Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình kết hợp máy Đóng Ép cọc Điều khiển bằng thủy lực

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA KIẾN TRÚC BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH KẾT HỢP MÁY ĐÓNG - ÉP CỌC ĐIỀU KHIỂN BẰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT

KHOA KIẾN TRÚC

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO

MÔ HÌNH KẾT HỢP MÁY ĐÓNG - ÉP CỌC

ĐIỀU KHIỂN BẰNG THỦY LỰC

Mã số:

Chủ nhiệm đề tài: Trương Quốc Tân, sinh viên lớp D17XDDD

Giảng viên hướng dẫn: ThS Ngô Bảo

Bình Dương, 10/2020

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT

KHOA KIẾN TRÚC

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO

THÔNG TIN CHUNG

1 TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ

TẠO MÔ HÌNH KẾT HỢP MÁY ĐÓNG - ÉP CỌC

ĐIỀU KHIỂN BẰNG THỦY LỰC

5 LOẠI HÌNH NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu cơ bản Nghiên cứu ứng dụng  Triển khai thực nghiệm Sản xuất thử nghiệm

6 THỜI GIAN THỰC HIỆN: 6 tháng

7 ĐƠN VỊ CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI

Tên đơn vị: khoa Kiến Trúc Điện thoại: E-mail: ktxd@tdmu.edu.vn

Địa chỉ: số 6 Trần Văn Ơn, Phường Phú Hòa, TP.Thủ Dầu Một, Bình Dương

Họ và tên thủ trưởng đơn vị: Trần Đình Hiếu

Điện thoại GVHD: 0903852554 Email GVHD: ngobaobk@gmail.com

9 NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

TT Họ và tên lĩnh vực chuyên môn Đơn vị công tác và Nội dung nghiên cứu cụ thể được giao Chữ

ký

1 Trương Quốc Tân Khoa kiến trúc- ngành kĩ thuật xây dựng Quản lý chung, viết thuyết minh, chế tạo mô hình

2 Nguyễn Hoài Phong Khoa kiến trúc- ngành kĩ

trong và ngoài nước Nội dung phối hợp nghiên cứu Họ và tên người

đại diện đơn vị

MỤC LỤC

THÔNG TIN CHUNG ………

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ………

3 5 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU MÁY ĐÓNG, ÉP CỌC TRONG XÂY DỰNG ………

1.1 Tổng quan về máy đóng, ép cọc ………

1.2 Máy đóng cọc ………

1.3 Máy ép cọc ………

1.4 Kết luận ………

6 6 7 10 15 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH KẾT HỢP MÁY ĐÓNG, ÉP CỌC ………

2.1 Giới thiệu

2.2 Những cơ sở để thiết kế mô hình kết hợp máy đóng, ép cọc

2.3 Thiết kế mô hình kết hợp máy đóng, ép cọc

2.4 Tính toán mô hình kết hợp máy đóng, ép cọc

2.5 Các bản vẽ chế tạo ………

2.6 Vài hình 3D (để phục vụ việc chế tạo dễ hơn) ………

2.7 Vài hình 3D hướng dẫn lắp ráp ………

2.8 Những vấn đề liên quan về thủy lực để điều khiển mô hình máy đóng – ép cọc 2.9 Kết luận

16 16 16 17 21 24 33 37 38 44 CHƯƠNG 3: HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH VÀ BẢO TRÌ MÔ HÌNH KẾT HỢP MÁY ĐÓNG, ÉP CỌC ………

3.1 Hướng dẫn vận hành ………

3.2 Hướng dẫn bảo trì ………

45 45 46 TÓM TẮT ………

ĐÁNH GIÁ ………

NHỮNG CÁCH THIẾT KẾ KHÁC HOẶC CẢI TIẾN MÔ HÌNH …………

ĐỐI TƯỢNG, VỊ TRÍ ÁP DỤNG MÔ HÌNH ………

KIẾN NGHỊ ………

PHỤ LỤC ………

TÀI LIỆU THAM KHẢO ………

47

47

47

48

48

49

50

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT

KHOA KIẾN TRÚC

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1 Thông tin chung:

- Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình kết hợp máy đóng – ép cọc điều khiển bằng thủy lực

- Mã số:

- Chủ nhiệm: Trương Quốc Tân, sinh viên lớp D17XDDD; GVHD: ThS Ngô Bảo

- Đơn vị chủ trì: Khoa Kiến Trúc

- Thời gian thực hiện: 12 tháng

2 Mục tiêu:

- Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình kết hợp máy đóng, ép cọc điều khiển bằng thủy lực

- Tạo ra sản phẩm thực tế cho sinh viên và những người quan tâm nghiên cứu, tham gia hội thi sáng tạo kỹ thuật, dự định cho chuyển giao công nghệ và thương mại hóa sau này

4 Kết quả nghiên cứu:

Thiết kế và chế tạo thành công mô hình kết hợp máy đóng và ép cọc điều khiển bằng thủy

lực

5 Sản phẩm:

- Sản phẩm thực tế: Mô hình kết hợp máy đóng, ép cọc điều khiển bằng thủy lực

- Tài liệu khoa học: Thuyết minh báo cáo, các bản vẽ, bài báo đăng tạp chí TDMU

6 Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng:

- Mô hình máy hoạt động tốt, an toàn

- Hiện tại dành cho mọi người nghiên cứu, tương lai có thể bán

- Sản phẩm chủ yếu làm đồ dùng dạy học môn học “Máy xây dựng và an toàn lao động”

TS Trần Đình Hiếu Trương Quốc Tân

XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU MÁY ĐÓNG, ÉP CỌC TRONG XÂY DỰNG 1.1 TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐÓNG, ÉP CỌC

Trong xây dựng, đóng ép, cọc là một trong những công đoạn hầu như không thể thiếu

để gia cố nền móng trước khi thi công công trình Các công trình càng lớn bao nhiêu thì yêu cầu nền móng của nó càng phải vững chắc bấy nhiêu Tuỳ theo điều kiện địa chất và quy mô công trình mà người ta tính toán thiết kế, lựa chọn loại cọc cho phù hợp Cọc có nhiều cỡ, nhiều loại khác nhau: cọc nhỏ có thể làm bằng tre, gỗ; cọc lớn làm bằng thép, bê tông cốt thép, khoan lỗ chế tạo cọc nhồi, …

Hiện nay, trong xây dựng công trình, nhất là công trình cảng, nhà cao tầng, người ta đã

sử dụng những cọc ống thép, cọc nhồi, cọc bê tông cốt thép lớn, chiều dài lên đến 40m, khối lượng cọc có thể đến 30 tấn Trừ các loại cọc nhỏ có thể đóng bằng phương pháp thủ công, còn tất cả các loại cọc có chiều dài và khối lượng lớn đều phải dùng đến thiết bị chuyên dùng

mà ở đây ta gọi là máy đóng cọc hoặc máy ép cọc để thi công (hình 1.1)

a) Máy đóng cọc b) Máy ép cọc

Hình 1.1 Máy đóng cọc (a) và máy ép cọc (b)

Ta dùng đóng cọc ở nơi ít người ở, ở nông thôn, ngoại thành (vì tiếng ồn gây đóng cọc ảnh hưởng lớn đến sức khỏe và sinh hoạt của con người) Ta dùng ép cọc nơi thành thị (vì ép cọc không gây tiếng ồn ta) nhưng rất chú ý việc ép cọc xẽ gây ảnh hưởng tới các công trình xung quanh (vì việc ép cọc có thể làm rung đất ở vùng lân cận) Còn trường hợp dùng cọc nhồi thì ta không dùng máy đóng hay ép mà là dùng máy khoan lỗ, sau đó đặt khung thép và rót bê tông vào, bê tông đông cứng tạo ra cọc nhồi

Việ đóng, ép cọc là việc nặng nề, chi phí cao và dễ mất an toàn Do đó, công việc này phải tuân thủ nghiêm ngặt quy định thiết kế, quy định an toàn lao động trong xây dựng và các quyết định, thông tư hướng dẫn của Bộ xây dựng, của Chính phủ

Máy đóng cọc, máy ép cọc là hai loại máy riêng biệt Chúng giống nhau về máy cơ sở (là cần trục bánh lốp hay bánh xích), khác nhau về bộ phận làm việc Nước ta chưa sản xuất được máy đóng, ép cọc; mà ta chỉ sửa chữa, thay thế, cải tiến vài chi tiết của các loại máy này

mà thôi Ta nhập toàn máy hoặc máy cơ sở từ các nước phát triển như Nhật, Trung Quốc, Nga, Hàn Quốc, …

1.2.1 Cấu tạo máy đóng cọc: Máy đóng cọc thường gồm 3 bộ phận chính:

- Máy cơ sở: Thường dùng cần trục bánh xích hoặc máy đào một gầu, có khi chỉ dùng

hệ thống quay lắp trên giá di chuyển bằng bánh sắt, đặt trên đường ray

- Giá búa: Gồm hệ thanh dẫn hướng cho đầu búa trong quá trình đóng cọc; thanh xiên;

thanh ngang; các thanh này để điều chỉnh góc nghiêng của giá (về phía trước hay sau), thường khoảng 50 khi cần đóng cọc xiên Để điều chỉnh, có thể dùng tăng đơ hoặc xilanh thuỷ lực

- Đầu búa: Là bộ phận trực tiếp gây ra lực để đóng cọc Hiện nay có các loại đầu búa:

búa hơi (đơn động, song động), búa rơi, búa Diezel, búa thuỷ lực (đơn động, song động), búa rung, …

Có các cách phân loại máy đóng cọc

như sau:

- Theo cách tạo lực: Gồm máy đóng cọc

kiểu búa rơi, kiểu búa hơi, kiểu búa Diezel,

kiểu búa rung và kiểu vừa va đập vừa rung

- Theo hệ di chuyển: Gồm máy đóng cọc

di chuyển trên ray, bằng xích; trên phao nổi

1.2.2 Nguyên lý hoạt động của vài loại búa

đóng cọc

- Búa rơi, búa Diezel: Có kết cấu đơn

giản, dùng đầu búa nâng lên độ cao nhất định

rồi thả xuống để đóng cọc (hình 1.2) Loại này

ít dùng vì năng suất thấp

- Búa hơi: Dùng hơi nước hay khí nén để

nâng búa lên và thả búa xuống, tuy có tần số

đóng cọc cao nhưng loại búa này quá cồng

kềnh Loại búa này gồm:

+ Búa hơi đơn động: Dùng hơi (khí nén)

nâng búa lên và thả búa xuống như hình 3

Trạng thái 1: Nâng búa lên (hình 1.3a),

van A đóng, bơm hơi (khí nén) vào van B thì

xilanh 3 (giữ vai trò là búa) đi lên

Hình 1.2 Đóng cọc bằng búa rơi, búa Diezen

a) Búa rơi

b) Búa Diezen

Hình 1.3 Búa hơi đơn động

Trạng thái 2: Đập búa xuống (hình 1.3b), van B đóng, van A mở cho hơi thoát ra, xilanh

3 đi xuống, đóng vào mũ cọc 1

Quá trình cứ lặp lại như trên

+ Búa hơi song động: Dùng hơi

nâng búa lên, rồi cũng dùng hơi đẩy

búa xuống như hình 1.4 Một điều

đáng chú ý là ở búa hơi đơn động, xi

lanh 3 chuyển động lên, xuống, đóng

vai trò là búa đóng cọc Bộ đôi van (A,

D) khóa lẫn với bộ đôi van (B, C) Bộ

này mở thì bộ kia đóng và ngược lại

Thiết bị đi theo búa hơi có thể là

nồi hơi (để tạo hơi nước) hoặc máy

nén khí (để tạo khí nén) nói cung là

cồng kềnh, hiệu suất búa lại không cao nên hiện nay ta

ít dùng búa hơi

- Búa rung: Lợi dụng lực gây rung do trục lệch

tâm hay đĩa lệch tâm gây ra để truyền vào cọc (hình

1.5) Trong quá trình đóng cọc, cọc luôn luôn rung động

với một tần số nào đó, vì thế mà giảm lực ma sát giữa

cọc và đất Mặt khác do trọng lượng bản thân của cọc

và của búa làm cọc lún sâu vào nền đất Nhược điểm

của loại búa này là trong quá trình làm việc lực gây rung

làm ảnh hưởng tới các công trình bên cạnh và ảnh

hưởng trực tiếp tới tuổi thọ của động cơ

Ta thường dùng xe (máy đào bánh xích hoặc máy đào

bánh lốp) để treo, nâng hạ búa rung Do đó, búa rung

được phân thành nhiều loại để phù hợp với các dòng

xe, kích thước xe và nhu cầu sử dụng của người tiêu

dùng Ở Việt Nam chủ yếu sử dụng các loại búa rung

nhập khẩu từ Đài Loan, Trung Quốc, Hàn Quốc và

Nhật Bản

- Búa thuỷ lực: có ưu điểm gọn nhẹ, cơ động, hiệu

quả đóng cọc cao nên được dùng phổ biến (hình 1.6)

Nguyên lý đóng cọc của búa thủy lực đơn động, song

động cũng giống như nguyên lý đóng cọc của búa hơi

đơn động, song động, nhưng lưu chất dùng là dầu thủy

lực Búa thủy lực có năng lượng nhát búa lớn hơn búa

hơi Ưu điểm là dễ điều khiển, năng lượng lớn, tiếng

động nhỏ, còn nhược điểm là chi phí cao

Búa thủy lực được gắn trên giàn treo của máy cơ

sở Các đoạn cọc được nâng lên, gắn vào búa đóng và

sau đó được hạ xuống nền đất bằng năng lượng do va

chạm giữa búa đóng và đầu cọc Trong quá trình thi

công, độ lún của cọc sẽ được ghi lại và kiểm tra so với

Hình 1.4 Búa hơi song động

Hình 1.5 Búa rung

Hình 1.6 Búa đóng cọc thủy

lực

Búa (điều khiển bằng thủy lực)

yêu cầu kĩ thuật của dự án Khi cọc đạt độ lún yêu cầu, tính theo các công thức kinh nghiệm, cọc được xem là đạt tải thiết kế của công trình

Thiết bị thi công búa đóng có kết cấu gọn nhẹ, làm việc độc lập, dễ vận chuyển, thao tác đơn giản Máy có tính linh hoạt và cơ động, do đó có thể thi công ở nhiều địa hình phức tạp, khó khăn, chật hẹp, mấp mô như trên biển, cạnh bờ sông, mép núi,…Phương án đóng cọc có thể áp dụng với cọc bê tông cốt thép đúc sẵn, cọc ống thép có đường kính ngoài từ 300mm đến 1000 mm Cọc có thể đóng xiên theo yêu cầu thiết kế

Đóng cọc bằng búa thủy lực có nhược điểm là gây tiếng ồn, mặt đất gần khu vực thi công bị rung, gây ảnh hưởng đến các công trình hiện hữu xung quanh; dầu thủy lực có thể

bị bắn ra ngoài khi thi công, gây ô nhiễm môi trường Do vậy phương pháp này chỉ nên áp dụng ở các khu vực xây dựng nhà xưởng, khu công nghiệp, bến cảng, xa dân cư

1.2.3 Các máy đóng cọc trong thực tế

Hiện nay, chúng ta thường dùng các máy đóng cọc như hình 1.6

a) Máy đóng cọc kiểu búa Diezen b) Máy đóng cọc kiểu búa rơi

c) Máy đóng cọc kiểu búa rung

Hình 1.6 Vài máy đóng cọc

1.3 MÁY ÉP CỌC

Ta hiểu, đóng cọc là gây va đập vào đầu cọc làm cho cọc lún vào đất; còn ép cọc là kẹp vào thân cọc và ép vào một đầu của cọc để đầu kia lún xuống đất Cọc ép là cọc được hạ bằng năng lượng tĩnh, không gây nên xung lượng lên đầu cọc Do đó, ép cọc nên không gây rung động, không có tiếng động như đóng cọc Máy ép cọc được dùng nhiều trong thi công xây dựng ở các đô thị, nơi gần vùng dân cư, gần các công trình

Hiện nay, máy ép cọc thuỷ lực đã được sử dụng rất nhiều, đặc biệt là trong thi công nền móng xây dựng nhà cao tầng ở các đô thị Do đó, có thể nói máy ép cọc chủ yếu là máy ép cọc thủy lực Lực ép cọc phải hơn 1.4 lần lực ép lớn nhất do thiết kế quy định Lực ép của thiết bị phải đảm bảo tác dụng đúng dọc trục tâm cọc khi ép từ đỉnh cọc và tác dụng đều lên các mặt bên cọc khi ép ôm, không gây ra lực ngang lên cọc

Lựa chọn hệ phản lực cho công tác ép cọc phụ thuộc vào đặc điểm hiện trường, đặc điểm công trình, đặc điểm địa chất công trình, năng lực của thiết bị ép Khi ép cọc thì phản lực của đất tác dụng lên cọc đúng bằng tổng lực do máy ép xuống (định luật III Newton), vì thế ta cần phải chất thêm đối trọng hoặc neo chân máy xuống đất để chống lật máy Trong mọi trường hợp tổng trọng lượng đối trọng phải lớn hơn 1.1 lần lực ép lớn nhất do thiết kế quy định

1.3.1 Cấu tạo máy ép cọc

Máy ép cọc cũng gần giống như máy đóng cọc, gồm 4 bộ phận chính:

- Máy cơ sở: Các máy cơ sở dùng để đóng cọc thì có thể dùng để ép cọc Máy cơ sở

dùng để nâng dựng giá búa và nâng cọc để vào vị trí ép

- Giá búa: Là hệ thống dẫn hướng, giữ cọc thẳng đứng khi ép cọc

- Đầu búa: Là bộ phận trực tiếp gây ra lực để đóng cọc Lực nâng búa lên, hạ búa xuống

là áp lực dầu trong xilanh thông qua các van điều khiển lưu lượng, lực hạ búa xuống còn là trọng lực của búa

- Bộ nguồn thủy lực: Gồm động cơ điện (hoặc động cơ đố trong), bơm thủy lực, các xi

lanh, các van phân phối, dầu thủy lực, đồng hồ đo áp, … Bộ nguồn thủy lực là nơi sinh ra áp suất dầu trong xi lanh, từ đó gây lực tác dụng lên cọc, làm cọc lún xuống đất

Sau đây là các máy, thiết bị ép cọc thủy lực (hình 1.7):

Hình 1.7 Các máy ép cọc thủy lực

Hình 1.7a: Ép cọc kim loại hình bản Dùng chủ yếu nơi đất mềm, phản lực của đất nhỏ

nên đa số ép cọc loại này không cần thêm đối trọng Trọng lượng giá búa, cọc và lực ép xuống cũng đủ lớn hơn phản lực của đất nên hệ thống máy vẫn cứng vững

Hình 1.7b: Dùng rô bốt ép cọc kim loại hình bản, đây là hình mô phỏng, thực tế cũng

có loại tương tự Trước tiên, dùng thêm đối trọng để ép cọc thứ nhất (bởi vì trọng lượng máy không đủ lớn để làm đối trọng) Sau đó, rô bốt kẹp chặt vào cọc thứ nhất làm lực giữ để ép cọc thứ 2, tiếp theo rô bốt kẹp vào cọc thứ 2 để ép cọc thứ 3 Quá trình cứ tiếp tục như vậy đến khi ép xong các cọc

a) Ép cọc kim loại b) Robot ép cọc c) Khung giá ép cọc d) Toàn hệ thống máy ép cọc

Hình 1.7c: Là khung giá ép gồm khung thép đứng, ngang và giá ép trượt trong lòng

khung thép đứng Khung thép đứng để lắp cứng 2 xilanh, 2 piston của 2 xilanh đó lên hoặc xuống đồng thời để đưa giá ép trượt lên hay trượt xuống Còn khung thép ngang làm đế tựa

và cũng là giá đỡ khi ta chất thêm đối trọng Khung giá ép được chế tạo bằng thép dày và nặng, vì nó chịu lực rất lớn khi làm việc (có thể chịu lực đến cả triệu Newton)

Hình 1.7d: Là hệ thống máy ép cọc thủy lực Gồm có máy cơ sở (ở đây là cần trục bánh lốp có cần thò / thụt), giá ép cọc, các đối trọng, …Đây là máy ép cọc thông dụng, rất nhiều nơi ở nước ta dùng máy ép cọc loại này Chú ý rằng, lực ép cọc là do bộ nguồn thủy lực gây

ra áp suất dầu trong xilanh, từ đó mà gây lực tác dụng nén vào cọc Áp suất này rất lớn, được kiểm tra nghiêm ngặc nhờ van an toàn và đồng hồ đo áp Không nên lầm tưởng lực ép cọc là

do các cục đối trọng chất hai bên Các cục đối trọng đó chỉ giữ thăng bằng cho hệ thống khi đang làm việc, mà rõ hơn là chúng chống lại phản lực của đất tác dụng lên cọc khi đang ép

cọc, giữ cho hệ thống máy không bị lật (theo đúng như định luật III Newton: “Khi ta tác dụng

vào vật một lực thì vật cũng tác dụng lại ta một lực đúng bằng lực ta tác dụng vào vật, hai lực này là hai lực trực đối”) Cũng có trường hợp ta không dùng đối trọng mà ta neo khung

giá ép xuống đất Lực neo đó cũng đóng vai trò như trọng lực của các cục đối trọng

1.3.2 Nguyên lý máy ép cọc thủy lực

Các phương pháp ép cọc: Ép đỉnh và ép ôm

- Ép đỉnh: Lực ép được tác dụng từ đỉnh cọc để ấn cọc xuống Ép đỉnh có ưu điểm là toàn

bộ lực ép do xilanh thủy lực tạo ra được truyền trực tiếp lên đầu cọc chuyển thành lực ép Khi

ép qua các lớp đất có ma sát nội tương đối cao như á cát, sét dẻo cứng, lực ép có thể thắng lực cản do ma sát để hạ cọc xuống sâu dễ dàng Còn nhược điểm của ép đỉnh là cần phải có hai hệ khung giá Hệ khung giá cố định và hệ khung giá di động, với chiều cao tổng cộng của hai hệ khung giá này phải lớn hơn chiều dài một đoạn cọc: nếu 1 đoạn cọc dài 6m thì khung giá phải từ 7 ÷ 8m mới có thể ép được cọc Vì vậy khi thiết kế cọc ép, chiều dài một đoạn cọc phải khống chế bởi chiều cao giá ép trong khoảng 6 ÷ 8m

- Ép ôm: Lực ép được tác dụng từ hai bên hông cọc do chấu ma sát tạo nên để ép cọc

xuống Ép ôm có ưu điểm là do ép từ 2 bên hông của cọc, máy ép không cần phải có hệ khung giá di động, chiều dài đoạn cọc ép có thể dài hơn Còn nhược điểm của ép ôm là ép cọc từ hai bên hông cọc thông qua 2 chấu ma sát do do khi ép qua các lớp ma sát có nội ma sát tương đối cao như á sét, sét dẻo cứng, lực ép hông thường không thể thắng được lực cản do ma sát tăng để hạ cọc xuống sâu Nói chung, phương pháp này không được sử dụng rộng rãi bằng phương pháp ép đỉnh

Máy ép cọc cần có lực ép P gồm 2 xilanh thuỷ lực mỗi xialnh có Pmax = P/2 Giá ép cọc được 2 xi lanh nâng lên, hạ xuống Năng lượng thủy lực truyền đi từ trạm bơm qua xi lanh, qua giá ép cọc, qua gối đầu cọc truyền sang cọc tạo thành lực dọc trục ép cọc xuống đất

Chuẩn bị ép cọc: Đoạn cọc đầu tiên C1 phải được lắp chính xác, phải cân chỉnh để trục của C1 song song với đường trục của xilanh thủy lực và đi qua điểm định vị cọc, độ sai lệch không quá 1cm Đầu trên của cọc được gắn vào thanh định hướng của khung máy, nếu đoạn cọc C1 bị nghiêng sẽ dẫn đến hậu quả của toàn bộ cọc bị nghiêng

Tiến hành ép cọc: Khi đầu piston tiếp xúc với đỉnh cọc thì điều chỉnh van tăng dần áp

lực, những giây đầu tiên áp lực dầu tăng dần đều, đoạn cọc C1 cắm sâu dần vào đất với vận tốc xuyên ≤ 1m/s Trong quá trình ép dùng 2 máy kinh vĩ đặt vuông góc với nhau để kiểm tra

độ thẳng đứng của cọc lúc xuyên xuống Nếu xác định cọc nghiêng thì dừng lại để điều chỉnh ngay Khi đầu cọc C1 cách mặt đất 0,3 ÷ 0,5m thì tiến hành lắp đoạn cọc C2, kiểm tra bề mặt

hai đầu cọc C2, sửa chữa sao cho thật phẳng Kiểm tra các chi tiết nối cọc và máy hàn Lắp đoạn cọc C2 vào vị trí ép, căn chỉnh để đường trục cọc C2 song song với trục xilanh thủy lực

và trùng trục đoạn cọc C1, độ nghiêng ≤ 1% Tác động lên cọc C2 lực sao cho áp lực ở mặt tiếp xúc khoảng 3 ÷ 4kg/cm2 rồi mới tiến hành nối 2 đoạn cọc theo thiết kế Làm tương tự với các đoạn cọc sau

Hình 1.8 cho thấy sơ đồ nguyên lý chung máy ép cọc thủy lực

Hình 1.8 Nguyên lý máy ép cọc thủy lực

1 Cọc; 2 Giá ép; 3 Khung giá cố định;

4 Ống dẫn dầu thủy lực; 5 Đối trọng; 6 Ray di chuyển;

7 Đồng hồ đo áp suất; 8 Bơm dầu; 9 Xi lanh thủy lực

Ta biết máy đóng, ép cọc có giá thành cao nên không tiện trong việc mua sắm để nghiên cứu, giảng dạy và học tập Vì thế, ở các trường đại học, cao đẳng, dạy nghề, tốt nhất thì ta nên dùng mô hình của các loại máy này Mô hình có lợi là giá thành thấp, nhỏ gọn, dễ thao

tác nhưng tính năng tương tự máy thật Tuy nhiên, cho đến nay, việc chế tạo ra mô hình máy

đóng, ép cọc để dạy cho sinh viên đại học, cao đẳng, dạy nghề thì nhóm tác giả chưa thấy nơi nào làm, tra cứu trên internet cũng không thấy Chỉ có mô hình đồ chơi máy đóng, ép cọc dành cho trẻ em, được bày bán ở các siêu thị, sản phẩm chủ yếu xuất xứ từ Trung Quốc Nói

là mô hình đồ chơi, nhưng cũng có những loại phức tạp, chế tạo công phu, có điều khiển từ

xa, có đủ các chức năng như máy thật Hình 1.9 là các hình ảnh trích từ game mô phỏng nguyên lý làm việc của máy đóng, ép cọc, một số loại đồ chơi trẻ em cũng có hình thù giống

như vậy

Hình 1.9 Các mô hình máy đóng, ép cọc đồ chơi (dành cho lứa tuổi tiểu học)

Hiện nay cũng có những máy đóng, ép cọc mi ni dựa theo nguyên lý các máy đóng, ép cọc cổ điển (hình 1.10) Ta có thể gọi các máy đóng, ép cọc loại này là mô hình, vì chúng nhỏ gọn, rẻ tiền, có đủ chức năng như máy thật, có thể dùng cho sinh viên học tập

Hình 1.10 Các mô hình máy đóng, ép cọc nhỏ gọn

a) Máy ép cọc hộ đường

PGS TS Nguyễn Bính (Trường

Đại học giao thông vận tải),

tham khảo tại:

b) Máy ép cọc dùng năng lượng mặt trời, dùng máy đào bánh xích mi ni (Trung Quốc) Truy cập tại:

dong-coc-nang-luong- mat-troi-mz460

https://lhe.com.vn/may-b) Các mô phỏng máy đóng, ép cọc

Trên các trang mạng, đặt biệt là các kênh Youtube, ta gặp

rất nhiều video mô phỏng nguyên lý hoạt động của các máy

đóng, ép cọc Mô phỏng (simulation) là phương pháp xây dựng

mô hình chủ yếu dựa vào hình 3D (3 chiều) và dùng máy tính

biểu diễn mô hình đó hoạt động đúng hoặc gần đúng với nguyên

lý hoạt động của sự vật, hiện tượng trong thực tế Từ đó, ta hiểu

rõ hơn bản chất của sự vật, hiện tượng và có cách ứng dụng

chúng vào đời sống Mô phỏng nguyên lý hoạt động của các máy

xây dựng, mô phỏng nguyên lý điều khiển máy công nghiệp, mô

phỏng các thao tác thí nghiệm ảo trên máy tính đang là xu thế

tiên tiến của giảng dạy và học tập (hình 1.11)

Trong dạy học, nghiên cứu khoa học, mô phỏng cho ta rất nhiều điều thuận lợi Trong

đó, đáng kể nhất là mô phỏng cho ta cái nhìn trực quan, xem trước được kết quả ta muốn hướng tới Từ đó mà việc dạy học và nghiên cứu khoa học được dễ dàng, ít tốn công sức và chi phí, khi trình chiếu dự án cũng suôn sẻ, mọi người hiểu ngay vấn đề Hình 1.12, trích vài cảnh mô phỏng nguyên lý làm việc của các máy đóng, ép cọc

Hình 1.12 Vài cảnh máy đóng, ép cọc đang làm việc

(trích từ các video mô phỏng trên các trang web nước ngoài)

Hình 1.11 Một hệ mô phỏng hoạt động của máy

- Trên các trang web nước ngoài có những clip mô phỏng nguyên lý hoạt động của máy đóng cọc, máy ép cọc Nhưng đó chỉ là mô phỏng, nhóm tác giả chưa tìm thấy nơi nào chế tạo ra mô hình hai trong một, kết hợp hai loại máy (đóng và ép cọc) vào một máy

-

Thiết kế và chế tạo mô hình kết hợp máy đóng và ép cọc xong sẽ cho ta hai điều lợi Một là, có cơ sở thực tế cho ta nghiên cứu, tìm hiểu, thử nghiệm, từ đó có định hướng đúng đắn để chế tạo máy lớn sau này Hai là, dùng làm đồ dùng dạy học cho sinh viên, vì mô hình này có liên quan tới môn học “Máy xây dựng và an toàn lao động”

Trong thời gian học trong nhà trường, sinh viên rất hiếm có cơ hội được tiếp xúc với máy đóng cọc, máy ép cọc Nói tới các máy này thì người học chỉ biết qua bài giảng trên lớp của giảng viên, giáo trình hoặc intennet Các máy này giá thành cao, dễ mất an toàn, người không chuyên môn, không có nhiệm vụ thì không được phép đến gần khu vực chúng đang làm việc Do đó, dù rằng ngoài thực tế, người ta đã sử dụng nhiều các máy này nhưng người không phận sự (đặc biệt là sinh viên) vẫn không thể tiếp cận để hiểu về chúng

Hơn nữa, nguyên lý làm việc và cấu tạo bên trong của máy đóng cọc, máy ép cọc đang

là vấn đề tò mò cho sinh viên ngành xây dựng và tất cả những người muốn tìm hiểu Các giáo trình có viết về chúng, nhưng chỉ nói về lý thuyết, người không chuyên về máy móc (ví dụ như sinh viên ngành xây dựng) nếu đọc thì cũng rất khó hiểu Vì lẽ đó, cần có mô hình các máy này cho sinh viên học tập, cho giảng viên và những người quan tâm khác có sản phẩm

thực để tìm hiểu, nghiên cứu

2.2 NHỮNG CƠ SỞ ĐỂ THIẾT KẾ MÔ HÌNH KẾT HỢP MÁY ĐÓNG, ÉP CỌC

2.2.1 Cơ sở sáng tạo, nghiên cứu

Một cái máy làm được hai nhiệm vụ là đóng và ép cọc thì trên thế giới chưa từng có Do vậy, nếu khởi đầu tác giả thiết kế và chế tạo ra mô hình nhỏ của máy này thì mô hình nhỏ đó cũng chưa từng có Rõ ràng, việc làm này thể hiện sự sáng chế, mà mục tiêu đạt tới là chế tạo

ra một cổ máy mới, tinh gọn và tiết kiệm chi phí hơn hai cổ máy đang dùng hiện nay, tức là máy đóng cọc và máy ép cọc

2.2.2 Cơ sở làm đồ dùng dạy học

Dạy học bằng mô hình thực tế người học sẽ dễ hiểu hơn dạy học bằng thuyết trình trên lớp Có mô hình, sinh viên được tận tay va chạm, tháo lắp sẽ ghi lại kiến thức và nhớ lâu bài học, thậm chí họ có thể nhớ suốt đời Còn việc xem chữ nghĩa, hình vẽ trong sách hoặc xem tài liệu trên mạng internet thì hiếm ai có thể nhớ lâu được Mặt khác, mô hình dạy học phải

an toàn cho người học, không quá nhỏ hay quá lớn Mô hình như tác giả đề cập tới như trên

là mô hình rẻ tiền, không tinh vi như máy tính điện tử, không phức tạp như động cơ đốt trong, động cơ điện, Do đó, nếu ta chế tạo nó nhỏ thì cảm giác như đồ chơi dành cho trẻ em, không phù hợp lứa tuổi sinh viên; còn khi ta chế tạo nó cao to thì nặng nề, dễ mất an toàn, chi phí

lại lớn Vì vậy, ta chọn kích thước mô hình dài x rộng x cao khoảng 1 x 1 x 2,5 (mét) là phù hợp Nói là phù hợp vì lúc thực hành sinh viên không phải leo cao, cũng không phải khom lưng hay chen chúc nhau để nhìn

2.2.3 Cơ sở đưa ra nguyên lý hoạt động tương tự như các máy lớn thực tế

Ta không thể có tiền để mua máy đóng cọc, máy ép cọc về cho sinh viên học (vì mức giá của chúng lên đến vài tỉ đồng), mà cũng không cần thiết để mua Ta chỉ cần chế tạo mô hình tương tự, thu nhỏ của các máy đó, nguyên lý làm việc gần giống các máy đó là đủ cho sinh viêc học Mô hình ta chế tạo ra không đòi hỏi đạt yêu cầu tải trọng, năng suất hay hiệu suất cho trước, mà là quan tâm đến tính sáng tạo, an toàn và thể hiện được nguyên lý làm việc như các máy thực tế Do đó, phần tính để mô hình máy vận hành đạt năng suất, vận tốc, theo yêu cầu thì ta giảm bớt, nhưng ta lại tăng cường tính thẫm mỹ và tính chọn lựa các chi tiết, vật liệu tiêu chuẩn để khi chi tiết nào đó của mô hình bị hỏng thì ta có thể mua ngay chi tiết

đó để thay thế

2.2.4 Cơ sở kinh phí hiện có

Với kinh phí không quá 20 triệu VNĐ (kinh phí tiêu chuẩn cho đề tài cấp cơ sở) cho toàn bộ quá trình thiết kế, chế tạo một mô hình máy đóng và ép cọc đạt yêu cầu cho sinh viên thực hành, thực tập như đang thao tác trên máy lớn thì cũng khó cho tác giả Một cái máy cùng giá trị với mô hình của ta, nhưng giá thị trường lại rẻ hơn mô hình của ta, đó là vì họ sản xuất hàng loạt, họ có sẵn bản thiết kế, có sẵn khuôn mẫu Còn ta, ta lại nghĩ ra những cái chưa

ai có, vẽ ra cái chưa từng thấy, rồi lại đặt hàng cho thợ chế tạo từng cái nhỏ lẽ, ráp lại cho ăn khớp với nhau, sai rồi lại sửa, thế là chi phí lên cao Mọi tính toán, thiết kế của ta luôn nghĩ tới chi phí, làm sao cho phù hợp với túi tiền Những kỳ vọng cao, như: bền, đẹp, vận hành tốt, vượt qua sự mong đợi thì ta cố gắng đạt tới, nhưng hoàn hảo 100% thì khó Do đó, kinh phí ảnh hưởng lớn đến tấm lý thiết kế và chất lượng sản phẩm ta chế tạo ra

2.3 THIẾT KẾ MÔ HÌNH KẾT HỢP MÁY ĐÓNG, ÉP CỌC

Như chương 1 đã trình bày, hiện nay có rất nhiều tác giả trên thế giới đưa ra các mô hình

đồ chơi và các video mô phỏng nguyên lý làm việc của các máy đóng, ép cọc rất độc đáo Nhưng việc chế tạo ra mô hình máy đóng, ép cọc nhỏ cho sinh viên học tập thì nhóm tác giả chưa thấy nơi nào làm Do đó, nhóm tác giả đưa ra đề tài “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình kết hợp máy đóng, ép cọc” là hoàn toàn mới mẻ, có ích trong việc làm đồ dùng dạy học

và nghiên cứu khoa học

2.3.1 Mô tả tổng thể

Bản vẽ lắp toàn máy của mô hình kết hợp máy đóng và ép cọc như trình bày ở bản vẽ hình 2.1 Các mô tả, chú thích, thông số kỹ thuật, tác giả đã biểu diễn trên hình, độc giả dễ dàng hiểu được Toàn bộ kết quả thiết kế của tác giả tập trung bản vẽ này

Cái mới của thiết kế này là kết hợp hai loại máy riêng biệt thành một máy duy nhất; bộ phận công tác của mô hình kết hợp này gồm hai ống lòng vừa khít vào nhau, một ống cố định, một ống di động lên xuống làm nhiệm vụ đóng, ép cọc Cả hai ống đều có cắt rãnh đủ để đưa cọc vào bên trong Trong mô hình này, tác giả thiết kế rãnh rộng 60 mm, dùng cho đóng, ép cọc thép tròn có đường kính dưới 50 mm hoặc cọc tiết diện vuông có độ dài cạnh dưới 35

mm

Hình 2.1 Bản vẽ lắp mô hình kết hợp máy đóng và ép cọc

2.3.2 Mô tả vài cơ cấu, chi tiết chính

a) Cơ cấu kẹp (hình 2.2)

Trạng thái 1: Cần piston mang chốt dương Chốt dương là trụ tròn bậc có đầu côn, được

cần piston đưa tiến dần tới lắp vào lỗ của chốt âm Chốt âm gồm hai tấm kẹp và hai lò xo Khi bậc côn của chốt dương vừa lắp vào lỗ chốt âm thì tác dụng lực thắng lực lò xo, làm hai tấm kẹp mở rộng ra, chốt dương lắp vào dễ dàng Ngay sau đó, lò xo kéo hai tấm kẹp khép lại, bậc chốt dương bị chặn, không kéo ra được

Trạng thái 2: Khi cần piston lùi về (kéo lên) thì cả hệ thống chốt âm, dương, ống trong

(búa) cũng bị kéo lên Đây là trạng thái nâng búa

Trạng thái 3: Khi nâng búa hết hành trình thì khe côn ở hai tấm kẹp của chốt âm bị chốt

nêm chen vào, gây lực thắng lực lò xo, làm hai tấm kẹp mở ra, chốt âm và dương tách xa nhau Kết quả là hệ chốt âm, ống trong và búa rơi tự do xuống, đập vào đầu cọc Theo hình 2.1, ta thấy lực truyền từ búa xuống mũ cọc và từ mũ cọc truyền xuống cọc, kết quả cọc lún vào đất Đây là trạng thái đóng cọc

Trạng thái 1, 2, 3 lặp đi lặp lại (nhờ mạch điện điều khiển từ bên ngoài) đến khi đóng xong cọc Mũ cọc được thay đổi vị trí bằng tay người thợ trong suốt quá trình đóng cọc

Trạng thái 4, 5, 6, 7: Mô tả hình ảnh và quá trình kẹp/ thả của chốt âm

b) Mô tả và chi tiết chính

1 Chốt âm, dương chuẩn bị kẹp

2 Chốt âm, dương kẹp chặt nhau

3 Chốt âm, dương chuẩn bị thả ra khi có chốt nêm

4 Mặt trên chốt âm khi đóng

5 Mặt dưới chốt âm khi đóng

6 Mặt dưới chốt âm khi mở

7 Mặt trên chốt âm bị mở vì bị chốt nêm tác động

Xi lanh

Nêm Chốt

dương

Chốt

âm

Hình 2.3 mô tả các chi tiết tiêu biểu cho mô hình kết hợp máy đóng, ép cọc Các hình

vẽ này chưa có kích thước nên không có giá trị chế tạo Hồ sơ thiết kế có tập bản vẽ riêng, tác giả không trình bày ở phần sau

- Ống ngoài và ống trong: Là các ống thép đúc, lòng vừa khít vào nhau Ống trong trượt

êm trong ống ngoài Thiết kế dạng ống này có khác so với cách thiết kế bộ phận công tác của máy ép cọc đã có, tức là người ta dùng hệ khung giàn thép hình hộp

- Búa: Gồm cán búa là ống thép, đầu búa là khối thép đặc Cán búa được cắt rãnh và

khoan lỗ nhằm mục đích dùng ròng rọc kéo búa vào vị trí thích hợp để đóng hay ép cọc

- Cọc: Là ống thép, hàn với đầu thép nhọn làm mũi cọc Khi đóng hay ép cọc thì tác dụng

lực vào đầu cọc, mũi nhọn của cọc lún vào đất Sau khi đóng hoặc ép xong cọc, ta cũng có thể cho nhổ cọc lên bằng cách bắt bu lông đầu cọc với ống trong, piston lùi về (hướng lên) nhổ được cọc

- Xi lanh: Dùng hai xilanh lắp hai bên ống ngoài Loại xilanh này có hành trình 1 mét,

đường kính ống 40mm, đường kính cần piston 25mm

7

3

Hình 2.3 Vài chi tiết chính của mô hình

1 Ống ngoài; 2 Ống trong; 3 Búa; 4 Cọc; 5 Xi lanh;

6 Thanh chống; 7 Bộ nguồn thủy lực; 8 Đế

8

- Thanh chống: Dùng thép hộp vuông, tổng số 4 thanh chống, chống xung quanh ống

ngoài để ổn định toàn máy

- Bộ nguồn thủy lực: Dùng loại động cơ điện công suất 1HP, áp suất lớn nhất 15 Mpa, áp

suất nhỏ nhất 5 Mpa; có đầy đủ hệ van phân phối, van an toàn, van điều khiển áp suất; có đồng hồ đo áp và bể chứa dầu

- Đế: Có dạng tấm thép tròn ở giữa, bên ngoài là khung thép hình vuông; tại bốn góc

vuông có khoan lỗ để gắn chốt neo vào đất khi ép cọc (để chống lại phản lực của đất) Trong trường hợp ép cọc lớn, ta thay thành đế chữ nhật và dùng thêm các thanh đối trọng chất lên trên như hiện tại các máy ép cọc đang dùng Còn nếu ép cọc nơi chật hẹp thì ta dùng đế hình chữ nhật dài và neo đế xuống đất

2.4 TÍNH TOÁN MÔ HÌNH KẾT HỢP MÁY ĐÓNG, ÉP CỌC

2.4.1 Tính năng lượng 1 nhát búa đập vào đầu cọc

Ta dùng ống trong là ống thép có đường kính ngoài 152mm, đường kính trong 140mm, dài 2,4m Búa gồm phần cán và đầu búa Cán là ống thép đường kính ngoài 114 mm, đường kính trong 98 mm, dài 2,2m, bị cắt hai rãnh hai bên Đầu búa là thép tròn đặc đường kính 137

mm, cao 40 mm Một cách bù trừ gần đúng, xem như búa chỉ gồm ống thép nguyên kính ngoài 114 mm, đường kính trong 98 mm Với khối lượng riêng của thép là ρ = 7850kg/m3, ta tính khối lượng ống trong và búa như sau:

m1 = ρ.V1 = 7850.2,4.π.(0,1542 – 0,142)/4 + ≈ 61 (kg)

m2 = ρ.V2 = 7850.2,2.π.(0,1142 – 0,0982)/4 + ≈ 46 (kg)

Tổng khối lượng ống trong và búa là: m = m1 + m2 = 61 + 46 = 107 (kg)

Khi búa rơi tự do xuống một đoạn h = 0,9 m và đập vào đầu cọc thì năng lượng nhát búa

đó đúng bằng công của trọng lực: W = A = m.g.h = 107.10.0.9 = 963 J

Nhận xét: Ta dùng năng lượng 1 nhát búa như trên để đập

vào đầu cọc thì cọc đường kính dưới 50 mm, vót nhọn, dễ dàng

lún xuống đất Cọc càng nhỏ thì lún càng dễ, búa càng nặng,

khoảng di chuyển càng lớn thì năng lượng 1 nhát búa càng lớn Ta

đang thiết kế mô hình nhỏ, việc cần thiết là nguyên lý làm việc

phù hợp, năng lượng 1 nhát búa lớn hay nhỏ ta tính để thấy khả

năng của mô hình, kết quả không ảnh hưởng tới giá trị mô hình

2.4.2 Tính lực ép cọc, nhổ cọc của cần piston

Ta dùng 2 xilanh, kết cấu xilanh như hình 2.4 Các thông số

của nó là: đường kính piston 0,04m, đường kính trong ống xi lanh

0,04m, đường kính cần piston 0,025 m

- Khi cả 2 piston cùng tiến ra (tức là khi ép cọc): Với áp suất

dầu thủy lực trong xilanh từ p1 = 5.106 Pa tới p2 = 15.106 Pa thì

lực tác dụng F trong khoảng từ F1 tời F2 Giá trị chúng như sau:

F1 = 2.p1 S =2 5.106.π.0,042/4 ≈ 12566 (N)

F2 = 2.p2 S = 2.15.106.π.0,042/4 ≈ 37700 (N)

- Khi cả 2 piston lùi về (tức là khi nâng ống trong lên): Với áp suất dầu thủy lực trong xilanh cũng từ p1 = 5.106 Pa tới p2 = 15.106 Pa thì lực tác dụng F trong khoảng từ F3 tới F4 Giá trị chúng như sau:

Nhận xét:

- Với các lực F1 và F2 như trên, cộng thêm

tải trọng bản thân của ống trong và búa (tương

đương trọng lượng khoảng 1070 N) thì ta có thể

ép được các cọc vót nhọn có đường kính thân cọc

nhỏ hơn 50 mm lún vào các loại đất thông thường

Ở đây, ta cũng không quan tâm đến mô hình của

ta tạo ra ép được cọc có đường kính bao nhiêu, ép

cọc ở loại đất nào, mà ta quan tâm đến mô hình đó

có ép được cọc hay không, nguyên lý hoạt động

có phù hợp không Việc ép được cọc lớn hay nhỏ

chỉ là do công suất máy lớn hay nhỏ mà thôi

- Với các lực F3 và F4 như trên thì cũng có

thể nâng được ống trong và búa lên (trọng lượng

1070 N), đồng thời có thể nhổ được những cọc có

đường kính dưới 50 mm đang lún sâu trong đất

(điều này là dự đoán theo kinh nghiệm, sẽ kiểm tra

lại khi chế tạo xong mô hình) Tuy nhiên, việc nhổ

được cọc lớn hay nhỏ là do công suất máy lớn hay

nhỏ mà thôi, không ảnh hưởng tới giá trị của mô

hình ta đang thiết kế

2.4.3 Kiểm tra độ bền của các chi tiết

1/ Kiểm tra độ bền các piston (thanh (1))

Như hình 2.5, chi tiết chịu lực lớn nhất là cần

piston, tức là thanh (1) chịu kéo, nén đúng tâm

Theo thiết kế, ta cần lực mà 2 thanh (1) lúc chịu

kéo (nâng hệ ống trong + búa) bằng lực 2 thanh

(1) lúc chịu nén (ép cọc xuống) Do đó, khi kéo

hay nén thì ta có lực tác dụng lên 2 thanh (1) là

1070 N Chia đều ra thì mỗi thanh chịu lực là:

Q = 1070: 2 = 535 N

Ta phải kiểm tra độ bền của thanh này Ta có các

số liệu về thanh (1) như sau:

- Tiết diện ngang hình tròn đường kính 25 mm,

N z = 535

Ta thấy:     8 2

[ ] 0,7.10 (N m nên thanh (1) đủ bền / )

2/ Kiểm tra độ bền các chi tiết khác

Các chi tiết khác gồm ống trong, ống ngoài, chân đế, búa và các thanh chống Các chi tiết này được tác giả tính chọn ưu tiên về độ nặng để khi đóng hay ép cọc thì nhờ trọng lượng bản thân mà toàn máy không bị đẩy lên bởi phản lực của đất Tác giả dùng độ nặng này để thay thế đối trọng là các khối bê tông chất phía trên máy như các thiết kế máy ép cọc ta đã biết hiện nay ngoài thực tế Do đó, các chi tiết khác của mô hình máy đóng – ép cọc của nhóm tác giả là đương nhiên dư bền rất nhiều lần, không cần tính toán gì thêm

2.5 CÁC BẢN VẼ CHẾ TẠO