ph ần c ắt ph ần đ ể hàn P c
Hình 2.11. Sơ đồ lực cản lỡi cắt biên (Pc) Diện tích tiếp xúc khi tiến hành cắt đất.
S3 = c.h1 [mm2] (1-18) Trong đó:
c: là bề dày lỡi cắt biên, theo thực tế chọn c = 20 [mm]. h1: là chiều cao cắt đất, theo thực tế chọn h1 = 130 [mm].
S3 = 20.130 = 2600 [mm2]
Pc = k.σ.S3 [N] (1-19)
Thay giá trị vào (1-19) ta có.
Pc = 0,7.4.105.2600.10-6 = 728 [N]
Khi gầu quay thì lực cản Pc sinh ra một mômen cản tác dụng lên thành gầu, vậy mômen cản cạnh là Mc. Mc = 2. 2 2 D .P c [Nm] (1-20) Trong đó: D2 = 1500 [mm]: là đờng lỗ khoan tra bẳng 2.2 Mc = 2. 1500 2.1000.728 = 1092 [Nm]. h. Lực ma sát.
Lực ma sát khi khoan do tác dụng của dòng nớc “bentonit’’ chảy trong khoảng không giữa bộ dụng cụ và thành lỗ khoan gây nên. Lực đó đợc xác định bằng tổn thất áp lực của dòng dung dịch. Các tính toán thực nghiệm cho biết rằng
lực đó giảm đi rất nhiều khi tỷ số d
D tăng lên (ở đây D là đờng kính của lỗ khoan, d
đờng kính gầu khoan). Thực tế lực này không đáng kể nên khi khoan tác dụng của lực ma sát có thể bỏ qua.
Lực ma sát đáng kể hơn cả là khi kéo gầu. Lúc đó, gầu sẽ chịu sức cản của thành và mùn khoan. Trong điều kiện bình thờng lực ma sát đợc tính bằng công thức.
Qms = kms.Q [N] (5.1,[7]) Trong đó:
kms: hệ số ma sát. Trong thực tế thờng thờng lấy km = 0,3 Q = 126,3 [kN]: lực kéo gầu, tài liệu [1]
Qms = 0,3.126,3 = 37,9 [kN]
+ Lực ma sát này gây ra mômen ma sát tác dụng lên thanh gầu khoan. Mômen ma sát.
Mms = Qms.R = 37,9.0,69 = 26,15 [kNm] = 26150 [Nm] Tổng mômen cản tác dụng lên gầu khoan.
M = Mx+Mc+Mms = 9306+1092+26150 = 36548 [Nm]
1.2.2. Trờng hợp 2.
Tính lực ấn thanh kelly tác dụng lên gầu. Pxl1 = Pxl.f [N] Trong đó:
Pxl = 300 [kN]: lực ấn xi lanh.
f = 0,15: là hệ số ma sát giữa thép-thép. Pxl1 = 300.1000.0,153 = 1012,5 [N]
Tính trọng lợng thanh kelly tác dụng lên gầu khoan. Gkl = Gkl4 [N]
Gkl4: là trọng lợng thanh kelly thứ t. Gkl4 = a2.l4.γ [N]
Trong đó:
a2 = 100mm = 0,10 m: là bề rộng thanh kelly thứ t. L3 = 16600mm = 16,6 m: là chiều dài thanh kelly thứ t.
Gkl4 = 0,102.16,6.78500 = 13031 [N]
1.2.2.1. Tính lực cản của nền tác dụng lên gầu xoay.
Quá trình tính lực cản của nền và mômen cản giống nh trờng hợp 1. Chỉ việc thay giá trị ứng suất phá đất của nền.
+ Qua bẳng 1.7 tra ứng suất phá huỷ đất khi khoan là.
σ = 6 [kg/cm2] = 6 [N/m2] Tính lực cản Po.
P0 = (k.S1.σ.à+ S2.σ.sinθ+k.S1.σ.sinδ .sinθ).z [N]
Po = (0,7.74.6.105.0,6+62,2.6.105.sin12o+0,7.74.sin300.sin120). 86 10 = 448,2 [N] Tính mômen cản. Mx = 2. . 3 2 D [k.S 1.σ. sinδ +(b-C1).h.σ.à].z [Nm] Mx = 6 2.1,380 3.2.10 .[0,7.74.6.10 5.sin300+62,2.6.105.0,6].8 = 13960 [Nm] Tính lực cản cạnh theo công thức (1-19). Pc = k.σ.S3 [N] Thay giá trị vào ta có.
Pc = 0,7.6.105.2600.10-6 = 1092 [N]
Khi gầu quay thì lực cản Pc sinh ra một mômen cản tác dụng lên thành gầu, vậy mômen cản cạnh là Mc. Mc = 2. 2 2 D .P c [Nm] Trong đó: D2 = 1500 [mm]: là đờng lỗ khoan tra bẳng 1.2 Mc = 2.1,5 2 .1092 = 1638 [Nm]. Giá trị mômen ma sát nh trờng hợp một. Mms = 26150 [Nm]
Tổng mômen cản tác dụng lên gầu khoan.
M = Mx+Mc+Mms = 13960+1638+26150 = 41748 [Nm]
Vởy giá trị mômen tính đợc gần bằng với mômen nghịch của máy lên trong quá trình tính kiểm tra ta lấy giá trị mômen nghịch của máy đã cho là M = 49,1 [kNm] để kiểm ta các chi tiêt máy.
1.2.3. Kiểm tra bền của thành gầu.1.2.3.1. Khái niêm lý thuyết vỏ. 1.2.3.1. Khái niêm lý thuyết vỏ.
Vỏ là loại vật thể có một kích thớc nhỏ hơn nhiều so với kích thớc còn lại. Mặt cách đều hai mặt bên của vỏ gọi là mặt trung gian. Khoảng cách giữa hai mặt bên đo theo phơng vuông góc với mặt trung gian là chiều dày vỏ.
Trong tính toán vỏ mỏng ngời ta thờng sử dụng hai lý thuyết khác nhau đó là lý thuyết mômen và lý thuyết không mô men. Lý thuyết không mô men là lý thuyết vỏ dựa trên giả thiết bỏ qua ảnh hởng của mô men uốn, cũng có nghĩa là coi ứng suất pháp phân bố đều trên bề dày vỏ.
Lý thuyết mômen là lý thuyết vỏ có kể đến tác dụng của mô men uốn.
Nếu bề dày vỏ là khá nhỏ so với bán kính chính khúc, nếu độ cong của kinh tuyến không có sự thay đổi đột ngột và nếu vỏ không chịu tác dụng của các lực tập trung trên mặt phẳng kinh tuyến thì ứng suất pháp do uốn gây ra là không đáng kể khi đó ta áp dụng lý thuyết không mô men.
1.2.3.2. Chọn vật liệu làm thành gầu và tính bền.a. chọn vật liệu. a. chọn vật liệu.
Đặc điểm của thành gầu là tích đất đá, làm việc trong môi trờng nớc và dung dịch Bentonit. Căn cứ vào thực tế chọn vật liệu chế tạo là thép CT3.