Tính toán và thiết kế cấu thành bộ công tác máy khoan cọc nhồi mẫu KH125-3 của hãng Hitachi

MỤC LỤC

Sơ đồ công nghệ thi công cọc khoan nhồi sử dụng dung dịch Bentonit

    Trong quá trình hạ ống vách xuống thì công tác kiểm tra độ thẳng đứng của ống vách đợc thực hiện một cách liên tục bằng cách điều chỉnh vị trí của búa rung thông qua cần cẩu. Trong quá trình khoan thì cần lu ý, khi khoan sâu vào lòng đất thì các lớp đất có cơ tính khác nhau, do vậy khi qua các tầng đất khác nhau thì ta phải thay đổi tốc độ khoan khác nhau và các loại gầu có đờng kính khác nhau. Khi đã khoan đến chiều sâu thiết kế thì thôi không khoan nữa, tiến hành đổ bê tông bịt đáy bằng ống thẳng đứng đến chiều cao thiết kế thì tiến hành hạ lồng cốt thép đã đợc đan sẵn.

    Đây là một công đoạn quan trọng, không thể thiếu đợc vì trong quá trình khoan đất thì lợng cát hạt mịn, cát bùn … ở lòng hố khoan không thể vét sạch đ- ợc. Để đảm bảo tại phần dới của mũi cọc không tạo thành một lớp đất bùn, ngời ta phải làm sạch nó bằng phơng pháp thổi rửa liên tục bằng khí nén áp suất cao khoảng 7 KG/cm2 qua một ống có đờng kính từ 20 – 30 cm. Hiện nay ngời ta sử dụng hai loại công nghệ thổi rửa chính đó là công nghệ thổi rửa theo nguyên tắc tuần hoàn thuận và công nghệ thổi rửa theo nguyên tắc tuần hoàn nghịch.

    Một số vấn đề về kiểm tra chất lợng cọc khoan nhồi

    Phơng pháp thử tĩnh: ngời ta tiến hành gia tải lên cọc đến tải trọng yêu cầu

    Bê tông đợc đa đến vị trí thi công bằng các xe bồn hoặc bằng hệ thống bơm nếu có trạm trộn ở cạnh. Lúc này lợng bê tông đầu tiên đợc đẩy dần lên trên và để phá bỏ sau này. Trong quá trình đổ bê tông, bentônit sẽ đợc một bơm hút về bể lọc để sử dụng lại.

    Chú ý, trớc khi đổ bê tông cần phải kiểm tra nghiêm ngặt chất lợng của bê tông, bê tông phải đợc đổ liên tục vào hố, tránh hiện tợng phân tầng của bê tông. Sau khi kết thúc công việc đổ bê tông thì rút ống vách lên, quá trình này ng- ợc với khi hạ ống xuống và phải rút ống vách khi bê tông còn ở thể lỏng.

    Phơng pháp thử động gồm một số phơng pháp chính sau

    - Phơng pháp đo sóng ứng suất: cơ sở của phơng pháp này là lý thuyết truyền ứng suất trong thanh đàn hồi. Sóng này sẽ truyền từ đỉnh cọc xuống phía dới với tốc độ phụ thuộc vào chất lợng của cọc bê tông. Khi gặp thay đổi kháng trở cơ học, một phần sóng ứng suất sẽ phản hồi trở lại đầu cọc, và khi đó ta đo đợc sóng phản hồi bằng các đầu sensơ cảm ứng.

    Tuy vậy hiện nay phơng pháp biến dạng nhỏ đợc sử dụng nhiều hơn cả.

    Chơng iii

    Ta thấy rằng ứng suất tiếp lớn nhất sinh ra trong lò xo nhỏ hơn ứng suất bền cho phép của lò xo.

    Quy trình chế tạo thanh kelly số hai

    • Lập phơng án công nghệ gia công

      Thanh kelly là một chi tiết dạng ống, có tiết diện ngang hình vành khăn, có nhiệm vụ giữ gầu và truyền mô men xoắn từ bàn xoay xuống gầu để gầu thực hiện cắt và tích đất. Trong quá trình làm việc của máy thì thanh kelly làm việc chủ yếu trong điều kiện có nớc, dung dịch bentônit, bùn và cát nên hiện tợng mài mòn xảy ra liên tục, đồng thời nó chịu tải trọng lớn, mô men xoắn lớn, chịu va đập lớn. Qua phân tích tính chất cơ lý của một số loại thép nh mục 5 chơng II , ta chọn đ- ợc vật liệu chế tạo thanh kelly là thép 40X thờng hoá.

      Do đoạn thanh kelly số hai có hình dạng tròn, tiết diện ngang là hình vành khăn, kết cấu phức tạp, chịu tải trọng lớn và phức tạp nên ta cần chọn phôi và phơng pháp công nghệ thích hợp. - Các vấu truyền lực ở ngoài có bán kính R = 9,5 mm làm việc liên tục và chịu mô men xoắn rất lớn, do đó ta cần phải chế tạo bằng phơng pháp hàn đắp tự. - Bề mặt trong và bề mặt ngoài của ống làm việc không chịu mài mòn nên bề mặt của thanh không cần độ bóng cao, do đó khi tao dùng phơng pháp đúc ly tâm thì ta đã đảm bảo đợc độ bóng yêu cầu.

      Dựa vào kích thớc hình học của thanh kelly ta thấy rằng chiều dài của nó lớn, có tiết diện là hình vành khăn và chịu tác động của ngoại lực lớn, yêu cầu độ đồng tâm cao, do đó mà ta chọn phôi là phôi thép đúc bằng phơng pháp đúc ly tâm liên tục. - Đúc trong khuôn cát: phơng pháp này đợc sử dụng rộng rãi ở nớc ta, tuy vậy chế tạo khuôn mẫu rất tốn thời gian, độ chính xác của phôi không cao. - Đúc trong khuôn vỏ mỏng sử dụng cho các loại phôi quan trọng có hình dáng phức tạp,vật liệu thép và hợp kim nhôm, khối lợc chi tiết đạt 150 kg.

      Do kết cấu của đoạn thanh kelly là hình tròn, làm việc chịu tải trọng lớn… nên ta chọn phơng pháp chế tạo phôi là phơng pháp đúc li tâm liên tục kiểu thẳng đứng, khi này khuôn quay quanh trục thẳng đứng. Do khuôn đúc làm việc trong điều kiện nhiệt độ thay đổi, áp suất thay đổi nên vật liệu làm khuôn yêu cầu có cơ tính cao, thờng dùng là gang hợp kim. Khi thiết kế một quy trình công nghệ cho một chi tiết máy, ngời kỹ s công nghệ có thể có nhiều phơng án công nghệ khác nhau, phụ thuộc vào phơng án công nghệ khác nhau và phụ thuộc vào quy mô sản xuất, kết cấu, yêu cầu kỹ thuật gia công.

      Để có một phơng án công nghệ tối u, phù hợp với quy mô sản xuất, đảm bảo chất lợng cao và giá thành hạ, khi lập quy trình công nghệ cần phải vận dụng tốt mối liên quan giữa tính công nghệ và tính kết cấu của chi tiết máy, phơng pháp tập trung nguyên công và phân tán nguyên công trong phơng.

      Hình 3.1: Kết cấu thanh kelly số hai
      Hình 3.1: Kết cấu thanh kelly số hai

      Thiết kế kết cấu thép giá khoan 1. Giới thiệu chung về giá khoan

      Chọn sơ đồ tính toán cho giá khoan

      Để tính toán cho giá khoan ta sử dụng lý thuyết tải trọng tác dụng độc lập giữa phần giá khoan nghiêng và phần giá khoan nằm ngang. Đối với phần giá khoan nằm ngang ta dùng sơ đồ tính dầm công son, còn đối với phần giá khoan nằm nghiêng thì ta dùng sơ đồ tính dầm giản đơn. Các thành phần tải trọng và tổ hợp tải trọng tác dụng lên giá khoan trong.

      Các thành phần tải trọng và tổ hợp tải trọng tác dụng lên giá khoan trong quá trình máy làm việc

      - Tổng trọng lợng của tất cả các chi tiết lắp trên giá khoan, nó gồm có trọng l- ợng của hai mô tơ thuỷ lực, trọng lợng của kết cấu thép bàn xoay, hộp giảm tốc, dầu bôi trơn hộp giảm tốc, trọng lợng của các xi lanh ép thanh kelly, xi lanh chốt và các chi tiết phụ khác. - Trọng lợng của bản thân kết cấu giá khoanGgk =14878 ( )N , có chiều là chiều của lực trọng trờng, phơng theo phơng thẳng đứng. - Trọng lợng của bản thân kết cấu giá khoan Ggk =13755 ( )N , có chiều là chiều của lực trọng trờng, phơng theo phơng thẳng đứng.

      - Tổng trọng lợng của toàn bộ gầu chứa đầy đất, có giá trị là Gg =25920N - Trọng lợng của khối bentônít tác dụng lên gầu khi thực hiện khoan ở độ sâu. Qua phân tích hai trờng hợp trên thì ta thấy tổ hợp tải trọng tác dụng lên giá. Để vẽ đợc biểu đồ nội lực sinh ra trên giá khoan ta dùng lý thuyết độc lập tác dụng của các thành phần lực lên hai phần của giá khoan.

      Khi này ta phân tích các lực tác dụng lên phần giá khoan này theo hai phơng là dọc trục và vuông góc với trục của giá khoan. Lực dọc trục sinh ra trên phần giá khoan này có xu hớng nén dầm, chính vì vậy các giá trị nội lực mang giá trị âm. Dựa vào ba biểu đồ nội lực sinh ra trong kết cấu của giá khoan thì ta thấy rằng tại mặt cắt A – A có mô men uốn lớn nhất, lực cắt lớn nhất và đồng thời nó chịu lực dọc trục lớn.

      Tại mặt cắt A – A của giá khoan nó đồng thời vừa chịu uốn, vừa chịu tác dụng của lực kéo dọc trục và chịu tác dụng của lực cắt. Tại mặt cắt A – A của giá khoan ta thấy rằng nó chịu uốn và kéo tổng hợp. Ta thấy rằng ứng suất tổng hợp sinh ra tại mặt cắt A – A nhỏ hơn giá trị ứng suất bền uốn cho phép của thép, chính vì vậy giá khoan đã đảm bảo về độ bền.

      Trong quá trình làm việc của giá khoan thì chốt liên kết giữa giá khoan và thân máy chịu tác dụng của lực nén và mô men uốn.

      Sơ đồ các thành phần lực tác dụng lên giá khoan là:
      Sơ đồ các thành phần lực tác dụng lên giá khoan là:

      Chơng Vi

      Mà hệ số an toàn ta tính đợc sát với hệ số an toàn cho phép nên kết cấu trục ta chọn đã phù hợp.

      Môc lôc

      2 Yêu cầu chung đối với thép làm lò xo và chọn vật liệu làm lò xo 55.