Ta tính lực cản trong những trờng hợp sau
-Tại vị trí cuối hành trình khoan,gầu nhấc lên khỏi mặt hốđào và chứa đầy đất -Bắt đầu quay máy đến vị trí đổ đất.
-Máy làm việc trên bề mặt nghiêng.
Khi đó mômen cản xác định theo công thức Mcản =Mm/s +Mg +Mqt +Md
Trong đó:
Mm/s :mômen cản do các lực ma sát sinh ra Mg :mômen cản do gió.
Mqt :mômen cản do các lực quán tính. Md : mômen cản do độ dốc bề mặt làm việc. *)Xác định mô men cản do ma sát gây ra:
Theo [1] với trờng hợp con lăn tỳ tựa lăn tự do trên vòng tựa quay ta có:
Mm/s=0,02Q R. f (kN m. )
d =
Trong đó: Q : Tải trọng tác dụng lên vòng tựa quay, kN; R : Bán kính trung bình của vòng tựa quay, m; d : Đờng kính con lăn tỳ, m;
f = (0,05 ữ 0,1) : Hệ số ma sát lăn của con lăn trên vòng tựa quay; chọn f = 0,08
Ta có :
G1 = 303 kN; G1: trọng lợng máy cơ sở G2 = 24 kN; G2: trọng lợng cần chính G3 = 26 kN; G3 : trọng lợng gầu
G4 = 5,94 kN; G4 : khối lợng đất chứa trong gầu
G5 = 16 kN; G5 : tổng khối lợng cụm tuy ô thủy lực và hệ kết nối trung tâm G6 = 50,24 kN; G6: trọng lợng cần kelly
G7 = 25 kN; G7: trọng lợng khung trớc
G8= (0,165 ữ0,27)G1= 0,27.303 = 81,81 kN; G8: tổng trọng lợng khung bệ và cơ cấu di chuyẻn
Các lực tác dụng lên vòng tựa quay Q = G1 +G2+G3+G4 + G5 +G6 + G7 - G8 Q = 303 + 24 + 26 + 5,94 + 16 + 50,24 + 25 - 81,81 => Q = 368,37 KN Tra bảng phụ lục đồ án máy làm đất ta chọn Đờng kính vòng tựa quay D = 1,725m => R = 0,8625m Đờng kính con lăn tỳ d = 3,6cm = 0,036m => Mm/s=0,02368,37.0,86250, 08 14,13( . ) 0, 036 = kN m
*)Xác định mô men cản do gió: Theo [2] ta có:
Mgió = ∑ p.Fi.ri
Trong đó : p = (15ữ25) daN/m2 : áp suất của gió tại nơi máy đang làm việc Fi : Diện tích chắn gió của bộ phận thứ i, ( m2 )
ri : Khoảng cách tơng ứng từ trọng tâm diện tích chắn gió thứ i đến trục quay của bàn quay, (m)
Vì dạng thùng cabin là đối xứng nên ta xem nh gió chỉ ảnh hởng tới cần và gầu khoan,phần quay
Các bộ phận chắn gió gây ra trong quá trình máy làm việc gồm
F1 = 0,9.2,65+0,2.16+3,385 = 8,97 m2 ; F1: tổng diện tích cản gió của gầu khoan, đất, cần kelly và cụm tuy ô thủy lực. r1 = 3,542m
F2 = 18,5.0,4.0,2 = 1,48 m2 ; F2: diện tích chắn gió của cần giàn với r2 = 1,434m
F3 = 4,8.0,3 = 1,44 m2 ; F3: diện tích chắn gió của khung trớc với r3= 1,704 m
F4 = (3,135-0,97).1,2 = 2,6 m2 ; F4: diện tích chắn gió phần phía trớc của máy cơ sở với r4 = 0,6m
F5 = 3,5.1,52 = 5,32 m2 ; F5: diện tích chắn gió phần phía sau của máy cơ sở với r5 = 1,8 m
Mg=20.(8,79.3,542+1,48.1,434+1,44.1,704+2,6.0,6-5,32.1,8)=554(daN.m) Mg=5,54 (kN.m)
*) Mômen cản do quán tính gây ra:
Mqt=m.a= J. t ω = i i G .r t.g ω ∑ 2 Trong đó: .n 3,14.3,6 0,3768 30 30 π ω = = = (rad/s)
n : tốc độ quay của bàn quay ; n = 3,6 v/p t :thời gian gia tốc khi quay t = 1,5s
Gi trọng lợng phần quay thứ i Ggầu khoan + đất+ cần = 82,18 kN => r1 = 3,542 m Gmáy cơ sở = 303 kN => r2 = 0,672 m Gcần giàn = 24 kN => r3 = 1,434 m Ggiá khoan =25 kN => r4 = 3,542 m Gtuy ô thủy lực = 16 kN => r6 = 3,542 m Gxi lanh = 5 kN => r7 = 0,214 m
Mqt= 2 2 2 2 2 2 0,3768 (82,18.3,542 303.0,672 24.1,434 25.3,542 16.3,542 5.0,214 ) 10.1,5 + + + + + Mqt = 43,5 (kN.m) *)Mô men cản do dốc:
Md =(Gg+đ+c.rg+đ+c+ Gt.ô.t.l.rt.ô.t.l + Ggiákhoan .rgiákhoan +Gcần giàn.rcần giàn+Gtc.rtc+Gxl.rxl - Gđt.rđt ).sin α
Theo [1] thì sinα =0,26 0,34 − Chọn sinα = 0.3
Theo máy tơng tự, chọn Gđt = 116 kN;
Md =(82,18.3,542 16.3,542 25.3,542 24.1,434 5.0, 214 116.3,158)0,3+ + + + −
Md = 31,6(kN.m) Vậy mômen cản quay :
Mcq = 14,13 +5,54 +43,5+31,6 = 94,77(kN.m)
Với bàn quay có tốc độ quay là 3,6 vòng/phút bé hơn 5 vòng trên phút nên theo [2] ta không cần kiểm tra momen bám.
2.2.7.Tính toán cơ cấu di chuyển:
Lực cản tĩnh di chuyển máy khoan thờng đợc xác định khi máy di chuyển trong điều kiện tiêu chuẩn, trên đờng thẳng và đờng cong.
Theo [2] với cơ cấu di chuyển bánh xích ta có; Di chuyển thẳng:
Wd/c =W1 +W2 +W3 +W4
W1: Lực cản ma sát trong các bộ phận của cơ cấu di chuyển W2 : Lực cản do biến dạng của nền đất dới tác động của xích W3 : Lực cản vòng W4 : Lực cản dốc Tính các lực cản W1 = (0,05 ữ 0,09) Gmáy cơ sở = 0,07.303 = 21,21 W2 = (0,08 ữ 0,17) Gmáy cơ sở = 0,1.303 = 30,3 W3 = 0,3 Gmáy cơ sở = 0,3.303 = 90,9
W4 = Gmáy cơ sở . sinα (α = 150ữ 200) = 303.sin200 = 103,6
Wd/c khi máy di chuyển trên mặt phẳng ngang và thực hiện lái vòng Wd/c = W1+ W2+ W3 = 21,21 + 30,3 + 90,9 = 142,41
Wd/c khi máy di chuyển trên mặt phẳng ngang và không thực hiện lái vòng Wd/c = W1+ W2+ W4 = 21,21 + 30,3 + 103,6 = 155,11 (kN)
Vậy lực cản di chuyển lớn nhất của cơ cấu Wd/c =155,11 (kN).
2.3 Tính công suất thiết bị mở rộng đáy cọc khoan nhồi2.3.1 Công suất quay trục chính: