Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy khoan cọc nhồi KH250 HD

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI CS II
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MƠN MÁY XÂY DỰNG
-----**&**-----

THUYẾT MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ CƠNG TÁC KHOAN CỌC NHỒI LẮP
TRÊN CẦN TRỤC BÁNH XÍCH HITACHI KH 250HD.

Sinh Viên :

Nguyễn Thái Thanh

Mã SV

:

C48CGH.037

Lớp

:

Cơ giới hóa XDGT K48

GVHD

:

ThS.Lê Tồn Thắng
ThS.Đồn Văn Tú

TP.HỒ CHÍ MINH-2012
SVTH: Nguyễn Thái Thanh

Trang 1

Lớp:CGH_K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy khoan cọc nhồi KH250 HD

Chương 1
GIỚI THIỆU CÁC THƠNG SỐ CẦN TRỤC BÁNH XÍCH
HITACHI KH250 HD

Hình 1.1 : Cần trục bánh xích Hitachi - KH 250 HD.
SVTH: Nguyễn Thái Thanh

Trang 2

Lớp:CGH_K48



Đồ án tốt nghiệp
1.1.

Thiết kế máy khoan cọc nhồi KH250 HD

Các thơng số kỹ thuật cần cần trục bánh xích Hitachi KH250 HD.

SVTH: Nguyễn Thái Thanh

Trang 3

Lớp:CGH_K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy khoan cọc nhồi KH250 HD

Working ranges.

Hydraulic system.

SVTH: Nguyễn Thái Thanh

Trang 4

Lớp:CGH_K48



Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy khoan cọc nhồi KH250 HD

Table No.

Engine.

Pressure setting.

SVTH: Nguyễn Thái Thanh

Trang 5

Lớp:CGH_K48


Đồ án tốt nghiệp
1.2.

Thiết kế máy khoan cọc nhồi KH250 HD

Máy khoan cọc nhồi Hitachi - KH 250 HD.

Hình 1.2: Tổng thể máy khoan nhồi KH250 HD.
SVTH: Nguyễn Thái Thanh

Trang 6


Lớp:CGH_K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy khoan cọc nhồi KH250 HD

Hình 1.3. Máy khoan đang ở cơng trường thi cơng.

SVTH: Nguyễn Thái Thanh

Trang 7

Lớp:CGH_K48


Đồ án tốt nghiệp
1.1.

Thiết kế máy khoan cọc nhồi KH250 HD

Một số cụm chi tiết của bộ công tác máy khoan KH250 HD.

Hình 1.4. Một số cụm chi tiết chính của bộ công tác máy khoan KH250 HD.
1.2.

Khã năng khoan tạo lỗ.
Hãng Hitachi của Nhật Bản chế tạo nhiều máy khoan cọc nhồi. Trong đó

có một số loại như: KH100D, KH250 HD_3, KH180_3, CD1500, CD200 v.v…

Máy khoan cọc nhồi thuỷ lực của hãng Hitachi có cần khoan kiểu KellyBar tính cơ động cao, có thể khoan lỗ  : 0,8-2,0m; sâu max 65m. Mômen xoắn
từ 40-100kNm. Lực ép thẳng đứng vào cần khoan lớn đến 30-100kN. Nhưng ở
đây chúng tôi không dùng máy khoan do hãng HITACHI sản suất mà chỉ thiết
kế bộ cơng tác và tính tốn lắp đặt trên máy cơ sở là máy cần trục bánh xích
KH250- HD của hãng HITACHI.
1.3.

Thông số kỹ thuật máy khoan KH250 HD.

Các kích thước cơ bản.
Chiều cao giá chữ A khi di chuyển

3175

Chiều cao giá chữ A khi làm việc

5065

Bán kính tớnh từ tâm máy đến phần sau máy

3800

Khoảng cách từ tâm quay đến chốt lắp cần

900

Chiều dài máy cơ sở

6347,5


Chiều cao máy cơ sở

3005

SVTH: Nguyễn Thái Thanh

Trang 8

Lớp:CGH_K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy khoan cọc nhồi KH250 HD

Chiều rộng máy

4010/3350

Khoảng cách từ tâm máy đến đến tâm làm việc

4300

R
1.4.

Đặc điểm máy khoanKH250 HD.
Chiều sâu khoan

m


+ Đất mùn, đất phù sa, đất sét

85

+ Đất chung

65

Đường kính khoan

 (mm)

+ Đất chung

1500

+ Đất mựn

1700

+ Dùng dao mở rộng lỗ khoan

2000

Lực quay của gầu

kNm

+ Quay thuận


150

+ Quay nghịch

150

Lực kộo bộ công tỏc (kN)

150

Tốc độ vận hành
-Tốc độ quay của gầu

v/p

+ Tốc độ cao

30

+ Tốc độ thấp

18

- Tốc độ kéo cáp của tời

m/p

+ Tốc độ cao


70

+ Tốc độ thấp

35

+ Sử dùng đường kính dây cáp 

20

(mm)
- Tốc độ thay đổi góc nghiêng của cần

m/p

+ Khi thả

60

+ Khi kéo

60

SVTH: Nguyễn Thái Thanh

Trang 9

Lớp:CGH_K48



Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy khoan cọc nhồi KH250 HD

- Tốc độ quay toa quay (v/p)

4

- Tốc độ di chuyển (km/h)

1,8

Đối trọng (tấn)

15.6

Chiều dài cần (m)

25

Động cơ
+ Công suất

165 kw

+ Loại động cơ IZUZU 6RB1 (diezel)

1
8


1
7

1
6

1
5

1
4

1
3

1
2

1
1

1
0

1
9

2
0


2
1

0
1

0
2

0
3

0
4

0
5

0
6

0
7

0
8

Cấu tạo chung, nguyên lý hoạt động máy khoan KH250 HD.
0
9


1.5.

Hình 1.5. Bản vẽ tổng thể máy khoan cọc nhồi KH250 HD.
1). Cơ cấu di chuyển bánh bánh xích; 2).cabin điều khiển; 3).thanh giằng;
4).đối trọng; 5).giá chữ A; 6).thanh chống; 7).cáp nâng hạ cần; 8).cáp nâng hạ
hàng; 9)cần tháp; 10).cáp rút thanh kelly; 11).khớp nối treo xoay; 12).cáp treo
SVTH: Nguyễn Thái Thanh

Trang 10

Lớp:CGH_K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy khoan cọc nhồi KH250 HD

giá khoan; 13).thanh kelly; 14).cụm móc câu; 15).giá trượt; 16).xylanh khóa;
17).mâm xoay; 18)gầu khoan; 19).giá đỡ; 20).xylanh nâng hạ giá khoan;
21).thanh chống giá khoan.
1.6.

Nguyên lý hoạt động máy khoan KH250 HD.
Di chuyển máy khoan đến vị trí cần khoan “vị trí đó được xác định tâm”.

Tạo góc cần nâng theo góc khoan 780 bằng cách sử dùng cơng tơ đo góc hình
ống đặt trong cabin lái. Máy có thể mở rộng dải bánh xích ra hai bên , có thể
khoan theo phương dọc hoặc vng góc với phương của chiều dọc dải bánh
xích. Vị trí tâm gầu phải trùng với tâm lỗ khoan và được xác định bằng cách sử

dùng một vật nặng treo lơ lửng ở tâm gầu hoặc một cái cọc ở trên mặt đất. Khi
xác định xong vị trí, hạ gầu xuống nhẹ nhàng và bắt đầu khoan lớp bã. Giữ gầu
quay ở tốc độ thấp để khoan chậm cho đến khi gầu đạt độ sâu đủ lớn và chiềm
dưới đất. Lỗ khoan trên mặt đất trở thành mốc chỉ dẫn cho lỗ khoan tiếp theo và
có ảnh hưởng lớn đến độ chớnh xác. Những chướng ngại vật cách mặt đất tư 23m: (Đặc biệt là trong khu vực có các nhà bị đổ), sẽ làm háng gầu khoan. Các
chướng ngại vật nên sử dùng các máy chuyên dùng: (Xẻng đào thuỷ lực) hoặc
sử dùng sức người để đào hoặc kelly lắp gầu cắt , phá vật cản .Thực hiện khoan
tuỳ theo điều kiện thi công , theo 3 phương án công nghệ : Khoan “Khụ” ; Dùng
ống vách;Dùng dung dịch khoan hoặc vữa sệt.Tuỳ theo chiều sâu khoan mà
kelly duỗi dần ra. Khi gầu khoan đào và tích đầy đất , gầu được kéo lên nhờ hệ
thống cẹp ,pully. Khi gặp các sự cố , cần tuân theo sự chỉ dẫn của chuyên gia kỹ
thuật .Gầu xuống sâu được nhờ trọng lượng : Gkelly ; Gg+đ ; Fxl …..Sau khi đạt độ
sâu cần thiết , tiến hành giống như lý thuyết chung của công nghệ khoan nhồi.

1.7.

Ưu nhược điểm máy khoan cọc nhồi KH250 HD.

Ưu điểm.

SVTH: Nguyễn Thái Thanh

Trang 11

Lớp:CGH_K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy khoan cọc nhồi KH250 HD


 Khoan tạo lỗ bằng máy kkoan KH250 HD khoan được với đường kính
lớn hơn, sâu hơn trong tầng cát, á sét, sét, sỏi sạn và cuội sỏi so với máy
khoan guồng xoắn.
 Tốc độ khoan nhanh hơn so với các loại máy khoan kiểu xoay tròn, khoan
guồng xoắn, kiểu kẹp lắc.
 Khoan bằng máy KH250 HD thường được áp dùng cho cọc khoan đường
kính từ 8002000mm, chiều sâu khoan đến 85m trong các tầng đất có giá
trị xuyên tiêu chuẩn N  50.
 Kết cấu máy đơn giản.
 Giá thành thi công bằng máy khoan KH250 HD thấp hơn so với với các
loại máy thi công theo kiểu xoay trịn, kẹp lắc, phản tuần hồn ngược.
 Cùng điều kiện thi cơng thì thời gian thi cơng bằng máy khoan KH250HD nhanh hơn khi dùng bằng máy khoan kiểu xoay tròn, kiểu kẹp lắc,
gầu ngoạm.
Nhược điểm.
 Giá thành đầu tư máy đắt.
 Tiêu hao dung dịch bentonit.
 Có sự tiêu hao dao cắt trong khi khoan tạo lỗ.

SVTH: Nguyễn Thái Thanh

Trang 12

Lớp:CGH_K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy khoan cọc nhồi KH250 HD


Chương 2
THIẾT KẾ GẦU XOAY & CHỐT LIÊN KẾT
GẦU VỚI THANH KELLY
2.1.

Chế độ làm việc của gầu khoan.
Khi tiến hành khoan lỗ, gầu khoan làm việc trong môi trường khắc nhiệt

chịu các lực cản có giá trị khác nhau qua từng tầng địa chất ở các độ sâu khác
nhau, trong môi trường nước, dung dịch Bentonit, lực ép của xi lanh, trọng
lượng của các thanh kelly, trọng lượng của đất trong gầu, lực ma sát tác dụng
lên thành gầu.
Sau đây ta xét đến sự làm việc phức tạp của gầu khoan.
- Ứng suất nén sinh ra trên gầu khi mà trọng lượng của thanh kelly tác
dụng lên gầu để gây áp lực lên đáy, áp lực thuỷ tĩnh của dung dịch ở trong lỗ
khoan làm cho gầu và cần chịu thêm các ứng suất phụ.
- Ứng suất xoắn sinh ra ở cần khoan, cũng như trên gầu khoan vì khi
khoan thì cần khoan là bộ phận truyền mơmen xoắn từ mô tơ thuỷ lực qua mâm
xoay đến lưỡi khoan ở đáy lỗ khoan. Lúc đó, một phần lớn cơng suất đã bị giảm
đi từ đầu quay đến lỗ khoan do sức kháng của cột dung dịch và ma sát giữa gầu
khoan và thành lỗ khoan sự tổn hao công suất lớn nếu lỗ khoan càng sâu.
Công suất được truyền đến đáy, một phần dùng để thắng ma sát của lưỡi
khoan lên đất đá, và chỉ còn một phần để thực hiện cơng có ích là phá huỷ đất
đá.
- Ứng suất uốn phụ thuộc vào độ xiên của lỗ khoan. Dưới tác dụng của
lực ly tâm, lực nén của trọng lượng bản thân và áp lực lên đáy.
Gầu khoan làm việc ở các tầng địa chất khác nhau vì vậy lực cản theo
phương thẳng đứng và mômen cản tác dụng lên gầu cũng khác nhau. Do đó,
trong q trình tính thiết kế gầu xoay cần xác định trạng thái bất lợi nhất khi gầu
làm việc. Theo phân tích ở nhiệm vụ 1_chương 2, thì hai trường hợp bất lợi nhất

đối với gầu khoan trong quá trình cắt đất là 2 trường hợp sau:
SVTH: Nguyễn Thái Thanh

Trang 13

Lớp:CGH_K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy khoan cọc nhồi KH250 HD

- Trường hợp 1: Khi cả 4 thanh kelly trong cùng, vẫn lồng vào nhau.
Thanh kelly ngoài cùng được hạ hết chiều dài để thực hiện khoan, khi đó máy
khoan ở độ sâu khoảng 0 10m. Địa chất ở độ sâu trên thường là sét xám dẻo
mền qua tham khảo mặt cắt địa chất tpHCM
- Trường hợp 2: Khi cả 5 thanh kelly đều duỗi hết chiều dài làm việc, đây
là trường hợp mà độ sâu khoan trong khoảng 55 80 m. Tầng địa chất xuyên tiêu
chuẩn, khi đó lực cn ca nn l ln nht.

trạng thái 1
Bắt đầu khoan

Pkc

TRU ? NG H? P 1

TRU ? NG H? P 2

Lµm việc khi 4 thanh

kelly trong cùng lồng
vào nhau khoảng
(0-10m).

Khoan ở độ sâu trên
80m độ sâu đặt móng
cọc

Pkc
Pxla

Pxla

Pxla
Mqt

Mqt
Mgt

Mgt

Pkc

Mqt
Mgt

Gkl

Gkl


Gkl
QTG
P1

0
Đất san lấp, xà bần
Sét pha xám, trạng thái dẽo mềm,
trạng thái chảy

QTG

-1
-5.2

PoPc

Sét pha sạn, trạng thái dẽo cứng
-9.3

Cát hạt nhỏ vừa, trạng thái vừa chặt

QTG
P1

QTG
PoPc

-38.3
Sét nâu đỏ,vàng nhạt,
trạng thái cứng đến rất cứng

Sét pha màu, trạng thái
nữa cứng

-53.4
-55.7

Cát hạt trung, nâu vàng,
chặt đến rất chặt

QTG
P1

QTG

CĐMC
-80.45

PoPc

Hỡnh 2.1 S cỏc trng hp khi khoan qua các tầng địa chất.
(Viện Phát triển bền vững vùng Nam bộ tại Q1_tpHCM)

SVTH: Nguyễn Thái Thanh

Trang 14

Lớp:CGH_K48


Đồ án tốt nghiệp

Độ sâu
(m)

Loại
đất

Thiết kế máy khoan cọc nhồi KH250 HD

1÷5.

5.2÷9.

2

3
Sét

Sét

pha

Đất

pha

sạn,

san

xám,


xám

lấp,

trạng

trắng,

xa

thái

trạng

bần

dẻo

thái

mềm

dẽo

0÷ 1

38.3÷53.

53.4÷55.


55.7÷80.4

4

7

5

Cát hạt

Sét nâu

Sét pha

Cát hạt

nhỏ,trung

đỏ, vàng

vàng,

trung, nâu

, trạng

nhạt,

xám


vàng,

thái chặt

trạng thái

xanh,

trạng thái

vừa đến

cứng đến trạng thái

chặt đến

rất cứng

rất chặt.

9.3÷38.3

chặt

nửa cứng

cứng
Bảng 2.1. Mặt cắt địa chất (Viện Phát triển bền vững vùng Nam bộ tại Q1_tpHCM)
2.2.

2.2.1.

Thiết kế gầu xoay.
Các lực tác dụng lên gầu khoan.
Khi thực hiện quá trình cắt đất và tích đất trong gầu, thì các lực tác dụng

lên bộ cơng tác nói chung và gầu khoan gồm các ngoại lực để thắng lực cản của
các tầng địa chất, tuỳ thuộc vào độ sâu trong quá trình khoan gồm có: Trọng
lượng các thanh kelly, trọng lượng gầu, lực ấn thanh kelly, mômen quay gầu.
Các lực cản tác dụng lên gầu trong q trình cắt đất gồm có: Lực cản cắt đất của
các lưỡi cắt, lực cản cắt của hai lưỡi cắt biên, lực cản của nền theo phương thẳng
đứng, lực cản ma sát ở thành bên. Ngoài ra cịn có lực cản ma sát của dụng dịch
bentonit. Các giá trị của các lực trên phụ thuộc vào đặc điểm cấu tạo của từng
tầng địa chất.

SVTH: Nguyễn Thái Thanh

Trang 15

Lớp:CGH_K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy khoan cọc nhồi KH250 HD
Paxl+Gkl

MTC
Mg


QTG

QTG
Ggx+Gd

Pc


P1

P0

Hình 2.2. Các lực tác dụng lên gầu khoan trong q trình làm việc.

Mg

Mơmen quay gầu [kNm]

Paxl

Lực ấn xi lanh [N]

Gkl

Trọng lượng thanh kelly tác dụng lên gầu [N]

Ggx

Trọng lượng gầu xoay [N]


Gd

Trọng lượng đất trong gầu [N]



Góc tạo bởi trục gầu khoan và đáy gầu

MTC Mômen cản cắt đất [kNm]
P1

Lực cản cắt đất [N]

QTG Lực cản ma sát thành gầu [N]
Pc

Lực cản do lưỡi cắt biên [N]

P0

Lực cản theo phương thẳng đứng [N]

Trong quá trình làm việc, tuỳ theo u cầu của cơng trình mà cần đường
kính lỗ khoan khác nhau cho nên có các loại gầu khoan khác nhau. Hơn thế
thông số của gầu khoan là theo tiêu chuẩn. Theo đặc điểm của máy KH250 HD
thì khi khoan đất chung có đường kính lớn nhất là  =1000 (mm). Vì vậy ở đây
SVTH: Nguyễn Thái Thanh

Trang 16


Lớp:CGH_K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy khoan cọc nhồi KH250 HD

ta tính cho trường hợp gầu có đường kính  =1000 (mm). Cịn gầu khác ta cũngu khác ta cũngng
tính tương tự.ng tự..
Đường kính

Đường kính

thành gầu D1

lỗ khoan D2

(  mm)

(  mm)

1580

1700

1380

Đường kính

Dung tích


Khối lượng

Chiều

gầu khoan

gầu

cao H

(m3)

(kg)

(mm)

2000

0,86

1100

450

1500

1800

0,94


900

650

1280

1400

1700

0,87

830

700

1180

1300

1600

0,8

770

750

1080


1200

1500

0,8

730

900

980

1100

1400

0,57

655

900

900

1000

1300

0,54


490

900

Mở rộng lỗ
khoan D3
(  mm)

Bảng 2.2. Quy cách kỹ thuật của gầu khoan. (HITACHI).
2.2.2.

Trường hợp 1.

2.2.2.1.

Ngoại lực tác dụng lên gầu.

a.Tính trọng lượng thanh kelly tác dụng lên gầu khoan.
 Gkl1: là trọng lượng của đoạn thanh kelly ngoài cùng:
2
2
  .D11  .D12 

Gkl1 = 
 .l1 .
4 
 4

[N]


D11 = 406mm = 0,406m: là đường kính ngồi thanh kelly thứ 1.
D12 = 390mm = 0,390m: là đường kính trong thanh kelly thứ 1.
l2 = 19000mm = 19: là chiều dài thanh kelly thứ nhất.

 = 78500 [N/m3]: trọng lượng riêng của thép.

 3,14 0,4062 3,14 0,3902 

Gkl1 
 .19.78500 = 14911 [N]
4
4


 Gkl2: là trọng lượng thanh kelly thứ hai:

SVTH: Nguyễn Thái Thanh

Trang 17

Lớp:CGH_K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy khoan cọc nhồi KH250 HD
2
2
  .D21  .D22 


Gkl2 = 
 .l2 .
4 
 4

[N]

D21 = 355mm = 0,355m: là đường kính ngồi thanh kelly thứ 2.
D22 = 339mm = 0,339m: là đường kính trong thanh kelly thứ 2.
l2 = 19000mm = 19m: là chiều dài thanh kelly thứ 2.

 = 78500 [N/m3]: trọng lượng riêng của thép.
 3,14 0,3552 3,14 0,3392 

Gkl2 = 
 19 78500 13001 [N]
4
4


 Gkl3: là trọng lượng thanh kelly thứ ba:
2
2
  .D31  .D32 

Gkl3 = 
 .l3 .
4 
 4


[N]

D31 = 273mm = 0,273m: là đường kính ngồi thanh kelly thứ 3.
D32 = 255mm = 0,255m: là đường kính trong thanh kelly thứ 3.
L3 = 19000mm = 19 m: là chiều dài thanh kelly thứ hai.

 3,14 0, 2732 3,14 0, 2552 

Gkl3 = 
 19 78500 11128 [N]
4
4


 Gkl4: là trọng lượng của đoạn thanh kelly ngoài cùng:
2
2
  .D41  .D42 

Gkl4 = 
 .l4 .
4 
 4

[N]

D41 = 219mm = 0,219m: là đường kính ngồi thanh kelly thứ 4.
D42 = 197mm = 0,197m: là đường kính trong thanh kelly thứ 4.
L4 = 19000mm = 19: là chiều dài thanh kelly thứ nhất.


 = 78500 [N/m3]: trọng lượng riêng của thép.

 3,14 0,2192 3,14 0,197 2 

Gkl4 
 .19.78500 = 10715 [N]
4
4


 Gkl5: là trọng lượng của đoạn thanh kelly ngoài cùng:
SVTH: Nguyễn Thái Thanh

Trang 18

Lớp:CGH_K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy khoan cọc nhồi KH250 HD

2
2
  .D51  .D52 

Gkl5 = 
 .l5 . +696
4 

 4

[N]

D51 = 168mm = 0,168m: là đường kính ngoài thanh kelly thứ 5.
D52 = 140mm = 0,140m: là đường kính trong thanh kelly thứ 5.
L5 = 19000mm = 19: là chiều dài thanh kelly thứ nhất.

 = 78500 [N/m3]: trọng lượng riêng của thép.

 3,14 0,1682 3,14 0,1402 

Gkl5 
 .19.78500 +696= 10793 [N]
4
4


 Gklw: là trọng lượng ba thanh kelly 2, 3, 4, 5 lồng vào nhau:
Gklw = Gkl2+Gkl3+Gkl4 +Gkl5
Gklw = 13000  11128  10715  10097  696 60547

[N]

b.Trọng lượng gầu  =1000mm.
Ggx = 490.10 = 4900

[N]

c.Trọng lượng đất chứa trong gầu.

Gđ = V. d

[N]

Trong đó:
V = 0,54 m3: thể tích đất chứa trong gầu.

d = 1,5 2,0 [T/m3]: trọng lượng riêng của đất.
Chọn d = 1,8 [T/m3] = 18000 [N/m3]
Gđ = 0,54.18000 =9720

[N]

d. Tính lực ấn xi lanh.
Trong q trình làm việc, mơ tơ thuỷ lực truyền mômen xoắn cho thanh
kelly làm cho các thanh kelly quay, để truyền được mômen xoắn từ thanh kelly
này sang thanh kelly khác thì giữa các thanh kelly có vấu truyền lực, khi truyền
lực sinh ra một ngẫu lực ma sát Điều này chứng tỏ rằng xi lanh thuỷ lực ấn
SVTH: Nguyễn Thái Thanh

Trang 19

Lớp:CGH_K48


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế máy khoan cọc nhồi KH250 HD

xuống chính bằng ngẫu lực. Để xác định được ngẫu lực thì ta cần tính được

mơmen ma sát qua vấu truyền lực. Vì vậy khi khoan càng sâu thì lực ấn của xi
lanh càng giảm.
 Mômen ma sát giữa thanh kelly 1 và thanh kelly 2:
Mmskl1 = Mg.f1

[kNm]

Trong đó:
Mg = 150 [kNm]: là mômen quay gầu.
f1 = 0,15: là hệ số ma sát giữa thép và thép.
Mmskl1 = 150.0,15 = 22,5

[kNm]

 Lực ấn xi lanh:
Paxl1 =
2.2.2.2.

M mskl
22,5
=
 58 [kN]
D12
0,390

Tính lực cản của nền tác dụng lên gầu xoay.

Lý thuyết về máy khoan đã được nhiều người nghiên cứu, ở Liên Xô đã
nghiên cứu từ năm 1936. Một trong những nghiên cứu đầu tiên về khoan xoay là
Epistayna. Người nghiên cứu nhiều nhất là giáo sư Mikhailốp, hiện nay lý

thuyết Mikhailốp vẫn còn được áp dụng.
Trong phần lý thuyết chung về khoan xoay là xác định được các ngoại
lực tác dụng lên lưỡi cắt khi khoan vào đất đá. Từ đây sẽ tính được các chi tiết
máy như gầu khoan, thanh kelly, bộ phận truyền động mâm xoay v.v…
Theo nguyên lý về máy khoan thì lưỡi khoan ln tiếp xúc với đất đá và
cát, với chiều cao là “h”. Khi dùng gầu khoan có nhiều lưỡi cắt, mặt khác gầu
khoan khi làm việc ln xoay trịn thì đất sẽ được quấn vào trong thùng theo
hình xoắn ốc. Mỗi lưỡi cắt là một ngạnh khoan, trong q trình tính tốn ta chỉ
xác định các lực tác dụng trên một ngạnh khoan, còn các ngạnh khoan cịn lại
được tính tương tự.
Khi khoan xoay, dụng cụ khoan xoay xung quanh trục trùng với trục của
lỗ khoan dưới một áp lực dọc trục tác dụng lên lỗ khoan. Giá trị của lực dọc trục
SVTH: Nguyễn Thái Thanh

Trang 20

Lớp:CGH_K48