MỤC LỤC

MỤC LỤC………………………………………………………………............................................................................................................................………1

LỜI NÓI ĐẦU……………………………………………………………..…..........................................................................................................................….2

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH SỬ DỤNG MÁY ÉP CỌC BẤC THẤM TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG Ở VIỆT NAM…………………...…..3

1.1. Giới thiệu máy ép cọc bấc thấm với máy cơ sở là máy đào PC-200……….............................................................................................................….3

1.2. Tình hình khai thác và các hư hỏng thường gặp………………………................................................................................................................……...11

CHƯƠNG II. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MỘT SỐ CHI TIẾT VÀ CỤM CHI TIẾT THAY THẾ TRONG SỬA CHỮA MÁY ÉP CỌC BẤC THẤM VỚI CƠ SỞ LÀ MÁY ĐÀO PC200…………………………………………………….......................................................................................................................................…………….20

2.1. Tính toán thiết kế sửa chữa trục ép ……………….…………………..................................................................................................................………20

2.2. Tính toán thiết kế sửa chữa bộ phận tang tời dẫn động trục ép………................................................................................................................…….27

2.3. Tính toán thiết kế sửa chữa các thanh giằng……………………..……................................................................................................................….….42

2.4. Tính toán thiết kế sửa chữa động cơ thủy lực…………………………................................................................................................................……..56

CHƯƠNG III. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO TRỤC ÉP……............................................................................................................................…..59

3.1. Quy trình công nghệ chế tạo trục ép………………………………..................................................................................................................…………59

3.2. Quy trình lắp đặt và thửu nghiệm………………………………………......................................................................................................................….65

CHƯƠNG IV. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XƯỞNG 100 MÁY/ NĂM SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA MÁY ÉP CỌC BẤC THẤM…………….…….68

4.1. THIẾT KẾ SƠ BỘ……………………………………………………….........................................................................................................................….68

4.2. THIẾT KẾ KĨ THUẬT…………………………………………………..........................................................................................................................…..78

CHƯƠNG V. CÔNG TÁC AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG SỬ DỤNG MÁY ÉP CỌC BẤC THẤM……………………………………………..……….……93

5.1. Các nguyên tắc cơ bản đối với người sử dụng máy xây dựng……….............................................................................................................….……93

5.2. Quy trình lắp dựng………………………………………………….....................................................................................................................……...…95

TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………..........................................................................................................................…...…….98

LỜI MỞ ĐẦU

Trong thời gian gần đây, đất nước ta đã có nhiều chuyển biến tốt đẹp, nền kinh tế nước ta đã hội nhập với nền kinh tế thế giới. Trong quá trình phát triển sẽ xuất hiện nhiều trung tâm chính trị, kinh tế, xã hội như thành phố Hồ Chí Minh hoặc Hà Nội. Cùng với đó là sự phát triển dân số, tập trung dân cư, do vậy vấn đề giải quyết cơ sở hạ tầng là rất bức thiết. Để thi công một công trình thì cần rất nhiều kỹ thuật của nhiều ngành khác nhau, trong đó ngành cơ khí xây dựng chiếm tầm quan trọng không nhỏ.

Ngày nay, yêu cầu đặt ra ngày càng khắt khe, việc xây dựng không những đòi hỏi tiến độ mà còn đòi hỏi mức độ an toàn cao cho bản thân công trình và các công trình xung quanh.

Trong xây dựng, việc thi công nền móng là rất quan trọng. Để đáp ứng yêu cầu về tiến độ, an toàn, không gây chấn động cho các công trình xung quanh, hiện nay đã xuất hiện máy ép cọc bắc thấm. Máy có nhiều ưu điểm, nên em được giao nhiệm vụ: “Tính toán, thiết kế một số chi tiết và cụm chi tiết thay thế trong sửa chữa máy ép cọc bấc thấm với máy cơ sở là máy đào pc200”. Nội dung trình bày trong đồ án gồm các nội dung sau:

Chương 1: Tổng quan tình hình sử dụng máy ép cọc bấc thấm trong công trình xây dựng ở Việt Nam hiện nay.

Chương 2: Tính toán thiết kế một số chi tiết và cụm chi tiết thay thế trong sửa chữa máy ép cọc bấc thấm với máy cơ sở là máy đào pc200.

Chương 3: Quy trình công nghệ chế tạo trục ép.

Chương 4: Tính toán thiết kế xưởng sửa chữa bảo dưỡng sửa chữa máy ép cọc bấc thấm.

Chương 5: Các qui định về an toàn trong bảo dưỡng và sửa chữa máy.

Trong quá trình thiết kế, em đã vận dụng tất cả kiến thức cũng như tham khảo nhiều tài liệu. Tuy nhiên việc thiết kế đòi hỏi nhiều kinh nghiệm nhưng em được sự giúp đỡ hướng dẫn tận tình của thầy: PGS.TS…………..… cùng các thầy cô và các bạn nên em đã hoàn thành bài thiết kế tốt nghiệp với tất cả khả năng của mình.

Mặc dù đã cố gắng hết mình nhưng kinh nghiệm và trình độ có hạn nên vẫn còn nhiều thiếu sót, hạn chế, rất mong nhận được ý kiến đóng góp của thầy cô để khắc phục và sau này làm được tốt hơn trong thực tế, trở thành hành trang bước vào đời.

Em xin chân thành cám ơn thầy: PGS.TS…………..… cùng các thầy cô và các bạn đã giúp đỡ em rất nhiều trong thời gian vừa qua. 

                                                                                                                                             Hà nội, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                                                                           Sinh viên thực hiện

                                                                                                                                           ……………….

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN TÌNH HÌNH SỬ DỤNG MÁY ÉP CỌC BẤC THẤM TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG Ở VIỆT NAM

1.1. Giới thiệu máy ép cọc bấc thấm với máy cơ sở là máy đào PC-200

Với phát minh của người Hà Lan về loại máy ép cọc bấc thấm là một thành tựu vĩ đại không những cho ngành xây dựng của Hà Lan mà còn góp một công lao to lớn cho nhân loại. Từ phát minh đó mà dần dần các thế hệ máy ép cọc ra đời với mẫu mã không ngừng cải tiến và công nghệ ngày càng hiện đại hơn, chính xác hơn, tiện lợi hơn và ổn định hơn. Cho dù thế nào đi chăng nữa thì loại máy ép cọc bấc thấm với phương án sử dụng máy xúc 1 gầu truyền động thủy lực có lắp bộ công tác ép cọc bấc thấm là một phương án mà hiện nay và tương lai đang được dùng phổ biến và rộng rãi, ngày còn phát triển.

Bộ công tác thường được cấu tạo từ cốt thép dẫn hướng mà chủ là một thép dạng hở. Trong khung thép có đặt hệ thống bao gồm: bộ tời ép (puly, cáp thép, tang quấn cáp và động cơ thủy lực,…); cọc thép có nut bấc thấm ở trong.

Phương án sử dụng máy xúc 1 gầu truyền động thuỷ lực có lắp bộ công tác ép cọc bấc thấm là một phương án mới và hiện nay và tương lai đang được dùng phổ biến và rộng rãi ngày càng phát triển.

Phương pháp này thực chất là dùng một máy xúc 1 gầu truyền động thuỷ lực đã tháo tay gầu chỉ để lại tai cần liên kiết với bộ công tác bằng liên kết chốt. Các máy cơ sở này thông thường là công suất khoảng từ 100 – 300 mã lực, phổ biến nhất là từ 120 – 250 mã lực. Xi lanh thuỷ lực của máy xúc có tác dụng tạo độ xiên âm hay xiên dương cho quá trình ép bấc thấm xuống nền.

* Ưu điểm:

- Tuy có tận dụng được hệ thống thủy lực của máy cơ sở nhưng phải cần thêm 2 động cơ thủy lực và cơ cấu tời nâng.

- Tùy theo điều kiện thi công của công trình mà chiều sâu ép cọc là khác nhau vì vậy đòi hỏi loại máy cơ sở có dung tích gầu khác nhau và phụ thuộc vào chiều sâu ép.

- Máy cơ sở

Do có ưu điểm quan trọng mà phần trên đã trình bày cũng như là trong điều kiện thực tế thi công , ngày này trên thế giới và cả nước: toàn bộ các thiết bị gia cố nền móng nói chung và máy ép cọc bấc thấm nói riêng điều chọn máy cơ sở là loại máy xúc 1 gầu truyền động thủy lực.

Hai loại này thường được lắp gầu ngửa và gầu sấp và động cơ dẫn động hầu hết được trang bị động cơ Diezel.

“Qua cách phân loại trên về máy xúc và dựa vào yêu cầu thiết kế của đề tài đƣợc giao, ta đưa ra sự lựa chọn máy cơ sở là loại máy xúc 1 gầu truyền động thủy lực”.

- Chọn dạng máy cơ sở:

Trong khoảng 20 năm trở lại nay,các kiểu máy xúc 1 gầu truyền động thủy lực đã phát triển mạnh mẽ và còn có xu hướng thay thế truyền động cơ khí.

Cụ thể là vài ưu điểm chính sau:

+ Điều chỉnh vô cấp được tốc độ làm việc, thích hợp với sự biến đổi phức tạp của lực cản đào trong quá trình công tác.

+ Máy làm việc êm, bảo đảm an toàn khi quá tải, tuổi thọ cao, độ tin cậy lớn.

+ Hình dáng và mẩu mã đẹp, trọng lượng và kích thước nhỏ gọn.

+ Làm việc chính xác, có thể đảm đương nhiều nhiệm vụ phức tạp khác.

- Chọn loại máy:

Các máy xúc thủy lực hiện nay trên các công trường xây dựng thường có dung tích gầu từ 0,25 – 2,5m3, và thậm chí dùng gầu có dung tích 3,2 – 4,5m3. Với trường hợp chọn loại máy xúc cho ép cọc bấc thấm thì qua kinh nghiệm của những người đã tính toán trước thì loại máy xúc 1 gầu phải chọn có dung tích gầu > 1,6m3.

Qua tham khảo thông tin qua mạng của nhiều hãng máy trên thế giới, cụ thể là hãng “KOMASTU – JAPAN”, mà có được các thông tin về loại máy xúc 1 gầu thủy lực. Hãng KOMASTU là một hãng máy xây dựng nổi tiếng của Nhật Bản, đặt biệt là thể loại máy xúc 1 gầu truyền động thủy lực hiện nay được các nước trên thế giới và cả Việt Nam và sử dụng nhiều.

Từ bảng trên và dự vào các phương án phân loại máy xúc ở phần trên, qua các ưu nhược điểm mà ta chọn máy cơ sở:

“Là loại máy xúc 1 gầu (gầu sấp – gầu ngược) truyền động Diesel - thủy lực, cơ cấu di chuyển bánh xích, dung tích gầu lớn hơn hoặc bằng 1.6m3, của hãng KOMASTU – JAPAN. Sery máy là: PC300HD-6 (các thông số tra bảng)”.

Các thông tin và thông số cụ thể của loại máy PC200 như sau:

1.2. Tình hình khai thác và các hư hỏng thường gặp

a) Công nghệ thi công cọc bắc thấm

Toàn bộ mặt bằng phải có cao độ lớn hơn cao độ ngập nước tại khu vực thi công là 1m. Mặt bằng thi công phải ổn định vững chắc đảm bảo cho xe máy di chuyển dễ dàng, không bị lún lầy.

Độ dốc mặt bằng thi công 0.5% < I <3%.

Mốc cho các trục chính được làm bằng thép f20 có chiều dài chôn sâu 1m và nhô cao hơn mặt đất 7.5cm, được bao bọc bởi khối bê tông có kích thước 300x300x300.

- Kho bãi:

Kho bãi chứa vật tư bấc thấm phải đảm bảo khô ráo, không bị ngập nước, tránh xa các chất dễ bị cháy nổ. Toàn bộ các cuộn bấc trước khi đưa vào thi công phải được phải được kiểm tra do các cán bộ kỹ thuật có chuyên môn.

- Loại bấc thấm sử dụng:

Cấu tạo của một loại bấc thấm:

- Đánh dấu chiều dài bấc thấm:

Trên cuộn bấc thấm lắp vào máy cắm được đánh dấu từng mét một để theo dõi độ sâu cắm bấc thấm.

- Khảo sát định vị bấc thấm:

Thể hiện cách định vị bấc thấm, cọc định vị bấc thấm, cọc định vị, hướng thi công…

- Kiểm tra chất lượng:

Độ sâu cắm bấc thấm: qua đánh dấu từng mét một trên cuộn bấc thấm ta xác định được độ sâu cắm bấc đã đạt yêu cầu thiết kế chưa.

Khẳng định bấc thấm đã được neo chặt ở cao độ thiết kế: sau khi dùi dẫn cắm bấc thấm đến độ sâu thiết kế rồi rút lên, bản neo được giữ lại ở độ sâu thiết kế nên bấc thấm sẽ vẫn có độ căng dính nhất định. Nếu tuột chốt, neo sẽ có hiện tượng, bấc thấm bị trùng xuống.

Kiểm tra hiện tượng đứt bấc thấm: khi cắm bấc thấm, nếu bấc thấm được cắm sâu đều đặn theo độ sâu cắm của dùi dẫn thì băng cuộn bấc thấm luôn luôn chạy. Nếu thấy băng cuộn này dừng lại, tức là bấc thấm đã bị đứt. Phải cắm lại cách vị trí cũ 50 cm.

a) Trường hợp ép cọc đến độ sâu h:

Một cách gần đúng, có thể coi lực ma sát f của nền tác dụng lên bề mặt quanh cọc là không đổi trên suốt chiều dài cọc h và lấy f = ftc ; khi ép cọc, còn xuất hiện lực cản đầu cọc R, coi R= Rtc . Dưới tác dụng của cáp kéo trên bộ tời, cọc sẽ chịu một lực nén Nn, lực Nn sẽ tăng dần theo chiều sâu h và sẽ đạt giá trị lớn nhất khi cọc ở độ sâu hc là chiều dài làm việc tối đa của cọc.

Như vậy, lực nén tính toán là:

Ntt = 1.1.[0,447.(1.14,72.4,5 + 1.7,85.6,5 + 1.6.9) + 5.10-3.300] = 78,05(kN).

Chọn Nn = 80(kN).

b) Trường hợp rút cọc:

Theo thời gian và cũng như theo chiều sâu ép thì lực ma sát làm bó thân cọc càng tăng lên. Như vậy, lực kéo sẽ lớn hơn lực nén, theo kinh nghiệm ta chọn lực kéo:

Nk =1,5.Nn

=> Nk = 1,5.80 = 120(kN). 

J₀ = y2.F = 1002.4.0,5.(50.100-40.90).10-4 = 28.102 (cm4).

Tra bảng 7.1 cuốn kết cấu thép ta tìm được hệ số j = 0,19 đối với thép CT3:

Như vậy ta được:

smax = 8000/28.0,19 = 1503 (kG/cm2) £ 1600(kG/cm2). Nhƣ vậy, mặt cắt đã chọn thoã mãn điều kiện làm việc.

Vì cơ cấu làm việc với vận tốc cao nên ta chọn cáp để làm dây cho cơ cấu. Cáp là loại dây có nhiều ƣu điểm hơn so với các loại dây khác như xích hàn, xích tấm, … loại dây này hiện rất thông dụng trong ngành máy xây dựng ở nước ta.

Trong các kiểu kết cấu cáp thì cáp bện kép được sử dụng rộng rãi nhất trong đó loại cáp bện kép với lõi đai với sáu dánh cáp là sử dụng rộng rãi hơn cả. Lõi bằng đai có ưu điểm là cáp có độ uốn cong tốt và khả năng tự bôi trơn tốt hơn.

- Tính toán chọn cáp thép:

Cáp thép được chọn theo điều kiện :

Sñ ³ Smax ´n (2-10)           [5].

Tra bảng chọn loại cáp ÕK -P (6*19) = 114 theoGOCT 2688 – 69 giới hạn bền của thép sb = 2100 (N/mm2), với các thông số sau:

- Đường kính cáp: dc = 21mm.

- Giới hạn bền của sợi: sb = 2100 (N/mm2). - Lực kéo đứt cáp: Pd = 396,5 kN.

b) Tính toán tang:

Đường kính tang Dt:

Đường kính cho phép nhỏ nhất đối với tang xác định theo công thức :

Dt> (e –1 ).dc.                                (2-12) [5].

Đường kính puly:

Dr> (e –1 ).dc. Với ròng rọc, ta chọn e = 16.

Ta có: Dr>(16 – 1).25 = 375 (mm).

Ta chọn: Dr = 375(mm).

Ơ đây, đường kính ròng rọc cân bằng không phải là ròng rọc làm việc nên có thể chọn nhỏ hơn 20% so với đường kính ròng rọc làm việc.

Vậy: Drc = 0.8.Dr = 0,8.375 = 300(mm). Chọn Drc = 300 (mm).

- Kích thước hình học của tang: Bán kính rãnh cáp:

R = 0,6.dc = 0,6.25 = 15 mm. Chiều sâu rãnh cáp:

h = 0,3.dc = 0,3.25= 7,5 mm. Bước cuộn cáp:

t = 1,1.dc = 1,1.25= 27,5 mm.

Dựa vào bảng, Chọn t = 28 mm, h = 7.5 mm, R = 15 mm.

Do yêu cầu công nghệ chế tạo tang đúc mà chiều dày thành tang d không nhỏ hơn 12mm và thường được tính sơ bộ theo công thức:

d = 0,02D0+(6 -10) mm

D0: đường kính danh nghĩa của tang chọn D0 = 500 mm. Þd = 0,02.500 + 10 = 20 mm.

- Chiều dài phần cắt ren trên tang:

L0 = Zo.t = 9.25 = 225 (mm).

- Chiều dài phần tang kẹp đầu cáp L1: Ở đây ta sử dụng phương pháp kẹp cáp thông thường nên ta phải cắt thêm 1 vòng rãnh trên tang, ta có:

L1 =1.dc = 1.25 = 25 (mm). Chọn L1 =25(mm). - Chiều dài thành bên tang L2:

Chọn L2 = 25(mm).

- Chiều di phần giữa tang không cắt rãnh L3 Chọn L3 = 20 mm.

- Chiều dài toàn bộ tang:

L = L0 + 2L1 + 2L2 + L3     (2-13 [V])

L = 225 + 2.25 + 2.25 +20 = 345(mm). Chọn L =350 mm

Kết cấu của tang: Như hình dưới.

- Tính sức bền tang trống:

Đối với tang một lớp cáp, loại có chiều dài tang không lớn hơn 3 lần đường kính của nó (Lt 3Dt) thì thành phần ứng suất uốn và xoắn rất nhỏ chỉ bằng 10-15% ứng suất nén.

=> s_n = (1-25/475).25.28 = 98,32(N /mm2 ) <[s]n

Thỏa mãn điều kiện.

Vậy có thể coi là tang làm việc đủ bền.

- Kẹp cáp trên tang:

Phương pháp cố định đầu cáp trên tang thông dụng nhất là dùng tấm đệm bên ngoài ép cáp lên bề mặt tang bằng bulông. Tấm đệm với rãnh hình thang là tốt nhất và thông dụng nhất. Vì đường kính cáp d = 25 mm nên ta chọn một tấm kẹp có hai bulông để cố định đầu cáp.

- Lực uốn bulông

T = m1´N = 0,14´62237 = 8713,2 N

Tra bảng, chọn bulông tinh đầu 6 cạnh theo TCVN 1892 – 76 chọn bulông có chiều dài lbl = 45mm, đường kính chân ren bulông d1 = 30mm.

l = lbl – d + khoảng cách từ chân ren bulông đến thành trong của tang.

c) Tính toán trục tang

Vì sử dụng tang có hai nhánh cáp quấn vào tang nên hợp lực căng dây trên tang: Ta có hợp lực của lực căng của 1 nhánh cáp vào tang là:

S = SmaxK = 65,2 (kN).

Sơ đồ tính trục tang: RC = RD = 32,6kN.

Tại A:

Từ RA + RB = 65,2 (kN) Þ RA = 65,2 - RB = 29,34(kN). Mômen uốn tại C:

MuC = 29,34.80 = 2347,2(kN.mm). Mômen uốn tại D:

MuD = 35,86.120 = 4303,2(kN.mm).

Số chu kỳ làm việc tương ứng với các tải trọng: Qtt1,Qtt2,Qtt3. Z1 = 1/5.Zo = 20.106.1/5 = 4.106.

Z2 = 2,5/5.Zo = 10.106. Z3 = 1,5/5.Zo = 4.106.

Chọn ổ bi đỡ lòng cầu hai dãy vì loại ổ này chủ yếu chịu tải trọng hướng tâm có thể chịu tải trọng dọc trục nhưng không lớn lắm. Ổ không tháo được. Đảm bảo cố định trục theo hai chiều.

* Tính chọn kích thước:

Ổ đỡ bên phải trục tang là ổ lòng cầu 2 dãy thanh lăn cho phép độ không đồng tâm giữa 2 ổ và có hệ số khả năng làm việc cao , đường kính ổ lắp trục taị đây d = 100 mm, tải trọng lớn nhất tác dụng lên ổ là tải trọng hướng tâm bằng phản lực taị ổ l RB = 35,86 kN.

Tải trọng tính lớn nhất lăn ổ:

Q = R .KV .Kđ . Kt = 35,86 . 1 .1. 1,2 = 43 kN.

Vậy hệ số khả năng làm việc yêu cầu của ổ là:

C = 0,1 . Q (n.h)0,3 = 0,1.41700.(9,33.5869,2)0,3 = 110071

- Chọn ổ bi đỡ lòng cầu hai dãy có d =100mm, D = 200mm, B = 50 mm, chọn có C =300000.

2.3. Tính toán thiết kế sửa chữa các thanh giằng

Từ mô hình tổng thể của loại máy ép cọc bấc thấm đã chọn ở trên: là loại máy xúc 1 gầu truyền động thủy lực có lắp bộ công tác ép là kết cấu thép dạng cột.

Thông thường thì cột là kết cấu chịu nén thƣờng dùng để đỡ các kết cấu dạng dầm, dàn và trruyền tải trọng xuống bộ phận kết cấu phía dƣới nó hoặc móng. Kết cấu của cột thường dùng trong kết cấu của các loại máy trục, máy nâng chuyển,…Thực tế ở đây là dùng cho kết cấu bộ phận công tác ép.

- Chọn kiểu kết cấu cột:

Đối với cột chịu nén thì điều kiện làm việc tốt nhất của nó là chỉ chịu nén và phải bảo đảm ổn định về kết cấu và các mối liên kết.

Với bộ công tác ép thì chủ yếu là cột chịu lực theo phương án (B), vì vậy sẽ phải chọn ra loại hình kết cấu của cột thật thích hợp để đảm bảo độ ổn định cho bộ công tác, đồng thời dựa vào các kết cấu của máy móc trên thực tế ta định ra được có 2 loại kết cấu cột chính:

- Cột kín:

Cột mà hệ thanh bụng của nó là tấm bản kín suốt chiều dài thị gọi tắt là cột kín.

Mặt cắt của cột kín có thể là hình chữ I, hình chữ

+, Hay là hình kín khác.

+ Cột làm bằng thép cán hình chữ I được chế tạo đơn giản nhất, nhƣng

bán kính quán tính đối với trục (y-y) là quá nhỏ nên không thỏa mãn điều kiện ổn định theo 2 phương vì vậy ít dùng.

+ Cột làm bằng thép chữ I cánh rộng có độ ổn định theo 2 phương gần bằng nhau.

Kết luận:

Các loại cột kín có ưu điểm là kết cấu được thu gọn, kiểu dáng đẹp, độ ổn định theo các phương đều nhau. Nhƣng nhược điểm của loại này là gia công chế tạo phức tạp và giá thành cao. Với điều kiện trong nước hiện nay:

+ Công nghê luyện kim chưa đạt tới trình độ như các nước đi trước vì vậy mà các thép hình còn phải nhập của nước ngoài hay sản xuất với chất lượng chưa cao như nước ngoài.

+ Trình độ tay nghề người thợ và quy trình sản xuất vẫn còn mang nặng tính thủ công nên chỉ sản xuất tốt những sản phẩm có kết cấu đơn giản còn đới với những sản phẩm có kết cấu phức tạp thì tính chính xác của nó không đƣợc cao. Trong khi việc thiết kế và sản xuất ở nước ngoài điều thực hiện trên máy móc và tự động hóa cao nên chất lượng và số lượng sản phẩm của họ có chất lƣợng tốt hơn.

Vậy phương án chọn dạng kết cấu bộ công tác kiểu cột kín là chưa phù hợp. Hiện phương án này chỉ thích hợp đối với các nước công nghiệp và nền sản xuất và buôn bán máy xây dựng hàng đầu trên thế giới như Hà Lan, Đức, Nhật, Mỹ,…Và hiện nay hãng nổi tiếng về máy xây dựng họ thường sử dụng kiểu kết cấu này cho kết cấu dạng cột.

- Chọn kết cấu cột:

Vậy “ ta chọn kết cấu bộ công tác ép là dạng cột hở dạng mắt lưới”. Do đáp ứng được các yêu cầu đặt ra ở trên.

Trong quá trình tính toán kết cấu thép của cột, kết cấu cột thép của máy ép bấc là phần quan trọng nhất và là thành phần chịu lực nhiều nhất nên khi thiết kế cần phải đảm bảo các điều kiện sau:

+ Kết cấu đủ bền và ổn định.

+ Hình dáng, tiết diện phân bố hợp lí, đảm bảo tính kinh tế và khối lượng của toàn bộ kết cấu máy.

2.4. Tính toán thiết kế sửa chữa động cơ thủy lực

Do cột được lắp trên máy cơ sơ di chuyển bánh xích PC200, loại máy cơ sở này có động cơ dẫn động là động cơ điezel có công suất thiết kế là 232Hp, nên trong quá trình tính toán thiết kế cột thép thì việc lựa chọn nguồn động lực cho các cơ cấu ép cọc được sử dụng nguồn động lực của máy cơ sở thông qua bộ trích công suất (hộp giảm tốc và các khớp nối) dẫn động bơm thuỷ lực cung cấp dầu cao áp cho động cơ thủy lực hoạt động.

Một số đặc điểm khi sử dụng động cơ Diezel:

+ Loại động cơ đốt trong này có nhiệm vụ chuyển năng lượng nhiệt nhờ quá trình đốt cháy nhiên liệu để chuyển sang cơ năng. Nó hoạt động phụ thuộc vào nguồn cung cấp năng lượng từ bên ngoài nên là nguồn động lực chủ yếu cho các loại máy hoạt động nơi xa lưới điện.

+ So với động cơ xăng thì động cơ điezel làm việc bằng nhiên liệu rẻ hơn lượng tiêu hao nhiên liệu ít hơn, thời gian sử dụng lâu hơn,…

Chọn động cơ thuỷ lực АЛН – 4 loại piston roto hướng trục đĩa nghiêng.

- Áp lực của động cơ thủy lực :

- Động cơ piston rôto hướng trục có xilanh nghiêng một góc 25° có áp suất định mức Pđm = 200 bar.

Chọn hộp giảm tốc.

- Trục quay nhanh nối với trục của động cơ thủy lực qua khớp nối,còn trục quay chậm được làm liền với khớp răng dẫn động tang cuốn cáp.

CHƯƠNG III

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO TRỤC ÉP

3.1. Quy trình công nghệ chế tạo trục ép:

Trục ép là một chi tiết quan trọng nhất của máy ép cọc bấc thấm. Trục ép dùng để cho bấc thấm luồn vào trong và khi ép cọc bấc thấm và cọc sẽ được dìm xuống nền khi đến độ sâu thiết kế thì bấc được giữ lại (bản neo đầu cọc) và trục ép cọc được rút lên.

Theo thiết kế thì trục ép cọc được làm bằng thép C45 tiết diện hình thoi 200x100x10 và dài 24,5m. Được chế tạo bằng các thép tấm đựơc gia công tạo hình nguội thành 2 nữa sau đó được hàn lại với nhau tạo thành một đoạn dài 5m.

Nguyên công 1:

Từ tiết diện mặt cắt trục:

Để đạt yêu cầu về kích thước sau khi mài, ta phải tính dư mỗi bên 4mm.

Vậy, chiều rộng của tấm thép tối thiểu là: (112+4).2 = 232(mm).

Chiều dài tối thiểu là: 5000+2.4 = 5008(mm).

Chiều dày 10(mm).

Nguyên công 2: Gia công tạo hình nguội trên máy ép khuôn.

Máy ép khuôn dùng cho dây chuyền sản xuất hàng loạt nhỏ. Máy gồm có thân máy, bàn máy, dầm ép. Khuôn cối tạo hình đặt trên bàn máy. Dầm ép ở bên trên đi xuống, có gắn chày tạo hình. Lực ép từ 40 đến 150 tấn, ép trên toàn bộ chiều dài thanh thép tấm.

Nguyên công hàn: Khuôn phải chuẩn theo thiết kế.

Tiến hành hàn trên đoạn dài 5m. Ta tiến hành hàn theo chiều dài đoạn trục, chiều dài mỗi đường hàn là 100mm, và liên tục đảo bên để tránh làm biến dạng cho trục ép khi hàn, hàn cho tới khi hết chiều dài 5m.

* Kiểm tra sau khi hàn:

- Sau khi hàn xong một thời gian cho phép thì tiến hành tháo đồ gá.

- Kiểm tra nén ép trên máy ép thuỷ lực.

- Vệ sinh trục ép khi hàn xong.

Nguyên công 4. Kết thúc.

Trục ép dài 24,5m vì vậy để có được chiều dài như vậy thì ta tiến hành hàn các đoạn lại với nhau (tại công trường khi thi công) 4 đoạn 5m và một đoạn 4,5m (nơi hàn với cụm Puly cân bằng).

kỹ thuật lắp dựng sao cho máy vừa đảm bảo an toàn, đúng kỹ thuật và hiệu quả kinh tế.

Khi có yêu cầu về thi công cọc bấc thấm (cọc bản nhựa), thì ta bắt đầu lập kế hoạch cho công tác lắp đặt .

Khi đến công trường thì ta bắt đầu tiến hành lắp dựng. Chọn địa hình cho máy cơ sở (máy xúc Komatsu HP 300) đứng, tiến hành tháo tay cần và gầu của máy bằng cách cho cần của máy xúc hạ sát xuống mặt bằng đứng của máy.

Tiến hành hàn các đoạn (5m) của trục ép.

Ta tiến hành hàn các đoạn của trục ép. Chú ý phải đảm bảo sao cho công tác hàn diễn ra đúng quy trình an toàn lao động cũng như thực hiện đầy đủ các yêu cầu về đường hàn cho mối hàn các đoạn lại với nhau. Trục ép sau khi hàn phải đảm bảo phải thẳng và không hở ở các mối hàn. Vì vậy đây là một yêu cầu cực kỳ khó đòi người kỹ sư cũng như công nhân phải có tay nghề cao khi tiến hành hàn.

Tiến hành hàn cụm puly cân bằng tại đoạn thứ 5 của trục ép. Sau đó cho trục ép dài 24,5m luồn vào trong của khung kết cấu thép theo đường dẫn là 2 thép chữ C ốp lại với nhau.

- Tiến hành chạy thử:

+ Sau khi lắp đặt xong thì ta cho máy chạy thử bằng cách điều chỉnh xi lanh tay cần để làm nghiêng cột thép một góc dương 50 và âm 50. Theo tính toán thì an toàn nhưng thực tế khi thử âm 50 có thể dùng cần trục ôtô đở phần trên. Đề phòng cột thấp mất ổn định gây lật.

+ Lắp động cơ thuỷ lực hoạt động bằng cách cho nó chạy thử theo chiều ép 50cm và rút 50cm.

CHƯƠNG IV

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XƯỞNG 100 MÁY/NĂM SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA MÁY ÉP CỌC BẤC THẤM

4.1. THIẾT KẾ SƠ BỘ

- Nhiệm vụ và thành phần xí nghiệp:

Xí nghiệp có nhiệm vụ sửa chữa lớn xe máy hoàn chỉnh sửa chữa tổng thành, phục hồi hoặc chế tạo phụ tùng thay thế.

Thành phần xí nghiệp sửa chữa máy xây dựng gồm 5 phân xưởng:

1. Phân xưởng rửa ngoài

2. Phân xưởng tháo máy và cụm 3. Phân xưởng kiểm tra phân loại

6. Phân xưởng tẩy rửa chi tiết 7. Phân xưởng nhiệt luyện

8. Phân xưởng hàn

- Chế độ làm việc và quỹ thời gian:

+ Chế độ làm việc và quỹ thời gian:

_ Số ngày làm việc trong 1 tuần : 6 ngày _ Số ca làm việc trong 1 ngày : y =1ca

_ Số giờ làm việc trong ca : tc = 8 (h)

_Quỹ thời gian danh nghĩa của công nhân tính theo công thức:

Tdn = [ 365 – (52 + a)].tc                                                             (h)

=> T_dn = [ 365 – (52 +9) ].8 = 2432 (h) _Quỹ thời gian thực tế của một công nhân :

Ttt= [ 365 –(52 + a + p)].tc.β (h)

=> Ttt =  365 – (52 +9 + 15 )].8.0,9 = 2080,8 (h)

- Kế hoạch sản xuất hàng năm và các hệ số quy đổi:

Kế hoạch sản xuất hàng năm và các hệ số quy đổi của xí nghiệp:

Nqđ = No + T1 .N1 +……….. +Tn .Nn

Trong phân xưởng cần thiết kế ta sửa chữa máy đào với số lượng là 200 chiếc. Suy ra N1 = 200 chiếc

Kqđ = 1,47

=> Nqđ = 1,47.200 =294 (chiếc)

mpv= (2 3)%.Σm = (2,72 4,1 )  lấy mpv = 3(phục vụ) Vậy tổng số cán bộ công nhân viên trong xưởng là:

M = Σm + mgt + mkt + mnv + mpv = 136+15+18+22+3 = 194 (ngƣời)

- Diện tích sản xuất, kho bãi và khu vực hành chính:

Diện tích sản xuất được tính theo định mức cho một công nhân ở ca đông nhất:

F = fc.m

Trong đó:

F : diện tích phân xưởng, m2

fc : định mức diện tích cho một công nhân ,m2 

m : số lượng công nhân ở ca đông nhất

+ Diện tích phân xưởng tháo máy và cụm : Chọn   fc2 = 25 m2

=> F2 = 25.24 = 600 m2

+ Diện tích phân xưởng kiểm tra và phân loại: Chọn  fc3 = 16 m2

=> F3 = 16.6 = 96 m2

+ Diện tích phân xưởng lắp giáp cụm tổng thành: Chọn   fc4 = 28 m2

=> F4 = 28.14 = 392 m2

+ Diện tích phân xưởng hàn : Chọn    fc8 = 18 m2

=> F8 = 18.14 = 252 m2 

+ Tổng diện tích 8 phân xưởng :

F = ΣFi(i = 18) = 480+600+96+392+1680+75+100+252= 3675 m2 Diện tích kho bãi :

Fkb = 25%.F = 0,25.3675 = 918,75 m2 Diện tích khu vực hành chính và sinh hoạt :

- Buồng tắm : 1 buồng 20 người , diện tích 1 buồng 2 ÷ 2,5 m2.

- Bố trí mặt bằng sản xuất và tổng đồ mặt bằng của xí nghiệp:

Khi thiết kế xí nghiệp sửa chữa không những phải chú ý đến mối liên quan về mặt công nghệ mà cũng phải tuân theo các định mức tiêu chuẩn xây dựng, vệ sinh công nghiệp và an toàn phòng chống cháy nổ. Bố trí công nghệ của nhà sản xuất được tiến hành nhƣ sau:

· Trên khu vực đã định vạch ra sơ đồ dây truyền sản xuất.

· Lấy tăng từ 10 đến 15% diện tích nhà sản xuất ( gồm tổng diện tích các phân xưởng và các bộ phận ) cho đường đi trong phân xưởng.

· Từ tổng diện tích sản xuất ngƣời ta xác định kích thƣớc bao của căn nhà, cân nhắc dạng khu vực, bước cột và chiều dài dây chuyền tháo và lắp máy.

4.2. THIẾT KẾ KĨ THUẬT :

a) Phân xưởng rửa ngoài :

- Nhiệm vụ:

Bộ phận này cú nhiệm vụ rửa và làm vệ sinh bên ngoài xe máy đưa vào sửa chữa .

Kế hoạch sản xuất hàng năm của bộ phận là số lượng máy và tổng thành rửa được hàng năm.

- Quá trình công nghệ

Để đƣa xe máy va tổng thành từ bãi máy chờ sửa chữa vào khu vực rửa có thể sử dụng máy kéo, cần trục, xe nâng hàng…trong khi rửa phải cạo sạch bùn, bẩn…có thể rửa máy và tổng thành trong các buồng rửa chuyên dùng hay dùng vòi nước có áp lực 6 ÷ 7 KG/cm2. Tại các xí nghiệp sửa chữa nhỏ thường rửa bằng vòi nước cầm tay và có thể rửa ngay tại cầu rửa ở sân nhà máy.

Dưới đây là ví dụ phân chia định mức tháo máy theo từng dạng công việc của máy kéo C-100 (T-130) %

Tháo máy thành cụm……………………...…..32

Tháo động cơ…………………………..………25

Tháo hộp số ……………………………....…...11

Tháo bộ truyền động ………………….….……6

Tháo bộ truyền chính và ly hợp……………….6

Tháo ụ lái………………………………...……...4

- Diện tích của bộ phận tháo máy:

F= f0.k

Vậy f0 = (2x2+1,09x1,048+1,1x1+1,56x0,64x2++2x1+2x2+1,4x0,8+5,3x2,3 +3,02x1).4= 118 m2

Sàn của bộ phận tháo cần láng bê tong, ở bộ phận này cần có thiết bị thông gió.

Chiều cao của xƣởng phụ thuộc vào kích thước xe máy sửa chữa và thiết bị nâng chuyển.

c) Bộ phận kiểm tra phân loại :

- Nhiệm vụ :

Bộ phận này có nhiệm vụ kiểm tra và phân loại các chi tiết máy sau khi các chi tiết đó đã được rửa sạch.

- Quá trình công nghệ :

Sau khi tẩy rửa chi tiết được đưa tới các bàn kiểm tra phân loại trong các giỏ sắt tại đây người ta phân loại chi tiết thành 3 nhóm:

+ chi tiết còn dùng được + chi tiết loại bỏ

+ chi tiết cần sửa chữa

- Diện tích của bộ phận kiểm tra: Fkt = f0.k

Vậy f0   = (1500x2000)x5 +(500x1500)x1 + (1000x2000)x2 +(500x500) +(500x500) + (1500x1000) +(1400x450) +(1500x1500) + (6500x400)                                 = 33,98x106 mm2 = 33,98 (m2)

Vậy F = 33,98.4 = 135,92 m2

e) Bộ phận lắp giáp máy :

- Nhiệm vụ :

Bộ phận này có nhiệm vụ lắp ráp máy từ những tổng thành và cụm máy đã lắp sẵn .

- Quá trình công nghệ :

Có thể lắp máy trên các trạm vạn năng nếu như sản lượng nhỏ và có nhiều loại máy sửa chữa, hoặc lắp ráp theo dây truyền nếu xí nghiệp sửa chữa được chuyên môn hóa cao và sản lượng lớn. Công tác lắp máy trong sửa chữa cũng tiến hành theo trình tự nhƣ lắp máy mới.

- Diện tích của bộ phận lắp ráp máy:

Fpx = f0.k

Ta có: f0 = (4300x3200)x4+ (1400x800)x3 + (10000x500)x1 + (2980x1085)x1 + (1300x1050)x1 + (1785x1550)x1 + (9000x6500)x1 + (6560x2130)x1 = 143x106 (mm2) = 143 (m2)

Vậy Fpx = 143 x5 = 715 (m2)

g) Bộ phận nhiệt luyện :

- Nhiệm vụ:

Bộ phận nhiệt luyện có nhiệm vụ tiến hành nhiệt luyện các chi tiết sửa chữa và chi tiết chế tạo phục vụ cho nhiệm vụ chính của xí nghiệp, đồng thời thực hiện các đơn đặt hàng của phân xưởng dụng cụ và cơ điện.

Tại bộ phận nhiệt luyện người ta tiến hành ủ, thường hóa,thấm than, ram ,tôi toàn bộ và tôi bề mặt.

- Quá trình công nghệ :

Các chi tiết được đưa tới bộ phận nhiệt luyện chủ yếu từ bộ phận rèn, hàn để ủ và thường hóa thƣờng dùng lò mazut hay lò điện. Sau khi kiểm tra, những chi tiết nhiệt luyện được đưa tới phân xưởng cơ khí để gia công tiếp theo.

f0 : diện tích thiết bị chiếm chỗ , m2

Với  f0 = (1540x1540)x2+ (530x630)x1 + (485x205)x2 + (2000x1500)x4 + (500x450)x1 + (1400x450)x3 + (1300x700)x1 + (1400x800)x1 + (1480x780)x1 + (1300x700)x1 + (2000x1500)x1 + (1540x4540)x2 + (2000x1000)x1 = 42,4x106 (mm2) = 42,4 m2

Vậy  Ftt = 42,4.5,5 = 233,2 (m2)

h) Bộ phận hàn : - Nhiệm vụ :

Bộ phận hàn có nhiệm vụ hàn đắp phục hồi các chi tiết bị mòn, hàn các vết nứt, hàn các kết cấu thép bị hỏng,chuẩn bị phôi liệu bằng phương pháp cắt bằng hàn hơi, đồng thời tiến hành công việc phục vụ cho bản thân nhà máy.

- Quá trình công nghệ :

Hiện nay hàn là phƣơng pháp phục hồi chi tiết phổ biến hơn cả.Trong thực tế hơn 55% số chi tiết phục hồi bằng phương pháp này.

Theo [1] việc phân chia các dạng công việc được tính như sau (theo tỉ lệ % của Ntt)

1. Chuẩn bị hàn 10% => N1 = 10% Ntt = 1617 (dm2)

2. Hàn hơi và cắt kim loại 15% => N2 = 15% Ntt = 2425,5 (dm2)

3. Hàn và hàn đắp thủ công 20% => N3 = 20%Ntt = 3234 (dm2)

4. Hàn rung 20% => N4 =20% Ntt = 3234 (dm2)

5. Hàn tự động dưới lớp trợ dung 35% => N5= 35% Ntt = 5659,5 (dm2)

- Diện tích phân xưởng :

Fpx = f0.k

với f0 = (1400x770)x1 + (3170x1580)x1 + (3170x1580)x1 + (590x440)x3 + (1400x800)x1 + (1400x800)x2 + (1400x800)x3 + (1400x800)x3+ (10000x800)x2 +(1400x800)x1 + (5000x3000)x1+ (2200x1400)x1 = 60x106 (mm2) = 60 (m2) Vậy Fpx = 60.5 =300 (m2)

Thiết bị của bộ phận hàn phải bố trí theo quá trình công nghệ sửa chữa chi tiết. Nơi hàn điện thủ công bố trí gần tường màu tối, dùng các tấm tôn ngăn thành từng lô hàn riêng biệt. Trong gian hàn phải bố trí hệ thống thông gió chung và cục bộ.

CHƯƠNG V

CÔNG TÁC AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG SỬ DỤNG MÁY ÉP CỌC BẤC THẤM

5.1. Các nguyên tắc cơ bản đối với người sử dụng máy xây dựng

- Tất cả các loại máy xây dựng xếp dỡ đều phải có đầy đủ hồ sơ kỹ thuật, trong đó phải có các thông số kỹ thuật cơ bản, hướng dẫn lắp đặt vận chuyển, bảo quản, sử dụng và sửa chữa, có sổ giao ca, sổ theo dõi tình trạng kỹ thuật máy. Xe - máy xây dựng phải đảm bảo các yêu cầu về an toàn trong suốt quá trình sử dụng.

- Xe - máy xây dựng phải được bảo dưỡng kỹ thuật, và sữa chữa định kỳ theo đúng quy định trong hồ sơ kỹ thuật. Khi cải tạo máy móc hoặc sữa chữa thay thế các bộ phận quan trọng của máy phải có tính toán thiết kế và được duyệt theo thủ tục thiết kế hiện hành.

- Vị trí lắp đặt của xe - máy phải đảm bảo an toàn cho thiết bị và người lao động trong suốt quá trình sử dụng.

- Các xe-máy làm việc gần dây tải điện phải đảm bảo khoảng cách từ điểm biên của máy hoặc tải trọng đến đưởng dây gần nhất không nhỏ hơn trị số trong bảng 1.

5.2. Quy trình lắp dựng

Quy trình lắp dựng máy cắm cọc bấc thấm được thƣc hiên qua các bước sau:

- Bước 1: Chuẩn bị mặt bằng, tập kết máy xúc và các cụm chi tiết của thiết bị ép bấc thấm.

Yêu cầu mặt bằng phải đủ rộng để có thể thao tác các công việc được thuận lợi, cụ thể đối với máy ép cọc bấc thấm có chiều sâu ép 20m thì chiều dài mặt bằng phải > 22m.

Bước 3: Lắp đặt các bộ phận của thiết bị trên mặt bằng nhờ cần cẩu.

a) Sử dụng cẩu để lắp các đoạn cột lại với nhău, chẳng hạn muốn lắp đoạn 2 vào đoạn 1 thì ta thao tác nhƣ sau:

+ Dùng cẩu để cẩu đốt 2 lên

+ Quay cẩu để hai mặt lắp ghép tiếp xúc nhau

+ Lắp hai chốt định vị vào trước

+ Bắt các bu lông vào các lỗ ở mặt bích

b) Lắp lõi cọc thép, cáp thép, đối trọng lên kết cấu cột dàn.

Yêu cầu cáp phải được mắc đúng theo sơ đồ, kẹp cáp phải được xiết chặt

+ Lắp đường tuy ô dầu được tháo từ xi lanh gầu vào hai động cơ thuỷ lực thông qua bộ chia dầu

- Bước 6. Vận hành thử

Sau khi đã lắp xong tất cả các cum chi tiết lai với nhau ta tiến hành thử bằng cách nâng bộ công tác lên sau đó quay trái, phải và nghiêng ngửa cột dẫn…

+ Lắp mở neo vào đầu bấc thấm và cho tiến hành ép thử 4 đến 5m. Nếu không có gì xảy ra thì quy trình lắp đặt thử nghiệm kết thúc.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Nguyễn Quang Chiêu.

Thiết kế và thi công nền đắp trên đất yếu.

Nhà xuất bản Xây Dựng, 2008.

[2]. GS.TSKH. Bùi Anh Định

Cơ học đất.

Nhà xuất bản Giao Thông Vận Tải, 2001.

[3]. Nguyễn Văn Hùng

Máy và thiết bị xây dựng.

Nhà xuất bản Xây Dựng, 2001.

[4]. PGS.TS Nguyễn Bính.

Máy thi công chuyên dùng.

Nhà xuất bản Giao Thông Vận Tải, 2005.

[5]. Huỳnh Văn Hoàng – Đào Trọng Thường.

Tính toán máy trục.

Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 1975.

[6]. Nguyễn văn Hợp - Phạm thị Nghĩa

Kết cấu Thep MXD-XD.

Trường Đại học giao thong vận tải

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"