- •Министерство аграрной политики украины
- •Содержание
- •Введение
- •Задание № 1
- •Задание № 2 Тяговый расчет и производительность бульдозера
- •Последовательность выполнения задания
- •Методика расчета
- •Задание № 3. Определение производительности скрепера
- •Последовательность выполнения задания.
- •Методика расчета.
- •3.6 L1 Kд
- •3,6 L2 Kу
- •3,6 L Kу
- •3,6 Lk Kд 3,6 Lk
- •Задание № 4
- •9,81*Qрас
- •1000 Ηлеб
- •Задание № 5 Выбор вибропогружателя и вибромолота для погружения свай.
- •Последовательность выполнения задания
- •Методика расчета
- •Литература
- •Расчетно-графическая работа
Задание № 5 Выбор вибропогружателя и вибромолота для погружения свай.
Постановка задачи: Подобрать соответствующий тип вибропогружателя и вибромолота для погружения свай, шпунтов и оболочек в грунт. Исходные данные для расчета принять согласно варианта по таблице 26.
Последовательность выполнения задания
Определение возмущающей силы вибратора.
Определение угловой скорости вращения валов дебалансов.
Определение мощности двигателей вибропогружателя.
Выбор типа вибропогружателя.
Определение массы ударной части вибромолота.
Определение частоты ударов вибромолота.
Расчет и выбор вибромолота.
Методика расчета
Для погружения элементов небольшой массы (шпунты, трубы) служат высокочастотные вибропогружатели, для погружения элементов большей массы – низкочастотные. Вначале определяется критическое сопротивление сваи перемещению относительно грунта:
Ткр = L H τкр , Н
где L – периметр поперечного сечения сваи, м; Н – полная глубина забивки сваи, м; Τкр – удельное сопротивление внедрению сваи, зависящее от типа сваи и грунта, МПа (таблица 26).
Возмущающая сила вибратора может быть определена по формуле:
Q = Tкр Ку , Н
где Ку – коэффициент, учитывающий влияние упругости грунта (для тяжелых свай Ку = 0,6; для легких Ку = 1).
Статический момент дебалансов вибратора определяется по формуле:
Sст = g A m / Kc , Нм
где g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения; А – амплитуда колебаний (для песчаных легких грунтов - 6…10 мм; для глинистых грунтов - 8…17 мм; m – масса вибропогружателя, т (таблицы 23, 24); Кс – коэффициент, учитывающий тип сваи (Кс = 0,8 – для железобетонных свай, Кс = 1 – для всех остальных элементов).
Угловая скорость вращения дебалансов (частота колебаний):
ω = √g Tкр / Sст , с-1
Средняя мощность двигателя вибропогружателя:
N = Sст ω , кВт
На основе полученных данных, пользуясь таблицами 23, 24 необходимо выбрать тип вибропогружателя, выписать его основные параметры и вычертить конструктивную схему вибропогружателя.
Масса ударной части вибромолота определяется по формуле:
mуд = 0,5(mсв + mн) , т
где mсв – масса сваи (таблица 26); mн – масса наголовника: для вариантов 1-6 и 19-30 равна массе вибропогружателя; для вариантов 7-18 – 0,3 массы вибропогружателя.
Число ударов вибромолота определяется по зависимости:
ω = n / 60K
где n = 1000…1500 мин-1 – стандартная частота вращения серийного двигателя вибромолота; К = 2 – коэффициент режима работы.
Скорость перемещения деформации грунта U и удельное динамическое сопротивление внедрению сваи Кд можно определить в связи с небольшими скоростями внедрения сваи по приближенным зависимостям:
σ (1- μ)
U = √ ------------------ ; Кд = σ ξ
ξ І (1 – μ - 2μ2)
где σ = 0,8σпр – максимальное значение напряжения уплотнения грунта, не достигающего предела его прочности σпр. Значения σ, ξ, І, μ приведены в таблице 26.
Критическое сопротивление сваи Ткр определяется по зависимости:
Ткр = L H τкр
Расчетная скорость удара
υуд = S U Kд / 2Ткр
где S – площадь контакта, см2 (таблица 26).
Мощность привода вибромолота определяется по формуле:
N = 0,5 mуд υ2уд ω , Вт
Полная мощность вибромолота
Nп = (1,2…1,25) N, Вт
По вычисленной мощности из таблицы 25 выбрать тип вибромолота, выписать его основные параметры и вычертить его конструктивную схему.
Таблица 23. Технические характеристики низкочастотных вибропогружателей
Показатели |
ВП-1 |
ВП-2 |
ВПТ-6 |
ВПУ-30 |
ВП-80 |
С-838 |
ВП-3 |
ВП-170 |
ВП-250 |
Мощность электродвигателя, кВт Частота колебаний, мин-1 Количество электродвигателей Возмущающая сила, кН Амплитуда колебаний, мм Общая масса, т Габаритные размеры, м длина ширина высота |
60
420
1
185
20 2,5
1,3 0,86 1,65 |
20
455
2
80
20 2,0
0,95 0,75 1,27 |
200
254
2
730
66,8 15,0
2,6 2,4 2,2 |
60 405-580
1
187
21 4,9
1,3 0,85 1,70 |
100 408- 545
2 510-910
30 9,2
2,1 2,1 2,1 |
50
435
2 160-400
14,8 3,5
1,48 1,5 0,98 |
100
408
2
442
20 8,3
1,56 1,54 2,50 |
170 404-505
2
1020
20 13,3
2,05 1,42 3,37 |
260 540-667
2
1340
30 12,3
2,23 1,89 2,38 |
Таблица 24. Технические характеристики высокочастотных вибропогружателей
Показатели |
В- 102 |
В- 104 |
ВПП-1 |
ВПП- 4 |
ВПП-2А |
ВПМ- 2 |
ВПМ-1 |
Мощность электродвигателя, кВт Частота колебаний, мин-1 Возмущающая сила, кН Амплитуда колебаний, мм Общая масса, т Габаритные размеры длина, м ширина, м высота, м |
28 - 218 22,2 1,8
1,17 0,88 1,39 |
28 700 170 15,7 2,0
0,91 0,68 1,75 |
30 - 250 14,3 2,1
1,01 0,95 1,63 |
28 - 140 13,8 1,2
1,00 0,96 1,50 |
40 1500 250 15,2 2,2
0,80 1,27 2,25 |
7 - 70 14,2 0,3
0,63 0,53 1,37 |
3,7 - 15 13,2 0,15
0,50 0,39 0,94 |
Таблица 25. Технические характеристики вибромолотов
Показатели |
С- 838 |
С-402 |
С-831 |
ВМ-74 |
ВМ- 9 |
С-835 |
ВМС-1 |
Ш-1 |
Ш-2 |
Масса ударной части, кг Количество электродвига-телей Мощность электродвига-теля, кВт Частота ударов в минуту Энергия удара, Нм Статический момент, Н см Возмущаю-щая сила, кН Масса машин, кг Габаритные размеры, см длина ширина высота |
90
2
1,0
708
160
540
10,5
150
46 35 96 |
220
2
2,8
480
500
1520
32
840
64 72 100 |
650
2
4,5
1450
1200
5360
50
850
85 75 136 |
670
2
4,7
1440
2400
3220
70
1440
115 115 110 |
700
1
28
720
800
6040
140
1680
115 104 136 |
1000
2
7
730
2400
3400
100
1720
98 72 118 |
2850
2
30
970
1200
22000
130
4300
137 106 137 |
1700
2
14
970
1400
8900
250
3500
240 91 240 |
3925
2
22
970
1600
24600
250
3000
362 91 252 |
Таблица 26. Исходные данные
Вариант |
Свая, оболочка |
Масса вибропогру-жателя, m, т |
Площадь попереч-ного сечения сваи, S см2 |
Длина сваи, l, м |
Масса сваи, mсв, т |
τкр , МПа |
Глубина забивки, Н, м |
Грунт |
1 |
Стальная круглая r = √S / π L = 2π r |
0,8 |
100 |
12 |
0,8 |
0,06 |
6 |
Легкий σ=0,08 МПа ξ=0,02 μ=0,2 І=1,1 т/м3 |
2 |
0,8 |
150 |
10 |
0,7 |
0,05 |
5 | ||
3 |
0,9 |
120 |
18 |
1,8 |
0,06 |
8 | ||
4 |
1,1 |
100 |
12 |
0,8 |
0,1 |
6 | ||
5 |
1,0 |
120 |
10 |
0,7 |
0,09 |
12 | ||
6 |
0,9 |
225 |
10 |
0,7 |
0,08 |
10 | ||
7 |
Деревянная квадратная S = a2 L = 4a |
1,2 |
64 |
12 |
0,7 |
0,06 |
8 |
Легкий σ=0,08 МПа ξ=0,02 μ=0,2 І=1,1 т/м3 |
8 |
1,0 |
64 |
14 |
0,8 |
0,06 |
8 | ||
9 |
1,1 |
49 |
12 |
0,6 |
0,06 |
8 | ||
10 |
1,0 |
64 |
16 |
0,8 |
0,05 |
7 | ||
11 |
1,2 |
49 |
10 |
0,6 |
0,07 |
8 | ||
12 |
1,0 |
64 |
14 |
0,8 |
0,06 |
6 | ||
13 |
Железобетонная труба δ =10 см S = π(r22 – r21) r1 = r2 – δ L = 2π r2 |
5,0 |
900 |
6 |
1,0 |
0,05 |
5 |
Легкий σ=0,08 МПа ξ=0,02 μ=0,2 І=1,1 т/м3 |
14 |
5,2 |
900 |
8 |
1,3 |
0,06 |
5 | ||
15 |
6,0 |
1200 |
10 |
4,5 |
0,06 |
6 | ||
16 |
6,5 |
900 |
8 |
1,5 |
0,07 |
6 | ||
17 |
9,0 |
1600 |
12 |
1,4 |
0,06 |
7 | ||
18 |
10,0 |
1600 |
14 |
4,2 |
0,1 |
8 | ||
19 |
Стальная труба δ = 5 см S = π(r22 – r21) r1 = r2 – δ L = 2π r2 |
15,0 |
1800 |
25 |
23 |
0,1 |
15 |
Средний σ=0,09 МПа ξ=0,028 μ=0,26 І=1,3 т/м3 |
20 |
25,0 |
2000 |
30 |
40 |
0,06 |
20 | ||
21 |
20,0 |
1800 |
35 |
40 |
0,09 |
20 | ||
22 |
18,0 |
1600 |
30 |
45 |
0,08 |
18 | ||
23 |
25,0 |
1800 |
40 |
50 |
0,07 |
25 | ||
24 |
22,0 |
1800 |
25 |
45 |
0,08 |
20 | ||
25 |
Железобетон-ная квадратная S = a2 L = 4a |
2,0 |
20*20 |
12 |
1,6 |
0,01 |
4 |
Средний σ=0,09 МПа ξ=0,028 μ=0,26 І=1,3 т/м3 |
26 |
2,1 |
20*20 |
10 |
1,4 |
0,02 |
5 | ||
27 |
2,4 |
20*20 |
18 |
1,8 |
0,03 |
4 | ||
28 |
2,0 |
20*20 |
8 |
1,2 |
0,02 |
6 | ||
29 |
2,2 |
20*20 |
10 |
1,4 |
0,03 |
4 | ||
30 |
2,5 |
20*20 |
18 |
1,8 |
0,04 |
5 |