TÊN ĐỒ ÁN: ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÁY ÉP CỌC TĨNH LỰC ÉP P = 150 TẤN

Mã đồ án MXD&XD000001
Dữ liệu: khodoankythuat.vn
Mô tả đồ án

     Đồ án có dung lượng 350MB. Bao gồm đầy đủ các file như: File bản vẽ cad 2D (Bản vẽ tổng thể máy ép cọc tĩnh, bản vẽ phương án thiết kế, bản vẽ khung tĩnh, bản vẽ khung động, bản vẽ dầm trung gian, bản vẽ dầm đáy, bản vẽ quy trình lắp đặt, bản vẽ các chi tiết chế tạo…); file word (Bản thuyết minh…). Ngoài ra còn cung cấp rất nhiều các tài liệu chuyên ngành, các tài liệu phục vụ cho thiết kế đồ án........... THIẾT KẾ MÁY ÉP CỌC TĨNH  LỰC ÉP P = 150 TẤN.

Giá: 950,000 VND
Nội dung tóm tắt

MỤC LỤC

MỤC LỤC.

LỜI NÓI ĐẦU.

Chương I. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TÁC THI CÔNG NỀN MÓNG.

1.1. Giới thiệu.

1.2. Các phương pháp gia cố nền móng. 

1.2.1. Phương pháp khoan cọc nhồi. 

1.2.2. Phương pháp đóng cọc bằng búa điezel. 

1.2.3.Phương pháp xử lý nền bằng bấc thấm.

1.2.4. Phương pháp ép cọc tĩnh.

Chương II. CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾMÁY ÉP CỌC TĨNH. 

2.1. Máy ép cọc kiểu vít me. 

2.2. Máy ép thuỷ lực bắt bulông. 

2.3. Máy ép kiểu quang treo.

Chương III. THIẾT KẾ TỔNG THỂ. 

3.1. Xác định kích thước khối bê tông. 

3.2. Xác định kích thước của máy. 

3.2.1. Tính chiều dài máy.

3.2.2. Xác địng chiều rộng máy.

3.2.3. Xác định chiều cao của khung tĩnh và khung động. 

Chương IV. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC.

4.1. Nhiệm vụ, yêu cầu thiết kế. 

4.1.1. Nhiệm vụ của hệ thống truyền động thuỷ lực.

4.1.2. Yêu cầu của hệ thống truyền động thuỷ lực. 

4.2. Sơ đồ hệ thống truyền động thuỷ lực.

4.3. Các thông số của hệ thống truyền động thuỷ lực.

4.4. Tính chọn các bộ phận của hệ thống truyền động thuỷ lực. 

4.4.1. Tính chọn xylanh.

4.4.2. Tính chọn bơm và công suất động cơ.

4.4.3. Chọn van phân phối. 

4.4.4. Tính toán thùng dầu.

4.4.5. Chọn ống dẫn và cút nối.

4.4.6. Chọn đồng hồ đo áp. 

Chương V. TÍNH TOÁN  KẾT CẤU THÉP CỦA THÁP ĐỘNG VÀ THÁP TĨNH.

5.1. Chế độ làm việc và phương pháp tính toán kết cấu thép. 

5.2. Tính toán tháp động. 

5.2.1. Đặc điểm cấu tạo thấp động và lực tác dụng. 

5.2.2. Lựa chọn hình thức kết cấu. 

5.2.3. Lực tác dụng lên tháp động. 

5.2.4. Tính chọn mặt cắt thép góc, bản giằng. 

5.2.4.1. Tính chọn thép góc. 

5.2.4.2. Tính chọn mặt cắt bản giằng bên. 

5.2.4.3. Tính toán liên kết bản giằng bên với thanh thép góc. 

5.2.4.5. Tính toán bản giằng sau. 

5.2.4.6. Tính bản giằng trước. 

5.2.5. Tính cụm tai xylanh dưới.

5.3. Tính toán kết cấu thép của tháp tĩnh. 

5.3.1. Đặc điểm cấu tạo và lực tác dụng. 

5.3.2. Lực tác dụng lên tháp. 

5.3.3. Tính chọn mặt cắt của thép làm khung và bản giằng. 

5.3.3.1. Tính chọn mặt cắt thép làm khung tĩnh. 

5.3.3.2. Tính chọn bản giằng. 

5.3.3.3. Tính liên kết bản giằng. 

5.3.4. Tính cụm tai xylanh trên. 

5.3.5. Tính quang treo.

5.3.5.1. Tính chọn mặt cắt quang treo. 

5.3.5.2. Tính toán liên kết quang treo. 

5.3.6. Tính đòn gánh. 

Chương VI. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM. 

6.1. Tính toán thiết kế dầm trung gian. 

6.1.1. Đặc điểm kết cấu và hình thức lực chọn kết cấu. 

6.1.2. Lực tác dụng lên dầm trung gian. 

6.1.3. Giản đồ tính toán. 

6.1.4. Tính chọn mặt cắt cánh dầm. 

6.1.4.1. Tính chọn sơ bộ mặt cắt dầm.

6.1.4.2. Kiểm tra mặt cắt đã chọn. 

6.1.5. Tính toán thiết kế quang treo. 

6.2. Tính toán thiết kế dầm đáy (dầm ngang). 

6.2.1. Đặc điểm kết cấu và hình thức lựa chọn kết cấu. 

6.2.2. Lực tác dụng lên dầm.

6.2.3. Giản đồ tính toán. 

6.2.4. Tính chọn mặt cắt dầm.

Chương VII. QUY TRÌNH LẮP DỰNG.

7.1. Công tác chuẩn bị để thi công máy ép cọc tĩnh.

7.2. Quy trình lắp dựng. 

7.3. Quy trình thi công ép cọc 

Chương VIII. TÍNH GIÁ THÀNH CHẾ TẠO. 

8.1. Tính toán giá thành chế tạo kết cấu thép của máy. 

8.1.1. Tính toán giá thành chế tạo khung động. 

8.1.1.1. Tính toán giá thành của các bản thép chế tạo khung. 

8.1.1.2. Tính toán giá thành các bản giằng. 

8.1.1.3. Tính toán giá thành que hàn chế tạo khung. 

8.1.2. Tính toán giá thành chế tạo khung tĩnh. 

8.1.2.1. Tính giá thành thép [22 để chế tạo khung tĩnh. 

8.1.2.2. Tính giá thành thép bản để hàn vào thép [22.

8.1.2.3. Tính toán giá thành các bản giằng.

8.1.2.3. Tính toán giá thành chế tạo cụm tai xylanh trên. 

8.1.2.5. Tính toán giá thành que hàn. 

8.1.2.6. Tính toán giá thành chế tạo quang treo.

8.1.3. Tính toán giá thành chế tạo dầm trung gian. 

8.1.3.1. Tính toán giá thành kết cấu thép chế tạo dầm trung gian. 

8.1.3.2. Tính toán giá thành que hàn.

8.1.4. Tính toán giá thành chế tạo dầm đáy. 

8.1.4.1. Giá thành thép chế tạo dầm đáy.

8.1.4.2. Tính toán giá thành que hàn chế tạo dầm.

8.2. Tính giá thành của bộ nguồn thuỷ lực.

KẾT LUẬN.

TÀI LIỆU THAM KHẢO.

LỜI NÓI ĐẦU

    Trong bối cảnh nước ta hiện nay là một nước đang phát triển, cơ sở hạ tầng ngày càng được xây dựng và hoàn thiện. Trong thực tế các công trình xây dựng lớn hiện nay thì việc gia cố nền móng là rất quan trọng. Cấu tạo của nền sau khi đào, đắp, đầm...thường không đồng nhất và khả năng chịu áp lực nhỏ; Vì vậy trong công tác xây dựng nhà cao tầng (mang tính vĩnh cửu) và xây dựng cầu, đập nước, ống khói, v.v... người ta phải xử lý móng. Một trong các cách xử lý nền móng vừa kinh tế lại vừa đảm bảo độ bền vững của công trình là dùng phương pháp đóng cọc. Cọc dùng để đóng có thể là cọc tre, gỗ, hoặc cọc thép, cọc bê tông- cốt thép, cọc cát...Trong điều kiện hiện nay thì cọc bê tông - cốt thép được sử dụng rộng rãi nhất vì có nhiều ưu điểm hơn các loại cọc khác. Đó là điều kiện áp dụng không phụ thuộc vào tình hình mực nước ngầm (tuy nhiên khi dùng cọc ở những nơi nước mặn thì phải chú ý tới hiện tượng ăn mòn cốt thép trong cọc) giá thành của cọc nhỏ hơn nhiều so với cọc thép, sức chịu tải của cọc cao... Hầu hết các công trình hiện nay đều dùng cách gia cố nền móng bằng cọc.

    Xuất phát từ yêu cầu đó trong lần làm đồ án tốt nghiệp này em đã được giao nhiệm vụ: “Tính toán thiết kế máy ép cọc tĩnh lực ép P = 150 TẤN". Trong quá trình làm đồ án em xin cảm ơn sự chỉ bảo tận tình của Thầy:TS………….. đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Do trình độ và thời gian có hạn, kinh nghiệm thực tế còn quá ít, việc tìm tài liệu thiết bị còn hạn chế nên trong quá trình tính toán thiết kế không tránh khỏi thiếu sót. Vì thế em rất mong được sự giúp đỡ chỉ bảo của các thầy giáo để sau này trong thực tế khỏi bỡ ngỡ, và có thể vận dụng tốt những kiến thức đã học vào trong thực tế. Em xin chân thành cảm ơn các thầy.

CHƯƠNG I:   GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TÁC THI CÔNG NỀN MÓNG

1.1. Giới thiệu.

Đất nước ta đang trong thời kỳ phát triển hợp tác và hội nhập với các nước trong khu vực, cũng như các nước trên thế giới. Để có nền kinh tế phát triển nhanh thì cần có nền kinh tế ổn định, vững chắc và để phát triển nhanh thì cần phải có cơ sở hạ tầng vững chắc và hiện đại. Do đó hàng loạt các công trình xây dựng dân dụng cũng như các công trình giao thông đã và đang, sắp được xây dựng. Trong các công trình lớn cũng như nhỏ thì việc sử lý nền móng là yếu tố hết sức quan trọng vì nó quyết định đến chất lượng cũng như  tuổi thọ của công trình.

Việc sử lý nền móng đã có từ rất lâu, nhất là sử lý nền móng bằng các loại cọc, ban đầu là các loại cọc nguyên thuỷ có sẵn như : Cọc tre, cọc gỗ, và với quy mô công trình ngày càng lớn và xây dựng trên nền đất yếu nên các loại cọc cũng phải hiện đại và đáp ứng được yêu cầu của các công trình.

Tuỳ thuộc vào quy mô, thời hạn thời hạn phục vụ của công trình, điều kiện tự nhiên của đất xây dựng mà người ta áp dụng các biện pháp khác nhau để gia cố nền móng cho phù hợp, với những công trình xây dựng nhà ở thuộc loại nhỏ của các hộ gia đình thì áp dụng biện pháp làm móng cọc bê tông.

1.2. Các phương pháp gia cố nền móng.

Gia cố nền móng có nhiều phương pháp khác khác nhau, mỗi phương pháp có những ưu điểm riêng và phù hợp với các công trình khác nhau. Các phương pháp hiện nay thường được sử dụng là:

1.2.1. Phương pháp khoan cọc nhồi.

Cọc nhồi được chế tạo bằng cách rót trực tiếp vật liệu (bê tông , cát ) vào những lỗ cọc đã được khoan sẵn.

+ Cọc được chế tạo tại chỗ có kích thước và chiều dài tuỳ ý, không mất công vận chuyển hay phải làm công tác phụ khác như : Cưa, cắt, nối cọc ..

+ Thi công cọc khoan nhồi tránh được các lực xung kích gây ảnh hưởng xấu đến các công trình xung quanh, không gây tiếng ồn

1.2.3. Phương pháp sử lý nền bằng bấc thấm.

Bấc thấm là một phương pháp nhân tạo, cải tạo nền đất bằng thiết bị tiêu nước thẳng đứng. Để sử lý đất yếu, được dùng để thay thế cọc cát làm phương tiện dẫn nước từ dưới nền đất yếu lên tầng đệm cát phía trên và thoát ra ngoài. Phương pháp này có những ưu nhược điểm sau :

- Ưu điểm :

+ Tăng nhanh quá trình cô kết của đất yếu, rút ngắn thời gian lún (có thể kết thúc cô kết ngay trong thời gian thi công mà không phải đợi lâu dài .

+ Ít làm xáo động các lớp đất tự nhiên

- Nhược điểm :

+ Hiện tại chưa sản xuất được bấc thấm còn phải nhập ngoại.

+ Hiệu quả chưa đạt yêu cầu mong muốn cho một số điều kiện nền đắp thấp và một số điều kiện địa chất khác.

+ Bản thân bấc thấm không tham gia vào thành phần chịu tải trọng.

1.2.4. Phương pháp ép cọc tĩnh.

Máy ép cọc dùng để ép cọc bê tông cốt thép. Trong việc gia cố nền móng với các nền móng không quá yếu. Thường được sử dụng trong xây dựng các công trình dân dụng như  nhà cửa, vì lực ép lớn và tiếng ồn nhỏ, quá trình ép cọc êm dịu, cọc ít bị vỡ đầu cọc do chấn động như khi sử dụng búa diezel  và chiều sâu ép cọc có thể đạt yêu cầu tốt. Do không gây tiếng ồn và ô nhiễm cho nên máy ép cọc thường được sử dụng trong các công trình đông khu dân cư, và do tạo chấn động nhỏ cho nên nó cũng thường được sử dụng trong các công trình mà bên cạnh các công trình đó đã có những công trình khác. 

CHƯƠNG II:   CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY ÉP CỌC TĨNH

Máy ép cọc là loại máy hoạt động dựa trên áp lực của dầu thuỷ lực. Áp suất cao của dầu thuỷ lực sẽ tạo ra lực ép để ép cọc sâu vào lòng đất, vì vậy nó hoạt động rất êm, không gây ảnh hưởng đến những công trình xung quanh, và nó không gây ra tiếng  ồn khi hoạt động. Kết cấu của máy gồm có khung tĩnh, khung động, 2 xi lanh dùng để ép cọc và dầm chính và phụ. Khung động thì trượt trong khung tĩnh. 

Sau khi đã cố định cọc với khung động thì ta cho xy lanh duỗi ra và ép cọc xuống đất. Khi hết hành trình của xi lanh thì xi lanh sẽ được co lại và ta lại cố định cọc với khung động ở vị trí khác, sau đó hành trình lại lặp lại như trước. Khi đã ép hết cọc đó thì người ta đưa cọc khác vào và hàn đầu cọc mới với cọc đã ép rồi, sau đó lại tiếp tục ép.

2.1. Phương án 1: Máy ép cọc kiểu vít me.

 Máy ép cọc kiểu vít me thì kết cấu của nó gồm có giá trung gian thì được liên kết với dầm bằng quang treo, khung tĩnh liên kết với giá trung gian bằng vít me. Đối với máy này thì có những ưu nhược điểm sau :                                           

* Ưu điểm

- Kết cấu đơn giản gọn nhẹ

- Giá thành chế tạo rẻ

- Khả năng tháo lắp nhanh

- Do trọng lượng nhẹ cho nên quá trình vận chuyển đơn giản

* Nhược điểm

- Do giá trung gian  được treo trên dầm nên phải có thiết bị để nêm và giữ cho ổn định, khi dùng nêm thì không chắc chắn được bằng dùng vít hoặc bulông

- Giá trung gian thì kết cấu phải có dãnh để bắt vít, vì vậy kết cấu của giá trung gian tương đối phức tạp , và kết cấu không gọn nhẹ

2.2. Phương án 2: Máy ép thuỷ lực bắt bulông.

Máy ép thuỷ lực loại này dùng 2 xi lanh thuỷ lực, và có dầm trung gian thì liên kết bằng bulông với dầm chính. Trên dầm chính thì có dãnh trượt để có thể bắt được bulông với dầm trung gian

Khung tĩnh thì được liên kết bằng bulông với dầm trung gian.

Máy ép cọc loại này có những ưu nhược điểm sau

*Ưu điểm:

Đối với loại máy này thì khả năng dịch chuyển khi đóng cọc là tương đối nhanh, và khi tháo lắp cũng nhanh do giá trung gian có thể di chuyển dọc theo dầm chính và khung tĩnh có thể di chuyển dọc theo giá trung gian

*Nhược điểm:

Đối với loại máy này thì có các nhược điểm sau

- Kết cấu của dầm chính và giá trung gian là tương đối phức tạp, do phải làm dãnh để bắt bulông

3.1. Xác định kích thước của các khối bê tông.

Các khối bê tông có trọng lượng theo yêu cầu là 5 (T/khối). Khối bê tông để làm đối trọng thì gồm có các khối bê tông dài và các khối bê tông ngắn. Khối bê tông có chiều dài lớn thì được đặt ở dưới cùng, còn các khối bê tông có chiều dài ngắn thì được đặt trên khối bê tông dài. Các khối bê tông có hình dáng như sau                                                                                                            

Chọn b = 3,4 (m) = 3400(mm)  

Vậy kích thước của khối bê tông dài là

b = 3400 (mm) ,  a = 767 (mm)

* Xác định kích thước khối bê tông ngắn

  Chọn  b = 2 (m) = 2000 (mm) 

3.2. Xác định kích thước của máy.

  Kích thước của máy phụ thuộc vào số lượng cọc ép được theo thiết kế và chiều dài của cọc, kích thước của các khối bê tông

Theo thiết kế ta chọn   a=900

- Xác định chiều dài máy

L2=2Lat+n*d

Trong đó:

Lat: Khoảng cách an toàn từ giá đóng cọc đến đối trọng. Chọn   Lat=1000 (mm)

d: Khoảng cách giữa các cọc được đóng. Theo thiết kế d = 900 (mm)

n: Số khoảng cách

Vì số lượng cọc được đóng là 4 cọc nên ta có  n = 3

Vậy 

              L2=2Lat+n*d = 2*1000 + 3*900 = 4700 (mm)

Ta chọn      L2 = 4800 (mm)

Ta thay L1, L2, L3 vào công thức (*) ta được chiều dài của máy

                   L = L1+L2+L3 = 1600 + 4800 +1600 = 8000 (mm)

3.2.2. Xác định chiều rộng của máy.

  Chiều rộng của máy được xác định trên cơ sở kích thước của khối đối trọng dài.

Kích thước chiều dài của khối đối trọng dài là  b = 3400 (mm).

Vậy ta chọn chiều rộng của máy là  B = 3400 (mm)

3.2.3. Xác định chiều cao của khung tĩnh và khung động.

  Chiều cao của khung tĩnh và khung động phụ thuộc vào chiều cao của cọc và hành trình xylanh

+ Hành trình xylanh ta chọn là        S = 1600 (mm)

+ Chiều dài của cọc là                     L cọc = 8000 (mm)

Do đó ta chọn chiều dài của khung động là       L = 7000 (mm), chiều dài của khung tĩnh là  Lt = 5550 (mm)

CHƯƠNG IV:   TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG  TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC

4.1. Nhiệm vụ, yêu cầu thiết kế.     

 4.1.1. Nhiệm vụ của hệ thống truyền động thuỷ lực (TĐTL).

    Vai trò, nhiệm vụ của hệ thống TĐTL là truyền công suất từ động cơ đến hệ xylanh để sinh công ép cọc xuống nền đất, ngoài ra hệ thống còn dùng để điều khiển xylanh trong quá trình ép cọc của máy.

4.1.2. Yêu cầu của hệ thống truyền động thuỷ lực.

     Việc thiết kế, tính toán, lựa chọn các thiết bị thuỷ lực của hệ thống yêu cầu cần đảm bảo:

-  Đảm bảo cho máy ép đạt được lực ép theo yêu cầu thiết kế: Q­ép Max=150 (tấn)

- Thiết bị chọn phải đảm bảo độ tin cậy, độ bền, tuổi thọ cao và thoả mãn được yêu cầu kỹ thuật.

4.2 Sơ đồ hệ thống truyền động thuỷ lực.

                                  

Hình 3.1: Sơ đồ mạch thuỷ lực

1. Thùng dầu; 2. Bầu lọc; 3. Bơm dầu; 4. Đồng hồ đo áp;

5. Van phân phối; 6. Xylanh; 7. Van an toàn

Nguyên lý hoạt động của hệ thống :

Bơm dầu cung cấp dầu cao áp đến van phân phối sau đó từ van phân phối điều khiển các xylanh hoạt động ép cọc hoặc nâng khung động lên. Đồng hồ đo áp có nhiệm vụ đo áp suất của dầu cao áp. Khi áp suất cao quá áp suát cho phép thì dầu sẽ qua van an toàn để về thùng dầu. Trên đường dầu về  ta bố trí bầu lọc để lọc dầu khi về thùng.

4.3. Các thông số của hệ thống truyền động thuỷ lực.

- Số lượng xylanh   n=2.

- Lực tác dụng lên cả 2 xylanh  Qmax=75 (tấn).

- Hành trình ủa xylanh  chọn L=1,6 (m).

- Tốc độ ép   Vép=1(m/ph) = 1/60  (m/s). Tốc độ ép ứng với lực ép Qmax=150 (Tấn).

4.4. Tính chọn các bộ phận của hệ thống truyền động thuỷ lực.

4.4.1. Tính chọn xylanh.

Mô hình của xylanh ép cọc

                                                                                                   

Trong đó:

D : Đường kính pistong (m).

d : Đường kính cán pistong (m).

P1, P2: Áp lực dầu công tác (KPa).

Q1, Q2: Lưu lượng dầu.

Khi pistong chuyển động để ép cọc thì lực đẩy T được xác định theo biểu thức

                         T=

Công thức (3.36,TL[V]).

Trong đó :

                 T: Lực đẩy pistong  (KN)

                  :Hiệu suất cơ khí của xylanh thuỷ lực

                 =0,96 ­- 0,98

                 Chọn  = 0,98

Ta có hệ số tỉ lệ giữa đường kính pistong D và cán pistong d được ký hiệu là

 =

Công thức (3.49,TL[V]).

Chọn    = 1,6

Thay vào ta có :

 T=

   =

 D =

Để xylanh ép được cọc thì ta phải có lực tác dụng lên mỗi xylanh khi ép cọc là

T=75 (tấn)=750 (KN)

Áp lực của dầu chọn sơ bộ

P1=16 (MPa)=16 (MN/m2) = 16000 (KN/m2)

P2=0,6 (MPa) = 600 (KN/m2).

Thay P1,P2, T,  vào ta có :

D0,25(m).

Chọn D =0,3 (m)

Vậy đường kính cán pistong là:

d = = 0,19 (m).

Vậy xylanh thuỷ lực đã chọn có các thông số sau

   Đường kính pistong            D=30 (cm) = 300 (mm)

   Đường kính cán pistong     d = 19 (cm) = 190 (mm)

4.4.2. Tính chọn bơm và công suất động cơ.

* Sơ bộ chọn công suất động cơ.

 Ta có công suất tiêu thụ của xylanh lực:

N*p=Tp*Vp (KW)   Theo công thức (3.12,TL[V]).

Trong đó:

             Tp : Lực tác dụng lên cán pistong. (KN)

             Vp: Tốc độ dịch chuyển của cán (m/s).

             Tp=75 (tấn) =750 (KN).

             Vp=1(m/ph) =1/60 (m/s).

 N*==12,5 (KW).

Vậy công suất tiêu thụ của 2 xylanh

 Np=2*N*p=2*12,5 =25 (KW)

Công suât động cơ chọn phải thoả mãn

Ndm

Trong đó:

           Nlv : Công suât làm việc của hệ thống.

           : Hiệu suất truyền    =0,92 0,95

Ta có               Nlv=Np=25 (KW).

Chọn                 =0,92

Vậy   Ndm  =27,17 (KW)

Tra bảng  (2p,TL[VII] )

Chọn động cơ điện   A02- 72 - 4 có các thông số sau :

 Nđm= 30 ( KW)

 Nđm = 1460 (v/ph)

* Chọn bơm dầu:

Để chọn bơm dầu cho hệ thống thuỷ lực ta chọn lựa theo 2 yêu cầu

- Lưu lượng bơm dầu cung cấp đủ cho hệ xylanh.

- Áp lực dầu đạt được của bơm để ép.

+ Xác định lưu lượng yêu cầu của bơm.

Áp dụng công thức  (3.42,TL[V])

                             Vp= Q1=

Vp: Tốc độ dịch chuyển của cán pistong (m/ph)

  Vp=1 (m/ph)

D : Đường kính pistong  (m)

D=0,3 (m)

 : Hiệu suất thể tích của xylanh

chọn   =1 (đối với xylanh mới)

 Q1= = 0,07 (m3/ph)

Q1 : Lưu lượng của 1 xylanh

Vậy lưu lượng cần thiết của bơm

                          Qct=2*Q1=0,14 (m3/ph)

Lưu lượng yêu cầu của bơm

                         QB=(1,1- 1,2) Qct

                    QB=1,1*0,14 =0,154 (m3/ph) =154 (lít/phút)

+ Xác định áp lực dầu để đẩy được hệ xylanh

Áp dụng công thức (3.36,TL[V]) ta có:

Lực đẩy pistong (áp lực dầu)

                       T=

                    P1 =  +

Với : Hệ số tỷ lệ giữa đường kính pistong D và cán pistong d

Chọn =1,6

Thay số         T75*104 (N)

                    D=0,3 (m)

                     =1,6

                    =0,98

                   P2=0,6 (MPa) =0,6*106 (N/m2)

              P1   +

               P1   11,2*106 (N/m2) = 11,2 (MPa)

Vậy áp lực yêu cầu của bơm:

                   PB  11,2 (MPa)

* Chọn bơm

   Căn cứ vào áp lực và lưu lượng, dựa theo bảng (3.4,TL[V]) ta chọn bơm có các   đặc điểm sau:

Bơm pistong hướng trục có các thông số:

+ Kiểu bơm  :        207.25

+ Lưu lượng riêng  :   q = 107 (cm3)

+ Áp  suất danh nghĩa :         16 (MPa )

+ Áp suất dầu lớn nhất :        20 (MPa)

Tốc độ quay

              Định mức                 nđm= 1200 (vg/ph)

              Lớn nhất   :               nmax=2500 (vg/ph)  (ứng với áp suất dầu Max)

             Trọng lượng bơm :      75 (kg)

* Kiểm tra bơm, công suất chọn.

Ta có bơm dầu có              qB =107 (cm3)

                                           Pđm=16 (MPa)

Động cơ điện                     Nđm=30 (KW)

                                          nđm=1460 (vg/ph)

Kiểm tra áp lực dầu của bơm đạt được khi  nB=nđm =1460 (vg/ph)

Áp  dụng công thức   (3.7,TL[V])   ta có

                                           NB=P*qB*nB

P : Áp lực của dầu

                                      P =

Thay NB=30 (KW) = 30*103 (W);   qB=107 (cm3/vg) =107 *10-6 (m3/vg); nB=1460 (vg/ph) =  (vg/s)

                               P = = 11,52 * 106 (N/m2)

Hay:  P = 11,52 (MPa)

Ta thấy P = 11,52 > 11,2  (MPa)  (là áp lực yêu cầu của bơm)

Vậy công suất động cơ thoả mãn

* Kiểm tra lưu lượng của bơm: 

Ta có lưu lượng của dầu đạt được khi:  nB=nđm

                                                                QB = qB* nB = 107*1460 =156220 (cm3/ph)

                                                            QB =156,22 (l/ph)

Ta thấy QB =156,22 (l/ph) >154 (l/ph) (lưu lượng yêu cầu của bơm)

Vậy bơm dầu và động cơ điện đã chọn là hợp lý.

 4.4.3. Chọn van phân phối.

    Van phân phối làm nhiệm vụ phân chia dòng dầu cao áp vào các đường ống khác nhau để điều khiển hệ xylanh thuỷ lực theo các tín hiệu điều khiển. Van phân phối có nhiều loại. Theo đặc điểm điều khiển: Loại điều khiển bằng cần gạt, loại điều khiển bằng nam châm điện, hay áp lực dầu. Để thuận tiện với máy ép cọc thuỷ lực ta lựa chọn van phân phối theo kiểu điều khiển bằng cần gạt loại 4 cửa

Căn cứ vào bảng  (3.8,TL[V] ) ta chọn kiểu van có áp lực dầu định mức: 16 MPa

Các thông số của van

- Áp lực dầu vào van 

                                  Định mức :  16 (MPa)

                                  Cao nhất  :  17 (MPa)

- Lượng tụt áp cho phép  :   0,8 (MPa)

- Hành trình đóng mở     :   25  (mm)

- Lưu lượng dầu

                                  Định mức : 160 (l/phút)

                                  Cao nhất   :  200 (l/phút )

- Lực đóng mở van không lớn hơn  400 (N)

4.4.4. Tính toán thùng dầu.

    Trong hệ thống thuỷ lực thùng dầu có những công dụng sau

- Dự trữ toàn bộ lượng dầu cần thiết phục vụ cho hệ thống.

- Góp phần làm mát dầu

Góp phần làm sạch dầu nhờ có lưới lọc bố trí trong thùng tạo điều kiện cho các chất bẩn, mạt kim loại, bụi  chứa trong dầu lắng đọng.

- Đổi mới dầu thông qua bổ sung hoặc thay dầu trong quá trình hoạt động của máy.

Thùng dầu được chế tạo từ thép tấm được hàn lại, thể tích thùng dầu dược xác định

áp dụng công thức (3.50,TL[V]) ta có:

                                  Vt = (dm3)

QB :  lưu lượng của bơm (dm3/ph)

Z   : Hệ số tỷ lệ

Đối với chế đọ làm việc gián đoạn  Z = 0,33  0,25

Đối với chế độ làm việc liên tục   Z = 0,17

Máy ép cọc làm việc ở chế độ gián đoạn nên ta chọn  Z = 0,28

Ta có 

                   Q B =156,22 (l/ph) =156,22 (dm3/ph)

        Vậy    Vt =(dm3/ph)

Ta lựa chọn thùng dầu có thể tích V = L x H x B = 9 x 8 x 8 =576 (dm3 )

Dài  9 (dm)

Cao 8 (dm)

Rộng 8 (dm)

Góc ngiêng dáy thùng   = 5 0

4.4.5. Chọn ống dẫn và cút nối.

* Ống dẫn.

   Trong hệ thống thuỷ lực ống dẫn làm nhiệm vụ dẫn dầu công tác từ bộ phân này sang bộ phân khác của hệ thống.

Ống dẫn có nhiều kiểu, chủng loại khác nhau. Căn cứ vào khả năng thay đổi cự ly chuyền dẫn ta có loại ống cứng và ống mềm. Loại ống cứng thường được dùng trong các cự ly truyền dẫn dầu không thay đổi trong quá trình hoạt động. Trong trường hợp ngược lại ta dùng loại ống mềm. Ống cứng chế tạo bằng kim loại còn ống mềm chế tạo từ vật liệu cao su tổng hợp.

Tính chọn ống dẫn dầu cao áp.

   Qua thực tế đo ngoài hiện trường chọn ống có đường kính ngoài  D =45 (mm), độ dày thành ống  7,5 (mm) lựa chọn ống chịu áp lực tới 20 MPa

Ta kiểm tra lại trạng thái chảy của dòng dầu khí khi ở tốc độ chảy lớn nhất có thể:

Áp dụng công thức  (1-1,TL[VI]) ta có:

Hệ số Râynôn            Re= (*)

Trong đó:

         d: Đường kính ống (cm):  d = 45-2*7,5 =  30 (mm) = 3 (cm)

         v: Vận tốc trung bình dòng chảy (cm/s)

        : Hệ số nhớt độg học (cm2/s)

Ta có

      V=

Q: lưu lượng của bơm: Q=156,22 (dm3/ph) =156,22*103 (cm3/ph)

F: Diện tích mặt cắt của ống dầu

                   F= (cm2)

Thay Q, F vào ta được             

                   = (cm/s)

Chọn dầu thuỷ lực kiểu H 50

Tra bảng (3.1a,TL[V]) tacó:

Độ nhớt ở 323 k (500 c) là  =49 (mm2/s) = 0,49 (cm2/s)

Thay  V, d,  vào  (*) ta có:

                  

Ta thấy       Re=2256 < 2320

Vậy dòng chảy trong ống đã chọn thoả mãn yêu cầu

* Cút nối.

   Cút nối đóng vai trò chuyển hướng truyền dẫn dầu hoặc được nối trung gian giữa các đường ống với nhau.

4.4.6. Chọn đồng hồ đo áp.

   Chọn đồng hồ đo áp chỉ vạch đến 25 (MPa). Đồng hồ đo áp có nhiệm vụ thông báo áp lực đạt được trong đường ống dẫn dầu.

 

 

 

 

 

 

 

CHƯƠNG V:  TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP

 THÁP TĨNH VÀ THÁP ĐỘNG

 

5.1. Chế độ làm việc và phương pháp tính toán kết cấu thép.

 *  Kết cấu thép của máy ép cọc được tạo thành từ thép hình. Trong chế tạo để thuận tiện ta chủ yếu sử dụng sẵn các thép định hình để tạo lên và được liên kết bằng mối hàn.

Chế độ làm việc và tình hình chịu lực của tháp động và tĩnh được mô tả trong hình sau.

Khi ép cọc ở vị trí A thì cả khung động bị kéo xuống dưới như hình vẽ. Sau đó cọc được đặt ở vị trí B ở hành trình tiếp theo và khi ép thì đoạn từ B đến cuối khung lai bị kéo. Cứ như vậy thì cả khung động sẽ bị kéo.

Khung tĩnh thì bị kéo lên như hình vẽ.

Do vậy cả khung tĩnh và khung động đều bị kéo

            

                                                 Hình 5.1

* Tải trọng tác dụng lên kết cấu thay đổi nhưng không liên tục và việc xác qui luật thay đổi tải trọng là khó khăn. Để đơn giản trong tính toán ta tính theo phương pháp ứng suất cho phép, điều kiện bền khi xét theo phương pháp này là:

 

  

Trong đó:

: Ứng suất lớn nhất cho phép

  : Ứng suất cho phép của vật liệu

                                  =

 : Giới hạn chảy của vật liệu

 n   : Hệ số an toàn n = 1,3  1,7

Ta lựa chọn    n = 1,5

Trong tính toán sau đây ta tính toán cho kết cấu thép cho từng bộ phận

5.2. Tính toán tháp động.

5.2.1. Đặc điểm cấu tạo tháp động và lực tác dụng.

Như hình vẽ

                   

                                                           Hình 5.2

5.2.2. Lựa chọn hình thức kết cấu.

Tháp động có nhiệm vụ giữ cọc và dẫn hướng cho cọc. Ta chọn hình thức kết cấu như sau

Kết cấu mặt cắt trên của tháp động

Như hình vẽ

                                                             

                                                                     Hình 5.3

Mặt cắt phía dưới của tháp động :

                                                             

                                                                      Hình 5.4

5.2.3. Lực tác dụng lên tháp động.

  Lực tácdụng lên tháp động gồm những lực sau:

- Lực kéo P  ( P= 150 Tấn).

- Trọng lượng bản thân kết cấu:

Khung trượt được tạo thành từ khối nên trọng lượng bản thân kết cấu được xác định như sau:

                                        GK =

Trong đó :

: Khối lượng riêng của thép

V: Thể tích khối thép

Do trọng lượng bản thân nhỏ hơn rất nhiều so với lực kéo P cho nên khi tính toán ta bỏ qua lực này

- Áp lực gió  Pg :

Do máy làm việc ngoài trời nên tháp chịu tác dụng bởi gió, nên suất hiện tải trọng gió tác dụng lên tháp

Do lực này tác dụng lên tháp là rất cho nên khi tính toán ta cũng bỏ qua lực này

5.2.4. Tính chọn mặt cắt thép góc, bản giằng.

5.2.4.1. Tính chọn thép góc.

Sơ đồ tính toán tháp động.                                                             

                                                                      

                                                                    Hình 5.5

Chọn vật liệu chế tạo thép góc là thép CT3 có

= 240 (MPa)

Ta có :

Ứng  suất cho phép                    =

Trong đó :

          : Là ứng suất cho phép .

          : Giới hạn chảy của vật liệu.

           n: Hệ số an toàn phụ thuộc vào trường hợp tổ tải trọng và chế độ làm việc của kết cấu (thường n= 1,33 1,7). Chọn  n=1,5

 ===160 (MPa).

hay  = 1600 (KG/cm2)

Khung bị kéo đúng tâm nên để đảm bảo cường độ làm việc của khung khi khung chịu kéo thì                                     

                                                     

Thay   P=150 (T) = 150000 (KG) và  vào ta có :

                (cm2)

Vậy diện tích mặt cắt một bản thép góc là :

                (cm2)

Tra bảng (3,TL[II] ) ta chọn thép góc đều số hiệu là 14 với các thông số sau:

                                F=24,7 (cm2)

                                a=140 (mm)

                                d=9 (mm)

* Kiểm tra lại mặt cắt đã chọn.

Với thép đã chọn thì ta có khối lượng trên một mét dài của thép là: =19,4 (Kg/m)

Vậy trọng lực bản thân tác dụng lên kết cấu là

                G = 4*Lđ**g (N)

Trong đó:

             Lđ: Chiều dài của tháp động

             Lđ=7000 (mm) = 7 (m)

            : Khối lượng trên một mét dài của thép hình

            g: Gia tốc trọng trường

            Lấy g=10 (m/s2)

Vậy trọng lực bản thân kết cấu

              G = 4*7*19,4*10 = 5432 (N) = 543,3 (KG)

Ta có :

           (KG/cm2)

          P: Lực kéo  P = 150 (T) = 15*104 (KG)

Ta thấy 

Vậy mặt cắt đã chọn thoả mãn

5.2.4.2. Tính chọn mặt cắt bản giằng bên.

Khi ép cọc thì bản giằng bên sẽ chịu uốn do lực ép P=150 (Tấn ) sinh ra

Hình thức liên kết bản giằng bên với khung động

                                          

                                                 Hình 5.6

Sơ đồ tính toán của bản giằng bên như sau :

                                                                                          

                                                    Hình 5.7                                                                                                              

Đây là liên kết siêu tĩnh bậc 3 vì vậy khi tính toán lực ta giải phóng liên kếtvà thay vào đó là các lực đơn vị

Khi tính toán ta bỏ qua chuyển vị của dầm do lực cắt vàlực dọc trục gây ra

Sơ đồ tính toán dầm như sau

 
 

 

 

 

 

                                              

Hình 5.8

 

 

 

+ Biểu đồ mô men do mô men đơn vị  X3=1 (T.m) gây ra là

 
 

 

 

                                           

                                                    Hình 5.9

M3 = x3*0.45 = 1*0,45 =0,45 (T.m)

+ Biểu đồ mô men do lợc đơn vị  X1=1 (T) gây ra là :   (M1)

                                                                                                              

                               

                                                Hình 5.10

M1= x1*0,45 = 1*0,45 = 0,45 (T.m)

+ Biểu đồ mô men do lực P=75 (T) gây ra là :

 
 

 

 

                                                                                       (Mp)                      

                                                

Hình 5.11

Mpmax= 75* (T.m)

Phương trình chính tắc

Theo công thức (3-4,TL[III]) ta có hệ phương trình :

             (*)

Trong đó :

                          : Chuyển vị theo phương i do lực đơn vị  j =1 gây ra

                           i=13;  j = 13

                           : Chuyển vị theo phương i do lực P=75 (T) sinh ra

Do bỏ qua ảnh hưởng chuyển vị của lực cắt và lực dọc trục nên ta có :

                                 

Thay   vào hệ phương trình (*) ta có :

                                                  (**)

Theo công thức (4-13,TL[III]) ta có:

E: Mô đun đàn hồi của vật liệu

J: Mô men quán tính

Thay   vào hệ phương trình  (**) và giải ra ta được các lực như sau

X2=0; X1=-37,5(T); X3=-8,8(T.m)

Vậy mô men tác dụng lên bản giằng là

            M=

Ta có biểu đồ lực tác dụng và mô men tác dụng lên bản giằng như sau:

Hình 5.12

Vậy mặt cắt nguy hiểm nhất của dầm là ở giữa dầm với

Mô men  M và lực cắt Q

                                 M=4,24 (T.m) ;  Q=75 (T)

Ta có mặt cắt của bản giằng có dạng như sau

Hình 5.13

* Sơ bộ chọn mặt cắt bản giằng theo điều kiện uốn

Mô men chống uốn :

                                                 Wcu= (cm3)

Theo điều kiện chống uốn

                                                

Với         Mu = 4,24 (T.m) = 424 (T.cm)

               =1600 (KG/cm2) = 1,6 (T/cm2)

Thay vào ta được

                                      Wcu   (cm3)

                                              (cm3)

Chọn   h=36 (cm) = 360 (mm)   (cm) =12,2 (mm)

Ta chọn  b = 4 (cm) =40 (mm)

* Kiểm tra lại mặt cắt đã chọn.

Khi kiểm tra thì ta kiểm tra cả trường hợp dầm chịu cả lực cắt Q và mô men uốn M

Theo lý thuyết bền thứ 4 ta có

                   Công thức   (7.20,TL[II]).

Với                           

                                  

                                  Wcu =  (cm3)

                                  Mu = 424 (T.cm)

                                  

Ứng suất tiếp tuyến do lực cắt Q sinh ra:

Theo công thức (7.12,TL[II]) ta có

                                   

Với Q=75 (T) , b= 4 (cm), h= 36 (cm)

 (T/cm2)

Vậy ta có :

 (T/cm2)

Ta thấy        (T/cm2)

Vậy mặt cắt đă chọ thoả mãn điều kiện bền.

5.2.4.3. Tính toán liên kết bản giằng bên với thanh thép góc.

Liên kết bản giằng với thanh thép góc được liên kết bằng mối hàn như sau

Hình 5.14

Trong đó :

                     Ln: Chiều dài đường hàn ngang

                     Ld: Chiều dài đường hàn dọc

                     M: Mô men uốn

                     M=4,24 (T.m)=4,24.107 (N.mm)

Ta có

                      Ln=h=360 (mm)

                      Chọn Ld=100 (mm)

Theo công thức (5-14,TL[IV]) ta có

Điều kiện bền của mối hàn:

                                    

Với  K: Chiều rộng cạnh hàn  (K=15 mm)

               : Ứng suất cho phép của mối hàn

               

 Vậy   (N/mm2)

Thay K, Ln, Ld, M vào công thức kiểm tra mối hàn ta có:

              (N/mm2)

Ta thấy                                

Vậy mối hàn thoả mãn điều kiện bền

5.2.4.5. Tính bản giằng sau.

a. Xác định lực cắt trong thanh.

     Khi tính bản giằng sau thì ta tính như cột chịu nén đúng tâm. Trong thực tế thì thường bị nén lệch tâm ngẫu nhiên, do chế tạo không được thẳng, hoặc do tải trọng tác dụng không hoàn toàn đúng tâm. Vì vậy ngay khi cột hở chịu lực đã bị uốn cong, trong thanh sẽ xuất hiện mô men uốn và lực cắt. Các bản giằng sẽ chịu lực cắt trên. Lực cắt này tính theo công thức quy ước sau đây

Do cột hở làm bằng thép CT3 nên ta có

Lực cắt              Q=20 Fng

                          Fng: Diện tích mặt cắt nguyên của cột hở (cm2)

                           Q: Lực cắt  (daN)

                          Fng = 24,7*4=98,8 (cm2)

                         Q=20*98,8=1976(daN) =19760 (N)

b. Giản đồ tính toán

 

 

 

 

 

 

 
 

 

 

              

                                                        Hình 5.15

Trong đó :

                    a: Khoảng cách hai đường tâm của hai bản giằng liên kết

                    a=1300 (mm)

                    c = 450 (mm)                    

Biểu đồ mô men tác dụng lên bản giằng

Hình 5.16

Tách riêng một phần nhánh cột và bản giằng

Từ điều kiện cân bằng của mô men uốn ở tiếp điểm khung cứng ta có

                           

Ta giả thiết bản giằng được liên kết cứng với nhánh cột. Do đó sơ đồ tính toán được xem như dầm hẫng, khẩu độ là c/2. Đầu mút hẫng (tại điểm uốn của bản giằng) chịu tác dụng của lực tập trtrung T

Vậy tại điểm ngàm (chỗ liên kết bản giằng với nhánh cột)chịu lực cắt và mô men uốn sau

             T=

              M=

Trong đó :

                   Q=19760 (N)     T=

                  M=

c. Chọn mặt cắt bản giằng

        Dựa vào T và M ta chọn sơ bộ mặt cắt bản giằng

Chọn mặt cắt bản giằng có dạng như sau

Hình 5.17

h: Chiều cao bản giằng                                                     

b: Chiều rộng bản giằng

* Sơ bộ chọn mặt cắt theo điều kiện chịu uốn

Mô men chống uốn

                     Wcu    ; Wcu= (mm3)

Thay =1600 (KG/cm2) =160 (N/mm2)

Ta được           

                    Wcu     (mm3)

              (mm3)

              (mm3)

Chọn  b = 25 (mm)

           (mm)

Ta chọn h=360 (mm)

* Kiểm tra lại mặt cắt đã chọn

     Theo lý thuyết bền thứ 4 ta có

                       

Ta có :

              W=

             

                công thức  (7.12,TL[II])

Vậy 

          

Ta thấy 

Vậy mặt cắt đã chọn thoả mãn

 b=25 (mm); h=360 (mm)

d. Tính toán liên kết bản giằng sau

Liên kết giữa bản giằng sau và thép góc như sau:

Hình 5.18

Trong đó:

             Ln: Chiều dài đường hàn ngang  (mm)

             Ld: Chiều dài đường hàn dọc      (mm)    

             M: Mômen uốn   M = 12843900 (N.mm)

Ta có :

            Ln=h=360 (mm)

            Chọn  Ld=140 (mm)   

Theo công thức  (5-14,TL[IV] ) ta có

Điều kiện bền của mối hàn

            

Với:         K: Chiều rộng mối hàn       (k=15 mm)

                : ứng suất cho phép của mối hàn

                 =96(N/mm2)

Thay k, Ln, Ld,M vào công thức kiểm tra mối hàn ta có

               

Ta thấy  

Vậy mối hàn đảm bảo điều kiện bền

5.2.4.6. Tính bản giằng trước.

       Chọn bản giằng trước có kích thước : L x B x H = 450 x 25 x 360

Dài     : 450 (mm)

Rộng  : 360(mm)

Dày    : 25 (mm)

5.2.5. Tính cụm tai xylanh dưới.

*  Tính chốt xylanh

Chốt xylanh chủ yếu chịu lực cắt

đường kính chốt xylanh xác dịnh theo công thức

                  

Với :

          d: Đường kính chốt

          Q: Lực cắt tác dụng lên chốt

         Q= 75*104 (N)

          Ứng suất cho phép của vật liệu

        

       

Chọn d = 100 (mm)

* Cụm tai xylanh dưới dùng để liên kết giữa tháp động xà xylanh thuỷ lực. Đồng thời làm nhiệm vụ dẫn hướng cho khung động

Hình dáng cụm tai xylanh dưới như sau

 

 

 
 

 

 

 

 

                                                               

                                               

          

Hình 5.19

Mặt cắt tại vị trí liên kết giữa tai và khung động như sau

Hình 5.20

Khi chịu lực thì cụm tai xylanh dưới có thẻ bị cắt đứt tại vin trí liên kết với khung động

Để đơn giản ta coi sơ đồ tính toán cụm tai xylanh dưới như sau

                                                        Hình 5.21

P : Lực tác dụng (lực ép của xylanh )

P=75*104 (N)

Sơ đồ lực và mô men tác dụng như sau

Hình 5.22

Mặt cắt nguy hiểm nhất tại ngàm có lực cắt và mô men tác dụng

Lực cắt         Q=P= 75*104 (N)

Mô men        M=1125*105  (N.mm)

* Sơ bộ chọn mặt cắt theo điều kiện chống uốn

                                     

mà    

Wcu : Mô men chống uốn

                                       

Thay số

M=1125*105 (N.mm)

Ta có   Wcu

Mà     Wcu=   

Chọn  b = 450 (mm)    h  96,8 (mm)

Chọn  h = 200 (mm)

* Kiểm tra lại mặt cắt đã chọn.

Khi kiểm tra lại mặt cắt đã chọn thì ta kiểm tra cả điều kiện mặt cắt chịu lực cắt Q

Theo lý thuyết bền 4 ta có

    Công thức  (7.20, TL[II])

Ta có:

         = 160 (N/mm)

                Công thức  (7.12, TL [II])

Mô men chống uốn 

       Wcu =

          

             

Vậy ứng suất tương đương

      

Ta thấy

         

Vậy mặt cắt đã chọn thoả mãn

5.3. Tính toán kết cấu thép của tháp tĩnh.

5.3.1. Đặc điểm cấu tạo và lực tác dụng.

Hình 5.23

5.3.2. Lực tác dụng lên tháp.

  Lực tác dụng lên tháp gồm có

- Lực kéo đúng tâm

- Trọng lượng bản thân của kết cấu.

           Gk =

          : Trọng lượng riêng của thép làm khung

          V: Thể tích khối thép

Do trọng lượng bản thân tác dụng lên tháp là nhỏ so với lực kéo P cho nên khi tính toán ta bỏ qua lực này

- Áp lực của gió  Pg

Do máy làm việc ngoài trời nên chịu áp lực của gió , nhưng lực này nhỏ cho nên ta bỏ qua khi tính kết cấu thép của khung

5.3.3. Tính  chọn mặt cắt của thép làm khung và bản giằng.

5.3.3.1. Tính chọn mặt cắt thép làm khung tĩnh.

Sơ đồ tính toán khung tĩnh như sau

Hình 5.24

Thép làm khung tĩnh là thép hình chữ  [. Vật liệu làm khung là thép CT3 có ứng suất cho phép   = 1600 (KG/cm2) = 160 (KG/mm2)

Do khung chịu kéo đúng tâm nên ta chọn mặt cắt theo điều kiện cường đ:

                         

P: Lực kéo

P=150 (T) = 150000 (KG)

F: Diện tích mặt cắt

        

Vậy diện tích của một mặt cắt của thép hình là

          F1 =

Tra bảng  ( 2, TL[II] ) ta chọn thép  [22 có các thông số sau

+ Diện thích mặt cắt     F = 26,7 (cm2)

+ Chiều cao                  h = 220 (mm)                                 

+ Chiều rộng                b = 82   (mm)

+ Bề dày                       d = 5,4 (mm)

Hình 5.25

Do chọn theo điều kiện cường độn nên tháp đảm bảo theo điều kiện chịu lực

5.3.3.2. Tính chọn bản giằng.

Đối với tháp tĩnh thì mặt cắt ở dưới (chỗ quang treo ) gồm có 4 bản giằng, còn ở phía trên thì chỉ có hai phía có bản giằng là phía trước và sau

Sơ đồ liên kết bản giằng dưới và lực tác dụng lên bản giằng

Hình 5.26

Khi tính bản giằng thì ta tính như cột chịu nén đúng tâm

Bản giằng sẽ chịu lực cắt Q. Lực cắt này tính theo công thức

Vì vật liệu làm bằng thép CT3 nên:

        Q=20.Fng    (daN)

Fng: Diện tích mặt cắt nguyên của cột  (cm2)

Fng = 4*F = 4 * 26,7 = 106,8 (cm2)

Sơ đồ tính toán bản giằng : (tách một nửa ra để tính )

Hình 5.27

Biểu đồ mô men tác dụng

Hình 5.28

Tách riêng một phần nhánh cột và bản giằng

Từ điều kiện cân bằng của mô men uốn ở tiếp điểm khung cứng ta có

        

Vậy lực cắt tại điểm uốn của bản giằng :

            

a: Khoảng cách giữa hai đường tâm của hai bản giằng liền nhau

    a=950 (mm)

c: Khoảng cách giữa hai đường tâm của nhánh

   c=970 (mm)

Ta giả thiết bản giằng được liên kết cứng với nhánh cột. Do đó sơ đồ tính toán được xem như dầm hẫng, khẩu độ là  đầu mút hẫng ( tại điểm uốn của bản giằng ) chịu  tác dụng của lực tập trung  T

Vậy tại điểm ngàm ( chỗ liên kết bản giằng với nhánh cột chịu) lực cắt và mô mem uốn sau

Lực cắt                          T = =

Mô men uốn                

* Tính chọn mặt cắt bản giằng căn cứ vào T và M

Mặt cắt bản giằng có dạng như sau

Hình 5.29

Sơ bộ chọn mặt cắt bản giằng theo điều kiện cường độ

Ta có

                                 

                                   

Wcu: Mô men chống uốn

                                    Wcu =

: Ứng suất cho phép của vật liệu

                                     = 1600 (KG/cm2) = 160 (N/mm2)

Thay số ta được

                                   Wcu

                                  

Chọn b = 20 (mm)    h  98 (mm)

Chọn h=150 (mm)

* Kiểm tra lại mặt cắt đã chọn theo lý thuyết bền 4

Ta có

                   

Với b=20 (mm) , h = 150 (mm) thì

                 Wcu =

                 

ứng suất tiếp

Theo cong thức (7.12, TL[II] ) ta có:

             

Vậy

            

Ta thấy 

             

Vậy mặt cắt đã chọn thoả mãn

Ta chọn các bản giằng như sau:

+ Đối với bản giằng trước và sau ở cuối khung tĩnh thì ta lấy bản có kích thước như sau

            750 x 20 x 150 (mm)

+ Đối với bản giằng ở hai bên ta lấy bản giằng có kích thước sau:

            450 x 20 x 150 (mm)

+ Đối với bản giằng ở trước và sau khung (phía trên ) ta lấy kích thước sau :

           970 x 20 x 150 (mm)

5.3.3.3. Tính liên kết bản giằng

a- Đối với bản giằng trước và sau ở cuối khung ( chỗ hàn quang treo ) thì sơ đồ liên kết như sau:

                                   

                                               Hình 5.30

Mối hàn chịu lực kéo N và mô men uốn M

Ta có :

              N=Q1 =

          M = 6407820 (N.mm)

Áp dụng công thức  ( 5-16,TL[IV] ) ta có

               

Thay         s = 20 (mm)

                 L=150 (mm)

Ta được 

         

Ta thấy

        

Vậy mối hàn thoả mãn điều kiện bền

b- Tính liên kết của bản giằng trước và sau ở phía trên.

Bản giằng có kích thước:   970 x 20 x 150 (mm)

Liên kết bản giằng với nhánh cột như sau

Hình 5.31

Trong đó:

Ln: Chiều dài đường hàn ngang

Ln = 150 (mm)

Ld: Chiều dài đường hàn dọc

Ld = 110 (mm)

N: Lực kéo đúng tâm: N= 10680 (N)

M: Mô men uốn : M = 6407820 (N.mm)

Theo công thức  ( 5-15, TL[IV] ) ta có điều kiện bền của mối hàn:

': Ứng suất cho phép của mối hàn

Theo như trên ta tính thì

          '= 96 (N/mm2)

L: Tổng chiều dài đường hàn

          L = 2*Ld +Ln

Thay L = 110 (mm)

Ln = 150 (mm)

   = 2*110 +150 =370 (mm)

Ta thay L, Ld, Ln, N, M vào công thức kiểm tra độ bền mối hàn ta có

( Chọn k =15 mm)

Ta thấy

Vậy mối hàn thoả mãn điều kiện bền

Các bản giằng đã chọn thoả mãn điều kiện chịu lực và điều kiện bền của mối hàn.

5.3.4. Tính cụm tai xylanh trên.

* Tính chốt xylanh trên

Chốt của xylanh trên lấy bằng chốt của xylanh dưới

d = 100 (mm)

Kết cấu của tai xylanh trên

Hình 5.32

Để đơn giản khi tính cụm tai xylanh trên ta tính như sơ đồ sau

                                                           Hình 5.33 

P: Lực tác dụng lên tai xy lanh

    P =

Biểu đồ mô men  và lực tác dụng                           

                                                      Hình 5.34

Ta có :

              Lực cắt  Q=18,75 (T)

              Mô men   MMax = 4218,75 (T.mm)

Mặt cắt nguy hiểm nhất ở giữa dầm

Có  Q=37,5 (T) = 37,5 *104 (N)

                MMax = 4218,75*104 (N.mm)

Chọn mặt cắt dạng như sau

Hình 5.35

* Sơ bộ chọn mặt cắttheo điều kiện chống uốn

Ta có :

                    

Với:

           : Ứng suất cho phép của vật liệu

           = 1600 (KG/cm2) = 160 (N/mm2)

Wcu: Mô men chống uốn

           Wcu =

Thay M, , vào biểu thức trên ta có

           

           

Chọn    b = 28 (mm) 

Chọn    h = 300 (mm)

* Kiểm tra lại mặt cắt đã chọn.

Khi kiểm tra thì ta kiểm tra cả khi mặt cắt chịu lực cắt Q

Với b=28 (mm); h=300 (mm)

Thì ta có   Wcu =  (mm2)

Theo điều kiện bền 4 ta có

                        công thức   ( 7.20, TL[II] )

Trong đó:

                  

                        công thức  (7.12, TL[II])

               (N/mm2)

Ta thấy 

                 

Vậy mặt cắt đã chọn thoả mãn

5.3.5. Tính quang treo.

5.3.5.1. Tính chọn mặt cắt quang treo.

Quang treo dùng để liên kết khung tĩnh với dầm trung gian

- Lực tác dụng lên mỗi nhánh cột của khung tĩnh là

                             P =

- Mỗi nhánh cột có hai quang treo, nên lực tác dụng lên mỗi quang treo là

                               N=

K: Hệ số đồng đều của tải trọng tác dụng lên quang treo, do khi nêm thì khung tĩnh có thể bị nghiêng

K = 1,5

Vậy                   

Giản đồ lực tác dụng lên quang treo như sau

Hình 5.36

Tính chọn mặt cắt của quang treo

Theo điều kiện cường độ thì ta có

                                       

F: Diện tích mặt cắt của quang treo

            (mm2)

Mỗi quang treo gồm có hai nhánh quang, vậy diện tích mặt cắt một nhánh quang treo là:

            F1= (mm2)                                                          

Mặt cắt của quang treo có dạng như sau

                                                           Hình 5.37

F1

Chọn b=35 (mm)   h  25,1 (mm)

Ta chọn  h=35 (mm)

5.3.5.2. Tính toán liên kết quang treo.

Liên kết giữa quang treo và khung tĩnh được liên kết với nhau bằng mối hàn (như hình vẽ:

Hình 5.38

Lực kéo tác dụng lên một nhánh của quang treo là

             N1 =               

Vậy mối hàn chịu lực kéo        N1=14,1 (T)

Liên kết một nhánh của quang với khung tĩnh như sau

Hình 5.39

Trong đó:

          Ld: Chiều dài mối hàn dọc

          Ld=150 (mm)

          Ln: Chiều dài mối hàn ngang: Ln=35 (mm)

Theo công thức (5-11,TL[IV] ) ta có điều kiện bền của mối hàn

                  

Trong đó:

         F: Lực kéo

         F =14,1 (T)=14,1*104 (N)

         k: Bề rộng cạnh hàn

         Lấy k=15 (mm)

         L: Tổng chiều dài đường hàn

         L=2Ld+Ln=2*150+35 = 335 (mm)

: Ứng suất cho phép của mồi hàn

Thay F, k, L, vào công thức trên ta có:

      

Ta thấy 

Vậy mối hàn thoả mãn điều kiện bền

5.3.6. Tính đòn gánh.

  Đòn gánh dùng để tỳ vào đầu cọc và bản giằng bên của khung động, khi máy ép cọc hoạt động để ép cọc xuống đất. Khi ép cọc thì đòn gánh sẽ chịu lực là P = 150 (T) do vậy nó sẽ bị uốn. Để dảm bảo cho đòn gánh chịu được tải trọng là P = 150 (T) thì đòn gánh phải có mặt cắt cần thiết để đảm bảo được yêu cầu chịu lực.

Hình 5.40 Sơ đồ liên kết đòn gánh với bản giằng bên

a- Sơ đồ tính toán đòn gánh

Hình 5.41

Vì bề rộng của khung động là 450 (mm) nên ta chọn đòn gánh có chiều dài là 

L = 550 (mm)

Khi ép cọc thì đòn gánh chịu lực P = 150 (T)

b- Biểu đồ mô men và lực tác dụng lên đòn gánh

Khi chịu lực thì biểu đồ mô men và lực cắt của đòn gánh như sau

Hình 5.42

Mô men lớn nhất

                              Mu = 75*=20625 (T.mm)

Lực cắt lớn nhất ở giữa dầm

                             Q = 75 (T)

c- Chọn mặt cắt đòn gánh

Chọn hình dáng mặt cắt đòn gánh như sau

Hình 5.43

Mặt cắt nguy hiểm nhất ở giữa dầm với

        Mu max = 20625 (T.mm) = 20625*104 (N.mm)

        Q = 150 (T) = 150*104 (N)

* Chọn sơ bộ mặt cắt theo điều kiện cường độ

Ta có

                       

                      

Vậy mô men chống uốn:  =  (mm3)

                                                    (mm3)

Chọn b = 150 (mm) 

Chọn  h = 300 (mm)

* Kiểm tra lại mặt cắt đã chọn

Khi kiểm tra lại mặt cắt đã chọn thì ta kiểm tra cả trường hợp dầm chịu lực cắt

Q = 75 (T)

Theo lý thuyết bền 4 ta có

                               công thức  (7.20, TL[II])

Với   b = 150 (mm), h = 300 (mm) thì ta có

                           (mm3)

                         

Ứng suất tiếp

Theo công thức (7.12, TL[II]) ta có

                         

Vậy ta có:

                         

Ta thấy            

Vậy mặt cắt đã chon thoả mãn.

                                                                    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM

 

6.1. Tính toán thiết kế dầm trung gian.

6.1.1. Đặc điểm kết cấu và hình thức lựa chọn kết cấu.

Tháp tĩnh được treo trên cụm dầm trung gian, và cụm dầm trung gian lại được treo trên dầm đáy. Khung tĩnh có thể trượt dọc theo dầm trung gian

Ta lựa chhọn hình thức kết cấu của dầm trung gian như sau.

Hình 6.1

Dầm làm bằng thép CT3, dầm được ghép bằng các tấm thép hình chữ nhật. Chiều dài của dầm là :

L = 3,4 (m) = 3400 (mm)

6.1.2. Lực tác dụng lên dầm trung gian.

Lực tác dụng lên đàm gồm những lực sau

- Lực kéo P

- Trọng lượng bản thân kết cấu

Khi tính toán kết cấu thép thì ta bỏ qua trọng lượng bản thân kết cấu

6.1.3. Giản đồ tính toán.

Để đơn giản thì ta coi giản đồ tính toán dầm như sau

Hình 6.2

Khi ép cọc thì trường hợp bất lợi nhất là ép cọc ở giữa dầm trung gian

Vì vậy sơ đồ lực tác dụng như trên

Trong đó:

c: Khoảng cách tâm hai nhánh cột trên dầm (tâm hai nhánh cột của khung tĩnh).

c = 610 (mm)

Hình 6.3

d: Khoảng cách từ hai gối đến đầu dầm

Lấy d =100 (mm)

a: Khoảng cách từ tâm nhánh cột đến gối

     a =  (mm)

P: Lực kéo tác dụng lên dầm

    P =

Tính phản lực ở hai gối

                       

                       

Biểu đồ lực và mô men tác dụng như sau       

                                                                  Hình 6.4

Mặt cắt nguy hiểm nhất tại vị trí đặt lực có:

Mô men uốn lớn nhất:           Mumaz = 1295*37,5 = 48562,5 (T.mm)

                                                        = 48562,5*104 (N.mm)

Lực cắt:                                      Q = P = 37,5 (T) = 37,5*104 (N)

6.1.4. Tính chọn mặt cắt dầm.

6.1.4.1- Tính chọn sơ bộ mặt cắt dầm

Mặt cắt dầm có dạng như sau

Hình 6.5

Trong đó:

      h: Chiều cao của dầm. Chọn sơ bộ: h = 400 (mm)

      hb: Chiều cao của bản bụng

      : Chiều dày của bản bụng

      bc: Chiều rộng bản cánh

      : Chiều dày bản cánh

a- Tính chọn mặt cắt bản bụng

* Xác định chiều  cao bản bụng

Theo công thức (3-31, TL[I]) ta có:

                          hb(mm)

* Xác định chiều dày bản bụng

Chiều dày bản bụng được xác định theo điều kiện chịu lực với giả thiết toàn bộ lực cắt đều do bản bụng chịu; Ứng suất cắt trên mặt cắt dầm phải thoả mãn

                        công thức (3-32, TL[I])

Trong đó:   là chiều dày bản bụng

Theo kinh nghiệm ta lấy

                

                

Vậy chiều dày bản bụng

                 

Q: Lực cắt lớn nhất

Q = P = 37,5 (T) = 37,5*104(N)

           

Chọn  = 40 (mm)

b- Tính chọn mặt cắt của bản cánh.

Mô men chống uốn cần thiết của mặt cắt

           

Vậy mô men chống uốn nguyên của mặt cắt

          

Trong đó:

: Là hệ số liên kết

=1 (liên kết bằng hàn)

Vậy        

Mô men quán tính của dầm

              

Ta có:     Jd = Jc +Jb

Jc: Mô men quán tính của cánh dầm

Jb: Mô men quán tính của bụng dầm

Jb=2*

Jd=60700*104 (mm4)

 Jc = Jd-Jb = 60700*104-38045*104=22655*104(mm4)

Mặt khác

Mô men quán tính mặt cắt hai cánh dầm

             Jc trong đó   h0: Khoảng cách 2 tâm cánh dầm

Lấy     h0

         

Ta có:   Fc=bc*

: Chiều dày cánh dầm

bc: Bề rộng cánh dầm

Chọn    bc = 175 (mm) 

Chọn   = 25 (mm)

6.1.4.2 - Kiểm tra mặt cắt đã chọn

 + Theo điều kiện cường độ

Theo công thức (3-36, TL[I]) ta có

                         

Trong đó:

h: Chiều cao dầm: h = 400 (mm)

 J: Mô men quán tính của dầm đối với trục trung hoà

                 J = Jb+Jc

                 Jb = 38045*104 (mm4)

                 Jc = 2Fc*

                  J = 38045*104 + 31587,5*104 = 69632,5*104 (mm4)

Vậy 

Ta they: 

Vậy mặt cắt đã chọn thoả mãn theo điều kiện chịu uốn

+ Kiểm tra theo đièu kiện độ cứng

Theo cong thức (3.1, TL[I]) ta có

                                    

Trong đó:

          f: Độ võng lớn nhất của dầm

          l: Khẩu độ tính toán của dầm

          : Độ võng tương đối cho phép

Theo tài liệu [ II] ta có

              

Ta chọn     

Độ võng của dầm

            

Vậy       

Ta có:

           Jx: Mô men quán tính của dầm

           Jx = 69632,5*104 (mm4) = 69632,5 (cm4)

           l = 3200 (mm) = 320 (cm)  (khoảng cách tâm hai gối của dầm)

           P = 75(T)

          (Tính đơn giản ta dặt P=75 (T) ở giữa dầm)

          E: Mô đuyn đàn hồi của vật liệu

          Tra bảng (2,1, TL[II]) ta chọn

          E = 2,1*106 daN/cm2 = 2.1*103 (T/cm2)

Vậy ta có

        

Ta thấy

        

Vậy điều kiện độ cứng đảm bảo

Vậy mặt cắt dầm đã chọn là hợp lý

6.1.5. Tính toán thiết kế quang treo

  Phản lực ở gối A và B là

RA = RB = 37,5 (T)

Mà ở gối A và B thì mỗi gối có hai quang treo, nên lực tác dụng lên quang treo là

               N=

Chọn vật liệu làm quang treo là thép CT3

Theo điều kiện chịu kéo ta có

                

Mỗi quang treo lại gồm hai nhánh quang, vậy diện tích mặt cắt một nhánh quang treo là

Mặt cắt quang treo có dạng như sau:

Hình 6.6

Vậy ta có

                b*h  586 (mm2)

Chọn b = 35 (mm)

Chọn h= 35 (mm)                          

6.2. Tính toán thiết kế dầm đáy (dầm ngang).

6.2.1. Đặc điểm kết cấu và hình thức lựa chọn kết cấu

   Dầm đáy dặt nằm ngang, dầm đáy liên kết với dầm trung gian bằng quang treo. Khi máy ép cọc hoạt động đẻ ép cọc xuống thì dầm đáy bị kéo lên. Lực kéo trên dầm đáy bằng phản lực tại hai gối của dầm trung gian. Khi ép cọc thì do dầm đáy bị kéo lên cho nên khi ép cọc thì ta phải đặt đối trọng là những tấm bê tông len dầm. Lực ép là P=150 (T) cho nên cần dặt đối trọng mỗi bên là 75 (T)

* Hình thức kết cấu của dầm đáy như sau.                    

Hình 6.7

Dầm được làm bằng thép hình chữ I

6.2.2. Lực tác dụng lên dầm

Lực tác dụng lên dầm đáy gồm có

- Lực kéo P     ()

- trọng lượng của đối trọng

Khi ép cọc thì với lực ép 150 (T) thì mỗi bên cần đặt đối trọng nặng 80 (Tấn)

- Trọng lượng bản thân (khi tính toán thì ta bỏ qua trọng lượng bản thân của kết cấu)

6.2.3. Giản đồ tính toán

Giản đồ tính toán của dầm đáy như sau

Hình 6.8

Trong đó:

            G: Trọng lượng của đối trọng đặt lên một bên dầm:

             a: Khoảng cách từ gối ( tâm đối trọng ) đến đầu dầm

            Lấy a = 767 (mm)

b: Khoảng cách từ điểm đạt lực đến gối

c: Khoảng cách giữa hai điểm đặt lực, bằng khoảng cách của hai dầm ngang

c =  970 (mm)       

L: Chiều dài dầm: L=8000 (mm)

* Tính phản lực tại hai gối

        RA=RB=

Ta có biểu đồ lực cắt và mô men tác dụng lên dầm như sau:

Hình 6.9

6.2.4. Tính chọn mặt cắt dầm.

a- Sơ bộ chọn mặt cắt dầm theo điều kiện chống uốn

Dầm chọn phải thoả mãn điều kiện chống uốn

                           

Vật liệu làm kết dầm là thép CT3 nên    (N/mm2)

Mumax=101132,5 (T.mm) = 101132,5*104 (N.mm)

Vậy ta có

          = = 6320 (cm3)

Wct: Mô men chống uốn cần thiết của mặt cắt

Sơ bộ chọn mặt cắt như hình vẽ

Hình 6.10

b - Kiểm tra mặt cắt đã chọn

* Kiểm tra theo điều kiện cường độ

mặt cắt đã chọn gồm thép hình chữ I65 và có hàn thêm hai tấm có chiều rộng là 200 (mm), và chiều dày là  40 (mm) suốt chiều dài của dầm

Mô men quán tính của dầm đã chọn

           J=JI+2Jc

JI: Mô men quán tính của thép I65

Tra bảng (3,[I]) ta được          JI = 101400 (cm4)

Jc: Mô men quán tính của bản cánh hàn thêm vào

   

Vậy mô men quán tính của mặt cắt

J=JI+2Jc=101400 + 2*95327 = 292054 (cm4)

   

Wcu: Mô men chống uốn của mặt cắt

h: Chiều cao của mặt cắt

Ta thấy    Wcu = 8001,4 (cm4) > 6320 (cm3) = Wct

Vậy mặt cắt đã chọn thoả mãn điều kiện cường độ

* Kiểm tra theo độ võng cho phép

Theo công thức (3.1, TL[I]) ta có

                             

f: Độ võng lớn nhất của dầm

l: Khẩu độ tính toán của dầm (bằng khoảng cách 2 gối)

Để đơn giản khi tính độ võng ta đặt lực P = 75 (T) nằm ở giữa dầm (như hình vẽ)

Hình6.11

Độ võng của dầm

                    

Jx: Mô men quán tính của dầm: Jx = 292054 (cm4)

l = 8000 (mm) = 800 (cm)

P = 75 (T)

E: Mô đuyn đàn hồi của vật liệu

Tr bảng (2,1,[II]) ta chọn

E = 2,1*106 daN/cm2 =2,1*103 (T/cm2)

Vậy ta có

Ta thấy

Vậy mặt cắt đã chọn thảo mãn điều kiện độ võng.

                 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CHƯƠNG VII :  QUY TRÌNH LẮP DỰNG

 

7.1. Công tác chuẩn bị  để thi công máy ép cọc tĩnh.

  - về mặt bằng thi công: 

  Địa hình thi công yêu cầu phải bằng phẳng  mặt bằng thi công phải được tạo trước khi đưa máy đến làm việc  ta có thể sử dụng máy ủi để tạo mặt bằng 

  - Các thiết bị phụ trợ

     +Sử dụng cần trục bánh lốp KC sức cẩu   Q 12tấn     

     Chiều  cao nâng H đạt được 12 (m)  

     + Dây cáp buộc nâng

     +  Máy hàn 

 Ta sử dụng máy hàn hồ quang

  - Chuẩn bị cọc

  Cọc chuẩn bị sẵn được tâp kết ở bãi, cọc có chất lượng đảm bảo đã

  được thử tải kích thước phù hợp

  - Chuẩn bị về nhân lực:

 Số lượng công nhân  6 người :

    +Thợ lái cẩu :                                              1người

    +Công nhân buộc cáp :                               1người

    +Công nhân nâng hạ đòn gánh:                  1người

    +Công nhân điều khiển hệ thống thuỷ lực: 1người

    +Công nhân hàn điện :                                1người

    + Công nhân căn chỉnh cọc khi ép               1người

  -Bản vẽ sơ đồ vị trí  cọc

-       Chuẩn bị xe để vận chuyển máy ép cọc  và các thiết bị đến công trình

7.2. Qui trình lắp dựng.

    Sau khi chuẩn bị xong, máy đã được đưa đến công trình ta tiến hành lắp                                                                            dựng máy  theo các bước như  sau:

Bước 1: Lắp dựng dầm đáy.  

   Dựa theo bản vẽ sơ đồ bố trí cọc ta tiến hành đặt dầm đáy sao cho dàn ép  ép  được nhiều  vị  trí

Sau khi xác định vị trí đặt dầm đáy ta tiến hành đặt dầm đáy như sau :

  + Buộc cáp vào dầm đáy, ngoặc cáp vào móc câu cẩu trục

  + Nâng dầm đến vị trí xác định, căn chỉnh kê dầm sao cho bằng phẳng

sau khi căn chỉnh  dầm xong ta hạ dầm và tháo cáp   

Hình 7.1

 +Yêu cầu trong quá trình là việc cần tiến hành cẩn thận an toàn

Bước 2: Cẩu đặt dầm trung gian

  Sau khi đặt xong dầm đáy ta tiến hành đặt dầm trung gian

   + Buộc cáp vào dầm trung gian, ngoặc móc câu cần trục

   + Nâng dầm đến vị trí xác định 

   + Hạ dầm  xỏ thanh cài 

   + Chêm chặt dầm trung gian với dầm đáy

Hình 7.2

Bước 3: Cẩu tải trọng đặt lên dầm trung gian

+ Buộc cáp vào chỗ buộc trên khối bê tông, ngoặc cáp vào móc câu

+ Nâng tải đến đặt xuống dầm trung gian

+ Bố trí tải sao cho cân đối 2 bên

+ Yêu cầu trong quá trình làm việc cần tiến hành cẩn thận an toàn

Hình 7.3

  Bước 4: Sau khi tải được chất lên ta tiến hành lắp dựng dàn ép

  + Buộc cáp vào dàn ép, ngoặc cáp vào móc câu

  + Nâng từ từ dàn ép  như hình vẽ cẩu dàn dến bệ dàn

  + Xác định đúng vị trí, hạ từ từ dàn ép xuống  căn chỉnh dàn ép cho cân  thẳng

  + Xỏ thanh cài và tiến hành cố định dàn ép  bằng chêm

Các bước trên được thể hiện trong các hình sau.

Hình 7.4

Hình 7.5

Hình 7.6

Hình 7.7

 Bước 5 : Nối ống dẫn dầu

  + Cẩu cụm hệ thống thuỷ lực đến vị trí xác định  đằng sau dàn ép  tại vị trí để người điều khiển dễ quan sát

  + Tiến hành nối ống dẫn dàu

  + Yêu cầu các nút nối vặn  chắc chắn, đường dầu không  bị gập

Sau khi nối đường dầu xong (công tác cung  cấp nguồn điện cho động cơ điện hoàn tất)  ta tiến hành thi công ép cọc

7.3. Quy trình thi công ép cọc.

  Các bước thi công ép cọc được thực hiện như sau:

  Bước1: Lắp ghép cọc

   + Buộc cáp vào cọc cách đầu cọc 1/3 chiều dài cọc

   + Buộc cáp vào móc câu và tiến hành nâng cọc yêu cầu nâng từ từ

   + Hạ cọc vào đường dẫn

   + Điều chỉnh cọc cho thẳng đứng

Hình 7.8

Hình 7.9

Bước 2: Lắp đòn gánh và tiến hành ép cọc

  - Sau khi ghép cọc xong ta lắp đòn gánh

       + Nâng khung trượt lên

       + Cài đòn gánh dưới bản tỳ

  - Tiến hành ép

       + Điều khiển hệ thuỷ lực để hạ khung trượt ép cọc

       + Sau khi hết hành trình piston ta điều khiển van phân phối để nâng khung trượt lên  cài lại đòn gánh sau đó tiếp tục hạ khung ép cọc

  Bước 3: Nối cọc 

   + Cẩu cọc tiến hành  như bước 1

   + Điều chỉnh cọc thẳnh đứng

   + Tiến hành hàn  nối cọc

sau khi hàn nói cọc xong ta tiến hành hàn ép cọc như các  bước trên

Bước 4: Thay đổi vị trí ép cọc

Cọc ép xong 1 vị trí ta tiến hành dịch chuyển đến vị trí mới

  * Nếu di chuyển để đóng cọc dọc theo chiều dài của dầm đáy 

   + Buộc cáp vào dàn ép, ngoặc cáp vào móc câu cần trục, cần trục có nhiệm vụ giữ ổn định dàn ép

   + Tháo chêm giữa dầm trung gian và dầm đáy, rút thanh xỏ ra và di chuyển cả phần trên dọc theo dầm đáy đến vị trí mới

  * Nếu thay di chuyển để đóng cọc theo phương ngang (dọc theo dầm trung gian)

   +Buộc cáp  vào dàn ép, ngoặc cáp vào móc câu cần trục

   +Tháo chêm giữa dầm trung gian và dàn ép 

   +Cẩu  dịch chuyển cả cụm dàn ép đến vị trí mới (dọc theo dầm trung gian)

   +Tiến hành định vị  như bước trên

 * Thay đổi vị trí ép khác không cùng trong một đài ép

   + Cẩu hạ dàn ép

   + Cẩu hạ đối trọng

   + Cẩu cụm dầm bệ đến vị trí mới  tiến hành lắp dựng như các bước trên

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CHƯƠNG VIII: TÍNH GIÁ THÀNH CHẾ TẠO

 

   Để đảm bảo tính kinh tế trong quá trình thhiết kế thì em xin trình bày thêm phần tính toán giá thành chế tạo.

8.1. Tính toán giá thành chế tạo kết cấu thép của máy.

8.1.1. Tính toán giá thành chế tạo khung động

    Khung động được chế tạo từ các thép góc đều cạnh và được liên kết với nhau bằng các bản giằng. Các bản giằng được liên kết với thép góc bằng hàn

Kết cấu của khung động

Hình 8.1

8.1.1.1. Tính toán giá thành của các bản thép hình chế tạo khung

các bản thép góc đều cạnh có kích thước như sau

Hình 8.2

Để chế tạo tháp động thì cần 4 bản thép góc đều cạnh số hiệu 14

Tra bảng  (3, TL[II]) ta có:

Khối lượng riêng trên một mét dài của thép

 Khối lượng của các bản thép

           m1 = 4*7*19,4 = 543,2 (kg)

Giá thành thép bản là  15000 (đ/kg)

Giá thành thép hình là 17000 (đ/kg)

Thành tiền:

                     T1 = 17000*543,2 = 9234400 (đ)

8.1.1.2. Tính toán giá thành các bản giằng.

+ Số bản giằng trước có 3 bản có kích thước như sau

Hình 8.3

+ Số bản giằng sau gồm có 6 bản có kích thước như sau

Hình 8.4

+ Số bản giằng bên có 12 bản có kích thước như sau

Hình 8.5

Vậy khối lượng thép chế tạo bản giằng

                 m2 = mt + ms + mb  (Kg)

Trong đó:

               mt: Khối lượng bản giằng trước

               ms: Khối lượng bản giằng sau

               mb: Khối lượng bản giằng bên

trọng lượng riêng của thép:

Vậy khối lượng bản giằng trước

           mt =3*0,45*0,36*0,025*7,8*103 = 94,77 (kg)

Khối lượng bản giằng sau

          ms = 6*0,45*0,36*0,025*7,8*103 = 189,54 (kg)

Khối lượng bản giằng bên

         mb = 12*0,45*0,36*0,04*7,8*103 = 606,5 (kg)

Tổng khối lượng các bản giăng liên kết khung động là

m2 = mt + ms + mb = 94,77 +189,54 + 606,5 = 890,81 (kg)

Thành tiền

                 T2 = 15000*890,81 = 13362150 (đ)

8.1.1.3. Tính giá thành que hàn để chế tạo khung động

Khi hàn ta dùng que hàn KOBE   giá 16000 (đ/kg), 1kg được 17 que hàn và mỗi que hàn khi hàn thì hàn được trung bình là 200 (mm)

+ Tính tổng chiều dài đường hàn với bản giằng trước

Sơ đồ liên kết

Hình 8.6

Tổng chiều dài đường hàn

L1 = (360+25)*2*2*3 = 4620 (mm)

+ Tính tổng chiều dài đường hàn đối với bản sau

Sơ đồ liên kết

Hình 8.7

Trong đó:

Ln: Chiều dài đường hàn ngang          Ln = 360 (mm)

Ld: Chiều dài đường hàn dọc              Ld = 140 (mm)

Số bản giằng sau là 6 bản giằng

Vậy tổng chiều dài đường hàn đối với bản giằng sau là

L2 = 6*[(Ln + 2Ld)*2] = 6*[(360 + 140*2)*2] = 7680 (mm)

+ Tính tổng chiều dài đường hàn đối với bản giằng bên

Sơ đồ liên kết

Hình 8.8

Ln: Chiều dài đường hàn ngang              Ln = 360 (mm)

Ld: Chiều dài đường hàn dọc                  Ld = 100 (mm)

Số bản giằng bên là 12 bản giằng

 Tổng chiều dài đường hàn đối với bản giằng bên là:

L3 = 12*[2Ld + Ln)*2] = 12*[(2*100 + 360)*2] = 13440 (mm)

Vậy tổng chiều dài đường hàn của các bản giằng với thép góc là

L = L1 + L2 + L3 = 4620 + 7680 + 13440 = 25740 (mm)

 Số lượng que hàn cần dùng:

                 nq =

 Khối lượng que hàn

                 mq =  (kg)

Thành tiền

               T3 = 7,6*16000 = 121600 (đ)

Vậy giá thành chế tạo kết cấu thép của khung động

T = T1 + T2 + T3 = 9234400 + 13362150 + 121600 = 22718150 (đ).

8.1.2. Tính toán giá thành chế tạo khung tĩnh.

Kết cấu của khung tĩnh

Hình 8.9 (Kết cấu khung tĩnh)

Khung tĩnh được chế tạo từ các thép hình [22 và các thép bản

8.1.2.1. Tính giá thành thép [22 để chế tạo khung tĩnh

Số bản thép hình dùng là 4 bản [22 có chiều dài 5000 (mm)

Tra bảng (3, TL[II]) ta được

Khối lượng trên một mét dài của thép:  = 21 (kg/m)

Vạy khối lượng thép hình

m1 = 4*21*5 = 420 (kg)

Thành tiền

             T1 = 17000*420 = 7140000 (đ)

8.1.2.2. Tính giá thành thép bản để hàn vào thép  [22.

Ta cần 4 thép bản có kích thước như sau

Hình 8.10

Thể tích của bản thép

V = 5*0,22*0,005 = 0,0055 (m3)

Khối lượng 4 bản thép là 

          m2 = 4*V* = 4*0,0055*7,8*103 = 171,6 (kg)

Thành tiền

        T2 = 15000*171,6 = 2574000 (đ)

: Tỷ trọng của thép             = 7,8*103 (kg/m3)

8.1.2.3. Tính toán giá thành các bản giằng

 Số bản giằng liên kết với tháp tĩnh là

+ 8 bản có kích thước 970 X 150 X 20

Hình 8.11

+ 2 bản giằng có kích thước 750 X 150 X 20

Hình 8.12

+ 2 bản giằng có kích thước 450 X 150 X 20

Hình 8.13

Vậy khối lượng các bản giằng

m3 = 7,8*103 [ 8*0,97*0,15*0,02 + 2*0,75*0,15*0,02 + 2*0,45*0,15*0,02]

      = 238 (kg)

Thành tiền

       T3 = 238 *12000 = 2856000 (đ)

8.1.2.4. Tính toán giá thành chế tạo cụm tai xy lanh trên

Cụm tai xylanh trên gồm có 4 bản có kích thước như  sau

Hình 8.14 (cụm tai xy lanh trên)

Khối lượng cụm tai xy lanh trên

            m4 = 4*0,45*0,3*0,028*7,8*103 = 118 (kg)

Thành tiền

           T4 = m4*15000 = 118 *15000 = 1770000 (đ)

8.1.2.5. Tính giá thành que hàn

Tính gần đúng thì số bản giằng cần thiết là 14 bản giằng có đường hàn như sau

Hình 8.15 (sơ đồ đường hàn của bản giằng)

Ln: Chiều dài đường hàn ngang

Ln = 150 (mm)

Ld: Chiều dài đường hàn dọc

Ld = 110 (mm)

 Tổng chiều dài đường hàn của các bản giằng

L1 = 14 *2*(2Ld + Ln) = 14 *2*(2*110 +150) = 10360 (mm)

Vậy số lượng que hàn cần dùng

         nq =  (que)

Khối lượng que hàn

         mq = (kg)

Thành tiền

       T5 = 3*16000 = 48000 (đ)

8.1.2.6. Tính toán giá thành chế tạo quang treo

Trên dầm trung gian gồm có 8 quang treo có kích thước như sau

Hình 8.16 (quang treo)

Vậy khối lượng quang treo

m6 = (0,035*0,035*0,7)*2*8*7,8*103 = 107 (kg)

Thành tiền

               T6 = 107*15000 = 1605000 (đ)

Vậy tổng giá thành chế tạo tháp tĩnh

               Ttt =  = 7140000 + 2574000 + 2856000 + 1770000

                                 + 48000 + 1605000

               Ttt = 15993000 (đ)

8.1.3. Tính toán giá thành chế tạo dầm trung gian

Kết cấu dầm trung gian

Hình 8.17

8.1.3.1. Tính toán giá thành kết cấu thép chế tạo dầm trung gian

Tính toán giá thành chế tạo một dầm trung gian

* Thép để chế tạo bản cánh của dầm như  sau

Hình 8.18

Khối lượng thép chế tạo cánh dầm trung gian  (đối với một dầm)

m1 =  2*3,4*0,175*0,025*7,8*103 = 339 (kg)

Thành tiền

T1 = 339*15000 = 5085000 (đ)

* Tính giá thành ché tạo bản bụng của một dầm

Thép để chế tạo bản bụng có kích thước như  sau

Hình 8.19

Khối lượng thép chế tạo bản bụng của một dầm

                    m2 = 2*0,04*3,4*0,35*7,8*103 = 408 (kg)

Thành tiền

                     T2 = 408*15000 = 6120000 (đ)

8.1.3.2. Tính toán giá thành que hàn

Tổng số chiều dài đường hàn khi chế tạo một dầm trung gian là

               L = 4*3400 = 13600 (mm)

 Số que hàn cần dùng    nq =  (que)

 Khối lượng que hàn      (kg)

Thành tiền

                  T3 = 4*16000 = 64000 (đ)

Vậy giá thành chế tạo dầm trung gian ( hai dầm) là

Tn = 2*(T1 + T2 + T3) = 2*(5085000 + 6120000 + 6400) =22422800 (đ)

8.1.4. Tính toán giá thành chế tạo dầm đáy.

Kết cấu của dầm đáy

Hình 8.20 (kết cấu dầm đáy)

Dầm đáy được tạo thành từ  thép hình I65  và cá thép bản được hàn vào cánh dầm như hình vẽ

Hình 8.21 (kết cấu mặt cắt dầm đáy)

8.1.4.1. Giá thành thép chế tạo dầm

* Khối lượng thép I65 để chế tạo mọt bên dầm

         m1 = 8*

: Khối lượng một mét dài thép I65

Tra bảng (3, Tl[I]) ta được      

            =

G: Trọng lượng một mét dài của thép làm dầm

G = 120 (KG) = 1200 (N)

g: Gia tốc trọng trường

g = 10 (m/s2)

        (kg/m)

Vậy       

              m1 = 8*120 = 960 (kg)

Thành tiền             

             T­1 = 960*17000 = 16320000 (đ)

* Khối lượng thép hàn vào bản cánh dầm

Thép hàn vào cánh dầm có kích thước như sau

Hình 8.22

Vậy khối lượng thép hàn vào cánh dầm (tính cho một dầm)

               m2 = 2*8*0,2*0,04*7,8*103 = 998,4 (kg)

Thành tiền

T2 = m2*15000 = 998,4*15000 = 14976000 (đ)

Vậy giá thành thép chế tạo cụm dầm đáy là

T* = 2(T1 +T2) =2(16320000 + 14976000) = 62592000 (đ)

8.1.4.2. Giá thành que hàn chế tạo dầm

Tổng chiều dài đường hàn

L = 2*4*8000 = 64000 (mm)

 Số lượng que hàn cần dùng

 (que hàn)

 Khối lượng que hàn cần dùng

 (kg)

Thành tiền

T** = 18,8*16000 = 300800 (đ)

Vậy giá thành chế tạo dầm đáy

Tđ = T* + T** = 62592000 + 300800 = 62892800 (đ)

Ta có bảng kê giá thành  kết cấu thép chế tạo máy

Tên

Tháp tĩnh

Tháp động

Dầm trung gian

Dầm đáy

Giá thành

(VNĐ)

 

15993000

 

22718150

 

   22422800

 

  62892800

 

Vậy tổng giá thành chế tạo kết cấu thép của máy

                      T = 124062750 (đ)

8.2. Tính toán giá thành của bộ nguồn thuỷ lực.

Bộ thuỷ lực gồm có xylanh thuỷ lực, bơm, van phân phối, đồng hồ đo áp, van an toàn, ống dẫn dầu, bầu lọc, thùng dầu, động cơ điện

Trong đó giá thành của xylanh là: 50000000 (đ)

Giá thành các bôn phận còn lại là: 20000000 (đ)

Tổng giá thành bộ thuỷ lực là: 70000000 (đ)

Vậy tổng giá thành chế tạo máy ép cọc chưa tính sơn và công thợ, máy móc là:

T = 124062750 + 70000000 = 194026750 (đ)

(Một trăm chín tư triệu, không trăm hai sáu nghìn, bảy trăm năm mươi đồng)

KẾT LUẬN

   Sau một thời gian làm việc tập trung, khẩn trương dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy giáo trong bộ môn, đặc biệt là thầy giáo: TS…………. đến nay đồ án của em đã hoàn thành đúng thời hạn đảm bảo các nhiệm vụ được giao.

   Qua quá trình làm đồ án đã giúp tôi làm quen với những công việc cụ thể của người kỹ sư trong tương lai, phương pháp làm việc độc lập, sáng tạo, khoa học, kỷ luật, đồng thời đồ án đã giúp bản thân tôi củng cố thêm các kiến thức đã được học cũng như học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu để phụ vụ cho quá trình ra trường sau này.

   Cuối cùng em xin cám ơn thầy giáo: TS………….cùng các thầy trong bộ môn đã tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.                                                                                

   Em xin chân thành cảm ơn !

                                   ….., ngày….tháng… năm 20…

                                    Sinh viên thực hiện

                                    ………………

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[I]. Nguyễn Văn Hợp, Phạm Thị Nghĩa:

Kết cấu thép Máy Xây Dựng-Xếp Dỡ

[II]. Vũ Đình Lai, Nguyễn Xuân Lựu, Bùi Đình Nghi:

Sức bền vật liệu.  Nhà xuất bản giao thông vận tải - Hà Nội 1999

[III]. Lê Văn Quý:

Cơ học kết cấu. Trường đại học giao thông vận tải-Hà Nội

[IV]. Nguyễn Trọng Hiệp:

Chi tiết máy. NXB Giáo Dục

[V]. Vũ Thanh Bình - Nguyễn Đăng Điệm:

Truyền động máy xây dựng và xếp dỡ. NXB Giao Thông Vận Tải

[VI]. T.S Phùng Văn Khương , TH.S Phạm Văn Vĩnh:

Thuỷ lực và máy thuỷ lực. Trường đại học giao thông vận tải

[VII]. Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm.

Thiết kế chi tiết máy - NXB  Giáo Dục.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"

hỗ trợ trực tuyến
doanchatluong.vn
đồ án mới cập nhật
ĐỒ ÁN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG MỘT SỐ CHI TIẾT CỦA Ê TÔ XOAY 2 CHIỀU TRÊN MÁY PHAY
ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU HỆ ĐỘNG LỰC HỌC TUYẾN TÍNH HỆ SỐ HẰNG SỐ BẰNG CÁCH SỬ DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN LQR
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LY HỢP XE TẢI CÔNG THỨC BÁNH 4x2
ĐỒ ÁN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÁI TRỢ LỰC ĐIỆN TRÊN XE HONDA CIVIC
ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU KHAI THÁC HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN XE TẢI VÀ XE KHÁCH
ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ THAY THẾ ĐỘNG CƠ DIESEL TRÊN XE PAZ 32054
ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐÁNH LỬA TRỰC TIẾP DỰA TRÊN XE CƠ SỞ VIOS 2007
ĐỒ ÁN KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ PHANH TRÊN XE CHỈ HUY UAZ 31512
ĐỒ ÁN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH ROBOT ỨNG DỤNG TRONG GIA CÔNG PHAY BỀ MẶT PHẲNG
ĐỒ ÁN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH ROBOT ỨNG DỤNG GẮP CHI TIẾT ĐÚC TỪ MÁY CÔNG NGHỆ RA VỊ TRÍ THÁO KHUÔN
ĐỒ ÁN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ROBOT ỨNG DỤNG BỐC XẾP KHO CHỨA TỰ ĐỘNG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT LINH HOẠT FMS
ĐỒ ÁN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH ROBOT 3 BẬC TỰ DO TỊNH TIẾN ĐỂ GẮP HỘP TỪ BĂNG TRUYỀN
ĐỒ ÁN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ROBOT HÀN TỰ ĐỘNG
ĐỒ ÁN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH ROBOT VIẾT CHỮ VÀO TRONG CÔNG VIỆC
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ROBOT ỨNG DỤNG TRONG HÀN ĐIỂM


"Doanchatluong.vn" lấy "chất lượng" làm thước đo của sự tồn tại và phát triển.
Chỉ những đồ án/tài liệu thực sự đảm bảo chất lượng chúng tôi mới đăng lên website.
Bản quyền thuộc về Đồ án chất lượng.vn