Khi khoan ở độ sâu lớn nhất thì mômen ma sát giữa vấu truyền lực của các thanh kelly giảm, dẫn đến lực ấn xi lanh giảm.
- Mômen ma sát:
Mmskl4 = Mg. 3 1
f [kNm]
- Lực ấn xi lanh ở độ sâu lớn nhất: Paxl4 = 4 13 mskl M D = 0,14 0,184 ≈ 0,8 [kN]
3.2.3.2. Tính lực cản của nền tác dụng lên gầu xoay.
Quá trình tính lực cản của nền tác dụng lên gầu ở trờng hợp 2 giống nh trờng hợp 1. Chỉ có các giá trị tính toán khác nhau.
- ở độ sâu lớn nhất có ứng suất phá huỷ đất khi khoan là:
σ = 6 [kG/cm2] = 6.105 [N/m2]
a. Tính lực cản theo phơng thẳng đứng P0:
P0 = (F1+P2.sinθ +P02.sinθ).z [N] (1.10,[3])
→ P0 = (k.S1.σ.à+ S2.σ.sinθ+k.S1.σ.sinδ .sinθ).z [N]
Thay các giá trị vào công thức:
P0 = (0,7.780.6.105.0,6+660.6.105.sin120+0,7.780.6.105.sin300.sin120).
68 8 10
P0≈ 2513 [N]
b. Lực cản xoay trên một ngạnh khoan xác định theo công thức sau:
R = P01+F2+P2.cosδ [N] (1.12,[3])
→ R = P1.sinδ + S2.σ.à+ S2.σ. cosδ [N]
Lực cản xoay phân bố đều trên bề mặt lỡi cắt theo một đờng thẳng. ở tâm mũi khoan có lực cân bằng không, ở mép ngoài có lực cản lớn nhất, nên hợp lực sẽ đặt tại trọng tâm đồ thị lực phân bố.
Mx
D
Mx = 2 1 . . . 3 2 D R z [Nm] (1.13,[3]) → Mx = 2 1 . . 3 2 D [k.S1.σ. sinδ + S2.σ.à+ S2.σ. cosδ ].z [Nm]
Thay các giá trị vào ta có:
Mx = 6 6 2.1,38 3.2.10 .[0,7.780.6.10 5.sin300+660.6.105.0,6+660.6.105.cos300].8 Mx = 2730 [Nm] ≈ 3 [kNm] c. Tính lực cản dao cắt biên: Pc = k.σ.S3 [N]
Thay giá trị vào ta có:
Pc = 0,7.6.105.3200.10-6 = 1344 [N] - Mômen cản do lực cản Pc tác dụng lên gầu:
Mc = 2. 2 2 D .Pc [Nm] Trong đó: D2 = 1500 [mm]: là đờng lỗ khoan tra (bảng 2.2). Mc = 2.1,5 2 .1344 = 2016 [Nm] = 2,02 [kNm] d. Tính lực cản tác dụng lên thành gầu:
- Trong quá trình cắt đất gầu khoan luân quay với tốc độ góc ω quanh trục khoan, khi quay thì gầu chịu lực quán tính ly tâm phân bố đều trên chiều cao thành gầu “H”. Do thành gầu luân tiếp xúc với đất ở, nên có lực ma sát làm cản trở lại mômen quay gầu. Giá trị lực cản phụ thuộc vào địa chất.
+ Lực quán tính ly tâm xác định theo công thức sau:
qqt = .F g
γ
.ω2.R + Lực cản tác dụng lên thành gầu:
QTG = qqt. fđt = .F g
γ
.ω2.R.fđt
Trong đó:
F: diện tích tiếp xúc giữa đất và thành gầu. F = 2.π.R.H [m2]
R: bán kính thành gầu, R = 690 [mm] H: chiều cao thành gầu, H = 650 [mm] F = 2.3,14.0,69.0,65 = 2,82 [m2]
fđt: hệ số ma sát giữa đất và thép, đối với sét cứng hoặc sỏi pha cát, chọn: fđt = 0,75
γ: trọng lợng riêng của thép, γ = 78500 [N/m3] g: gia tốc trọng trờng, g = 9,81 [m/s2]
ω: vận tốc góc quay của gầu
ω = 2. . 60 n π = 2.3,14.15 60 = 1,57 [rad/s]
Thay thông số vào ta có:
QTG = 78500.2,82
9,81 .1,57
2.0,69.0,75 = 26685,58 ≈ 26686 [N] Trong quá trình khoan gầu khoan luân xoay quanh trục khoan, do đó có mômen cản tác dụng lên thành gầu.
MTG = 2.QTG. 1
2
D
= 2.26686. 1,38
2 ≈ 37074 [N/m] ≈ 37,1 [kNm]
e. Tổng mômen cản tác dụng lên gầu khoan:
M = Mx+Mc+MTG = 3+2,02+37,1 = 42,12 [kNm]
3.2.4.Lực ma sát.
rất nhiều khi tỷ số d