Tính toán thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước 680t
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.55 MB, 109 trang )
Đồ án tốt nghiệp
Tính tốn thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước 680T
Mục lục
LỜI NÓI ĐẦU.....................................................................................................3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY ÉP CỌC THỦY LỰC DI CHUYỂN
BƯỚC …………………………………………………………………………5
1.1. Giới thiệu về máy ép cọc thủy lực di chuyển bước ……………………….5
1.2. Kết cấu và quá trình hoạt động của máy........................................................7
1.2.1. Kết cấu máy .........................................................................................9
1.2.2. Quá trình làm việc của máy … ……………………………………..13
1.3. Sơ đồ và nguyên lý truyền động thuỷ lực.....................................................14
1.3.1. Sơ đồ hệ thống thuỷ lực......................................................................14
1.3.2. Nguyên lý hoạt động của mạch thuỷ lực............................................16
CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG THUỶ LỰC CỦA BỘ
PHẬN ÉP CỌC VÀ KẸP CỌC VÀ TÍNH TỐN KẾT CẤU THÉP CỦA
MÁY
…………………………………………………………………………..17
2.1. Cơ cấu ép cọc...............................................................................................17
2.1.1. Cấu tạo cơ cấu ép cọc.........................................................................18
2.1.2. Tính chọn xylanh ép cọc.....................................................................23
2.2. Cơ cấu kẹp cọc.............................................................................................24
2.2.1. Các thông số yêu cầu..........................................................................25
2.2.2. Sơ đồ hệ thống thuỷ lực......................................................................26
2.2.3. Tính chọn xylanh:...............................................................................28
2.2.4. Kiểm tra khả năng chịu lực kẹp của cọc bêtơng cốt thép khi chịu lực
ép 680 tấn
29
2.3. Tính chọn bơm thuỷ lực...............................................................................30
2.3.1. Lưu lượng của bơm cần cung cấp cho xylanh ép cọc........................31
2.3.2. Lưu lượng của bơm cần cung cấp cho xylanh kẹp cọc......................33
2.4. Tính chọn các chi tiết trong hệ thống thuỷ lực.............................................34
2.4.1. Tính chọn van an tồn........................................................................34
2.4.2. Tính chọn các thiết bị trong hệ thống thuỷ lực ép cọc.......................35
2.4.3. Tính chọn các thiết bị trong hệ thống thuỷ lực kẹp cọc.....................37
2.5. Tính tốn kết cấu thép của bộ khung máy ép……………………………...38
2.5.1. Giới thiệu phần mềm Solidworks………………………..………….39
2.5.2. Mô tả phần mềm Solidworks ……………………………………….40
SV: Lê Đức Hùng
-1-
Lớp: Cơ khí GTCC - K56
Đồ án tốt nghiệp
Tính tốn thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước 680T
2.5.3. Thiết lập mơ hình 3D và kiểm tra độ bền……………………………42
SV: Lê Đức Hùng
-2-
Lớp: Cơ khí GTCC - K56
Đồ án tốt nghiệp
Tính tốn thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước 680T
CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CẦN TRỤC CẤP CỌC................50
Cấu tạo chung....................................................................................................51
Hệ thống thuỷ lực trên cần trục........................................................................52
3.1. Bộ máy nâng hạ hàng................................................................................53
3.1.1. Sơ đồ truyền động bộ máy nâng hạ cọc …………………………….53
3.1.2. Bảng sức nâng - tầm với.....................................................................54
3.1.3. Tính tốn các bộ phận.........................................................................54
3.2. Bộ máy thay đổi tầm với...........................................................................59
3.2.1. Tính chọn cơ cấu thay đổi chiều dài cần............................................62
3.2.2. Cơ cấu thay đổi góc nghiêng cần........................................................62
3.3. Bộ máy quay.............................................................................................68
3.3.1. Cơng dụng..........................................................................................68
3.3.2. Tính chọn vành răng...........................................................................72
3.3.3. Tính chọn động cơ thuỷ lực dẫn động cơ cấu quay............................74
3.4. Tính chọn bơm thuỷ lực............................................................................75
CHƯƠNG 4: THÁO DỠ VÀ LẮP ĐẶT MÁY ÉP CỌC...............................76
4.1. Quá trình chuẩn bị...................................................................................77
4.2. Quy trình lắp dựng.....................................................................................83
4.3. Quy trình thi cơng ép cọc...........................................................................86
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................87
Đồ án tốt nghiệp
Tính tốn thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước 680T
Lời nói đầu
Nền tảng để Việt Nam hội nhập vào nền kinh tế thế giới là phải xây dựng
được cơ sở hạ tầng thiết yếu đảm bảo về cả chất và lượng. Điều này tạo cơ hội
cho máy móc thiết bị ở nước ta ngày càng đa dạng. Một yêu cầu đặt ra là đòi hỏi
những kĩ sư máy phải biết vận dụng sáng tạo công nghệ hiện đại của các nước
tiên tiến vào tình hình cụ thể của Việt Nam sao cho đạt hiệu quả kinh tế kỹ thuật
cao nhất.
Trong thời gian gần đây, đất nước ta đã có nhiều chuyển đổi mới, nền
kinh tế nước ta hội nhập ngày càng sâu rộng với với nền kinh tế thế giới. Trong
quá trình phát triển sẽ xuất hiện nhiều khu đơ thị, trung tâm chính trị, kinh tế, xã
hội như TP Hồ Chí Minh hoặc thủ đơ 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 cơng một cơng trình cần kỹ thuật của nhiều ngành khác nhau, trong đó ngành
Cơ khí Máy Xây Dựng chiếm tầm quan trọng không nhỏ. Hiện tại, yêu cầu đặt
ra rất khắt khe, việc xây dựng khơng những địi hỏi tiến độ, mà cịn địi hỏi mức
độ an tồn cho bản thân cơng trình và các cơng trình xung quanh.
Để thi cơng các cơng 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 cơng 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 cơng 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 tơng-cốt thép được sử dụng rộng rãi nhất vì có
nhiều ưu điểm hơn các loại cọc khác. Đó là điều kiện áp dụng khơng 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 cơng trình hiện
nay
Đồ án tốt nghiệp
Tính tốn thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước 680T
Đồ án tốt nghiệp
Tính tốn thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước 680T
đều dùng cách gia cố nền móng bằng cọc. Chính vì vậy, việc xuất hiện những
máy mới nhằm thực hiện công tác thi công cọc là rất quan trọng.
Được sự phân công nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp của bộ môn Máy xây dựng
& xếp dỡ, đề tài: “Tính tốn thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước lực ép
680T” được thực hiện bởi hai sinh viên lớp Cơ khí GTCC – K56; Với nhiệm vụ
cụ thể như sau:
1. Vũ Văn Mạnh: Tổng quan về máy ép cọc tĩnh di chuyển bước; Tính
tốn thiết kế tổng thể; Tính tốn thiết kế tồn bộ kết cấu thép; Tính tốn thiết kế bộ
di chuyển bước; Xây dựng quy trình vận hành và sử dụng.
2. Lê Đức Hùng: Tính tốn thiết kế bộ máy ép cọc; Tính tốn thiết kế cần
trục cấp cọc và xây dựng quy trình lắp dựng máy.
Trong q trình thực hiện đồ án khơng tránh khỏi những sai sót và những
hạn chế. Em mong nhận đựơc sự đóng góp ý kiến của các thầy và các bạn sinh
viên để đồ án được hoàn thiện hơn. Cuối cùng, em xin chân thành cám ơn thầy
PGS. TS-Nguyễn Văn Vịnh và tồn thể các thầy cơ giáo trong bộ môn Máy Xây
Dựng – Xếp dỡ đã tận tình giúp đỡ em hồn thành những nội dung của đồ án.
Hà Nội, ngày 20 tháng 05 năm 2019
Sinh viên
Lê Đức Hùng
Tính tốn thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước 680T
Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN CHUNG VỀ MÁY ÉP CỌC THỦY LỰC DI
CHUYỂN BƯỚC
1.1.
Giới thiệu máy thiết kế
Nội dung chính của đồ án này là nghiên cứu 1 loại máy ép cọc mới hiện nay
cũng dựa trên phương pháp dùng lực ép tĩnh. Đó là loại máy ép cọc mới trong
công nghiệp xây dựng hiện nay. Loại máy này rất phù hợp với các cơng trình
xây dựng ở những khu đơ thị nhờ vào tính linh hoạt, khơng gây ồn, khơng làm
hư hỏng các cơng trình xum quanh. Hiện nay loại máy này đang được sử
dụng rất phổ biến ở Việt Nam. Máy sử dụng lực tĩnh mạnh được sinh ra bởi dầu
áp lực cao để ép cọc vào trong đất một cách dễ dàng mà không gây chấn động
mạnh. Mọi thao tác của máy như: nâng cọc, kẹp cọc, giữ bàn kẹp, di chuyển
máy...đều được thực hiện bằng thủy lực. Máy có thể ép được nhiều loại cọc có
hình dáng và kích thước khác nhau: cọc vng, cọc tròn, cọc thép chữ H...tùy
thuộc vào yêu cầu kỹ thuật. Kích thước của cọc vng 0,4 0,4 m , 0,6 0,6
m , 0,4 0,6 m
Chất lượng của cọc ép ln được đảm bảo vì trong q trình ép sẽ kiểm tra
cọc. Tỷ lệ thành công của cọc là rất lớn . Cọc sẽ đạt được chất lượng cao và
giảm được nhiều chi phí sản xuất. So với các phương pháp ép khác hoặc trong
q trình đóng cọc thì cọc đạt đựoc chất lượng cao hơn rất nhiều. Hoạt động của
máy êm và phạm vi làm việc của máy rộng vì nó hồn tồn được điều khiển
bằng thủy lực và có thể tự di chuyển được trên cơng trường. Lực ép cọc được
tạo ra là rất lớn. Và một đặc điểm rất quan trọng của máy mà có nhiều người
quan tâm đó là máy có thể ép được cọc nghiêng từ 0 o đến 5o. Điều này rất
quan trọng vì trong thực tế hiện nay việc ép cọc nghiêng là rất khó khăn.
Máy ép cọc tĩnh thủy lực di chuyển bước có những ưu điểm nổi trội sau:
1. Khi thi cơng khơng gây chấn động, khơng ơ nhiễm, ít tiếng ồn, khơng
làm rạn nứt cơng trình xung quanh. Khi thi công ở khu vực tập trung nhiều công
Đồ án tốt nghiệp
Tính tốn thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước 680T
trình kiến trúc và nội đơ của các đơ thị cũ nó sẽ phát huy hết những đặc tính
Đồ án tốt nghiệp
Tính tốn thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước 680T
ưu việt này, thể hiện nó đúng là loại thiết bị thi cơng lí tưởng cho phương pháp
bảo vệ thành phố.
2. Quá trình ép cọc: Trên máy có lắp đặt đồng hồ đo thể hiện rõ áp suất
dầu khi ép cọc, cung cấp số liệu kỹ thuật đáng tin cậy cho công nhân thao tác.
3. Thời gian thi công ngắn, hiệu suất cao, làm việc liên tục, nối cọc dễ
dàng, hiệu suất cao hơn hẳn so với các loại máy ép cọc khác, là lựa chọn hiệu
quả cho việc thi cơng các cơng trình có quy mơ diện tích lớn, thời gian thi cơng
nhanh.
4. Chất lượng thi cơng tốt, tỷ lệ cọc hồn thành cao, cọc chịu áp lực thấp,
số lượng cọc bị hỏng ít. So với kiểu máy đóng cọc kiểu búa hay loại chấn động
thì giá thành làm cọc tiền chế thấp hơn 30%.
Do đó, máy ép cọc thủy lực tuy mới nhập vào Việt Nam nhưng do ưu thế nổi
trội trên nó đã nhanh chóng chiếm lĩnh thị trường.
Tính tốn thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước 680T
Đồ án tốt nghiệp
1.2.
Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của máy.
1.2.1.Kết cấu máy ép
Các kết cấu chính của máy được thể hiện như hình 1.1 dưới đây:
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Hình 1.1. Kết cấu chính của máy ép thủy lực 680 tấn
1. Sàn máy
9. Cụm cơ cấu di chuyển ngang
2. Dầm đặt đối trọng gia tải
10. Xylanh nâng hạ máy
3. Gối đỡ dầm gia tải
11. Xylanh di chuyển dọc
4. Chân đế di chuyển ngang
12. Cabin điều khiển cơ cấu ép cọc
5. Cơ cấu ép chính
13. Khung lắp cơ cấu ép cọc
6. Gân tăng cường cho gối đỡ dầm gia tải
14. Cơ cấu ép cọc
Đồ án tốt nghiệp
Tính tốn thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước 680T
7. Chân đế di chuyển dọc
15. Xylanh ép cọc
8. Xylanh di chuyển ngang
16. Cẩu cấp cọc
Đồ án tốt nghiệp
Tính tốn thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước 680T
Hình 1.2. Máy ép cọc thủy lực tự hành khơng ép được vùng biên.
Hình 1.3. Máy ép cọc thủy lực tự hành có ép được vùng biên.
Đồ án tốt nghiệp
Tính tốn thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước 680T
1.2.2.Quá trình làm việc của máy ép
Quá trình làm việc của giá ép
- Giá ép bao gồm các xylanh ép chính, các xylanh ép phụ và các bàn kẹp cọc.
Hệ xylanh ép được liên kết mềm (tự lựa) với các chân bàn kẹp cọc nhờ các gối tựa
hình cầu (khớp cầu). Nhờ vậy mà cho phép giữa chúng có góc lắc nhỏ đảm bảo
cho tồn bộ máy ở trạng thái cân bằng. Quá trình làm việc của giá ép như sau:
Máy di chuyển tới vị trí cần ép cọc và hạ các chân đế xuống để ổn định máy. Các
xylanh ép cọc lúc này bắt đầu co lại nâng hai bàn kẹp lên vị trí cao nhất (hết hành
trình co của xylanh ép). Sau đó cọc được cẩu vào khoảng giữa của các bàn kẹp
nhờ chính cần cẩu được bố trí trên máy. Khi cọc đã được đưa vào trong đó và đến
lúc đầu dưới của cọc chạm đất thì cả hai hệ thống bàn kẹp cùng làm việc, chúng
cùng kẹp cọc lại. Như vậy cọc ln được đảm bảo ép đúng vị trí cần thiết. Nhờ
vậy cọc luôn được đảm bảo độ thẳng đứng trong suốt quá trình ép.
Hình 1.4. Quá trình làm việc của các xylanh ép
Tính tốn thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước 680T
Đồ án tốt nghiệp
- Khi bắt đầu ép với lực ép nhỏ chỉ dùng một xylanh ép chính đẩy ra và ép
bàn kẹp cùng đi xuống. Khi hết hành trình của xylanh thì cả hai cơ cấu bàn kẹp
sẽ cùng nhả cọc ra và co lại. Xylanh ép sẽ đưa các bàn kẹp trở về vị trí ban đầu
và tiếp tục lặp lại quá trình kẹp cọc và ép cọc xuống.
- Khi ép với lực ép lớn dùng cả 2 xylanh ép chính và xylanh ép phụ, các bước
cịn tương tự như khi ép với lực nhỏ.
Quá trình di chuyển của máy
- Sự di chuyển của máy đầu tiên phải kể đến quá trình làm việc của cơ
cấu nâng hạ máy. Cơ cấu nâng của máy bao gồm các xylanh nâng hạ
máy và các dầm của máy. Các dầm của máy gồm có hai dầm chính và
hai dầm phụ. Hai đầu của hai dầm chính gắn với bốn xylanh, đầu của
piston nâng hạ liên kết với bốn bánh xe di chuyển. Đó chính là hệ thống
bánh xe để di chuyển máy.
Hình 1.5. Chân đế di chuyển (chân đế dài)
Hình 1.6. Cụm bánh xe và xylanh trong chân đế
Tính tốn thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước 680T
Đồ án tốt nghiệp
- Khi pittông đẩy ra hoặc co vào thì thân máy sẽ được nâng lên hay hạ
xuống. Hệ thống bánh xe đó được chạy trên các tấm chân đế. Trong mỗi
tấm chân đế có hai xylanh di chuyển (nằm theo chiều dọc) và dẫn động
các bánh xe. Các bánh xe di chuyển mang theo toàn bộ thân máy di
chuyển theo. Các bánh xe chạy trên các ray nằm trong các chân đế và có
thể chạy trong chân đế để kéo chân đế theo trong quá trình chuyển
động.
- Các xylanh nằm dọc trong chân đế được gắn khớp với các bánh xe. Đầu
của pittơng có liên kết khớp với chân đế để di chuyển máy và cũng để di
chuyển chính chân đế.
a. Q trình di chuyển theo chiều ngang
Máy di chuyển theo chiều ngang nhờ hai cặp chân đế nằm dọc theo hai bên
máy. Hành trình di chuyển theo chiều ngang máy là 0,8 m. Đó cũng chính là
hành trình của hai xylanh nằm trong hai chân đế này. Khi bắt đầu di chuyển, đầu
tiên các xylanh nâng hạ máy co lại hết hành trình. Như vậy hai chân đế nằm
ngang sẽ được co lên theo các xylanh nâng hạ.
Hình 1.7. Kết cấu của cơ cấu di chuyển ngang
Đồ án tốt nghiệp
Tính tốn thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước 680T
Lúc này các xylanh nằm trong các chân đế ngang sẽ hoạt động, chúng đẩy
ra hết hành trình của xylanh. Như vậy tồn bộ máy được đẩy tới trước cùng với
hai chân đế ngang máy nhờ các cụm bánh xe di chuyển chạy trên các ray trong
chân đế. Khi các xy lanh ngang hết hành trình thì các xylanh nâng hạ bắt đầu đẩy
ra và từ từ hạ hai chân đế ngang xuống. Khi 2 hai chân đế ngang chạm đất ,các xy
lanh nâng hạ nâng hai chân đế dọc máy được nâng lên khỏi mặt đất. Lúc này các
xylanh nâng hạ dừng lại, tiếp theo các xylanh ngang trong chân đế sẽ co lại. Quá
trình co lại này sẽ kéo theo các cụm bánh xe di chuyển theo. Như vậy lúc này các
chân đế ngang sẽ trượt trên các cụm bánh xe di chuyển và tiến về phía trước. Sau
đó các xylanh nâng hạ lại co lại và bắt đầu một bước di chuyển mới. Quá trình
này cứ lặp đi lặp lại và làm cho máy di chuyển được tới vị trí mong muốn theo
chiều ngang (bên trái hoặc bên phải).
b. Quá trình di chuyển theo chiều dọc
Quá trình di chuyển theo chiều dọc thân máy giống như quá trình di chuyển
theo chiều ngang ,nhưng khác là hành trình của các xylanh là 3,0m và các chân
đế này bị hạn chế hành trình bởi hai chân đế nằm dọc.
Đồ án tốt nghiệp
Tính tốn thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước 680T
Hình 1.8. Kết cấu của cơ cấu di chuyển dọc
Tính tốn thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước 680T
Đồ án tốt nghiệp
1.3.
Sơ đồ và nguyên lý truyền động thuỷ lực
1.3.1. Sơ đồ hệ thống thuỷ lực
Hình 1.9. Sơ đồ mạch thủy lực của hệ máy ép
1. Bộ làm mát
10. Ống nối mềm
2. Bầu lọc dầu
11. Các xylanh di chuyển ngang dọc
3. Thùng chứa dầu
12. Các xylanh chính ép cọc
4. Van điều chỉnh bơm
13. Các xylanh phụ ép cọc
5. Bơm thủy lực có van điều chỉnh
14. Các xylanh kẹp cọc
6. Van 1 chiều
15. Các xylanh nâng hạ máy
7. Động cơ
16. Van 1 chiều
8. Van phân phối điều khiển
17. Van phân phối điều
khiển xylanh ép cọc và kẹp cọc
9. Van phân phối điều khiển
các xy anh di chuyển
xylanh nâng hạ máy
18. Đồng hồ đo áp
19. Van an toàn
Tính tốn thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước 680T
Đồ án tốt nghiệp
1.3.2. Nguyên lý hoạt động của mạch thuỷ lực
Mạch điều khiển thủy lực gồm có 2 bơm thủy lực (5). Mỗi bơm này được
dẫn động bằng một động cơ điện ba pha (7). Dầu áp lực từ bơm sẽ được phân bố
đến các van phân phối cho các hệ xylanh trong từng q trình cơng tác. Các van
phân phối này được điều khiển bởi người điều khiển. Dầu sau hành trình cơng
tác được đưa trở về thùng dầu (3) qua một bộ làm mát và bộ lọc.
Van an tồn (4) sẽ ln giữ cho áp lực của dầu trong hệ thống lớn nhất là
25 MPa. Van khố đảm bảo cho các xylanh khơng bị tụt áp trong q trình làm
việc. Cụm van an tồn có tác dụng giảm tải trọng động cho động cơ thuỷ lực.
Các xylanh di chuyển ngang dọc, nâng hạ, ép, kẹp, và các động cơ làm
việc độc lập theo yêu cầu cụ thể khi vận hành.
Các phần tử thuỷ lực:
Hình 1.10. Bơm piston hướng kính
Hình 1.11. Van an tồn
Đồ án tốt nghiệp
Tính tốn thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước 680T
Hình 1.12. Van phân phối
Hình 1.13. Đồng hồ đo áp
Hình 1.14. Bầu lọc dầu
Tính tốn thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước 680T
Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 2
TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC CỦA BỘ
PHẬN ÉP CỌC, KẸP CỌC VÀ KẾT CẤU THÉP
2.1.
Cơ cấu ép cọc
2.1.1. Cấu tạo cơ cấu ép cọc
Hệ xylanh ép cọc làm nhiệm vụ đẩy bàn kẹp hướng xuống dưới. Q trình
đó các bàn kẹp đã kẹp chặt cọc và đưa cọc vào sâu lòng đất. Lực ép yêu cầu của
xylanh là đủ để đưa cọc vào trong đất nhẹ nhàng và đảm bảo yêu cầu thiết kế.
Hệ xylanh ép cọc gồm bốn xylanh, trong đó hai xylanh chéo nhau làm việc
đồng thời và gắn chặt với bàn ép, chúng vừa làm nhiệm vụ kéo bàn cọc chuyển
động lên xuống vừa ép cọc, hai xylanh còn lại dùng để tăng lực dìm cọc khi cọc
xuống sâu trong lịng đất.
Xylanh ép cọc gồm có hai cặp làm việc đồng thời, trong đó có một cặp vừa
làm nhiệm vụ ép cọc và vừa làm nhiệm vụ kéo bàn kẹp đi lên. Do đó tính chọn
một xylanh thực hiện cả hai nhiệm vụ trên, còn các xylanh còn lại tính chọn
tương tự.
Xilanh
ép (4 cái)
Q1
Q1
Q2
Q2
Cọc
Xilanh
kẹp (8 cái)
Q1
Q2
Q2
Q1
Q1
Q2
Q2
Q1
Đồ án tốt nghiệp
Tính tốn thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước 680T
Hình 2.1. Sơ đồ động hệ thống ép
Tính tốn thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước 680T
Đồ án tốt nghiệp
Hình 2.2. Khung ép
1
2
3
4
5
6
Q1
Q1
Q1
Q1
Q1
Q1
Q1
Q1
Q1
Q1
Q1
Q1
Q2
Q2
Q2
Q2
Q2
Q2
Q2
Q2
Q2
Q2
Q2
Q2
Q1
Q1
Q2Q2
Q2Q2
Q1
Q1
Q1
Q1
Q2Q2
Q1
Q2Q2
Q1
Q1
Q1
Q2Q2
Q2Q2
Q1
Q1
Q2Q2
Q1Q1
Q2Q2
Q1
Q1
Q2Q2
Q1Q1
Q2Q2
Q1
Q1
Q1
Q2Q2
Q1
Q1
Q2Q2
Q1
Hình 2.3. Quy trình ép cọc
Bước 1: Xylanh ép co hết hành trình để đưa bàn ép lên trên và đồng thời xylanh
kẹp co hết để chờ cọc được thả vào vị trí lỗ ép.
Bước 2: Cọc được cẩu vào vị trí lỗ ép của bàn ép
Bước 3: Sau khi được cẩu cọc vào vị trí lỗ ép, các xylanh kẹp duỗi để kẹp chặt
cọc trong suốt quá trình ép.
Bước 4: Các xylanh ép duỗi để ép bàn ép xuống đưa cọc vào sâu trong lòng đất
Bước 5: Các xylanh kẹp co lại nhả má kẹp
Bước 6: Xylanh ép co lại hết hành trình để đưa bàn ép đi lên kết thúc một chu
trình ép. Các bước tiếp theo lặp lại tương tự như bước 2 đến bước 6.
Tính tốn thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước 680T
Đồ án tốt nghiệp
2.1.2. Tính chọn xylanh ép cọc
Các thơng số u cầu:
- Hành trình xylanh: h = 1,8 (m).
- Khi các cặp xilanh ép mỗi xylanh cũng đạt lực đẩy là:
F1
6800
1700 kN 170.104 N
4
- Áp suất làm việc của dầu trong hệ thống cũng đạt giá trị Max là:
P = 25 MPa = 2,5 kN/cm2
- Tốc độ làm việc của xylanh khi ép ta có: v = 0,7 (m/ph).
Sơ đồ thủy lực của bộ phận ép cọc:
Hình 2.4. Sơ đồ hệ thống thuỷ lực cơ cấu ép cọc
1. Thùng dầu
7. Van một chiều
2. Bơm thuỷ lực
8. Cụm van tiết lưu-van 1 chiều
3. Van phân phối
4.Ống nối mềm
9. Bộ làm mát
10. Van an tồn
5.Cụm xylanh ép chính
6.Cụm xylanh ép phụ
11. Bộ lọc dầu
Đồ án tốt nghiệp
Tính tốn thiết kế máy ép cọc tĩnh di chuyển bước 680T
3.4.2.1. Nguyên lý làm việc:
- Chế độ không tải (Treo bàn kẹp cọc)
Ở chế độ này các van phân phối 4 cửa 3 vị trí đóng (không cho dầu qua).
Bơm vẫn hoạt động nhưng dầu được bơm qua van phân phối 4 cửa 3 vị trí rồi lại
trở về thùng. Van 1 chiều có điều khiển đóng để giữ cho dầu trong khoang dưới
của xylanh khơng về thùng (Van chống tụt), kể cả khi tắt động cơ thì vẫn treo
được bàn ép.
- Chế độ ép nhanh (Tốc độ nhanh 4,5 m/ph)
Dầu được bơm lên hệ thống bằng 3 bơm thủy lực qua van phân phối 4 cửa 3
vị trí qua van 1 chiều có điều khiển đi tới các khoang của xylanh. Dầu hồi về
qua van 1 chiều có điều khiển (trích dịng thủy lực của đường dầu đi điều khiển
van một chiều mở) qua cửa của van phân phối về thùng. Khi van 1 chiều do
ngun nhân nào đó mà khơng điều khiển mở được thì dầu qua van an tồn để
về thùng dầu tránh phá vỡ đường ống và các thiết bị thủy lực khác. Chế độ lên
thì ngược lại. (Chỉ ép được nhanh khi tải nhỏ vì lực tạo ra nhỏ).
- Chế độ ép chậm (Tốc độ chậm 0,7 m/ph)
Dầu được bơm lên hệ thống bằng 3 bơm thủy lực. Khi gặp cữ hành trình bắt
đầu chế độ ép chậm thì bơm áp suất ép và đóng van 1 chiều, dầu từ bơm lưu
lượng qua van tràn trở về thùng. Dầu được bơm lên hệ thống bằng bơm áp suất
qua van phân phối 4 cửa 3 vị trí qua van 1 chiều có điều khiển đi tới các khoang
của xylanh. Dầu hồi về qua van 1 chiều có điều khiển (trích dịng thủy lực của
đường dầu đi điều khiển van một chiều mở) qua cửa của van phân phối về
thùng.
