ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP MÁY ÉP CỌC THỦY LỰC

Trong coâng taùc xöû lyù vaø gia coá neàn moùng ñeå phuïc vuï cho caùc coâng trình xaây döïng, giao thoâng vv… Coù raát nhieàu phöông phaùp gia coá maø tuøy thuoäc vaøo neàn ñaát, ñieàu kieän cuûa ñôn vò coù theå trang bò ñöôïc nhöõng loaïi maùy naøo.Phaân loaïi veà caùc loaïi maùy ñoùng coïcÑoùng coïc nhôø löïc ñoäng :Buùa diezel, buùa thuûy löïc, buùa rungNhôø löïc tónh:Maùy eùp coïcNgoaøi ra coøn coù maùy khoan coïc nhoài duøng cho caùc coâng trình lôùnÖu nhöôïc ñieåm cuûa töøng loaïi. Ñoái vôùi buùa diezel chæ duøng ñöôïc cho caùc coâng trình xa khu daân cö, ñoâ thò, toác ñoä ñoùng coïc töông ñoái lôùn, gaây oàn, khoùi, buïi. Khi söû duïng phaûi chuù yù tôùi aûnh höôûng cuûa noù ñoái vôùi caùc coâng trình laân caän. Buùa rung söû duïng raát coù hieäu ñoái vôùi neàn ñaát yeáu, duøng eùp coïc nhoû, trung bình. Maùy khoan coïc nhoài laø moät thaønh töïu lôùn trong coâng taùc xöû lyù vaø gia coá neàn moùng môùi ñöôïc du nhaäp vaøo nöôùc ta trong 5 naêm trôû laïi ñaây, caùc coïc khoan nhoài raát lôùn coù theå ñeán 50 cm hoaëc hôn nöõa. Ñaëc bieät coù theå kieåm tra chaát löôïng coïc moät caùch chính xaùc, chaát löôïng, giaù thaønh coïc cao nhöng ñoøi hoûi coâng ngheä, trang thieát bò, trình ñoä coâng nhaân vv…Do deã vaän chuyeån, laép döïng, baûo quaûn, giaù thaønh cheá taïo reû,maùy coù theå cheá taïo trong nöôùc phuø hôïp vôùi caùc coâng trình ôû khu daân cö neân vieäc tính toaùn thieát keá cheá taïo maùy eùp coïc laø caáp baùch vì nhu caàu hieän nay laø raát lôùn. Coù theå söû duïng maùy eùp coïc ñeå eùp caùc coïc trung bình nhoû, trình ñoä coâng nhaân vaän haønh khoâng caàn tay ngheà cao, taän duïng ñöôïc caàn truïc coù caàn, oâtoâ vaän chuyeån … ôû coâng trình taïo söï thuaän tieän hôn nöõa khi söû duïng maùy eùp coïc. Do nhieäm vuï thieát keá cheá taïo laø “THIEÁT KEÁ MAÙY EÙP COÏC THUÛY LÖÏC 150 TAÁN” neân tröôùc tieân ta tìm hieåu veà heä thoáng daãn ñoäng thuûy löïc

Lời cảm ơn.



Trong suốt qúa trình theo học tại trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Cơ Sở II, em đã may mắn nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn, động viên, giúp đỡ về mọi mặt của thầy cô trong trường cũng như sự đồng cảm chia sẻ của bạn bè Em xin chân thành cảm ơn chân thành tất cả thầy cô, bạn bè, gia đình đã giúp đỡ em có được như ngày hôm nay.

Em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến các thầy trong khoa cơ khí nói chung đặc biệt là Thầy Thạc Sĩ Nguyễn Hữu Chí và Thầy PGS

TS Đỗ Đức Tuấn đã hướng dẫn em thực hiện đề tài này.

Cuối cùng em cũng xin cảm ơn cha, mẹ và gia đình đã giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho em học tập, rèn luyện để hoàn thành tốt công việc của mình.

Lời nói đầu



Trong những năm gần đây được sự đầu tư về tài chánh và kỹ thuật của các tổ chức quốc tế nền kinh tế nước ta đang trên đà phát triền dẫn đến sự phát triển vượt bậc của ngành công nghiệp Kim ngạch xuất khẩu ngày càng tăng Giao lưu, hợp tác giữa các nước ngày càng mở rộng.

Đặc biệt trên đường công nghiệp hóa, hiện đại hoá thì việc xây dựng

cơ sở hạ tầng là vấn đề cốt yếu hàng đầu, trong đó việc xử lý nền đất yếu và gia cố nền móng để xây dựng các công trình dân dụng, nhà máy, xí nhgiệp.v v là nhu cầu thiết thực rất cấp bách và tối cần thiết Để giải quyết một khối lượng công việc rất lớn này đòi hỏi phải có một loại máy đơn giản có thể chế tạo trong nước, có những tính năng kỹ thuật đáp ứng được yêu cầu thực tế và giá thành chấp nhận được

Một trong các máy cần có để phục vụ cho các công trình nhất là khu dân cư là ‘máy ép cọc’ Do nhu cầu sử dụng lớn nên việc thiết kế chế tạo là vô cùng cấp bách và giảm được đáng kể nếu máy được nhập từ nước ngoài Việc thiết kế chế tạo sẽ khẳng định được sự tự vươn lên, ham học hỏi đễ nâng cao năng suất lao động nhất là đáp ứng nhu cầu thực tế Nói tóm lại đề tài của em được giao là “ Thiết kế và chế tạo máy ép cọc” mang tính thiết thực cao đáp ứng được nhu cầu của đất nước hiện nay, xét về mặt kỹ thuật đề tài phù hợp với công nghệ và trình độ sản xuất trong nước.

Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, cùng toàn thể các thầy cô, các cán bộ của trường Đại Học Giao Thông Vận Tải nơi em đã được đào tạo trong suốt những năm năm qua và em xin bày tỏ lòng biết

ơn chân thành Thầy hướng dẫn Nguyễn Hữu Chí đã hết lòng giúp đỡ và giải đáp những thắc mắc, khắc phục khó khăn vạch ra hướng đi giúp

em hoàn thành tốt bản thiết kế tốt nghiệp này.

Sự kết hợp hài hoà giữa những kiến thức được nhà trường đào tạo và thực tế cuộc sống đã giúp em thực hiện hoàn chỉnh bản thuyết minh này Trong quá trình thiết kế chế tạo do trình độ, kinh nghiệm … còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót Em xin tha thiết mong được sự cảm thông, phê bình, đóng góp ý kiến qúy báu để củng cố thêm kiến thức để em khắc phục học tập ngõ hầu phục vụ tốt hơn cho công việc sau này.

Trân trọng kính chào

CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

A PHƯƠNG ÁN I:

Để có thể giữ dàn ép cố định trong quá trình ép cọc xuống nền thì tachọn dùng cáp neo giữ thông qua các cọc bằng trục vít bố trí xung quanh dànép Các cọc để neo này tạo nên bằng cách dùng một thiết bị chuyên dùngkhoan chuyên dùng quay trục vít ép xuống nền Sau khi ta ép được một sốcọc thì ta có thể dùng chính những cọc đã ép được dùng cho việc neo giữ dàn

1/ Mâm ép lớn

2/ Mâm ép nhỏ

PHƯƠNG ÁN 1

2 1

5 4 3

7 6

Mâm Ép Nhỏ Mâm Ép Lớn

Khung Ép

XiLanh Thủy Lực Khung Chính

Dây Cáp Cọc Neo

1 2 3 4 6

 Nguyên Lý Hoạt Động:

Trước hết ta dùng cẩu cẩu cọc lên trên qua khỏi khung ép 5 rồi thả cọcxuống vị trí cần ép

Định mũi cọc vào vị trí ép

Cho thanh giữ lên trên dầu cọc và dưới thanh ngang của khung ép

Dầu cao áp được dẫn từ bơm qua điều cần gạt của van phân phối vàoống dầu đến xylanh 4 đẩy cần đẩy làm cho khung ép 5 thực hiện chuyểnđộng tịnh tiến xuống dưới ép cọc xuống nền

Sau khi hết một hành trình của xylanh ta điều khiển van phân phối đểthông qua xylanh 4 khung ép 5 chuyển động đi lên để tiếp tục ép cọc

Để di chuyển dàn ép đến vị trí ép mới ta tháo bulông liên kết giữa mâmép lớn và mâm ép nhỏ rồi đẩy dàn đến vị trí mới

Không cần sản xuất đối trọng, vận chuyển đối trọng

Kết cấu dàn gọn, nhẹ

Dễ chế tạo, dễ vận chuyển lắp dựng

Khoảng không gian mà dàn chiếm chỗ nhỏ rất phù hợp cho các côngtrình dân dụng ở đô thị

Trên khung chính ta lắp thêm 4 con lăn dẫn hướng cho khung ép nhằmđảm bảo độ cứng vững và ép cọc thẳng

Các liên kết bằng bu lông giữa khung chính- mâm ép nhỏ và giữa mâmép nhỏ và mâm ép lớn ở phương án 1 bộc lộ những khó khăn, phức tạp nêntrong phương án này ta chọn mối liên kết giữa chúng theo kiểu kẹp, xỏ chốtrồi xiết ốc định vị

1 2 3 4 5

7 8

 Nguyên Lý Hoạt Động

Cho động cơ hoạt động dẫn động bơm, sau đó điều khiển cần gạt vanphân phối cấp dầu cao áp vào xylanh thuỷ lực 4  đẩy cán piston chuyểnđộng tịnh tiến làm cho khung ép 6 ép cọc xuống nền

Đối trọng 2 được đặt lên mâm ép để cân bằng với lực ép và ổn định chodàn ép

Khắc phục được hầu hết các nhược điểm của phương án 1 trong việcchất tải trọng để ép cọc, cũng như việc căn chỉnh số đối trọng hai bên saocho dàn ép không bị nghiêng do độ lún của đất không đồng đều

Đưa cọc vào bên hông dàn ép giúp năng suất ép cọc cao hơn

Tận dụng được cần trục trong việc bốc dỡ đối trọng với việc đưa cọc épvào vị trí ép cọc

Kiểm tra được lực ép thông qua đồng hồ đo áp lực

PHẦN I: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC GIA CỐ NỀN MÓNG

Trong công tác xử lý và gia cố nền móng để phục vụ cho các công trìnhxây dựng, giao thông vv… Có rất nhiều phương pháp gia cố mà tùy thuộc vàonền đất, điều kiện của đơn vị có thể trang bị được những loại máy nào

Phân loại về các loại máy đóng cọc

Đóng cọc nhờ lực động :

Búa diezel, búa thủy lực, búa rung

Nhờ lực tĩnh:

Máy ép cọc

Ngoài ra còn có máy khoan cọc nhồi dùng cho các công trình lớn

Ưu nhược điểm của từng loại.

- Đối với búa diezel chỉ dùng được cho các công trình xa khu dân cư, đôthị, tốc độ đóng cọc tương đối lớn, gây ồn, khói, bụi Khi sử dụng phải chú ýtới ảnh hưởng của nó đối với các công trình lân cận

- Búa rung sử dụng rất có hiệu đối với nền đất yếu, dùng ép cọc nhỏ,trung bình

- Máy khoan cọc nhồi là một thành tựu lớn trong công tác xử lý và gia cốnền móng mới được du nhập vào nước ta trong 5 năm trở lại đây, các cọckhoan nhồi rất lớn có thể đến 50 cm hoặc hơn nữa Đặc biệt có thể kiểm trachất lượng cọc một cách chính xác, chất lượng, giá thành cọc cao nhưng đòihỏi công nghệ, trang thiết bị, trình độ công nhân vv…

Do dễ vận chuyển, lắp dựng, bảo quản, giá thành chế tạo rẻ,máy có thểchế tạo trong nước phù hợp với các công trình ở khu dân cư nên việc tínhtoán thiết kế chế tạo máy ép cọc là cấp bách vì nhu cầu hiện nay là rất lớn.Có thể sử dụng máy ép cọc để ép các cọc trung bình nhỏ, trình độ công nhânvận hành không cần tay nghề cao, tận dụng được cần trục có cần, ôtô vậnchuyển … ở công trình tạo sự thuận tiện hơn nữa khi sử dụng máy ép cọc

Do nhiệm vụ thiết kế chế tạo là “THIẾT KẾ MÁY ÉP CỌC THỦY LỰC

150 TẤN” nên trước tiên ta tìm hiểu về hệ thống dẫn động thủy lực

Mở đầu

Truyền động thủy lực là một tiến bộ khoa học kỹ thuật, được áp dụngrộng rãi trong khoảng 30 năm trở lại đây trong nhiều ngành chế tạo máy.Việc ứng dụng truyền động thủy lực ngày càng nhiều đã góp phần nâng caocác chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật của máy móc, và nhất là đã đáp ứng một phầnnhu cầu tự động hóa ngày càng cao trong kỹ thuật

Cùng với sự phát triển của thời đại, trên các máy xây dựng- xếp dỡkhuynh hướng thuỷ lực hóa dần đã chiếm ưu thế một cách tuyệt đối Sở dĩchúng được dùng rộng rãi như vậy là do hệ thống truyền động thủy lực có rấtnhiều ưu điểm nổi bật

Có khả năng truyền lực lớn và đi xa

- Trọng lượng và kích thước bộ truyền nhỏ so với các bộ truyền khác

- Có khả năng tạo ra những tỷ số truyền lớn (tới 2000 hoặc cao hơnnữa)

- Quán tính của truyền động nhỏ

- Truyền động êm dịu không gây ồn

- Điều khiển nhẹ nhàng, dễ dàng, tiện lợi, không phụ thuộc vào côngsuất truyền động

- Cho phép điều chỉnh vô cấp tốc độ của bộ công tác

- Có khả năng tự bôi trơn bộ truyền, nâng cao được tuổi thọ của máy

- Có khả năng tự bảo vệ máy khi quá tải

- Có khả năng bố trí bộ truyền theo ý muốn, tạo hình dáng tổng thể đẹp,có độ thẩm mỹ cao

A Truyền động thủy tĩnh

Cấu trúc cơ bản của hệ thống truyền động thủy tĩnh

 Cấu trúc chung

Hệ thống truyền động thủy tĩnh trên máy xây dựng xếp dỡ có cấu trúcphức tạp khác nhau tùy theo từng loại máy Mặc dù vậy, cấu trúc cơ bản củachúng được mô tả và bao gồm các thành phần chủ yếu sau:

 Cấu trúc cơ bản của hệ thống truyền động thủy lực

Máy lai: có thể là động cơ điện hay bộ trích công xuất từ động cơ đốttrong máy lai có nhiệm vụ dẫn động bơm thủy lực Do vậy, chúng phải đảmbảo công suất và tốc độ dẫn động cho bơm Đối với máy ép cọc ta dùng máylai là động cơ không đồng bộ ba pha kiểu rôto dây quấn

Động cơ hay xi lanh thủy lực

Van phân phối

Bơm thủy lực Máy lai

Thùng dầu

Bơm thủy lực: có nhiệm vụ sản xuất ra dầu cao áp có lưu lượng và áp lựctheo yêu cầu.

Van phân phối: làm chức năng chia dầu cao áp tới các bộ phận khác nhauvà trả dầu thấp áp về đường ống dẫn tới thùng chứa dầu

Động cơ hay xi lanh thủy lực (ta dùng xi lanh thủy lực làm cơ cấu chấphành để ép cọc) Có nhiệm vụ nhận dầu cao áp để biến năng lượng của dầu(thủy năng) thành cơ năng dưới các dạng chuyểng động tiến của cán pistonThùng dầu: có chức năng chủ yếu là chứa và góp phần làm mát dầu thủylực khi vận hành

Ngoài những thành phần chính như trên trong hệ thống truyền động thủytĩnh còn có các thành phần phụ trợ với các nhiệm vụ bảo đảm an toàn, duytrì tính năng hoạt động của hệ thống, giữ vững chất lượng dầu hoặc chỉ báocác thông số cơ bản của mạch thủy lực như van an toàn, van điều áp, van 1chiều, van tiết lưu, bộ lọc dầu, các đồng hồ báo nhiệt độ, áp suất dẫn thủylực……

Theo cấu trúc trên ta có thể thống được rằng truyềng động thủy tĩnh cónguyên lý hoạt động rất đơn giản Nhờ máy lai dẫn động trục bơm, bơm sẽhút dầu thủy lực từ thùng dầu Qua bơm dầu thấp áp (tương đương áp suấtkhí trời) sẽ biến thành dầu cao áp (có độ lớn áp lực tùy loại bơm) và đượcđẩy tới van phân phối Tại đây với yêu cầu điều khiển khác nhau, các cửavan sẽ được đóng mở nhờ cần gạt hay nam châm điện một cách thích hợp,dầu cao áp sẽ được dẫn động tới xi lanh thủy lực Sau khi biến thành cơ năngdầu thấp áp sẽ về van phân phối để được dẫn về thùng dầu Cấu trúc nàyphụ hợp với hệ mạch hở là hệ phổ biến nhất trong hệ thống truyềng độngthủy tĩnh Với hệ mạch kín, sự liên hệ giữa bơm và xi lanh thủy lực là trựctiếp không qua van phân phối Đối với máy ép cọc để đơn giản ta dùng hệmạch hở, với hệ này chất lỏng từ xi lanh công tác làm việc xong được

Do yêu cầu về sự đồng tốc của hai xylanh thủy lực nên ta chọn sơ đồ thủy lực sau:

6

8 7 5

2

3

4

I I CHỌN DẦU THỦY LỰC TRONG MÁY ÉP CỌC THỦY LỰC

Khi chọn dầu thủy lực trong máy ép cọc thủy lực cần phải đảm bảocác yêu cầu sau:

- Dầu phải được bảo quản sạch sẽ khi đưa vào sử dụng

- Dầu không được biến chất

- Các tính chất lý hóa phải phù hợp

- Phù hợp với nhiệt độ tại môi trường đang sử dụng

- Phải đảm bảo độ nhớt do yêu cầu

- Phải có giá thành phù hợp, khả năng có được sử dụng rộng rãi haykhông hay còn gọi là tính thông dụng

Để phù hợp với điều kiện khí hậu ở nước ta cũng như giá thành và khảnăng sử dụng rộng rải ta chọn dầu thủy lực có độ nhớt động học ở 200 C là

25 cst trong mùa đông và ở 500C là 36 sct trong mùa hè (tương đương vớidầu hlp 25 va øhlp 36) Có các thông số cơ bản như sau:

1 Độ nhớt ở 323 K (500C)

2/s

II ĐẶC ĐIỂM DẦU THỦY LỰC

Môi chất công tác của hệ thống truyền động thủy lực đó chính là dầuthủy lực, Dầu thuỷ lực phải có tính chất lý hóa phù hợp vì chất lượng dầu cóảnh hưởng lớn nhất tới chất lượng hoạt động của toàn bộ hệ thống, vì thế nócòn phải được làm sạch, bảo quản sạch, không biến chất, đặc biệt là khôngthay đổi tính chất khi làm việc

 Một Số Tính Chất Quan Trọng Của Dầu Thuỷ Lực:

Khối lượng riêng 

Độ thay đổi thể tích tương đối 

Độ nhớt động học 

Khối lượng riêng  được xác định theo

-m: khối lượng dầu (KG)

-v: thể tích dầu ứng với khối lượng m3

Độ thay đổi thể tích tương đối  của dầu đặc trưng cho mức độ giãn nở thể tích khi nhiệt độ dầu thay đổi

V: thể tích ở nhiệt độ đầu T1

V : độ co giãn thể tích khi dầu thay đổi đến nhiệt độ T2

T= T2 - T1: chênh lệch nhiệt độ

3

/ ,kG m v

m





T V

m2 s





 

Độ nhớt động học  thường đặc trưng tiêu biểu cho một loại dầu

Nó thể hiện độ đậm đặc là khả năng làm việc quan trọng nhất của dầu

Khối lượng riêng , , , chịu ảnh hưởng rất lớn của nhiệt độ và áp suấtdầu

Phần II

Tính Chọn Hệ Thống Truyền Động

Thuỷ Lực

A/ TÍNH CHỌN XYLANH THỦY LỰC

I/ CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN:

1/ giới Thiệu Chung Cơ Cấu Thừa Hành

Ở đây ta chọn dùng cặp xi lanh, piston để nâng hạ máy ép cọc, cặp

xilanh này có lực đẩy giống nhau và các tính chất đều giống nhau nên ta chỉtính chọn cho một xilanh

Xylanh thuỷ lực là động cơ thuỷ lực đơn giản khâu đi ra thực hiệnchuyển động tịnh tiến lên xuống, nó được sử dụng phổ biến trong các cơ cấuchấp hành của hệ thống truyền động thuỷ lực trên các máy xây dựng có kíchcỡ khác nhau Đối với máy ép cọc ta dùng xylanh thuỷ lực để đẩy giá épcọc, ép cọc xuống nền

Các thông số cơ bản của xylanh thuỷ lực là:

-Đường kính trong D (m)

-Đường kính cần đẩy d (m)

-Hành trình pittông (m)

-Aùp suất dầu danh nghĩa Mpa

Thông thường các xy lanh thủy lực được sử dụng trong ngành máy xâydựng thường có đường kính dao động vào khoảng 32-220 mm; hành trìnhpiston; 60-2800 mm và áp lực dầu công tác của dầu có thể đạt tới 200KG/cm2, đôi khi nó có thể làm việc ở áp lực lớn nhất cho phép 300 KG/ cm2

2/ Phân Loại

Thực chất xy lanh thủy lực được chia làm 2 loại:

-Xy lanh lực

-Xy lanh mômen

Trong xy lanh lực chuyển động tương đối của piston với xy lanh làchuyển động tịnh tiến Hầu hết các máy xây dựng được trang bị loại xy lanhnày

Đối với xy lanh mômen thì chuyển động tương đối giữa piston và xylanh là chuyển động quay

Trong xy lanh lực người ta chia ra hai loại: là loại tác dụng một chiềuvà loại tác dụng hai chiều

a Xy lanh thủy lực tác dụng một chiều

5/ Lò xo phản hồi

Đặc điểm nổi bật của loại này là lực tác dụng lên cần đẩy khi chất lỏngcó áp lực được cấp vào khoang công tác của xy lanh thuỷ lực chỉ hướng vềmột phía Dưới tác dụng của lò xo chuyển vị 5 và ngoại lực tác dụng thì cầnđẩy chuyển dịch theo hướng ngược lại đồng thời đẩy chất lỏng công tác rakhỏi xylanh thuỷ lực

3 1 4 5 2

b/ Xylanh thuỷ lực tác dụng hai chiều.

Xylanh thuỷ lực 1 cần đẩy xylanh thuỷ lực 2 cần đẩy

Xylanh này khác với xylanh thuỷ lực tác dụng 1 chiều là nó có 2khoang công tác, vì vậy lực ở khâu đi ra và sự di chuyển của nó có thể theocả hai chiều phụ thuộc vào việc bơm chất lỏng công tác có áp lực vàokhoang nào lúc này khoang đối diện nối thông với đường thoát

khoang của xylanh thuỷ lực phía có cần đẩy gọi là khoang cần đẩy cònkhoang ở vị trí đối diện gọi là khoang pittông Khi bơm chất lỏng công tácvào khoang pittông thì lực ở khâu đi ra lớn hơn so với lực khi bơm chất lỏngcông tác có cùng áp suất vào khoang cần đẩy (do diện tích chịu áp lực nhỏ,diện tích chịu áp nhỏ do phải trừ đi diện tích mặt cắt cần đẩy) Hơn nữa tỷ sốlực tỷ lệ thuận với D2/(D2-d2)

với D: đường kính trong của xylanh thuỷ lực hay gọi đường kính pittôngd: đường kính ngoài cần đẩy

Ngoài ra còn có xylanh thuỷ lực kiểu ống lồng 2xylanh, 3xylanh, loạinày được dùng khi cần có hành trình pittông lớn

3 1 4 2

3 1 4 2

III/ Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt đọâng xilanh thủy lực hai khoang một cần đẩy

a Sơ đồ cấu tạo:

b Nguyên lý làm việc

Khi muốn nâng piston đi lên thì dầu có áp lực được bơm vào 1 tạo nênáp lực đẩy piston 7 đi lên, đồng thời dầu áp lực thấp đi ra ở 4

Ngược lại khi ta cần piston hạ xuống thì dầu có áp lực được bơm vào 4sẽ đẩy piston 7 đi xuống dầu thấp áp thoát ra ở cửa 1

Vòng phớt 3 có tác dụng không cho dầu từ khoang trên xuống khoangdưới hay là khoang cần đẩy xuống khoang piston và ngược lại, còn vòng

catalog nước ngoài Hiện nay ta thường đặt hàng ở các nước châu Aâu, châu

Á Nếu có sự đầu tư đúng mức để gia công, thiết kế, chế tạo trong nước thìgiá thành xi lanh thủy lực cùng loại rẽ hơn rất nhiều nếu như ta đặt hàngnhập khẩu từ nước ngoài

d Các Trường Hợp Tính Toán:

Khi thiết kế chế tạo hay tính chọn xylanh thuỷ lực thì tính trong haitrường hợp:

- TH1: Chỉ xét tới ảnh hưởng một phía của áp lực dầu đối với pittông.

- TH2: Xét tới ảnh hưởng cả hai phía của áp lực dầu đối với pittông.

Đây là trường hợp tổng quát nhất và thực tế hơn cả Do vậy ta xét kỹ trongtrường hợp này

Sau khi xem xét về yêu cầu của dàn ép là cần lực lớn để ép cọc xuốngnền, sau mỗi hành trình piston lại cần một lực nâng giá ép để tiếp tục ép.Ngoài ra do tính thông dụng, giá cả tương đối… nên ta chọn dùng hai xylanhthuỷ lực tác dụng hai chiều một cần đẩy như nhau và chọn xylanh để kiểmnghiệm có các thông số sau

Aùp suất lớn nhất mà xi lanh có thể chịu được: Pmax = 28 Mpa

Lực ép 80 T

 Sơ đồ tính toán xylanh lực theo các trạng thái piston chuyển động lênhay xuống với giá trị áp lực dầu P1, P2

Sơ đồ tính toán xylanh một cán piston

Khi piston chuyển động lên lực đẩy piston T 1 xác định theo biểu thức:

Khi piston chuyển động xuống lực đẩy piston T 2 sẽ là:

 

4

2 2

2 2 1

d P D P P

2 P D P d c

P

T    

Chọn sơ bộ các thông số cơ bản dựa vào thực tế.

D= 200 mm = 0.2m,

d= 160 mm = 0.16 m

Aùp lực dầu cao áp P1= 280 KG/ cm2 = 28000 Kpa

Aùp lực dầu thấp áp P2=20 KG/cm2 =2000 Kpa

Hiệu suất chọn c = 0,96

Lực đẩy T1 :

Khi piston chuyển động xuống, lực đẩy T 2 có giá trị:

Ứng với áp suất làm việc plv =28 MPa ta chọn tỉ lệ giữa đường kính

1 25 , 1 2 ,

* 16 0 2000 2

0 2000 28000

* 16 0 28000 2

0 2000 28000

T1 832 , 79  84

T KN

T2  248 , 76  24 , 9

Với các thông số sau :

Pdm = 28 Mpa

Lực đẩy piston đi lên : T1 = 832,89 KN = 84 T

Lực kéo piston đi xuống : T2 = 248,76 KN = 24,9 T

Hiệu suất cơ khí của xilanh :

KẾT LUẬN: Với việc chọn xylanh thuỷ lực thực tế trên thị trường để

kiểm nghiệm theo công thức tính toán ta thấy là việc chọn để sử dụngxylanh thuỷ lực loại này là hợp lý và phù hợp khi so sánh với bảng 3.6 (sáchTĐT ) mô tả các giá trị lực tác dụng lên cán piston ứng với áp lực dầu vàkích thước của một số loại xylanh thông dụng

Theo đó với xylanh một các piston thì tốc độ dịch chuyển piston khi dịchchuyển lên sẽ là:

Trong trường hợp dịch chuyển xuống ta tính theo công thức:

Với xylanh thuỷ lực ta đang chọn để kiểm nghiệm thì tốc độ dịch chuyểncủa piston khi đi lên là 0,04 m/s, còn khi dịch chuyển xuống là 0,1 m/s:

Từ công thức trên ta tính được lưu lượng:

Hiệu suất thể tích của xylanh lấy bằng xl = 0,98

4

d D



4

1 2 1





ph

l s

m

Q 0 , 00128 76 , 9

98 , 0

* 4

04 , 0

* 2 , 0

 2 2

2 2

*

*

* 4

d D

Piston chuyển dịch xuống với vận tốc V2 thì lưu lượng sẽ là Q2

Như vậy với việc chọn xylanh thủy lực thực tế để kiểm nhgiệm theo côngthức tính toán ta thấy rằng nó hoàn toàn hợp lý với yêu cầu sử dụng đối vớimáy ép cọc và phù hợp với các thông số khi tra bảng 3.6 (sách TĐTL) mô tảcác giá trị lực tác dụng lên các piston ứng với áp lực dầu và kích thước củamột số loại xylanh thông dụng

16 , 0 2 , 0

*

* 60000

98 , 0

* 9 , 76

* 4

2 2

, 0 98

, 0

* 4

16 , 0 2 , 0

* 14 , 3

* 1 , 0

* 4

CHÖÔNG II

I/ Tính Chọn Bơm Thuỷ Lực

Để tính chọn bơm ta xét đến quan hệ giữa các thông số cơ bản

Khi tính toán thiết kế truyền động thuỷ lực cần phải xác định được cácthông số: lưu lượng, vận tốc, áp lực dầu, mômen xoắn, lực đẩy của xylanh,công suất…

a Tiêu chuẩn khi chọn bơm:

Những đại lượng đặc trưng cho bơm :

Số vòng quay n: (vòng/phút)

Aùp suất bơm P: (Bar)Hiệu suất b : (%)

Tiếng ồn :  Khi chọn bơm cần phải xem xét các yếu tố kỹ thuật và kinh tế sau:

 Giá cả có hợp lý không

 Khả năng lưu hành của loạy bơm này trên thị trường như thế nào

 Aùp suất có đạt được yêu cầu theo cơ cấu chấp hành hay không

 Khả năng chịu được các hợp chất hoá học

 Thể tích nén cố định hay thay đổi

 Công suất có thỏa mãm hay không

 Khả năng bơm để tạo ra áp suất ở độ cao bao nhiêu

Bơm là bộ phận của truyền động thuỷ lực nó biến đổi cơ năng của động

cơ điện dẫn động nó thành năng lượng của dòng chất lỏng công tác Chấtlỏng công tác chảy theo ống dẫn đến van phân phối đến cơ cấu thừa hành làcần đẩy của xylanh thuỷ lực để dẫn động giá cọc ép cọc xuống nền

Ưu điểm bơm rôto hướng trục so với bơm bánh răng:

Tạo được áp suất cao với lưu lượng không lớn lắm Aùp suất dầu côngtác thường đạt từ 16Mpa-32Mpa

Có thể thay đổi lưu lượng một cách dễ dàng khi vẫn giữ nguyên áp suấtvà số vòng quay làm việc

Aùp suất của thiết bị khi làm việc không phụ thuộc vào lưu lượng và sốvòng quay

Hiệu suất cao từ = 0.92- 0.95

Vì không cần sử dụng van hút và van đẩy nên số vòng quay làm việctương đối lớn, do vậy có khả năng nối trực tiếp với các máy điện thôngthường

II/ Tính chọn bơm:

Trên sơ đồ nguyên lý hoạt động thì lưu lượng cần thiết ít nhất bơm phảiđạt được là:

P = P1 + P2 + P3

P1 : Tổn thất áp suất qua van an toàn

P2 : Tổn thất áp suất qua van phân phối

P3 : Tổn thất áp suất qua đường ống

Do việc tính toán tổn thất trong đường ống gặp nhiều khó khăn nên đểđơn giải ta tính tổn hao công suất: tính từ bơm đến xi lanh Sau khi tính chọnđược ta tính ngược lại để biết tổn hao áp suất

Công suất làm việc của cặp xi lanh khi đầy tải là :

Nxl = T0 * Vmax

Với: T0 là lực đẩy của một xilanh là; T0 = 150000/2 KG =75000 KG

Vmax: Vận tốc lớn nhất khi nâng (Vmax =0.04 m/s)

Công suất làm việc của cặp xilanh khi quá tải:

Nxlmax =Pmax Q1 = 28*0,00128= 0,03584Mpa.m/s => Nxlmax =35,84N.m/s= 35,8 [KW]

Gọi công suất làm việc của bơm tối đa là A

Theo tài liệu (7) ta có:

Tổn hao công suất khi bơm làm việc là:

Các thông số cơ bản Số hiệu bơm: 210-25

Tốc độ quay của bơm (v/ph)

Định mức n đm

Lớn nhất n max (áp xuất dầu max)

Lớn nhất n max (áp xuất dầu min)

1200 2500 2550

Aùp suất dầu ra khỏi bơm [Mpa]

Định mức p đm

Lớn nhất p max

16 32 Áp suất dầu vào bơm: [Mpa] 0,2 Lưu lượng định mức Q B (l/ph) 122

Mômen xoắn trên trục cơ (N/m) 328

Lưu lượng riêng của bơm q b cm 3 107 Hiệu suất định mức:  B 0,965 Công suất lớn nhất, định mức N b (KW) 46,1 Trọng lượng bơm (KG) 52