CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
4.7. Kết quả đo đạc thực nghiệm và xử lý số liệu
4.7.2. Các trường hợp thực nghiệm
4.7.2.1 Trường hợp đo không tải: Các kết quả đo thực hiện cho 2 động cơ thủy lực
và 2 xi lanh thủy lực.
- Đo không tải ở tốc độ chậm
Hình 4.11. Lưu lượng và áp suất dầu của động cơ thủy lực ứng với trường hợp đo không tải tốc độ chậm
- Đo không tải ở tốc độ nhanh
Hình 4.12. Lưu lượng và áp suất dầu của động cơ thủy lực ứng với trường hợp đo
Nhận xét: Trong q trình khơng tải với tốc độ chậm, lưu lượng cung cấp cho
động cơ thủy lực quay mâm khoan thay đổi từ 0 lít/phút tăng lên giá trị khoảng 120
lít/phút và bình ổn ở giá trị này trong suốt quá trình khoan, còn áp suất dầu thủy lực
trong 5s đầu đạt giá trị 27.105 Pa sau đó bình ổn tại giá trị 20.105 Pa. Q trình khoan khơng tải với tốc độ cao lưu lượng cung cấp cho động cơ thủy lực cao hơn hẳn khi chạy với tốc độ thấp, bình ổn ở giá trị 260 lít/phút. Áp suất dầu trong ống cao áp lúc này bình ổn ở giá trị 39.105 Pa.
4.7.2.2 Trường hợp đo có tải
a. Đo các thông sốđộng lực học của động cơ thủy lực ứng với từng lớp đất
Hình 4.13. Lưu lượng và áp suất dầu của động cơ thủy lực ứng với tầng địa chất sét pha màu xám nâu trạng thái dẻo mềm
Hình 4.14. Lưu lượng và áp suất dầu của động cơ thủy lực ứng với tầng địa chất sét pha màu xám nâu, xám vàng, xám trắng, trạng thái dẻo cứng
Hình 4.15. Lưu lượng và áp suất dầu của động cơ thủy lực ứng với tầng địa chất sạn sỏi lẫn cát kết cấu rất chặt
Hình 4.16. Lưu lượng và áp suất dầu của động cơ thủy lực ứng với tầng địa chất cát hạt nhỏ lẫn sạn sỏi, kết cấu rất chặt
Hình 4.17. Lưu lượng và áp suất dầu của động cơ thủy lực ứng với tầng địa chất cuội sỏi lẫn cát sạn đa màu, đa khoáng, kết cấu rất chặt
Bảng 4.3. Bảng giá trị các thông sốđo ứng với các tầng địa chất khác nhau.
Tầng địa chất Sét pha màu xám nâu, xám vàng, xám trắng, trạng thái dẻo cứng Sét pha màu xám nâu trạng thái dẻo mềm Sạn sỏi lẫn cát kết cấu rất chặt Cát hạt nhỏ lẫn sạn sỏi, kết cấu rất chặt Cuội sỏi lẫn cát sạn đa màu, đa khoáng, kết cấu rất chặt Áp suất dầu (Pa) 73.105 50.105 81.105 85.105 103.105 Lưulượng dầu cung cấp cho động
cơ mâm khoan (lít/phút)
260 240 240 260 263
Nhận xét: Trong quá trình khoan cọc, lưu lượng cung cấp cho động cơ thủy lực
quay mâm khoan thay đổi từ 0 lít/phút tăng lên giá trị khoảng 250 lít/phút và bình ổn ở giá trị này trong suốt q trình khoan, cịn áp suất dầu thủy lực thay đổi và dao động
tùy thuộc vào tính chất cơ lý của từng tầng địa chất, ứng với tầng địa chất là sét, áp suất dầu dao động với biên độ thay đổi từ 25.105 (Pa) đến 75.105 (Pa), còn khi khoan
cọc ở các tầng địa chất sạn sỏi, cát pha sạn sỏi hay cuội sỏi thì biên độ áp suất dầu
thay đổi với biên độ lớn hơn từ 25.105 (Pa) đến 125.105 (Pa).
b. Tổng công suất động cơ mâm khoan và mô men xoắn trên gầu khoan
Sau khi đo được lưu lượng cung cấp cho động cơ thủy lực, áp suất dầu trong động cơ thủy lực dẫn động mâm khoan và vận tốc góc của mâm khoan, NCS xác định được cơng suất động cơ dẫn động mâm khoan và mô men xoắn trên gầu khoan
như sau [15]:
+) Tổng công suất động cơ dẫn động mâm khoan:
Nd = Nd1 + Nd2 = pd1. Qd1+ pd2. Qd2 = pd. (Qd1+ Qd2) = pdQd , (kW) Với:
Nd: Tổng công suất động cơ mâm khoan, kW;
Qd: Tổng lưu lượng cung cấp cho các đông cơ mâm khoan, m3/s; Nd1, Nd2: Công suất động cơ mâm khoan 1 và 2, kW;
pd1, pd2: Áp suất dầu đường ống cao áp động cơ mâm khoan 1 và 2, kPa; Qd1, Qd2: Lưu lượng dầu cung cấp cho động cơ mâm khoan 1 và 2, kPa;
+) Mô men xoắn trên gầu khoan:
Mg = Ng 2π.ng = Nd 2π.ng.ηg = pd.Qd 2π.ng.ηg(kN. m) = pd.Qd 2π.ng.ηg.g(T. m) Với:
Mg: Mô men xoắn trên gầu khoan, T.m; Nd: Tổng công suất động cơ mâm khoan, kW; ng: Số vòng quay của gầu khoan, vòng/s;
g: Hệ số hiệu suất truyền động.
Hình 4.18. Tổng cơng suất của 2 động cơ quay mâm khoan và mô men xoắn trên gầu khoan ứng với tầng địa chất sét pha màu xám nâu trạng thái dẻo mềm
Hình 4.19. Tổng công suất của 2 động cơ quay mâm khoan và mô men xoắn trên gầu khoan ứng với tầng địa chất sét pha màu xám nâu, xám vàng, xám trắng, trạng
thái dẻo cứng
Hình 4.20. Tổng cơng suất của 2 động cơ quay mâm khoan và mô men xoắn trên gầu khoan ứng với tầng địa chất cát hạt nhỏ lẫn sạn sỏi, kết cấu rất chặt
Hình 4.21. Tổng công suất 2 động cơ quay mâm khoan và mô men xoắn trên gầu khoan ứng với tầng địa chất cuội sỏi lẫn cát sạn đa màu, đa khoáng, kết cấu rất chặt
Nhận xét:
- Giá trị tổng cơng suất tiêu thụ trung bình của động cơ là 15÷72 kW tùy thuộc vào nền đất mềm hay cứng hơn. So với giá trị công suất định mức của máy là 150 kW thì cơng suất thực tế của máy chỉ chiếm khoảng 40%. Điều này cho thấy máy cịn
được thiết kế có cơng suất dự trữ cho việc khoan ở những tầng lớp đất cứng hơn và đường kính gầu lớn hơn.
- Giá trị mơ men xoắn theo đo đạc ở các tầng lớp đất đạt giá trị trung bình 2÷3,5 T.m, trong khi mơ men lớn nhất của máy là 12 T.m.
c. Đo các thông sốđộng lực học của xi lanh thủy lực ứng với từng lớp đất
Trong quá trình làm việc thực tế, quá trình ép sẽ được người lái thực hiện khi
đang khoan thì gầu khoan gặp trở lực lớn cần phải tăng lực ép để bộ cơng tác có thể vượt qua trong thời gian ngắn.
Kết quả đo được biểu thị trên các Hình 4.22 và Hình 4.23 như sau:
Hình 4.22. Áp suất dầu thủy lực trong xi lanh ép mâm khoan
Hình 4.23. Dịch chuyển của mâm khoan
Nhận xét: Trong quá trình ép mâm khoan, khi bắt đầu thực hiện ép (trong
khoảng thời gian 1s) thì áp suất dầu trong khoang cao áp của xi lanh ép tăng lên đến giá trị cực đại là 30.105 Pa sau đó sẽ giảm nhanh về giá trị bình ổn là 17,2.105 Pa, còn dịch chuyển của mâm khoan trong thời gian từ 0 s đến 2 s là 80 mm.