lập quy trình công nghệ sữa chữa quả piston của búa đóng cọc diesel

DAMH CÔNG NGHỆ SỮA CHỮA MXD GVHD: TRẦN ĐỨC KẾT
LỜI NÓI ĐẦU
Vài năm gần đây, Việt Nam được ví như là một đại công trường của thế giới, công
tác xây dựng cơ sở vật chất hạ tầng ở nước ta đang được tiến hành rất rầm rộ,khẩn trương
trên khắp cả nước. Tuy nhiên,các loại máy móc phục vụ cho công tác xây dựng hầu như
là sử dụng các loại máy cũ nhập từ nước ngoài,trong quá trình khai thác các máy đó thì
việc hư hỏng xảy ra là rất thường xuyên,phổ biến.Để có thể khắc phục những nhược điểm
này đòi hỏi công tác phục hồi sửa chữa máy đóng một vai trò hết sức cấp thiết và quan
trọng. Thực tế, điểm đặc biệt đang được chú ý là việc phục hồi các chi tiết bị mòn,đây là
nguồn dự trữ quan trọng có hiệu quả.Các quá trình công nghệ cho phép phục hồi nhiều
chi tiết mà khả năng chống mài mòn của chúng không kém các chi tiết mới đang được
nghiên cứu và áp dụng.Toàn bộ các biện pháp nhằm tăng cường chất lượng sửa chữa máy
đang được cải tiến từng ngày.
Em chọn đề tài “lập quy trình công nghệ sữa chữa quả piston của búa đóng
cọc diesel”. Thi công bằng búa diesel là 1 công nghệ đã cũ, hiện nay các nước phát triển
trên thế giới đã loại bỏ phương pháp này do trong quá trình thi công gây ố nhiễm môi
trường, chấn động lớn ảnh hưởng đến các công trình đã được xây dựng gần đó, chất
lượng cọc không tốt bằng các phương pháp khác. Tuy nhiên, ở Việt Nam hiện nay
phương pháp này vẫn đang khá phổ biến do chi phí thi công rẻ hơn nhiều so với các
phương pháp khác, dễ thi công, dễ thay đổi chiều dài cọc, có thể thi công ở nhiều địa hình
khác nhau.
Bên cạnh đó, hiện nay trên thế giới đã không còn sản xuất các thiết bị phụ tùng
thay thế cho búa diesel nên việc sữa chữa phục hồi các chi tiết của búa diesel là hết sức
cần thiết.
Trong quá trình nghiên cứu các hư hỏng, em xin cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy
giáo trong bộ môn MXD & XD, đặc biệt là thầy Trần Đức Kết đã giúp đỡ em hoàn thành
bà thiết kế môn học. Do kiến thức thực tế còn hạn chế nên bài làm không tránh khỏi
những sai sót, rất mong các thầy góp ý để bài làm được hoàn thiện.
Em xin chân thành cảm ơn!
SVTH: Hoàng Văn Thân Page 1
DAMH CÔNG NGHỆ SỮA CHỮA MXD GVHD: TRẦN ĐỨC KẾT

I. MỞ ĐẦU
1. Công dụng, cấu tạo
a. Công dụng
Piston cùng với vỏ của búa và đế búa tạo thành buồng đốt cho búa diesel. Trong
quá trình nổ, piston tạo nên lực xung kích thông qua đế búa tác dụng xuống cọc để làm
chìm cọc.
b. Cấu tạo
1
2
3
4
1. Phần đầu piston
2. Rãnh lắp xéc măng
3. Phần thân piston
4. Phần dẫn hướng của piston
SVTH: Hoàng Văn Thân Page 2
DAMH CÔNG NGHỆ SỮA CHỮA MXD GVHD: TRẦN ĐỨC KẾT
Sự khác biệt của piston búa diesel với piston động cơ thông thường:
 Piston của búa diesel là 1 khối thép đặc không phải là hợp kim nhôm như
piston của động cơ thông thường
 Kích thước lớn hơn rất nhiều so với piston thông thường
 Piston búa diesel có trọng lượng lớn (4,5Tf) để tạo lực xung kích lớn tác
động lên đầu cọc, còn piston của động cơ thông thường được chế tạo rất
nhẹ
 Piston của búa đóng cọc không có chốt piston như trong động cơ bình
thường
 Piston của búa không dẫn động cho trục khuỷu hay bất cứ cơ cấu nào khác.
 Trong piston chỉ lắp các xéc măng giống nhau làm từ thép đặc, không phân
biệt xéc măng khí hay xéc măng dầu.
2. Điều kiện làm việc

Piston chịu tải trọng lớn, làm việc trong điều kiện bôi trơn kém, chịu lực quán tính
lớn do trọng lượng quả piston lớn và làm việc theo chu kỳ.
Chịu nhiệt độ cao của quá trình nổ, chịu va đập lớn, bị ăn mòn hóa học do tiếp xúc
trực tiếp với sản vật cháy.
3. Các tính năng kỹ thuật
Trọng lượng piston: 4,5 Tấn
Hành trình piston: 2500 mm
Tần suất nổ trong 1 phút: 42-53
4. Sự cần thiết của việc sữa chữa phục hồi
Do hiện nay trên thế giới, các nước phát triển đã loại bỏ dần phương pháp thi công
bằng búa đóng cọc diesel nên các thiết bị phụ tùng thay mới sẽ không được sản xuất mới
nữa.
Với 1 nước đang phát triển như Việt Nam hiện nay thì phương pháp thi công vẫn
đang được áp dụng khá phổ biến nên việc sữa chữa phục hồi các chi tiết của quả búa
đóng cọc là hết sức cấp bách.
SVTH: Hoàng Văn Thân Page 3
DAMH CÔNG NGHỆ SỮA CHỮA MXD GVHD: TRẦN ĐỨC KẾT
Hình: Piston của búa diesel ngoài thực tế
II. PHÂN TÍCH CÁC HƯ HỎNG VÀ LÊN PHƯƠNG ÁN SỮA CHỮA
Các hư hỏng thường gặp của piston là: mòn xéc măng; phần thân Piston bị mòn ô
van, bị cào xước; đỉnh piston bị cháy rỗ, ăn mòn hóa học; phần đầu piston bị côn; khe hở
lắp xéc măng quá lớn.
Trước khi kiểm tra các hư hỏng và phục hồi, ta phải tiến hành rút piston ra khỏi
quả búa. Do trọng lượng của Piston là 4,5 tấn nên việc tháo piston phải sử dụng cẩu phục
vụ để rút piston.
Khi rút piston ra thì mặt bằng sữa chữa chuẩn bị trước các thanh gỗ đễ kê piston,
tránh cho piston tiếp xúc trực tiếp với nền đất.
Nguyên công rút piston ra khỏi búa:
Chuẩn bị:
Cẩu phục vụ HITACHI sức nâng 60 Tf có sẵn tại xưởng

Cáp thép, móc và ma ní được trang bị sẵn.
Cần 1 thợ lái cẩu, 1 công nhân điểu khiển cẩu.
Tiến hành rút Piston
Tiến hành di chuyển cẩu tới vị trí của quả búa, 1 công nhân điều khiển cẩu rồi tiến
hành móc cáp để dựng quả búa theo phương thẳng đứng, với điều kiện là mặt bằng làm
việc đã được chuẩn bị bằng phẳng từ trước.
Sau khi dựng quả búa theo phương thẳng đứng, người công nhân tiến hành tháo
cáp ra và móc vào vỏ của búa tại vị trí móc như đã thiết kế.
Bắt đầu tiến hành rút từ từ, công đoạn này phải diễn ra thật chậm, và người lái cẩu
phải tuân thủ theo người điều khiển.
SVTH: Hoàng Văn Thân Page 4
DAMH CÔNG NGHỆ SỮA CHỮA MXD GVHD: TRẦN ĐỨC KẾT
Khi rút vỏ của quả búa ra gần hết người lái cẩu điều khiển để quả piston nghiêng
về 1 phía rồi người công nhân lấy gỗ chèn vào, tránh cho piston va đập mạnh váo nền đất.
Kết thúc quá trình rút Piston ra khỏi quả búa K45.
Sau khi rút piston ta tiến hành vệ sinh piston:
Với các cơ sở sữa chữa phục hồi ở nước ta hiện nay do điều kiện còn khó khăn
nên phương pháp vệ sinh chính là sử dụng vòi xịt nước có áp suất cao để xịt các vết dầu
mỡ sau đó cho công nhân dùng khăn để lau sạch.
SAU ĐÂY LÀ CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP, NGUYÊN NHÂN VÀ
PHƯƠNG ÁN PHỤC HỒI:
1. Mòn xéc măng
SVTH: Hoàng Văn Thân Page 5
DAMH CÔNG NGHỆ SỮA CHỮA MXD GVHD: TRẦN ĐỨC KẾT
Trong các hư hỏng của búa thì mòn xéc măng là loại hư hỏng thường gặp nhất và
không thể tránh khỏi nên việc tìm ra nguyên nhân để hạn chế hư hỏng, lên phương án
thay thế là hết sức quan trọng.
Hình: vị trí lắp xéc măng trên piston của búa K45
a. Nguyên nhân
Do xéc măng làm việc trong môi trường có áp lực lớn, chịu nhiệt độ cao do quá

trình nổ sinh ra, thiếu dầu bôi trơn.
b. Tác hại
Làm giảm độ kín khít của buồng đốt, gây ra hiện tượng lọt dầu, ảnh hưởng lớn đến
công suất của búa và năng suất thi công.
Gây hiện tượng cào xước bề mặt của xy lanh.
c. Kiểm tra độ mòn xéc măng
Thường thì độ mòn của xéc măng được xác định theo chu kỳ làm việc của búa, tuy
nhiên khi rút Piston ra thì ta có thể kiểm tra độ mòn của xéc măng bằng mắt thường.
Trường hợp độ mòn nhỏ ta có thể kiểm tra bằng thước kẹp.
d. Tháo xéc măng.
Do đường kính quả piston là rất lớn nên đường kính của các vòng xéc măng lớn.
Việc tháo các vòng xéc măng là rất khó khăn, đòi hỏi phải có thiết bị tháo chuyên
dùng
Sử dụng kìm tháo xéc măng loại lớn và có trợ lực.
Sau khi tháo các vòng xéc măng phải để theo đúng thứ tự lắp của các xéc măng.
e. Phương án sữa chữa
Đối với những hư hỏng liên quan đến xéc măng thì phương án phục hồi hiện nay
chủ yếu là thay mới.
Khi tiến hành thay mới xéc măng phải tiến hành thay cả bộ xéc măng
2. Mòn thân Piston theo hình ovan, hình côn, piston bị xước.
SVTH: Hoàng Văn Thân Page 6
DAMH CÔNG NGHỆ SỮA CHỮA MXD GVHD: TRẦN ĐỨC KẾT
a. Nguyên nhân
Do quá trình làm việc, piston ma sát rất lớn với thành xilanh theo chu kỳ.
Do dầu bôi trơn có cặn bẩn dẫn đến cào xước thành xy lanh và thân piston.
b. Hậu quả
Khả năng dẫn hướng kém dẫn đến rung động và va đập cơ khí, gây hư hỏng nặng.
Trọng lượng búa giảm dẫn đến năng suất thi công giảm
Trong quá trình làm việc, piston va đập vào thành búa, gây hư hỏng búa, ảnh
hưởng đến độ ổn định của máy cơ sở.

c. Kiểm tra hư hỏng
Đối với hư hỏng về độ côn và độ ô van dùng compa chuyên dùng để kiểm tra hoặc
có thể tự chế các thiết bị chuyên dùng.
Đối với những hư hỏng là các vết xước thì ta chủ yếu kiểm tra bằng mắt thường.
d. Phương án phục hồi
Hiện nay ở nước ta 3 phương pháp phục hồi piston chủ yếu:
• Hàn đắp piston bằng phương pháp hàn tự động
Ưu điểm:
Dễ tiến hành phục hồi
Chi phí phục hồi không quá lớn
Không đòi hỏi thợ hàn có trình độ tay nghề cao
Nhược điểm:
Trước khi tiến hành hàn phải thử cơ tính và thành phần hóa học của piston
để chọn que hàn có cơ tính và thành phần hóa học phù hợp.
Sau khi hàn phải tiện lại piton, đây là công đoạn khó khăn vì piston có
trọng lượng rất lớn nên máy tiện hiện nay rất khó đáp ứng được độ chính xác theo
yêu cầu.
Trong quá trình hàn thì việc phân tầng của từng lớp hàn sẽ làm ảnh hưởng
lớn đến cơ tính của mối hàn.
Piston làm việc trong môi trường chịu áp lực lén rất lớn, mài mòn liên tục và bôi
trơn kém nên nếu hàn đắp piston thì thời gian ban đầu búa hoạt động ổn định nhưng chỉ
được 1 thời gian ngắn, vì các mối hàn bị mài mòn rất nhanh.
• Phục hồi bằng phương pháp ép ống lót
Ưu điểm:
Đảm bảo piston không bị mài mòn vì khi ống lót mòn ta tiến hành thay thế
ống lót.
Nhược điểm:
Phương pháp này thường chỉ dùng cho các piston trong động cơ.
SVTH: Hoàng Văn Thân Page 7
DAMH CÔNG NGHỆ SỮA CHỮA MXD GVHD: TRẦN ĐỨC KẾT

Ống lót ép vào phải có cơ tính tương đương với cơ tính của vật liệu chế tạo
piston nếu không thì ống lót sẽ bị mài mòn rất nhanh.
Ống lót phải được tiêu chuẩn hóa
Phải có máy ép chuyên dùng
Chi phí sữa chữa cao
• Phục hồi bằng phương pháp hàn đắp thành xilanh sau đó kết hợp với phương pháp
gõ.
Ưu điểm:
Lựa chọn que hàn tốt thì sẽ hạn chế được sự mài mòn giữa piston và thành
búa.
Sau khi hàn thì máy gõ tự động sẽ gõ theo mối hàn để tăng cơ tính cho mối
hàn.
Nhược điểm:
Chi phí sữa chữa khá cao vì phải đầu tư máy móc thiết bị hiện đại
Người thợ phải có kinh nghiệm để điều chỉnh máy móc thiết bị.
Hiện nay 1 số cơ sở ở nước ta tiến hành phục hồi piston của búa đối với những hư
hỏng về độ côn và độ ovan theo phương pháp thứ 3.
Đối với hư hỏng do xước bề mặt thì do đặc tính làm việc của búa nên chỉ
tiến hành mài nhẹ rồi đánh bóng.
Hình: Hàn mặt trong của vỏ búa Hình: gõ bề mặt sau khi hàn
Sau khi gõ ta tiến hành mài bóng bề mặt rồi mạ crom để tăng độ cứng bề mặt.
3. Piston bị rỗ bề mặt
a. Nguyên nhân
Do trong quá trình làm việc piston tiếp xúc trực tiếp với nhiên liệu cháy ở nhiệt độ
cao nên phần đầu piston rất hay bị rỗ bề mặt.
SVTH: Hoàng Văn Thân Page 8
DAMH CÔNG NGHỆ SỮA CHỮA MXD GVHD: TRẦN ĐỨC KẾT
Hình: Piston bị rỗ ở phần đầu
b. Hậu quả
Ảnh hưởng đến cơ tính của vật liệu chế tạo piston

Piston nhanh bị mài mòn, ảnh hưởng đến năng suất thi công.
c. Kiểm tra hư hỏng
Việc kiểm tra hư hỏng rỗ bề mặt thì được kiểm tra bằng mắt thường.
d. Khắc phục hư hỏng
Piston bị rỗ bề mặt sẽ được mài bằng máy mài cầm tay sau đó sẽ được đánh bóng
lại.
4. Khe hở giữa piston và xec măng quá lớn
a. Nguyên nhân
Do trong quá trình làm việc, piston chuyển động lên xuống liên tục kéo theo sự
chuyển động của các xéc măng, mặt khác các xéc măng không đảm bảo độ kín khít khi
lắp với piston nên dẫn đến sự va đập giữa xéc măng và rãnh xéc măng trong quá trình
làm việc.
Hình: Khe hở giữa xéc măng và rãnh xéc măng
b. Hậu quả
Nhanh mòn xéc măng.
Xảy ra hiện tượng lọt khí, ảnh hưởng đến độ kín khít của buồng đốt làm giảm
năng suất thi công.
SVTH: Hoàng Văn Thân Page 9
DAMH CÔNG NGHỆ SỮA CHỮA MXD GVHD: TRẦN ĐỨC KẾT
c. Kiểm tra hư hỏng
Sử dụng xéc măng để kiểm tra độ hở của rãnh lắp xéc măng.
Dùng thước lá để kiểm tra khe hở của rãnh
Hình ảnh minh họa cho quá trình kiểm tra khe hở giữa piston và rãnh(trong hình
là piston của động cơ còn đối với piston của quả búa ta kiểm tra tương tự)
d. Khắc phục hư hỏng
Thông thường, với piston của búa đóng cọc thì rãnh xéc măng dưới cùng sẽ bị hở
nhiều hơn, nếu hở thì thường bị hở mặt trên.
Với hư hỏng khe hở lắp xéc măng ta tiến hành khắc phục bằng cách:
Lắp 1 vòng xéc măng đệm lót vào khe hở giữa piston và xéc măng, vòng
đệm có cấu tạo tương tự như xéc măng tuy nhiên độ dày được gia công sao cho

vừa với khe hở miệng.
SAU KHI TIẾN HÀNH SỮA CHỮA XONG CÁC HƯ HỎNG CỦA PISTON
TA TIẾN HÀNH LẮP PISTON VÀO VỎ CỦA BÚA K45. QUY TRÌNH LẮP
PISTON VÀO QUẢ BÚA ĐƯỢC TIẾN HÀNH NHƯ SAU:
Chuẩn bị:
Cẩu phục vụ HITACHI sức nâng 60Tf được trang bị sẵn
1 lái cẩu và 1 công nhân
SVTH: Hoàng Văn Thân Page 10
DAMH CÔNG NGHỆ SỮA CHỮA MXD GVHD: TRẦN ĐỨC KẾT
Cáp thép, móc và ma ní, cùng với các dụng cụ phục vụ được chuẩn bị sẵn.
Tiến hành :
Di chuyển cẩu phục vụ tới vị trí để búa
Công nhân móc cáp vải vào 1 đầu piston (phần dẫn hướng)
Tiến hành lên cáp để dựng piston lên sau đó chèn gỗ xung quanh đểquả piston
đứng vững được.
Sau khi dựng piston lên công nhân tháo cáp vải để chuẩn bị nâng vỏ búa
Công nhân tiến hành móc cáp vào vỏ búa rồi điều khiển để người lái cẩu từ từ
nâng vỏ búa lên.
Tiến hành điều khiển cần đến vị trí đã dựng piston
Từ từ hạ cáp theo sự điều khiển của người công nhân cho đến khi vỏ búa xuống
hết piston rồi hạ toàn bộ cả búa và piston xuống.
Hình: cẩu phục vụ tiến hành lắp piston vào búa
SVTH: Hoàng Văn Thân Page 11
DAMH CÔNG NGHỆ SỮA CHỮA MXD GVHD: TRẦN ĐỨC KẾT
III. BỐ TRÍ NHÂN CÔNG, THIẾT BỊ THỰC HIỆN VÀ THỜI GIAN THỰC
HIỆN.
Các nguyên công Thiết bị thực hiện Số nhân công Số ngày công
Tháo Piston ra khỏi búa K45 Cẩu phục vụ
HITACHI sức
nâng 60 Tf

2 ½ ngày
Vệ sinh Piston Máy nén khí áp lực
cao
1 ½ ngày
Khắc phục hư hỏng xéc
măng
Kìm tháo xéc
măng chuyên
dùng.
2 ½ ngày
Khắc phục độ côn, độ ô van
của piston
Máy hàn tự động.
máy gõ tự động
1 5 ngày
Khắc phục piston bị rỗ bề
mặt
Máy mài cầm tay 1 ½ ngày
Khắc phục khe hở miệng
của piston và xéc măng
Thước lá, kím
tháo xéc măng
chuyên dùng
2 2 ngày
Lắp piston vào búa Cẩu phục vụ của
HITACHI sức
nâng 60 Tf
2 ½ ngày
Tổng số nhân
công: 11

Tổng số ngày
công: 9,5
SVTH: Hoàng Văn Thân Page 12
DAMH CÔNG NGHỆ SỮA CHỮA MXD GVHD: TRẦN ĐỨC KẾT
IV. KẾT LUẬN
Đối với piston của búa diesel do điều kiện làm việc rất khác với piston của động
cơ diesel thông thường nên việc kiểm tra các hư hỏng và lên phương án phục hồi cũng có
nhiều điểm khác biệt so với piston của động cơ diesel thông thường.
Qua tìm hiểu em rút ra được nhận xét là các hư hỏng chủ yếu ở piston là mòn xéc
măng và phương án phục hồi là thay mới xéc măng.
Các phần trên đã trình bày khá đầy đủ những hư hỏng thường gặp đối với piston
của búa đóng cọc diesel nói chung và búa KOBELCO K45 nói riêng.
Việc kiểm tra các hư hỏng được dựa trên quá trình tìm hiểu thực tế ở tại 1 cơ sở
sữa chữa trong nước nên chưa thể hoàn thiện và chính xác được.
Các bước khắc phục hư hỏng cũng được tìm hiểu thông qua thực tế tại cơ sở sữa
chữa nên còn nhiều hạn chế, tuy nhiên hiện nay các phương án phục hồi đã nên ở trên
vẫn đang được áp dụng phổ biến ở nhiều cơ sở sữa chữa tại nước ta.
SVTH: Hoàng Văn Thân Page 13
DAMH CÔNG NGHỆ SỮA CHỮA MXD GVHD: TRẦN ĐỨC KẾT
Tài liệu tham khảo:
1) Sửa chữa máy xây dựng - xếp dỡ và thiết kế xưởng
PGS.TS. NGUYỄN ĐĂNG ĐIỆM
NHÀ XUẤT BẢN GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI – 2006
2) Máy thi công chuyên dùng
PGS.TS NGUYỄN BÍNH
Nhà xuất bản GTVT - Hà Nội 2005
3) Nguyên lý động cơ đốt trong
Ths NGUYỄN TẤN QUỐC
SVTH: Hoàng Văn Thân Page 14
DAMH CÔNG NGHỆ SỮA CHỮA MXD GVHD: TRẦN ĐỨC KẾT

Mục lục:
Tên mục Trang
Lời nói đầu 1
I. MỞ ĐẦU
1. Công dụng 2
2. Điều kiện làm việc 2
3. Các thông số kỹ thuật 2
4. Sự cần thiết của việc sữa chữa phục hồi 2
II. PHÂN TÍCH CÁC HƯ HỎNG VÀ LÊN PHƯƠNG ÁN SỮA CHỮA 3
Quy trình tháo piston 3
Quy trình rửa Piston 4
1. Mòn xéc măng 4
2. Mòn Piston theo hình ô van, hình côn, xước bề mặt 5
3. Piston bị rỗ bề mặt 7
4. Khe hở miệng lắp xéc măng quá lớn 7
Quy trình lắp piston 7
III. BỐ TRÍ NHÂN CÔNG, THIẾT BỊ THỰC HIỆN
VÀ THỜI GIAN THỰC HIỆN 8
IV. KẾT LUẬN 10
Tài liệu tham khảo 11
Mục lục 12
SVTH: Hoàng Văn Thân Page 15