ch−ơng 4 Xác định một số thông số của liên hợp máy
4.1.1. Tính ổn định của liên hợp máy khi thực hiện việc khoan hố
4.1.1.1. Tính ổn định chống lật ngang khi khoan hố
Khi khoan hố, máy kéo đứng tại chỗ trên s−ờn dốc. Do máy kéo di chuyển theo đ−ờng đồng mức nên trong mô hình tính toán, máy kéo sẽ nằm ở vị trí nằm ngang dốc. Trong tính toán kiểm tra khả năng ổn định chống lật của liên hợp máy, có thể chuyển từ mô hình không gian về mô hình phẳng trên hình 4.1.
G*.sinβ G*.cosβ G* h C 02 B/2 B/2 01 β Nkh Mkh
Hình 4.3. Sơ đồ kiểm tra tính ổn định của liên hợp máy khi khoan hố Gọi góc nghiêng của mặt dốc là β. Trên sơ đồ hình 4.3, trọng l−ợng G* của LHM đ−ợc phân tích thành hai thành phần theo ph−ơng vuông góc với mặt dốc (G*.cosβ) và ph−ơng song song với mặt dốc (G*.sinβ). Tại trục máy khoan có lực tác dụng của đất lên trục khoan Nkh, trị số của lực này đã đ−ợc xác định trong mục 3.3. Trên trục khoan còn có mô men cản Mkh, nh−ng mô men này không ảnh h−ởng gì đến hiện t−ợng lật máy kéo mà chỉ ảnh h−ởng đến hiện t−ợng xoay rê máy kéo. D−ới tác dụng của các lực kể trên, máy kéo có nguy cơ
bị lật quanh điểm O1 - điểm tiếp xúc giữa bánh xe phía d−ới và mặt dốc. Bỏ qua biến dạng của lốp máy kéo và biến dạng của đất d−ới các lốp xe.
Điều kiện để máy kéo không bị lật thể hiện qua bất đẳng thức:
Mlàm lật < Mchống lật. (4.1)
Mô men làm lật đ−ợc xác định theo công thức:
Mlàm lật= G*.sinβ.h+ Nkh.B/2; (4.2)
Mô men chống lật do thành phần Gcosβ sinh ra và đ−ợc xác định theo công thức:
Mchống lật= G*.cosβ. B/2; (4.3)
Thay các trị số của G*= 1690 kG; h= 55,2 cm; Nkh= 150 kG; B= 120 cm và β= 200 (cosβ= 0,94 ; sinβ= 0,34) vào công thức (4.2) và (4.3), ta đ−ợc:
Mlàm lật = 40718 kGcm; Mchống lật= 95136 kGcm.
Nh− vậy, mô men chống lật lớn hơn nhiều so với mô men lật.
Tính ổn định chống lật ngang của liên hợp máy khi tiến hành khoan hố hoàn toàn đ−ợc đảm bảo.
4.1.1.2. Tính ổn định chống xoay ngang khi khoan hố
Khi khoan hố, do trên trục máy khoan phát sinh mô men cản làm việc, nên sẽ có xu h−ớng làm cho máy kéo bị xoay ngang. Tr−ờng hợp nguy hiểm nhất sẽ là khi mô men này làm cho máy kéo có xu h−ớng xoay xuống phía d−ới dốc. Mô hình tính toán trong tr−ờng hợp này thể hiện trên hình 4.2.
Trên hình 4.2 a, Nkh và Mkh là các lực cản làm việc tác động lên trục khoan. Chiếu theo ph−ơng vuông góc với mặt dốc, ta có sơ đồ kiểm tra tính ổn định chống xoay máy kéo nh− trên hình 4.2 b.
D−ới tác dụng của mô men Mkh tại trọng tâm LHM xuất hiện lực đẩy ngang Pn (hình 4.2 b). Lực đẩy ngang này đ−ợc xác định theo công thức:
Pn.(ls*+ lkh)= Mkh=M=3236 kG.cm (4.4) Thay các giá trị của Mkh và ls vào (4.4), ta xác định đ−ợc
Pn= Mkh/(ls + lkh) = 3236/172 = 19 kG; (4.5) Liên hợp máy sẽ không tr−ợt ngang nếu thỏa mãn điều kiện:
G*.sinβ + Pn < Yϕ1+ Yϕ2= ϕy(Z1+Z2); (4.6) Mkh lkh O ls* C Pn l 02 h* G*. sinβ Y2 Y1 G*. cosβ G* Z2 C B/2 B/2 01 β β Z1 Nkh Mkh b) a)
Hình 4.2. Sơ đồ kiểm tra tính chống xoay của máy kéo khi khoan hố.
a)- Các lực tác dụng lên máy kéo khi khoan hố; b)- Sơ đồ xác định lực đẩy ngang do riêng mô men cản làm việc gây ra.
Trong đó Yϕ1 và Yϕ2 là các lực bám ngang của các bánh xe phía d−ới và phía trên; ϕy là hệ số bám ngang của bánh xe máy kéo; Z1 và Z2 là phản lực pháp tuyến của đất lên các bánh xe phía d−ới và phía trên.
Theo các tài tiệu [22], hệ số bám ngang của bánh xe máy kéo trong điều kiện đất đồi núi, độ chặt cao, có thể lấy trong khoảng 0,7-0,9 . Ta chọn ϕy= 0,8 .
Tổng phản lực của đất lên các bánh xe khi máy đang thực hiện việc khoan hố đ−ợc tính theo công thức:
Z1+Z2= G*.cosβ + Nkh= 1738,6 kG (4.7) Thay các số liệu vào vế trái của biểu thức (4.6), ta đ−ợc:
G*.sinβ + Pn= 1690.0,34+19 = 594 kG. Vế phải của biểu thức (4.6) có trị số:
Yϕ1+ Yϕ2= ϕy(Z1+Z2)= ϕy(G*.cosβ + Nkh) = 0,8.1738,6 = 1390 kG Nh− vậy, điều kiện không tr−ợt ngang của máy kéo khi khoan hố đ−ợc thỏa mãn.