Luận văn Tính toán thiết kế bộ công tác máy ép cọc bấc thấm – chiều sâu ép bấc 20m, lắp trên máy xúc một gầu, đào ngược truyền động diesel – thuỷ lực, lập quy trình công nghệ chế tạo trục ép, quy trình lắp đặt và thử nghiệm

đánh tín hiệu giơ thẳng tay phải lên trời: ứng với việc rút lõi thép lên. - Người đánh tín hiệu chỉ tay phải xuống đất: ứng với ấn lõi thép xuống. - Người đánh tín hiệu bắt chéo 2 tay ngang mặt: ứng với dừng lõi thép lại. 7. Sơ đồ thi công hợp lý của máy thường được quy định như sau: = 450 (Góc lắc cắm bấc). Chiều di chuyển lùi của máy khi cắm bấc. Góc lắc cắm bấc khi máy đứng tại một vị trí (so với phương di chuyển ) vào khoảng 450 . Sau khi cắm lùi vào khoảng 100m, máy chuyển sang vi trí bên cạnh, lùi cắm bấc tới vị trí ban đầu (Sơ đồ dích dắc). 8. Đối với máy đào HITACHI EX – 270, để đảm bảo an toàn ổn định cho máy khi làm việc cần có các chế độ điều khiển máy phù hợp với cấp gió như sau: - Gió dưới cấp 3: * Tốc độ di chuyển máy 2 km/h. * Tốc độ quay của tao quay3 vòng/phút. - Gió từ cấp 3 đến cấp 5: * Tốc độ di chuyển của máy 1km/h. * Tốc độ quay của toa quay 1 vòng/phút. 9. Khi máy di chuyển (tiến hoặc lùi) mang bộ công tác ấn bấc, cần phải để bộ công tác ấn dọc theo tim máy. 10. Máy phải dừng làm việc ngay trong trường hợp sau: - Gió trên cấp 5. - Mặt nền có độ dốc hoặc độ nghiêng quá 50 - Lực đè lên nền cho phép của nền di chuyển bánh xích <70kg/cm2. - Lõi thép khi ấn xuống gặp nền cứng hơn quy định không ấn thêm được nữa. - Lõi thép khi ấn xuống, máy đáy cột bị bật lên khỏi mặt đất. - Lõi thép bị nhất lên quá đà chạm vào đỉnh cột. - Bấc thấm bị tột ra khỏi neo. - Cáp neo an toàn giằng cột với máy đào bị đứt. - Hệ thống truyền động thủy lực và tang tời bị trục trặc kỹ thuật. - Lõi thép bị kẹt trong đường dẫn hướng. - Dây cáp kéo lõi thép bị tụt hoặc bị đứt. - Có mưa lớn hoặc khu vực cắm bấc bị ngập nước quá 20cm. 11. Người đánh tín hiệu khi làm cảnh báo an toàn có trách nhiệm: - Trước khi máy làm việc: Kiểm tra, quan sát địa hình và thời tiết xem có phù hợp với quy định hoạt động của máy không. - Trong khi máy làm việc: Cảnh giới không có người, súc vật và máy móc thiết bị khác vào khu vực cắm bấc. - Hổ trợ thay tang bấc thấm hoặc sử lý các sự cố. 12. Trong quá trình làm việc, nếu lõi thép ấn bấc bị kẹt trong lòng đất, cần xử lý ngay càng sớm càng tốt với trình tự sau: - Dùng sức người lắc ngang kết hợp với tời kéo cáp. - Nếu không rút lõi thép lên được (do kẹt quá chặt hoặc cáp đứt), phải nhanh chóng sử dụng cần trục hoặc phương tiện nâng khác kết hợp lõi lên (tốt nhất, dùng xích quấn quanh tai lõi thép để móc với móc câu cần trục). Nếu phần lõi nhô ra khỏi mặt đất dưới 30cm nên cắt bấc, nhấc cột ra khỏi lõi thép để tạo không gian thuận lợi cho cần trục làm việc. C. Giai đoạn nghỉ làm việc: Khi máy nghỉ làm việc, phải rút lõi lên khỏi mặt đất, quay toa quay sang phía vuông góc với phương di chuyển rồi hạ cột xuống đất, sau đó hạ lõi cho trùng cáp, mũi lõi cho chống lên tấm gỗ có kích thướt không nhỏ hơn L x B x h = 300x300x20(mm). Nếu có gió bão từ cấp 7 trở lên, phải tháo chốt nối cột với xy lanh tay gầu và chốt dầu cần, sau đó hạ toàn bộ cột nằm xuống đất. Khi máy dùng làm việc qua đêm, tùy theo yêu cầu từng khu vực, có thể thắp đèn đỏ trên đỉnh cột để phòng tránh máy bay va chạm với cột. Chương 6. Tính toán thiết kế bộ công tác. 6.1. Tổng thể bộ công tác: a. Thông số ban đầu: - Chiều sâu nén cọc: 20m. - Vận tốc dìm cọc: 15m/ph. - Năng suất trung bình: 2500m/ca. - Tự trọng của máy xúc cơ sở: 36630kg. - Dung tích gầu: 1.62m3. - Công suất động cơ: 232HP (173kW). b. Tổng thể bộ công tác: Bộ công tác của máy ép cọc bấc thấm gồm có ba phần chính: - Kết cấu thép của khung (dẫn hướng trục ép). - Hệ thống dẫn động: Động cơ thuỷ lực, tang và trục tang, cáp, pu ly và khớp nối thuỷ lực. - Trục ép (bấc thấm được luồn vào bên trong trục ép). 6.2. Tính toán thiết kế bộ công tác: 6.2.1. Trục ép: - Sơ đồ tính và chọn sơ bộ mặt cắt tiết diện: Dưới tác dụng của lực căng cáp, cọc thép được ép (nén) vào nền, mang lõi bấc bên trong; sau đó lại được rút lên và để lại bấc thấm trong nền đất. Có thể mô tả hai trạng thái chịu lực trong một chu kỳ làm việc của cọc thép theo sơ đồ sau: Hình 6.1. Sơ đồ tính lực tác dụng lên trục ép khi ép và rút cọc. Hình dáng và kích thước của cọc được chọn sao cho máy làm việc trong điều kiện nặng nhọc nhất, lực tác dụng lên cọc là lớn nhất mà (hệ máy – cột dàn) vẫn có khả năng làm việc ổn định. Do vậy, chọn cọc có cấu tạo hình thoi (kết cấu hình lưỡi kiếm). Hình 6.2. Kết cấu của trục ép. Vật liệu dùng để chế tạo kết cấu thép của trục ép rất đa dạng như là thép cácbon (gồm: thép cácbon thấp, trung bình và cácbon cao) hay thép hợp kim, hợp kim nhôm… Trong chế tạo kết cấu kim loại máy trục người ta sử dụng chủ yếu thép cácbon CT5 có cơ tính như sau: + Môđun đàn hồi: E = 2,1.106 kG/cm2. + Môđun đàn hồi trượt: G = 0,81.106 kG/cm2. + Giới hạn chảy: sch = 2800 kG/cm2. + Giới hạn bền: sb = 5500 kG/cm2. + Độ giãn dài khi đứt: e = 21%. + Khối lượng riêng: g = 7,83 T/m3. + Độ dai va đập: ak = 70 J/cm2. + Độ bền cơ học đảm bảo. + Tính dẻo cao. + Tính hàn tốt (dễ hàn). 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 dà11i làm việc tối đa của cọc. Xét mặt cắt địa chất ở khu vực tiêu biểu: Hình 6.3. Mặt cắt địa chất của khu vực thi công. Lực Nn có thể tính theo công thức thực nghiệm khi xác định lực nén cọc theo quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 1979, của Bộ Giao Thông Vận Tải Việt Nam: . (8.1) [4]. Trong đó: Ntt – Sức chịu tính toán của cọc (kN). k – Hệ số đồng nhất lấy bằng 1,0. m – Hệ số điều kiện chịu lực, m = 0,8 – 1,0. Ở đây cọc ống thép là cọc đơn. Chọn m = 1,0. U – Chu vi tiết diện cọc, (m). U = 0,447(m). n – Số lớp đất mà cọc ép qua, n = 3. li – Bề dày tầng đất thứ i, (m). Tầng 1 Đất sét: li = 4,5m. Tầng 2 Đất á cát: li = 6,5m. Tầng 3 Đất bùn: li = 9,0m. fitc – Lực ma sát đơn vị tiêu chuẩn, (kN/m2) xác định theo bảng. Tầng 1 Đất sét: fitc = 14,72 (kN/m2). Tầng 2 Đất á cát: fitc = 7,85 (kN/m2). Tầng 3 Đất bùn: fitc = 6,00 (kN/m2). F – Diện tích tiết diện ngang chân cọc, (m2). F = 5.10-3 (m2). Rtc – Sức kháng tiêu chuẩn của đất nền dưới chân cọc lấy theo bảng. Rtc = 300 (kN/m2), Rtc Còn chọn theo diện tích của trục ép. = 0,5 – 1,1 là hệ số xét đến ảnh hưởng của phương pháp ép cọc và đường kính cọc. Chọn . 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: = 1,5.80 = 120(kN). Kiểm tra tiết diện làm việc: Từ công thức: Trong đó: Nmax: Lực nén lớn nhất khi làm việc (kG). Fn: Diện tích mặt cắt ngang của trục ép (cm2). : Ứng suất lớn nhất khi làm việc (kG/cm2). : Ứng suất cho phép của vật liệu làm trục ép (kG/cm2). : Hệ số giảm nhỏ khả năng chịu tải khi uốn. Hệ số tra theo bảng 7.1 [6] và phụ thộc vào độ mảnh : Ơû đây: : Chiều dài tính toán của thanh (cm). l : Chiều dài hình học của thanh (cm). r : Bán kính quán tính của tiết diện (cm). r : Được xác định như sau: J : Mômen quán tính của tiết diện (cm4). Đối với tiết diện rỗng hình thoi ta có: Hình 6.4. Tiết diện của trục ép. = 1002.4.0,5.(50.100-40.90).10-4 = 28.102 (cm4). Tra bảng 7.1 cuốn ta tìm được hệ số = 0,19 đối với thép CT3: Như vậy ta được: = 8000/28.0,19 = 1503 (kG/cm2) 1600(kG/cm2). Như vậy, mặt cắt đã chọn thoã mãn điều kiện làm việc. c. Tính bền cọc thép: Cọc thép sẽ ở trạng thái chịu lực bất lợi nhất khi đầu cọc gặp vật cản trong nền và không ăn sâu vào nền được nữa trong khi vẫn chịu lực ép xuống; khi này, có thể coi cọc là một thanh chịu nén thuần thuý. Do đó ta cần kiểm tra bền của cọc theo điều kiện ổn định của thanh chịu nén qua ứng suất tới hạn hay độ mảnh . Theo công thức Ơle: (8.4) [4]. Hay: , với Cọc sẽ mất ỗn định trong mặt phẳng mà độ mảnh của nó lớn nhất, Do đó: Trong đó: - Hệ số tính đổi chiều dài cọc chịu nén, = 1, ứng với sơ đồ cọc như hình vẽ. l – Chiều dài hình học của cọc (cm). F – Diện tích mặt cắt cọc (cm2). Jx – Mô men quán tính nhỏ nhất của mặt cắt cọc (cm4). Với cọc có mặt cắt dạng hình thoi rỗng: Jmin = Jx = 28.102 (cm4). Vì trong mặt phẳng này độ mảnh của nó lớn nhất, với a1 và b1 là kích thước bên trong của mặt cắt cọc ống thép. Hình 6.5. Sơ đồ tính bền cọc thép. Công thức trên xét cho cọc thép bị uốn trong giới hạn đàn hồi, do đó ứng suất tới hạn tính ra phải thoả mãn điều kiện: (8.5) [4]. Hay: . Độ mảnh giới hạn chỉ phụ thuộc vật liệu, với thép CT3: = 1600 (kG/cm2). E = 2,1.106(kG/cm2). Kết luận: Cọc thép đủ bền khi làm việc. 6.2.2. Tính toán thiết kế bộ phận dẫn động: A. Tính chọn cáp thép: - Sơ đồ mắc cáp: Hình 6.6. Sơ đồ mắc cáp. Trong đó: 1. Bộ tời thuỷ lực, 2. Puly dẫn hướng, 3. Cọc thép rỗng, 4. Ụ Puly, 5. Puly cân bằng cáp, 6. Puly đỉnh cột, 7. Cáp. a). Giới thiệu: 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 ưu 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. Vì cơ cấu làm việc với vận tốc cao, để đảm bảo cho các tầng địa chất ít bị sáo trộn hơn nữa cáp bị uốn nhiều qua các ròng rọc. Do đó, ta chọn cáp lụa có độ cứng nhỏ và có khả năng mềm theo các phương tốt. Loại cáp lụa có kết cấu kiểu theo 3070 - 55có tiếp xúc đường giữa các sợi thép ở các lớp kề nhau làm việc lâu hỏng và có khả năng mềm theo các phương tốt và được sử dụng rộng rãi. Vật liệu chế tạo là các sợi thép có giới hạn bền là = 1200 – 2100 (N/mm2). Vậy ta chọn loại cáp (6*19) = 114 theo 2688 – 55 giới hạn bền của thép trong khoảng = 1500 – 1600 (N/mm2) để dễ dàng trong việc thay cáp sau này khi cáp bị mòn đứt. b). Tính toán chọn cáp thép: Cáp thép được chọn theo điều kiện : (2-10) [5]. Trong đó: ® Sđ: Lực kéo đứt dây cáp tra trong bảng tiêu chuẩn. ® Smax: Lực căng cáp lớn nhất tại chỗ cuốn lên tang trong quá trình kéo trục ép lên được xác định theo công thức: [4] + Nk: Lực kéo trục ép lên khỏi chiều sâu ép bấc. (Nk = 120(kN). + i : Bội suất của cáp. i = 2. + z : Số tời quấn cáp: z = 2. + h : Hiệu suất của các Puly. · hp: hiệu suất của một puli tra bảng Þ hh = 0,98 (chọn loại ổ lăn điều kiện bôi trơn bình thường). n : là số puly đổi hướng: n = 5. Vậy: ® n: hệ số an toàn cho phép của cáp thép (n phụ thuộc vào loại máy và chế độ làm việc, vì chế độ làm việc nặng tra bảng chọn n =6). 34.6 = 204(kN). Kích thước dây cáp được chọn theo công thức: Trong đó: C: Hệ số an toàn của cáp. Sd: Lực kéo đứt cáp (được xác định bằng mẫu thử). Smax: Lực kéo lớn nhất trên dây cáp. Ưùng với mỗi phạm vi sử dụng khác nhau người ta đưa ra các trị số C khác nhau. Với máy ép cọc bấc thấm do cáp làm việc nặng nhọc thường bị uốn nhiều qua các ròng rọc và khi hết khoảng 20000 – 25000m bấc thì ta phải thay bằng cáp mới do đó trị số C cao, thường lấy C = 6. Tra bảng chọn loại cáp (6*19) = 114 theo 2688 – 55 giới hạn bền của thép = 1600 (N/mm2), với các thông số sau: - Đường kính cáp: dc = 21mm. - Đường kính sợi: ds = 1,55mm. - Diện tích tiết diện mặt cắt tính toán của sợi: s = 174,75 mm2 . - Trọng lượng 100m cáp đã bôi trơn: P100 = 163,1kg. - Giới hạn bền của sợi: = 1600 (N/mm2). - Lực kéo đứt cáp: Pd = 237 kN. - Độ bền dự trữ của cáp theo công thức: Vậy thõa mãn điều kiện độ bền dự trữ của cáp lớn hơn hệ số an toàn cho phép. Tính chiều dài cáp: căn cứ vào sơ đồ mắc cáp, chiều cao cột, chiều dài cọc thép, khoảng cách giữa các puly, khoảng cách giữa tang với puly dẫn hướng ở chân cột, đường kính tang và số vòng cáp dự trữ. 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]. Trong đó: ® Dt: đường kính tang (mm). ® dc: đường kính của cáp (dc = 21mm). ® e: hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào loại máy, truyền động của cơ cấu và chế độ làm việc của cơ cấu. Tra bảng Þ e = 20 · Dt > (20 – 1).21 = 399 mm. Chọn Dt = 400mm. Đường kính puly: Dr > (e –1 ).dc. Với ròng rọc, ta chọn e = 16. Ta có: Dr >(16 – 1).21 = 315 (mm). Ta chọn: Dr = 315(mm). Ơû 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 = 0,8.315 = 252(mm). Chọn Drc = 250 (mm). a).Giới thiệu sơ lược về tang: Tang là chi tiết dùng để cuốn cáp, biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến, truyền lực dẫn động tới cáp và các bộ phận khác. Tang có nhiều loại nhưng tang trụ được sử dụng phổ biến nhất, loại này được đúc bằng gang xám hoặc thép. Chọn tang đúc bằng gang xám nhãn hiệu CU15_32, có xẻ rãnh. Tang có rãnh có nhiều ưu điểm và được sử dụng phổ biến nhất. Rãnh cáp trên tang có tác dụng dẫn cáp cuốn trên tang, các vòng cáp không tiếp xúc nhau, diện tích tiếp xúc giữa cáp và tang lớn làm giảm ứng suất tiếp xúc. b).Kích thước hình học của tang: Bán kính rãnh cáp: R = 0,6.dc = 0,6.21 = 12,6mm. Chiều sâu rãnh cáp: h = 0,3.dc = 0,3.21= 6,3mm. Bước cuộn cáp: t = 1,1.dc = 1,1.21= 23,1mm. Hình 6.7. Kích thước của cáp trên tang. Dựa vào bảng, Chọn t = 25 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 = 0,02Dt +(6 ¸ 10) mm Dt: đường kính danh nghĩa của tang chọn Dt = 400 mm. Þ d = 0,02.400 + 10 = 18 mm. Chiều dài tang chính: Chiều dài tang phải đảm bảo sao cho khi ép xuống vị trí thấp nhất thì tang vẫn còn lại ít nhất 1,5 vòng dây cáp (không kể những vòng dây cáp nằm trong cặp quy định về an toàn). Chiều dài có ích của cáp cuốn trên tang ứng với palăng đơn: l = H.a +P.Dt.(z1+z2) ® H: chiều sâu ép danh nghĩa lớn nhất (H = 20m). ® a: bội suất palăng (a = 2). Þ l =20.2 +3,14.04.(2+3) = 46,28m. - Đường kính puli cáp đối với cần trục có cần tự hành: Dp = 0,8.Dt = 0,8.400 = 320 mm. - Số vòng cáp làm việc trên tang: Trong đó: n = 1 - Số lớp cáp trên tang. j =1,0 - Tang có sẽ rảnh. dc: đường kính cáp (dc = 21mm). Dt: đường kính tang tính đến tâm 1 lớp cáp (Dt = 450mm). Vậy: (vòng) Chọn Z0 = 30(vòng). Z1: số vòng cáp dự trữ trên tang (Z1 = 1,5 ¸ 2 chọn Z1 = 2). Z2: số vòng cáp nằm dưới tấm kẹp trên tang (Z2 =2¸4 chọn Z2 = 3). - Chiều dài phần cắt ren trên tang: L0 = Zo.t = 35.25 = 875(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 = 1.21 = 21(mm). Chọn L1 = 20(mm). - Chiều dài thành bên tang L2: L2 = = 18 (mm). Chọn L2 = 20(mm). - Chiều dài toàn bộ tang: L = L0 + 2L1 + 2L2 (2-13 [V]). L = 875 + 2.20 + 2.20 = 955(mm). Chọn L = 1000(mm). Kết cấu của tang: Hình 6.8. Kích thước hình học của tang. *. 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. Trong trường hợp này người ta cho phép kiểm tra bền tang theo ứng suất nén công thức : (2-15) [5]. Trong đó: ® d: chiều dày thành tang (d = 18mm). ® Smax: lực căng cáp lớn nhất (Smax = 34kN). ® t: bước cáp (t = 25mm). ® [s]n: ứng suất nén cho phép: do tang được đúc bằng gang CU15–32 là loại vật liệu thông dụng phổ biến nhất có giới hạn bền nén là sbn = 565 N/mm2. Ứng suất cho phép xác định theo giới hạn bền nén với hệ số an toàn n = 5: Thõa 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 = 21mm nên ta chọn một tấm kẹp có hai bulông để cố định đầu cáp. Lực căng dây cáp tại chỗ kẹp cáp được tính theo công thức: (2-16) [5]. Trong đó: ® Smax: lực căng cáp lớn nhất (Smax = 34kN). ® f: hệ số ma sát giữa dây cáp và tang (m = 0,1-0,16). Ta chọn m = 0,14 ® e: hệ số phụ thuộc vào loại máy, truyền động của cơ cấu và chế độ làm việc của cơ cấu (tra bảng e = 20). ® a: góc ôm tang bằng những vòng cáp dự trữ a = 3p-4p. . Hình 6.9. Kẹp cáp trên tang. - Lực kéo một bulông : - Lực uốn các bulông tính theo: + a1: góc ôm tang bằng vòng cáp kẹp (a1 = 2p). - Lực uốn bulông T = m1´N = 0,187´605 = 113N - Ứng suất uốn tổng ở mỗi bulông : (2-17) [5]. Trong đó: ® lo = 31mm tay đòn đặt lực p vào bulông . ® d1=30mm đường kính chân ren bulông. ® [s]đ: ứng suất cho phép kéo đứt bulông. 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. Chọn vật liệu làm bulông bằng thép CT4 có ứng suất đứt cho phép [s]đ = 904100 N/mm2 . *. Chọn ổ trục: Tính toán chọn ổ lăn : v Chọn ổ trục: 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. v Tính chọn kích thước: RB RA 1100mm Ổ đỡ bên phải trục ïtang ổ lồng cầu 2 dây 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 = 150 mm, tải trọng lớn nhất tác dụng lên ổ là tải trọng hướng tâm bằng phản lực taị ổ là RA = 71kN. Tải trọng tính lớn nhất lên ổ: Q = R . KV . Kđ . Kt = 71 . 1 .1. 1,2 = 85,2kN. Trong đó: KV : hệ số phụ thuộc vòng trong quay hay vòng ngoài quay . vì vòng trong quay nên chọn KV = 1. Kđ : hệ số tải trọng động. Chọn Kđ = 1,0 Kt : hệ số tải trọng tĩnh. Chọn Kt = 1,2 Với thời gian phục vụ 5 năm ở chế độ làm việc trung bình thì tổng số giờ: T = 24 . 365 . A . Kn . Kng = 24. 365 . 5 . 0,5 . 0,67 = 14673 (giờ) Trong đó: A = 5 năm: làthời gian ổ có thể làm việc được. Kn = 0,5 Kng = 0,67 Với chế độ làm việc trung bình (CĐ) = 0,25. h = T (CĐ) = 14673 . 0,25 = 3668,27 (giờ) n- số vòng quay của ổ . n = 8,2 v/ph Vậy hệ số khả năng làm việc yêu cầu của ổ là: C = 0,1 . Q (n.h)0,3 = 0,1.8520.(8,2.3668,27)0,3 = 18790. - Chọn ổ bi đỡ lòng cầu 2 dãy theo dựa vào bảng 15P-trang 341 [],theo GOCT 5720-51 ứng với d =140mm,chọn ổ kí hiệu 1620 có C =160000. - Đối với ổ đỡ bên phải ta cũng chọn tương tự như ổ bên trái. - Số vòng quay của tang : (2-35) [2] Trong đó : + a = 2 : Bội suất của palăng. + Ve = 15 (m/ph) : Vận tốc nâng hàng. + Dt = 400 = 0,4 (m) : Đường kính của tang. (vòng/ph). C. 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 = 120 (kN). Sơ đồ tính trục tang: RC = RD = 60kN. Hình 6.10. Biểu đồ mômen của trục tang. Lực tác dụng lên Mayơ của tang là: S = 120(kN). Ta được: RA + RB = 120 (kN). Phản lực tại các gối đỡ: Tại B: = 0 450.60 + 850.60 – 1100.RB = 0 RB = 70,91(kN). Tại A: Từ RA + RB = 120 (kN) RA = 120 - RB = 49,09(kN). Mômen uốn tại C: = 70,91.250 = 17727,5(kN.mm). Mômen uốn tại D: = 49,09.450 = 22090,5(kN.mm). Trục tang không truyền mômen xoắn mà chỉ chịu mômen uốn. Đồng thời trục tang quay cùng với tang trong quá trình làm việc nên trục tang sẽ chịu ứng suất uốn theo chu kỳ đối xứng. Ta sử dụng vật liệu làm trục tang là thép C15: = 610 (N/mm2). = 430 (N/mm2). = 250 (N/mm2). Ta có ứng suất uốn cho phép với chu kỳ đối xứng được xác định theo công thức: Trong đó: = 250 (N/mm2) : Giới hạn mới của vật liệu làm trục tang. = 1,6 : Hệ số an toàn, phụ thuộc vào chế độ làm việc bằng phương pháp gia công cơ khí. = 2 : Hệ số có tính đến sự tập trung ứng suất và các nhân tố ảnh hưởng đến sức bền mới của chi tiết này. Sơ bộ ta tính chọn đường kính trục tang tại tiết diện C: Tại C, trục phải có đường kính: Chọn Sơ bộ ta tính chọn đường kính trục tang tại tiết diện D: Tại D, trục phải có đường kính: Chọn *. Kiểm tra trục tại tiết diện D: Ta có, ứng suất uốn lớn nhất: . Số chu kỳ làm việc tổng cộng: Trong đó: T : Số giờ làm việc tổng cộng. T = 24.365.A.Kn.Kng Kn : Hệ số sử dụng hàng năm. Kng : Hệ số sử dụng hàng ngày. Kng = 0,67. A : Thời gian phục vụ. A = 15 năm. (giờ). : Số vòng quay của trục = 68(vg/ph). Số chu kỳ làm việc tương ứng với các tải trọng: Qtt1,Qtt2,Qtt3. Z1 = 1/5.Zo = 4,48.107.1/5 = 8,96.106. Z2 = 2,5/5.Zo = 22,4.106. Z3 = 1,5/5.Zo = 13,44.106. Số chu kỳ làm việc tương đương: Ztd = 8,96.106.18 + 22,4.106.0,58 + 13,44.106.0,38 = 9,1. 106 Hệ số chế độ làm việc: Giới hạn mới tính toán: = 1,2.250 = 300(N/mm2). Chọn các hệ số: Hệ số chất lượng bề mặt: (//) Hệ số kích thước: Vì trục làm việc theo yêu cầu đối xứng: , . Hệ số tập trung ứng suất: (trục trơn). Vậy: . Như trên, tính toán tại D: Ta có: Ta có, kết cấu trục tang như sau: 6.11. Kích thước hình học của trục tang. D. Tính chọn động cơ thuỷ lực: Do cột được lắp trên máy cơ sở di chuyển bánh xích PC300, 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 q