quan ®iÓm tÝnh to¸n æn ®Þnh khèi l−îng ®øng tr¹m trén bª t«ng nhùa nãng mãng næi khi chÞu lùc rung
ThS. ng« viÕt d©n
C«ng ty X©y dùng B¶o tμng Hå ChÝ Minh
Tãm t¾t: Bμi b¸o ®Ò cËp tíi quan ®iÓm x©y dùng m« h×nh c¬ lý tÝnh to¸n æn ®Þnh khèi th¸p ®øng tr¹m trén bª t«ng nhùa nãng mãng næi cã xÐt ®Õn sù ¶nh h−ëng rung ®éng cña sμng rung trong qu¸ tr×nh tr¹m lμm viÖc.
Summary: The article refers to a point of view of developing the mechanical models and stable calculation for batch tower of asphalt plants on the influence of vibrating screen in operation.
I. §Æt vÊn ®Ò
CT 2
Tr¹m bª t«ng nhùa nãng kiÓu ®Æt trªn mãng næi phôc vô thi c«ng c¸c c«ng tr×nh giao th«ng ®−îc thiÕt kÕ chÕ t¹o trong n−íc ®· ngµy cµng kh¼ng ®Þnh tÝnh −u viÖt vµ hiÖu qu¶ kinh tÕ kü thuËt, nã ®· ®¸p øng ®−îc c«ng cuéc x©y dùng ph¸t triÓn c¬ së h¹ tÇng giao th«ng ViÖt Nam trong thêi gian qua.
TÝnh c¬ ®éng cña tr¹m kh«ng nh÷ng t¹o hiÖu qu¶ kinh tÕ cho c«ng t¸c thi c«ng l¾p ®Æt tr¹m mµ cßn gi¶m ®¸ng kÓ thêi gian l¾p ®Æt th¸o dì vµ di chuyÓn ®Þa ®iÓm ®Æt tr¹m.
Tuy nhiªn c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu hiÖn cã ch−a xÐt ®Õn lùc rung ®éng do sµng rung g©y ra vµ ¶nh h−ëng cña nÒn ®Æt m¸y, vèn rÊt phøc t¹p, ®Õn qu¸ tr×nh lµm viÖc cña hÖ thèng. ChÝnh v× thÕ nh÷ng ®iÒu tr×nh bµy d−íi ®©y xin ®Ò cËp mét quan ®iÓm x©y dùng m« h×nh tÝnh to¸n khèi th¸p chÝnh cã xÐt ®Õn sù rung ®éng do lùc qu¸n tÝnh cña sµng rung g©y ra, lµm c¬ së cho viÖc tÝnh to¸n thiÕt kÕ khèi th¸p chÝnh phï hîp h¬n víi t×nh h×nh chÞu lùc thùc tÕ.
II. Néi dung
ViÖc lùa chän biÖn ph¸p xö lý mãng th−êng ®−îc tiÕn hµnh b»ng c¸ch tÝnh to¸n vµ ph©n tÝch trªn m« h×nh sau ®ã sÏ tiÕn hµnh c¸c thÝ nghiÖm ®Ó kiÓm chøng.
Khèi th¸p ®øng gåm cã 7 thiÕt bÞ [1], ®−îc tr×nh bµy trªn h×nh 1
H×nh 1. S¬ ®å khèi th¸p ®øng tr¹m bª t«ng nhùa nãng trªn mãng thÐp næi.
1-Mãng thÐp næi ; 2-HÖ khung ch©n; 3-Th¸p trén; 4-B¨ng gÇu phô gia;
CT 2
5-PhÔu chøa ®¸; 6-Sμng rung ph©n lo¹i c¸t ®¸ nãng; 7-B¨ng gÇu nãng.
2.1. M« h×nh tÝnh æn ®Þnh th¸p bá qua sù rung ®éng cña th¸p
Víi m« h×nh nµy, sù rung ®éng cña th¸p trong qu¸ tr×nh lµm viÖc ®−îc coi lµ kh«ng ®¸ng kÓ
Lùc t¸c dông lªn th¸p gåm cã: t¶i träng do giã (b·o), t¶i träng do cã ®é nghiªng, träng l−îng b¶n th©n kÕt cÊu vµ träng l−îng vËt liÖu chøa trong sµng, phÔu chøa vµ buång trén.
Khi xÐt theo s¬ ®å tÝnh cña h×nh 1, c¸c t¸c gi¶ cña c«ng tr×nh [1], [2] míi chØ kiÓm tra æn ®Þnh cña khung th¸p vÒ kh¶ n¨ng lËt ®æ th¸p theo hai ph−¬ng (ox, oy) khi cã giã b·o thæi tõ mÆt bªn. XÐt theo ph−¬ng ox cã kh¶ n¨ng lËt ®æ quanh ®iÓm A, theo ph−¬ng oy cã kh¶ n¨ng lËt ®æ quanh ®iÓm B.
+ T¶i träng giã b·o ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc [1]:
Pgi = K.q.Fi
Trong ®ã:
K - hÖ sè ®éng lùc, K=1,4;
Fi - tiÕt ®iÖn chÞu giã (m2);
q - ¸p lùc giã ph©n bè trªn kÕt cÊu, q = 100 KG/cm2;
+ T¶i träng do cã ®é nghiªng ngÉu nhiªn cña th¸p : Gαi = Gi . sinα;
Gi (i = 1 ÷ 7)lµ träng l−îng cña c¸c khèi m¸y theo s¬ ®å h×nh 1 ; Theo [1] chän α = 1o .
+ M« men do giã b·o vµ cã ®é nghiªng:
M=ΣPgi . hi + ΣGαi . hi ;
Víi : hi - cao ®é ®iÓm ®Æt lùc so víi ®iÓm lËt;
7 ∑
7 ∑
M
i
i
+
+ M« men g©y lËt M sÏ lµm cho mét bªn mãng t¨ng ¸p lùc vµ mét bªn gi¶m bít ¸p lùc:
M W
- Pmax = ; Pmin =
G i = 1 × S2
G i = 1 × S2
W
Trong ®ã :
S - diÖn tÝch cña mét bªn ®Õ mãng;
W - m« men chèng uèn cña tiÕt diÖn ®Õ mãng;
§iÒu kiÖn kiÓm tra æn ®Þnh th¸p lµ:
Pmax ≤ [ P ]/k ; Pmin > 0 víi k lµ hÖ sè an toµn, (k = 1,5);
CT 2
Víi c¸ch tÝnh nh− trªn, viÖc tÝnh to¸n khèi th¸p chÝnh ch−a ®Ò cËp ®Õn ¶nh h−ëng cña lùc rung ®éng khi tr¹m ho¹t ®éng b×nh æn vµ lóc x¶y ra céng h−ëng ®Õn ®é æn ®Þnh vµ ®é bÒn cña hÖ thèng. D−íi ®©y b−íc ®Çu xin ®Ò cËp ®Õn ¶nh h−ëng cña yÕu tè nµy th«ng qua viÖc ®−a ra hai m« h×nh vËt lý liªn quan ®Õn nÒn.
2.2. M« h×nh tÝnh æn ®Þnh khèi th¸p trén cã xÐt ®Õn sù ¶nh h−ëng do sµng rung g©y ra
Trªn thùc tÕ, do nÒn ®Æt khèi th¸p trén rÊt kh¸c nhau, tuú theo quan ®iÓm tÝnh to¸n ta cã thÓ xÐt theo hai m« h×nh tÝnh:
*/ M« h×nh tÝnh khi coi nÒn tuyÖt ®èi cøng: thÓ hiÖn trªn h×nh 2.
H×nh 2. S¬ ®å tÝnh khèi th¸p trén khi coi nÒn mãng lμ tuyÖt ®èi cøng
*/ M« h×nh tÝnh khi coi nÒn cã biÕn d¹ng ®µn håi, tÝnh chÊt biÕn d¹ng cña nã ®−îc ®Æc tr−ng b»ng hÖ sè nÒn, nghÜa lµ ¸p dông m« h×nh nÒn Winkler, thÓ hiÖn trªn h×nh 3.
H×nh3. S¬ ®å tÝnh khèi th¸p trén khi xÐt ®Õn ®é ®μn håi cña nÒn
CT 2
Víi :
Gs – träng l−îng sµng rung;
Gt – träng l−îng th¸p bao gåm kÕt cÊu vµ vËt liÖu chøa trong phÔu, buång trén;
k1,k2,c1,c2 – hÖ sè nÒn ®Æt mãng th¸p trén;
k3, c3 – hÖ sè lµm viÖc cña lß so gi¶m chÊn sµng rung;
pi - ¸p lùc ®¬n vÞ t¸c dông lªn nÒn;
P(ω,t) – lùc g©y rung cña sµng rung.
Khi ¸p dông hai m« h×nh vËt lý trªn, viÖc tÝnh to¸n ®éng lùc häc ®Õ mãng th¸p trén dÉn ®Õn viÖc kh¶o s¸t bµi to¸n vÒ dao ®éng cña vËt r¾n trªn nÒn ®µn håi trong ®ã lùc t¸c dông lªn th¸p khi tr¹m lµm viÖc gåm cã: t¶i träng do giã, t¶i träng do cã ®é nghiªng, träng l−îng b¶n th©n kÕt cÊu cïng víi träng l−îng vËt liÖu chøa bªn trong, lùc rung ®éng do sµng ph©n lo¹i g©y ra vµ t¶i träng giã b·o khi m¸y kh«ng lµm viÖc.
Khi nghiªn cøu sù æn ®Þnh cña khèi th¸p chÝnh theo m« h×nh vËt lý trªn ta cÇn quan t©m ®Õn c¸c vÊn ®Ò sau:
1. C¸c ®Æc tr−ng ®éng lùc häc cña nÒn:
a. KiÓm tra ®iÒu kiÖn biªn ®é dao ®éng cña nÒn:
A ≤ [Agh] ;
Trong ®ã :
A - gi¸ trÞ lín nhÊt cña biªn ®é dao ®éng ®Ønh mãng, x¸c ®Þnh b»ng tÝnh to¸n.
Agh – gi¸ trÞ biªn ®é giíi h¹n cho phÐp ®¶m b¶o an toµn, ®é bÒn kÕt cÊu vµ søc khoÎ cho thî vËn hµnh thiÕt bÞ. Tham kh¶o theo [4] øng víi m¸y cã c¸c bé phËn quay (c¸c ®éng c¬ ®iÖn,...) Agh = 0,1÷0,2 mm.
b. KiÓm tra ®iÒu kiÖn ¸p lùc t¸c dông lªn nÒn:
maxσ
≤ k . R
Trong ®ã:
k - hÖ sè kÓ ®Õn t¸c dông ®éng cña lùc;
R - c−êng ®é tÝnh to¸n cña ®Êt nÒn.
c. KiÓm tra ®é lón cña nÒn khi tr¹m lµm viÖc:
S ≤ [Sgh]
Trong ®ã:
CT 2
Sgh - ®é lón giíi h¹n cho phÐp. Gi¸ trÞ Sgh cho phÐp hiÖn t¹i chØ cã quy ®Þnh ®èi víi c«ng tr×nh lín vµ xÐt tæng thÓ trong thêi gian dµi. Riªng ®èi víi tr¹m bª t«ng nhùa nãng ch−a cã tµi liÖu nµo ®Ò cËp. VÇn ®Ò nµy sÏ ®−îc xem xÐt ®Õn theo m« h×nh bµi to¸n ®Ò ra.
'e
bi
− e o + e1
o
n S= ∑ 1
S - ®é lón cña mãng. Khi nÒn gåm nh÷ng líp ®Êt t−¬ng ®èi n»m ngang, ®é lón S ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc [4]:
Víi :
e’ – hÖ sè rçng ®éng lùc øng víi sù nÐn chÆt rung cña ®Êt víi t¶i träng cho tr−íc;
0
e - hÖ sè rçng trong ®iÒu kiÖn tù nhiªn cña ®Êt.
bi - chiÒu dµy cña líp ®Êt thø i (i=1÷n).
n - sè l−îng líp ®Êt kÓ tõ ®¸y mãng ®Õn ®é s©u chiÒu dµy cña tÇng chÞu nÐn rung H®.
Qua ®ã thÊy r»ng khi xem xÐt c¸c tham sè ¶nh h−ëng ®Õn ®é ®µn håi cña nÒn ta cÇn x¸c ®Þnh cô thÓ gi¸ trÞ cña n, H® cho c¸c vïng ®iÓn h×nh n¬i l¾p ®Æt tr¹m bª t«ng nhùa nãng.
2. Nghiªn cøu c¸c ®Æc tr−ng cña khèi th¸p ®øng cho hai tr−êng hîp:
a. Coi kÕt cÊu thÐp khèi th¸p ®øng lµ cøng tuyÖt ®èi.
b. Cã xÐt ®Õn biÕn d¹ng ®µn håi cña kÕt cÊu khung cét th¸p.
3. ¶nh h−ëng cña liªn kÕt gi÷a kÕt cÊu phô víi khèi th¸p chÝnh:
+ èng nèi dÉn bôi tõ th¸p ®Õn hÖ läc bôi.
+ Liªn kÕt gi÷a th¸p víi b¨ng gÇu nãng vµ b¨ng gÇu phô gia.
4. LËp ph−¬ng tr×nh vi ph©n m« t¶ dao ®éng cña hÖ theo hai m« h×nh vËt lý nªu trªn.
5. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ c¸c tham sè:
+ Träng l−îng c¸c khèi m¸y.
+ Lùc giã.
+ Lùc kÝch ®éng vµ to¹ ®é cña chóng.
+ §é cøng kiªn kÕt.
+ §é ®µn håi cña nÒn.
6. TiÕn hµnh tÝnh to¸n b»ng c¸c phÇn mÒm m¸y tÝnh thÝch hîp. Thay ®æi gi¸ trÞ c¸c tham sè ®Ó cã ®−îc mét miÒn kÕt qu¶ øng víi c¸c tr¹ng th¸i lµm viÖc kh¸c nhau trªn c¸c nÒn kh¸c nhau.
7. §o ®¹c thùc nghiÖm trªn mét sè tr¹m bª t«ng nhùa nãng ®iÓn h×nh ®Ó ®èi chøng víi kÕt qu¶ tÝnh to¸n lý thuyÕt.
8. Ph©n tÝch ®¸nh gi¸ kÕt qu¶ ®Ó ®−a ra c¸c kiÕn nghÞ cÇn thiÕt.
CT 2
III.KÕt luËn:
Trªn ®©y lµ nh÷ng néi dung c¬ b¶n khi nghiªn cøu sù rung ®éng cña th¸p trén bª t«ng nhùa nãng trªn mãng thÐp næi cã dïng sµng rung.
Tµi liÖu tham kh¶o
[1]. NguyÔn BÝnh. Kinh tÕ m¸y x©y dùng vµ xÕp dì. NXB x©y dùng - Hµ Néi 2004.
[2]. NguyÔn V¨n Hîp, NguyÔn BÝnh - Hå s¬ tÝnh to¸n thiÕt kÕ tr¹m trén bª t«ng nhùa nãng -Tr−êng §¹i häc GTVT Hµ Néi 1997.
[3]. TrÇn Quang Quý, NguyÔn V¨n VÞnh, NguyÔn BÝnh. M¸y vµ thiÕt bÞ s¶n xuÊt vËt liÖu x©y dùng. NXB Giao th«ng vËn t¶i - Hµ Néi 2001.
[4]. NguyÔn V¨n Qu¶ng. NÒn vµ mãng c¸c c«ng tr×nh d©n dông - c«ng nghiÖp. NXB X©y dùng - Hµ Néi 2005.
[5]. NguyÔn H¶i. Ph©n tÝch dao ®éng m¸y. NXB Khoa häc kü thuËt - 2002♦
Néi dung cô thÓ cña nh÷ng vÊn ®Ò nªu trªn sÏ ®−îc tr×nh bµy ë nh÷ng bµi b¸o tiÕp theo víi nh÷ng tiªu chÝ chung lµ x¸c ®Þnh ®−îc c¸c tham sè dao ®éng cña hÖ thèng, ®é æn ®Þnh tæng thÓ cña khèi th¸p chÝnh vµ t¸c dông cña chóng lªn nÒn cã ®Æc tr−ng kh¸c nhau. Lµm c¬ së khoa häc cho viÖc tÝnh to¸n thiÕt kÕ m¸y vµ gia cè nÒn hîp lý nhÊt.
