Hình 2.13. Sơ đồ khối chương trình mô phỏng xi lanh thủy lực ép mâm khoan
2.2.2.5. Kết quả chạy chương trình mô phỏng
Sau khi chạy chương trình mô phỏng thu được kết quả như sau:
Hình 2.14. Áp suất dầu thủy lực trong xi lanh ép mâm khoan
Có thể bạn quan tâm!
-
Các Thông Số Cơ Bản Của Thanh Kelly Đã Tính Toán Thiết Kế -
Ứng Dụng Matlab – Simulink Giải Phương Trình Chuyển Động -
Tổng Lưu Lượng Dầu Cung Cấp Cho Động Cơ Thủy Lực Dẫn Động Mâm Khoan -
Số Vòng Quay Của Mâm Khoan Ứng Với Các Hiệu Suất Bơm Khác Nhau -
Thiết Lập Và Giải Bài Toán Xác Định Các Thông Số Kết Cấu Và Thông Số Làm Việc Hợp Lý Của Gầu Khoan Theo Hàm Chi Phí Năng Lượng Riêng -
Giải Bài Toán Xác Định Thông Số Kết Cấu Và Làm Việc Hợp Lý Của Gầu Khoan Theo Hàm Chi Phí Năng Lượng Riêng E
Xem toàn bộ 160 trang tài liệu này.
Van toc ep của xi lanh m/s
Hình 2.15. Lực ép của xi lanh ép mâm khoan
Hình 2.16. Vận tốc của xi lanh ép mâm khoan
Nhận xét:
Khi khởi động xi lanh để ép gầu khoan đi xuống, trong thời gian ngắn sẽ làm cho gầu khoan vượt qua điểm bị kẹt, biên độ và tần số của áp suất dầu trong hệ thống thay đổi gây ra các lực động làm ảnh hưởng xấu đến hoạt động của hệ thống, ảnh hưởng đến chất lượng và tuổi thọ của các phần tử thủy lực và sự làm việc đồng thời của hai xi lanh thủy lực. Ở trường hợp này áp suất dầu lớn nhất là 31.105 Pa và khi làm việc bình ổn tại giá trị 16.105 Pa, (Hình 2.14).
Lực ép của xi lanh thủy lực cũng thay đổi khi ép gầu khoan đi xuống. Giá trị của lực ép xi lanh khi làm việc bình ổn là 1,63.104 N, (Hình 2.15).
Vận tốc và gia tốc của xi lanh thủy lực thay đổi theo thời gian. Sự thay đổi này sẽ làm xuất hiện lực động trong hệ thống và gây ra tải trọng động trong kết cấu thép của máy khi làm việc, vận tốc dao động quanh giá trị bình ổn 0,05 m/s, (Hình 2.16).
2.3. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến đặc trưng động lực học hệ thống truyền động thủy lực của máy khoan cọc nhồi
2.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của các tầng địa chất đến các thông số động lực học của hệ thống truyền động thủy lực dẫn động mâm khoan
Để khảo sát ảnh hưởng yếu tố địa chất, nền móng đến các thông số ĐLH như áp suất, lưu lượng hay vận tốc của hệ thống TĐTL dẫn động mâm khoan, tiến hành chạy các chương trình mô phỏng đã xây dựng ở Hình 2.5, thay mô men cản tác dụng vào gầu khoan tương ứng với các tầng địa chất và chiều sâu khác nhau trong nền. Tiến hành khảo sát với các mặt cắt địa chất như sét pha màu xám nâu trạng thái dẻo mềm, sét pha màu xám nâu trạng thái dẻo cứng, sạn sỏi lẫn cát kết cấu rất chặt, cuội sỏi lẫn cát sạn đa màu, đa khoáng, kết cấu rất chặt. Các giá trị mô men cản theo chiều sâu và tầng địa chất được xác định theo kết quả đo đạc tại công trường thi công dự án đường Vành đai 2 đoạn Vĩnh Tuy-Minh Khai. Mô men cản tác dụng vào gầu khoan theo các tầng địa chất được trình bày cụ thể sau đây:
Hình 2.17. Sơ đồ mô men cản thay đổi theo thời gian ứng với tầng địa chất sét pha màu xám nâu trạng thái dẻo mềm
Hình 2.18. Sơ đồ mô men cản thay đổi theo thời gian ứng với tầng địa chất sét pha màu xám nâu trạng thái dẻo cứng
Hình 2.19. Sơ đồ mô men cản thay đổi theo thời gian ứng với tầng địa chất sạn sỏi lẫn cát kết cấu rất chặt
Hình 2.20. Sơ đồ mô men cản thay đổi theo thời gian ứng với tầng địa chất cuội sỏi lẫn cát sạn đa màu, đa khoáng, kết cấu rất chặt
Sau khi chạy chương trình, các kết quả thu được như sau:
Số vòng quay của mâm khoan, vòng/phút
Hình 2.21. Áp suất dầu trong động cơ dẫn động mâm khoan ứng với các tầng địa chất khác nhau
Hình 2.22. Số vòng quay của mâm khoan ứng với các tầng địa chất khác nhau
Tong cong suat dong co mam khoan, kW
Hình 2.23. Tổng lưu lượng cung cấp cho động cơ thủy lực tương ứng với các tầng địa chất khác nhau
Hình 2.24. Tổng công suất động cơ dẫn động mâm khoan ứng với các tầng địa chất khác nhau
Hình 2.25. Mô men xoắn trên trục động cơ thủy lực ứng với các tầng địa chất khác nhau
Nhận xét:
- Áp suất dầu trong động cơ thủy lực dẫn động mâm khoan sẽ thay đổi phụ thuộc vào các lớp tầng địa chất mà gầu khoan đi qua. Khi thực hiện khoan ở tầng địa chất sét dẻo mềm thì áp suất dầu dao động đạt giá trị lớn nhất 80.105 Pa và ít biến động, khi gầu khoan ở tầng sét dẻo cứng thì áp suất có giá trị lớn hơn khoảng 95.105 Pa và cũng ít biến động, còn khi khoan ở tầng sạn sỏi và cuội sỏi thì áp suất dầu biến động
nhiều hơn và có giá trị áp suất lớn nhất lần lượt là 140.105 Pa và 150.105 Pa . Ở những chỗ thay đổi tầng địa chất thì đồ thị áp suất có bước nhảy, áp suất dầu thay đổi lớn, (Hình 2.21).
- Tổng lưu lượng cung cấp cho động cơ dẫn động mâm khoan và số vòng quay mâm khoan sẽ dao động, thay đổi khi ở các tầng địa chất khác nhau. Nếu khoan cọc ở các tầng địa chất có tính chất sét dẻo cứng hoặc dẻo mềm thì lưu lượng và số vòng quay của mâm khoan ít dao động hơn so với khi khoan cọc ở các tầng địa chất cứng hơn như sạn sỏi và cuội sỏi. Tuy nhiên giá trị trung bình của tổng lưu lượng và số vòng quay là không đổi lần lượt là 236 lít/phút và 11,8 vòng/phút, (Hình 2.22, 2.23).
- Tổng công suất của động cơ thủy lực dẫn động mâm khoan có giá trị lớn khi thực hiện khoan cọc ở tầng địa chất cuội sỏi lẫn cát sạn đa màu, đa khoáng, kết cấu rất chặt với giá trị lớn nhất là 60 kW và giá trị trung bình khoảng 24 Kw, (Hình 2.24).
2.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của các thông số kết cấu đến các thông số động lực học của hệ thống truyền động thủy lực dẫn động mâm khoan
2.3.2.1. Khảo sát động lực học hệ thống TĐTL của máy khoan khi thay đổi biến dạng đàn hồi (Ea)
Tiến hành chạy các chương trình mô phỏng ở Hình 2.5 với thông số đầu vào coi như không đổi cho theo Bảng 2.1, mô men cản lấy theo Hình 2.4, chỉ thay đổi biến dạng đàn hồi trong đường ống cao áp (Ea = 3.10-11 m3/Pa; Ea = 5,1.10--11 m3/Pa; Ea = 8.10-11 m3/Pa). Các kết quả được trình bày cụ thể như sau:
Hình 2.26. Áp suất dầu trong động cơ dẫn động mâm khoan ứng với các giá trị biến dạng đàn hồi khác nhau
Số vòng quay của mâm khoan, vòng/phút
Hình 2.27. Số vòng quay của mâm khoan ứng với các giá trị biến dạng đàn hồi khác nhau
Hình 2.28. Tổng lưu lượng cung cấp cho động cơ thủy lực tương ứng với các giá trị biến dạng đàn hồi khác nhau
Hình 2.29. Mô men xoắn trên trục động cơ thủy lực ứng với các giá trị biến dạng đàn hồi khác nhau
Tong cong suat dong co mam khoan, kW
Hình 2.30. Tổng công suất động cơ dẫn động mâm khoan ứng với các giá trị biến dạng đàn hồi khác nhau
Nhận xét: Với các giá trị trên các hình trên có thể thấy rằng biến dạng đàn hồi Ea không làm thay đổi nhiều giá trị cũng như dao động của các thông số động lực học của hệ truyền động thủy lực dẫn động mâm khoan.
2.3.2.2. Khảo sát động lực học hệ thống TĐTL của máy khoan khi thay đổi hiệu suất bơm (b)
Tiến hành chạy các chương trình mô phỏng ở Hình 2.5 với thông số đầu vào coi như không đổi cho theo Bảng 2.1, mô men cản lấy theo Hình 2.4, chỉ thay đổi hiệu suất bơm (b = 0,87; b = 0,92; b = 0,96). Các kết quả được trình bày cụ thể ở dưới đây:
Hình 2.31. Áp suất dầu trong động cơ mâm khoan ứng với các hiệu suất bơm khác nhau