG - 03 3D4, cã l-u l-ỵng 100 (l/ph) Khèi l-ỵng 3,7 kg Chọn đồng hồ đo áp lực : LBD-602P-250 83 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Dũng Bơm thủy lực ASHUN Van an toµn cđa ASHUN Xilanh thđy lùc Van chiều Van phân phối 84 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Dũng Đồng hồ áp lực Van điều khiển solenoid 85 Đồ án tốt nghiệp ... Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Văn Dũng Phần hai Tính toán thiết kế máy ép thủy lực 500 Ch-ơng I tính toán cấu ép cọc A - Tính xilanh kẹp cọc Quá trình ép cọc đ-ợc thực tr-ớc tiên làm việc bàn kẹp cọc. .. cọc hai cặp xilanh ép ép phụ làm việc đồng thời Khi ép với lực 2500 KN sử dụng bàn kẹp cặp xilanh ép Nh- hai trình ép cặp xilanh làm việc lực ép 2500 KN Để ép đ-ợc cọc phải có đủ lực ma sát cọc. .. CHƯƠNG II Nội dung đồ án I Giới thiệu máy thiết kế Trên sở nội dung đồ án nghiên cứu loại máy ép dựa ph-ơng pháp dùng lực ép tĩnh Đó loại máy hạ cọc nghành công nghiệp xây dựng Loại máy phù hợp với