Nghiên cứu xác định các thông số kỹ thuật hợp lý của bộ công tác máy khoan cọc nhồi kiểu gầu xoay do việt nam chế tạo TT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI -o0o - Nguyễn Thùy Chi NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT HỢP LÝ CỦA BỘ CÔNG TÁC MÁY KHOAN CỌC NHỒI KIỂU GẦU XOAY DO VIỆT NAM CHẾ TẠO Ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Mã số: 9520116 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội - 2021 Luận án hoàn thành tại: Trường Đại học Giao thông Vận tải Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Nguyễn Đăng Điệm TS Nguyễn Đình Tứ Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án Tiến sĩ cấp Trường họp Trường Đại học Giao thông Vận tải Vào hồi giờ, ngày tháng năm 20 Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Trường Đại học Giao thông Vận tải Thư viện Quốc gia Việt Nam MỞ ĐẦU Tính cấp thiết luận án Hiện có nhiều thiết bị khác đưa vào sử dụng công tác thi cơng móng cơng trình xây dựng, có máy khoan cọc nhồi (MKCN) Các loại MKCN sử dụng Việt Nam nhập từ nước với giá thành đắt khó khăn việc “nội địa hóa” sản phẩm chế tạo công tác máy Xuất phát từ đó, đơn vị sản xuất tìm cách nghiên cứu, tính tốn thiết kế cơng tác máy để thay thiết bị ngoại nhập Tuy nhiên nội dung nghiên cứu dừng lại chỗ nghiên cứu thiết kế công nghệ phục vụ cho việc chế tạo máy, mà chưa đề cập tới nghiên cứu nâng cao động lực học hệ thống truyền động thủy lực máy thiết kế tối ưu MKCN Ngoài ra, thiết bị chun dùng nên việc khơng phải dễ dàng, địi hỏi phải có nghiên cứu bản, có sở khoa học đặc biệt bí cơng nghệ chế tạo sản phẩm khí phù hợp với trình độ cơng nghệ nước ta Vì vậy, đề tài “ Nghiên cứu xác định thông số kỹ thuật hợp lý công tác máy khoan cọc nhồi kiểu gầu xoay Việt Nam chế tạo” có tính thời tính cấp thiết cao Mục tiêu luận án Nghiên cứu xác định thông số kỹ thuật hợp lý (thông số kết cấu thông số làm việc) công tác máy khoan cọc nhồi kiểu gầu xoay Việt Nam chế tạo lắp cần trục bánh xích Dựa kết nghiên cứu thu được, luận án khuyến nghị số thông số kỹ thuật hợp lý máy điều kiện khai thác vùng đồng Bắc Bộ Đối tượng phạm vi nghiên cứu a) Đối tượng nghiên cứu: Bộ công tác máy khoan cọc nhồi kiểu gầu xoay Việt Nam chế tạo lắp cần trục bánh xích Hitachi CX500 b) Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu động lực học hệ thống truyền động thủy lực dẫn động công tác nghiên cứu xác định thông số kết cấu thông số làm việc hợp lý gầu khoan với đường kính lỗ khoan Ф = 1,5 m, chiều sâu khoan H = 70 m, làm việc vùng đồng Bắc Bộ Nội dung nghiên cứu - Tổng quan vấn đề nghiên cứu - Nghiên cứu động lực hệ thống truyền động thủy lực công tác máy khoan cọc nhồi kiểu gầu xoay Việt Nam chế tạo - Nghiên cứu xác định thông số kết cấu thông số làm việc hợp lý gầu khoan - Nghiên cứu thực nghiệm xác định thông số động lực học máy khoan cọc nhồi Hitachi CX500 Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án a Ý nghĩa khoa học: - Xây dựng mơ hình động lực học động thuỷ lực dẫn động mâm khoan động lực học hệ thống xi lanh thủy ép mâm khoan máy khoan cọc nhồi kiểu gầu xoay lắp cần trục bánh xích Việt Nam tương ứng với trạng thái làm việc máy - Xây dựng chương trình mơ máy khoan cọc nhồi trường hợp làm việc điển hình, khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến đặc trưng động lực học máy từ khuyến nghị thông số kỹ thuật hợp lý MKCN theo quan điểm động lực học - Xây dựng giải tốn tối ưu theo tiêu chi phí lượng riêng nhỏ từ xác định thông số kết cấu thông số làm việc hợp lý gầu b Ý nghĩa thực tiễn: - Các kết nghiên cứu luận án giúp cho đơn vị chế tạo hay khai thác máy khoan cọc nhồi tham khảo việc thiết kế, chế tạo cơng tác máy có tiêu kinh tế - kỹ thuật cao, sử dụng để lựa chọn, vận hành thiết bị với thông số làm việc hợp lý Điểm luận án - Xây dựng giải mơ hình động lực học động thủy lực dẫn động mâm khoan xi lanh thủy lực ép mâm khoan máy khoan cọn nhồi kiểu gầu xoay thi công vùng đồng Bắc Bộ Việt Nam - Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến đặc trưng động lực học hệ thống truyền động thủy lực máy từ khuyến cáo thông số kỹ thuật hợp lý (thông số kết cấu thông số làm việc) máy khoan cọc nhồi kiểu gầu xoay theo quan điểm động lực học - Thiết lập giải toán tối ưu thông số kết cấu thông số làm việc gầu khoan theo chi phí lượng riêng nhỏ CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu máy khoan cọc nhồi kiểu gầu xoay lắp cần trục bánh xích Hitachi CX500 Giới thiệu chung Máy khoan cọc nhồi kiểu gầu xoay lắp cần trục bánh xích Hitachi CX500 máy khoan mà cơng tác kiểu gầu xoay lắp máy sở loại cần trục di chuyển bánh xích hãng Hitachi Đây máy khoan Nhật Bản sản xuất vào năm 1995, có cần khoan kiểu kelly, xem loại thiết bị có suất cao, khoan từ tầng địa chất mềm cứng cát, sét, sỏi vv Ưu điểm lớn khoan lỗ sâu tới 70 m, đường kính lên đến 2000 mm với tốc độ di chuyển 1,7 km/h đem lại hiệu suất cao q trình thi cơng Kết cấu máy đơn giản, người sử dụng dễ dàng điều khiển vận hành trình làm việc Tuy giá thành đầu tư ban đầu cho máy đắt đỏ hiệu công việc lại tăng lên gấp nhiều lần so với loại máy khác Kích thước máy gọn nhẹ, di chuyển thay đổi vị trí làm việc nhanh gọn, thuận lợi, ngồi cịn tự phục vụ nâng hạ thiết bị vật tư trình làm việc Do có di chuyển bánh xích, bề mặt tiếp xúc lớn lên mặt nên máy khoan nhồi CX500 di chuyển dễ dàng vùng đất yếu, phù hợp với địa hình cơng trường có nhiều vật cản gồ ghề, sắc nhọn a NHÌN THEO A A Hình 1.2 Máy khoan cọc nhồi kiểu gầu xoay lắp cần trục bánh xích Hitachi CX500 1- Máy sở CX500; 2- Thanh Kelly; 3- Giá đỡ mâm khoan 4- Mâm khoan; 5Gầu khoan Giới thiệu công tác Bộ công tác máy khoan cọc nhồi kiểu gầu xoay lắp cần trục bánh xích Hitachi CX500 bao gồm: Cụm đầu khoan ED12 (bao gồm: mâm khoan, động dẫn động mâm khoan, hộp giảm tốc hành tinh, xi lanh dẫn tiến mâm b khoan…), kelly gầu khoan NCS lựa chọn loại gầu công tác gầu xoay gầu xoay dễ dàng chế tạo nước, phù hợp với điều kiện công nghệ, trình độ tay nghề cơng nhân nước ta, ngồi có khả mua sắm số chi tiết hay cụm chi tiết khác mà nước chưa chế tạo Hiện có nhiều loại gầu xoay tiêu chuẩn, tùy theo u cầu tính chất cơng trình mà người ta lựa chọn loại gầu khoan có đường kính khác Gầu xoay có đặc điểm cấu tạo khác biệt so với loại khác điểm cạnh dao cắt thực chuyển động tịnh tiến theo hướng sâu xuống đất kết hợp đồng thời chuyển động quay Trong trình biến dạng phá hủy đất đá, chuyển động phoi đất tách trượt mặt gầu đồng thời tích vào lòng gầu Tại thời điểm khoan, điểm gầu thực chuyển động tịnh tiến theo hướng sâu xuống chuyển động quay Lượng ăn dao dọc gầu trình khoan phụ thuộc vào lực ép gầu từ xuống giới hạn bền nén đất đá, [34], [36] Mô men từ cần khoan truyền vào gầu tạo chuyển động quay gầu Cấu tạo gầu xoay Hình 1.4 đây: Hình 1.4 Cấu tạo gầu xoay máy khoan cọc nhồi 1- Mũi định vị; 2- Thành gầu; 3- Tay mở đáy gầu; 4- Đầu gầu khoan; 5- Mặt gầu khoan; 6- Gân tăng cường; 7- Bản lề đáy gầu; 8- Răng gầu 1.2 Tổng quan cơng trình nghiên cứu nước liên quan đến luận án 1.2.1 Tổng quan cơng trình nghiên cứu động lực học máy khoan cọc nhồi Đã có nhiều cơng trình nhà khoa học Trung Quốc, Việt Nam nước khác nghiên cứu động lực học máy khoan cọc nhồi trình bày tài liệu [47],[63], [67], Từ cơng trình nghiên cứu thấy rằng, cơng trình chủ yếu tập trung nghiên cứu động lực học vành dẫn hướng mô động lực học cấu giá dẫn hướng máy khoan cọc nhồi động lực học hệ thống truyền động thủy lực máy chưa xét tới 1.2.2 Tổng quan cơng trình nghiên cứu phân tích tối ưu hóa kết cấu máy khoan cọc nhồi Trên giới nước có nhiều cơng trình nghiên cứu phân tích tối ưu hóa kết cấu máy khoan cọc nhồi thể tài liệu [19], [35], [60], 62], [66] Qua nghiên cứu thấy tác giả tập trung vào vấn đề tồn số nội dung sau: Tối ưu hóa chi phí nhiên liệu thiết bị, việc tối ưu hóa thơng số kết cấu thơng số làm việc thiết bị chưa đề cập đến Tối ưu hóa kết cấu thép cần dạng hộp vị trí lắp đặt tời, việc tối ưu thông số gầu khoan chưa thực Xác định thông số vận hành hợp lý máy khoan cọc nhồi có cơng tác gầu khoan mở rộng đáy mà gầu khoan xoay hình trụ đứng Tối ưu hóa thơng số vận hành theo tiêu chí suất mở rộng đáy lớn mà chưa đề cập đến tiêu chí lượng riêng nhỏ Việc tối ưu hóa thông số kết cấu gầu chưa xét đến Tối ưu hóa thơng số làm việc gầu mở rộng đáy với địa chất Tp Hồ Chí Minh khác với kiểu gầu xoay tính chất đất vùng đồng Bắc Bộ mà luận án đề cập đến 1.2.3 Tổng quan cơng trình nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy khoan cọc nhồi Việt Nam Các cơng trình nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy khoan cọc nhồi Việt Nam tập trung tài liệu [4], [5], [47] Mục tiêu [4] giải yêu cầu cấp bách việc nội địa hóa cụm đầu khoan máy khoan cọc nhồi BG36 Tác giả [4] đề xuất công suất cần thiết khoan, bước tiền đề cho việc chế tạo nước gầu khoan BG36 thay thiết bị nhập ngoại Tác giả [47] tập trung nghiên cứu thiết kế, chế tạo cơng tác khoan nước vậy, việc nghiên cứu, giải tốn tối ưu để tìm thông số hợp lý gầu khoan chưa đề cập đến Tác giả [5] tiến hành nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mâm quay truyền động hai động thay mâm quay truyền động động cho máy khoan cọc nhồi Đây đề tài nghiên cứu phục vụ việc chế tạo mâm quay nghiên cứu sở lý thuyết để chế tạo tồn bộ cơng tác máy khoan cọc nhồi nước thay thiết bị nhập ngoại Kết luận Chương định hướng nghiên cứu Việc nghiên cứu tổng quan cơng trình tác giả nước động lực học máy khoan cọc nhồi, tối ưu hóa thiết kế gầu khoan nghiên cứu thiết kế chế tạo gầu khoan nước Chương cho thấy rằng: Ở khía cạnh động lực học, cơng trình chủ yếu giới thiệu phương pháp tính toán động lực học máy động học cần khoan nhiên động lực học hệ thống truyền động thuỷ lực máy có kể đến ảnh hưởng móng cơng trình chưa đề cập nhiều tới Ở khía cạnh phân tích, tối ưu hóa kết cấu máy khoan cọc nhồi tác giả chủ yếu thực việc tối ưu hóa chi phí nhiên liệu, kết cấu thép cần khoan, vị trí lắp đặt tời , cịn việc tối ưu thơng số kết cấu thông số làm việc gầu chưa thực Ngồi ra, việc xác định thơng số vận hành máy khoan cọc nhồi chủ yếu thực với gầu khoan mở rộng đáy, gầu khoan xoay hình trụ có kể đến địa chất vùng Đồng Bắc Bộ chưa khai thác Ở khía cạnh thiết kế, chế tạo máy khoan cọc nhồi Việt Nam cơng trình chủ yếu nghiên cứu, thiết kế công nghệ phục vụ cho việc chế tạo máy cải tiến công nghệ khoan cịn việc giải tốn tối ưu để tìm thông số hợp lý gầu khoan điều kiện khai thác Việt Nam chưa đề cập đến Trên sở nghiên cứu tổng quan chung vấn đề liên quan đến luận án xác định nội dung chương là: Nghiên cứu động lực học hệ thống truyền động thuỷ lực máy có kể đến ảnh hưởng điều kiện địa chất, móng cơng trình Từ đề xuất thông số kỹ thuật hợp lý công tác theo quan điểm động lực học Nghiên cứu đưa mơ hình tính tốn để xác định lực cản, mô men cản tác dụng lên công tác q trình máy khoan làm việc có kể đến ảnh hưởng điều kiện địa chất Việt Nam Từ nghiên cứu tính tốn để xác định cơng suất cần thiết dẫn động động quay mâm khoan Xây dựng giải toán tối ưu để xác định thông số kỹ thuật hợp lý gầu khoan Nghiên cứu thực nghiệm MKCN kiểu gầu xoay lắp cần trục bánh xích Hitachi CX500 Việt Nam chế tạo CHƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC CỦA BỘ CÔNG TÁC MÁY KHOAN CỌC NHỒI KIỂU GẦU XOAY DO VIỆT NAM CHẾ TẠO 2.1 Nghiên cứu động lực học hệ thống truyền động thuỷ lực dẫn động động thuỷ lực quay mâm khoan Mc Mc1 Qd1 Jm1 pa Mqt1 nd1 Mc2 Qd2 rd1 Mqt2 nd2 rd2 Jm2 Vd1 Vd2 Ea Qd pc pc pa Qb Qat A B P T Qb1,Vb1 Qb2,Vb2 M pat n b1 pt n r b2 r b1 b2 Hình 2.2 Mơ hình động lực học hệ truyền động thủy lực dẫn động động thủy lực quay mâm khoan Trong đó: Vb1, Vd1: Lưu lượng riêng bơm động thủy lực 1, m 3/vòng; Vb2, Vd2: Lưu lượng riêng bơm động thủy lực 2, m3/vòng; nb1, nd1 : Số vòng quay trục bơm động 1, vòng/s; nb2, nd2 : Số vòng quay trục bơm động 2, vịng/s; pa: Áp suất dầu cơng tác nhánh cao áp động cơ, Pa; pt: Áp suất dầu công tác nhánh thấp áp động cơ, Pa; pat: Áp suất cài đặt van an toàn, Pa; rb1 , rd1 : Hệ số tổn thất lưu lượng bơm thủy lực động thủy lực 1, (m3/s)/Pa; rb2 , rd2 : Hệ số tổn thất lưu lượng bơm thủy lực động thủy lực 2, (m3/s)/Pa; Ea: Biến dạng đàn hồi đường ống cao áp, m3/Pa; Qb: Lưu lượng tổng bơm, m3/s; Qb1: Lưu lượng bơm số 1, m3/s; Qb2 : Lưu lượng bơm số 2, m3/s; Qd: Lưu lượng tổng cần thiết qua động cơ, m3/s; Qd1: Lưu lượng động 1; m3/s; Qd2: Lưu lượng động 2; m3/s; Qat : Lưu lượng dầu qua van an toàn, m3/s; Mqt1: Mơ men qn tính động thủy lực 1, N.m; Mqt2: Mơ men qn tính động thủy lực 2, N.m; Mc: Mô men cản chuyển động quay gầu khoan, N.m Mc1: Mô men cản chuyển động quay trục động thủy lực 1, N.m; Mc2: Mô men cản chuyển động quay trục động thủy lực 2, N.m Thông qua việc thiết lập phương trình cần lưu lượng cân lực thu hệ phương trình vi phân sau: Ea dpa dt Vb1 [nb1 ].(1−ηb1 ) V [n ].(1−ηd1 ) pa − Vd1 nd1 − d1 d1 pa [pb1 ] [pd1 ] pa Vd1 [pd1 ].(1−ηc1 ηh1 ηd1 ) Vd1 − nd1 − Mc1 2π 2π.[n ] = Vb1 nb1 X(t) − (pa − pc ) K c − Jm1 dnd1 dt = − (pa − pat ) K at d1 (2.16) Một số đồ thị kết việc giải hệ phương trình (2.16) thể sau: Hình 2.6 Áp suất dầu khoang cao áp động thủy lực dẫn động mâm khoan Hình 2.7 Vận tốc góc động thủy lực dẫn động mâm khoan 11 x105 Hình 2.21 Áp suất dầu động Hình 2.22 Số vịng quay mâm dẫn động mâm khoan ứng với tầng địa chất khác khoan ứng với tầng địa chất khác Hình 2.23 Tổng lưu lượng cung cấp Hình 2.24 Tổng công suất động cho động thủy lực tương ứng với tầng địa chất khác dẫn động mâm khoan ứng với tầng địa chất khác Hình 2.25 Mơ men xoắn trục động thủy lực ứng với cáctầng địa chất khác 2.3.2 Khảo sát thông số ảnh hưởng đến thông số động lực học xi lanh thủy lực ép mâm khoan Với chương trình Matlab Simulink xây dựng Hình 2.13, thơng số đầu vào khác coi không đổi lấy theo Bảng 2.2 thuyết minh, tiến hành khảo sát thay đổi đường kính xi lanh ép mâm khoan (D = 100 mm; D = 110 mm; D = 130 mm) thay đổi lực cản tác dụng vào xi lanh ép mâm khoan (Fc = 16000 N; Fc = 22000 N; Fc = 26000 N), kết thể hình sau: 12 x105 x104 Hình 2.36 Áp suất dầu xi lanh ép mâm khoan thay đổi đường kính xi lanh Hình 2.37 Lực ép mâm khoan thay đổi đường kính xi lanh thay đổi Hình 2.38 Vận tốc ép mâm khoan đường kính xi lanh thay đổi Fc=1.6 tan Fc=2.2 tan Fc=2.6 tan Hình 2.39 Áp suất dầu xi lanh ép mâm khoan thay đổi lực cản tác dụng vào xi lanh Fc=1.6 tan Fc=2.2 tan Fc=2.6 tan Hình 2.40 Lực ép mâm khoan thay đổi lực cản tác dụng vào xi lanh Kết luận Chương Đã xây dựng mô hình động lực học hệ thống truyền động thủy lực động thuỷ lực quay mâm khoan mô hình động lực học hệ thống truyền động thủy lực xi lanh ép mâm khoan Kết tính tốn cho thấy thay đổi thông số động lực học giai đoạn làm việc máy tương ứng với tầng địa chất sét màu pha xám nâu trạng thái dẻo mềm, cụ thể sau: - Áp suất dầu cung cấp cho động thủy lực số vòng quay mâm khoan đạt giá trị lớn khởi động 80.105 Pa 17,4 vòng/phút - Khi khởi động xi lanh thủy lực để ép gầu khoan áp suất dầu lực đẩy xi lanh thay đổi theo thời gian sau thời gian ngắn đạt giá trị xác định làm việc bình ổn 16.105 Pa 1,63 104 N Sự thay đổi áp suất 13 dầu lực đẩy xi lanh phụ thuộc vào thay đổi lực cản tác dụng lên gầu khoan - Sự dao động vận tốc với biên độ lớn giai đoạn khởi động gây tải trọng động lên kết cấu thép thiết bị Cần có giải pháp làm giảm thay đổi sử dụng tiết lưu mạch thủy lực thiết bị để giảm thiểu tác hại lực động Đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng tầng địa chất (cấp đất), biến dạng đàn hồi Ea, hiệu suất bơm (b), đường kính xi lanh ép mâm khoan (D) lực cản tác dụng vào xi lanh ép (Fc) đến thông số ĐLH hệ thống TĐTL máy Kết khảo sát cho thấy, biên độ dao động áp suất lưu lượng cung cấp cho động thủy lực số vòng quay mâm khoan tầng địa chất cứng, sạn sỏi, cuội sỏi lớn so với tầng địa chất sét mềm Ứng với cấp đất tìm giá trị cụ thể số vòng quay mâm khoan vận tốc dẫn tiến xi lanh Việc xác định hai thông số có ý nghĩa lớn, sở khoa học để thực việc xây dựng giải toán tối ưu Chương CHƯƠNG NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ KẾT CẤU VÀ THÔNG SỐ LÀM VIỆC HỢP LÝ CỦA GẦU KHOAN Mơ hình tốn tối ưu phát biểu sau: “Với địa hình đất cho trước hố khoan thiết kế với thông số bao gồm đường kính lỗ khoan Dl, chiều sâu khoan H, cần xác định thông số kết cấu tối ưu gầu khoan góc cắt δ lưỡi cắt, thông số làm việc tối ưu vận tốc góc ω gầu khoan vận tốc dẫn tiến xi lanh ép mâm khoan vxl sở chi phí lượng riêng E cho q trình khoan lỗ nhỏ với điều kiện đảm bảo suất khoan Q0 cho trước” Năng lượng riêng E thiết bị tổng cơng suất chi phí cho chu kỳ làm việc thiết bị tính cho đơn vị suất, [68]: N (3.1) E  , kWh/m3 Q Trong đó: N: Tổng cơng suất chi phí cho chu kỳ làm việc máy, kW; Q: Năng suất lý thuyết trung bình máy khoan cọc nhồi, m3/h 14 3.1 Xác định suất Q thiết bị Q 3600.Vđ TCK 3600..R H g  TCK , m /h (3.5) Với R: bán kính gầu khoan, m; Hg: chiều cao gầu khoan, m; Tck: Thời gian chu kỳ làm việc, s 3.2 Xác định công suất N thiết bị Gọi N tổng cơng suất chi phí cho chu kỳ làm việc máy, công suất thành phần xác định sau: N= N1+ N2+ N3+ N4+ N5, kW (3.6) Cơng suất cắt tích đất vào gầu N1 xác định sau: N1   M. , kW (3.7) 1000 Với ∑ M: Tổng mơ men cản cắt tích đất vào gầu, N.m; ω: Vận tốc góc gầu, rad/s Cơng suất kéo gầu lên khỏi hố khoan N2 xác định sau: N2  PK v K , kW 1000 (3.18) Trong PK: Lực kéo cơng tác lên khỏi hố khoan, N; vK : Vận tốc kéo gầu lên khỏi hố khoan (do cáp nâng thực hiện), m/s Cơng suất quay gầu từ hố khoan đến vị trí đổ đất N3 xác định thơng qua việc tính mơmen cản quay tính cần trục bánh xích N3  M q q 1000 , kW (3.19) Trong Mq :Tổng mơmen cản quay máy, N.m; ωq: Vận tốc góc quay máy, rad/s Cơng suất quay gầu từ vị trí đổ đất trở hố khoan N xác định sau: M qo q (3.20) N4  , kW 1000 Với Mqo mômen cản quay máy đất đổ khỏi gầu (Gđ = 0), N.m; Công suất ép xi lanh thủy lực xi lanh ép mâm khoan N trình máy làm việc: P v (3.21) N5  XL XL , kW 1000 Với Pxl:lực ép xi lanh thủy lực, N; vxl: Vận tốc dẫn tiến xi lanh thủy lực ép, m/s 15 Vậy ta có cơng thức xác định lượng riêng cho chu kỳ làm việc thiết bị sau: E  2 N.TCK TCK F     sin(  )  .R Hg   K.R ao tg  tg  tg sin   cos      3600.Vđ 3600..R Hg 1000  l.  cos   Mq q Mqo q PXL v XL  b d  Pv R4 c1.2  2R1.K.B.C2  R.Fao f  V. v   K K     ,(kWh / m ) g  1000 1000 1000 1000  (3.22) Nhận xét: Từ cơng thức (3.22) thấy: Tổng công suất công suất thành phần phụ thuộc vào thông số kết cấu gầu bán kính gầu R, chiều cao gầu Hg Hai thơng số ta xác định vào yêu cầu đường kính chiều sâu lỗ cần khoan Góc cắt dao cắt      (có liên quan đến chiều dày phoi đất), phụ thuộc vào thông số làm việc thiết bị vận tốc góc gầu khoan ω vận tốc dẫn tiến xilanh thủy lực ép mâm khoan vXL Ngồi lượng riêng E cịn phụ thuộc vào tính chất lý đất thi công cấp đất xác định theo hệ số cản cắt túy K, tỷ trọng đất ρ vv Năng lượng riêng E phụ thuộc vào thông số khác công tác máy sở thông qua thành phần mômen cản quay máy mômen ma sát cụm ổ đỡ mâm khoan Như vậy, với loại đất biết giao thi công, qua khoan khảo sát thăm dị có đồ địa chất cơng trình theo chiều sâu lỗ khoan, có thông số lỗ khoan yêu cầu đường kính lỗ chiều sâu khoan từ cho phép xác định trước đường kính chiều cao gầu khoan Theo phân tích trên, chi phí lượng riêng E phụ thuộc vào nhiều thông số, thơng số kết cấu làm việc gầu có ảnh hưởng trực tiếp đến giá trị E Vì vậy, từ tốn xây dựng trên, hàm mục tiêu toán xác định thông số kết cấu làm việc gầu khoan máy khoan cọc nhồi theo tiêu chi phí lượng riêng phát biểu lại sau: “Khi cho hàm chi phí lượng riêng E viết dạng E=f(xi) với xiRn thông số kết cấu gầu khoan ( x 1= ) thông số làm việc (x2= ; x3=Vxl) Hãy tìm giá trị nhỏ (min) hàm f(x i) ứng với xiRn thỏa mãn điều kiện đường kính lỗ khoan Dl điều kiện ràng buộc: L