Các thành phần chính của giàn khoan xoay

Máy khoan xoay là thiết bị xây dựng quan trọng được sử dụng rộng rãi trong các công trình nền móng như đóng cọc, xây cầu và nền móng nhà cao tầng. Hoạt động ổn định và hiệu quả của máy phụ thuộc vào sự phối hợp chặt chẽ của các bộ phận cốt lõi. Dưới đây là giới thiệu chi tiết về các bộ phận chính của máy khoan xoay, giúp khách hàng xuất nhập khẩu hiểu rõ hơn về hiệu năng và đặc điểm cấu tạo của sản phẩm.

1. Ống khoan và dụng cụ khoan

Là thành phần truyền động cốt lõi của giàn khoan xoay, cần khoan được phân thành hai loại: cần khoan lồng dạng ma sát trong chịu áp lực ngoài và cần khoan lồng dạng khóa trong tự động chịu áp lực ngoài. Loại cần khoan ma sát trong mang lại hiệu quả khoan cao khi làm việc trong các lớp đất mềm; trong khi đó, loại cần khoan có cơ chế khóa giúp tăng cường áp lực hướng xuống do đầu công suất tác dụng lên cần khoan và truyền lực này xuống các dụng cụ khoan, do đó rất phù hợp để khoan trong các tầng đá cứng, tuy nhiên lại đòi hỏi kỹ năng vận hành cao hơn. Nhằm nâng cao hiệu quả thi công, hầu hết các giàn khoan đều được trang bị đồng thời hai bộ cần khoan này.

Có nhiều loại mũi khoan giàn khoan xoay, bao gồm mũi khoan xoắn dài và mũi khoan xoắn ngắn đường kính lớn, gầu khoan xoay, gầu vớt cát, gầu khoan hình trụ, mũi khoan mở rộng đáy, mũi khoan lấy mẫu lõi, v.v. Việc lựa chọn các loại mũi khoan khác nhau tùy thuộc vào điều kiện địa tầng khác nhau, đây là yếu tố quan trọng đảm bảo nâng cao hiệu quả và chất lượng khoan. Từ khóa: ống khoan giàn khoan xoay, mũi khoan xoay, ống khoan lồng, mũi khoan đá cứng.

2. Đầu nguồn

Đầu máy khoan là một bộ phận quan trọng tạo ra công suất của giàn khoan xoay, chức năng chính là tạo ra mô-men xoắn để dẫn động ống khoan và mũi khoan quay. Nó bao gồm một động cơ thủy lực biến tốc, hộp giảm tốc hành tinh, hộp công suất và một số bộ phận phụ trợ. Nguyên lý hoạt động: Dầu áp suất cao do bơm thủy lực cung cấp sẽ dẫn động động cơ thủy lực tạo ra mô-men xoắn, và mô-men xoắn này được giảm và tăng thông qua hộp giảm tốc hành tinh và hộp công suất.

Đầu máy khoan có ba chế độ truyền động: truyền động thủy lực, truyền động bằng động cơ điện và truyền động bằng động cơ đốt trong. Bất kể chế độ nào được sử dụng, nó đều có chức năng khoan tốc độ thấp và lật ngược với tốc độ cao. Hiện nay, hầu hết các giàn khoan xoay đều sử dụng truyền động thủy lực, được chia thành động cơ thủy lực biến tốc kép, truyền động giảm tốc kép hoặc truyền động động cơ thủy lực tốc độ thấp và mô-men xoắn cao. Tốc độ khoan của đầu máy thường là nhiều cấp, phù hợp với hoạt động trong các điều kiện làm việc khác nhau. Từ khóa: đầu máy khoan xoay, đầu máy truyền động thủy lực, đầu máy tốc độ thấp mô-men xoắn cao.

3. Tời

Tời là một bộ phận nâng hạ quan trọng của giàn khoan xoay, bao gồm tời chính và tời phụ. Tời chính được sử dụng để nâng và hạ ống khoan, trong khi tời phụ được sử dụng cho các hoạt động phụ trợ như nâng hạ các phụ kiện. Trong quá trình hoạt động, van chính cung cấp dầu thủy lực cho động cơ thủy lực của tời, và sự chuyển mạch của van chính thực hiện sự quay trái và phải của động cơ thủy lực tời, từ đó dẫn động ống khoan và các dụng cụ khoan lên xuống.

Tời chính là một bộ phận quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả khoan, tỷ lệ tai nạn khoan và tuổi thọ của dây cáp thép. Nó bao gồm động cơ thủy lực, hộp giảm tốc hành tinh, phanh, tang trống và dây cáp thép. Nguyên lý hoạt động: Dầu áp suất cao do bơm thủy lực cung cấp dẫn động động cơ tời chính, đồng thời mở mạch dầu và phanh cơ khí. Mô-men xoắn được giảm và tăng thông qua hộp giảm tốc, và tang trống được dẫn động quay để nâng hoặc hạ tời chính.

Giàn khoan xoay IMT của Ý được trang bị hệ thống bảo vệ ống khoan tiếp xúc với mặt đất để ngăn ngừa hư hỏng dây cáp thép do dây bị rối. Đặc biệt, giàn khoan xoay do công ty IMT của Ý sản xuất có dung tích tang trống lớn cho tời chính, và dây cáp thép được bố trí theo kiểu quấn một lớp, đảm bảo lực nâng ổn định và tránh hiện tượng chồng chéo và cuộn tròn của dây cáp thép, do đó giảm mài mòn giữa các dây cáp thép và kéo dài tuổi thọ của dây cáp thép. Các tời chính của giàn khoan xoay nước ngoài đều sử dụng dây cáp thép không xoay linh hoạt để nâng cao hơn nữa tuổi thọ. Từ khóa: tời giàn khoan xoay, tời chính, tời phụ, dây cáp thép không xoay.

4. Thiết bị tạo áp suất

Chức năng chính của thiết bị tạo áp suất là tác dụng áp lực lên đầu máy khoan. Áp suất được truyền qua thiết bị tạo áp suất → đầu máy khoan → ống khoan → mũi khoan → đầu răng để thực hiện việc cắt, nghiền hoặc mài địa tầng. Có hai phương pháp tạo áp suất: tạo áp suất bằng xi lanh dầu và tạo áp suất bằng tời.

Hệ thống tăng áp xi lanh dầu: Xi lanh dầu tăng áp được cố định trên cột khoan, và pít tông của xi lanh dầu tăng áp được nối với khung trượt của đầu máy khoan. Nguyên lý hoạt động: Bơm thủy lực phụ của giàn khoan cung cấp dầu áp suất cao, đi vào khoang không cần cần piston của xi lanh dầu để đẩy pít tông chuyển động, tạo áp suất cho đầu máy khoan. Khi dừng, van cân bằng một chiều khóa dầu để ngăn đầu máy khoan trượt xuống. Ưu điểm: Cấu trúc đơn giản và bảo trì thuận tiện.

Hệ thống tạo áp suất bằng tời: Một cụm tời được lắp đặt trên cột khoan, và hai dây cáp thép được quấn ngược chiều nhau trên tang trống, một dây để tạo áp suất và một dây để nâng. Nó được nối với ròng rọc di động của đầu máy thông qua ròng rọc cố định trên cột khoan, sau đó được cố định lần lượt trên cột khoan dưới và cột khoan trên để thực hiện các điều kiện làm việc nâng hoặc tạo áp suất. Ưu điểm: có thể đạt được lực tạo áp suất lớn hơn thông qua ròng rọc di động, và có thể thực hiện phương pháp thi công khoan dài. Nhược điểm: cấu trúc tương đối phức tạp, việc lắp ráp và tháo dỡ gặp nhiều khó khăn, và cần nhiều biện pháp phòng ngừa hơn trong quá trình vận hành. Cả hệ thống tạo áp suất bằng xi lanh dầu và hệ thống tạo áp suất bằng tời đều thực hiện điều kiện làm việc tạo áp suất, chỉ khác nhau về hình thức tạo áp suất. Từ khóa: thiết bị tạo áp suất giàn khoan quay, tạo áp suất xi lanh dầu, tạo áp suất bằng tời.

5. Khung gầm

Khung gầm của giàn khoan xoay có thể được chia thành các loại như khung gầm chuyên dụng, khung gầm máy xúc thủy lực bánh xích, khung gầm cần cẩu bánh xích, khung gầm di động, khung gầm xe tải, v.v. Trong đó, khung gầm chuyên dụng bánh xích có ưu điểm là cấu trúc nhỏ gọn, vận chuyển thuận tiện, ngoại hình đẹp, nhưng chi phí cao. Hiện nay, hầu hết các giàn khoan xoay sản xuất trong và ngoài nước đều sử dụng khung gầm chuyên dụng.

Các phụ kiện chính của khung gầm giàn khoan xoay bao gồm bốn bánh xe và một xích: bốn bánh xe bao gồm con lăn đỡ, bánh dẫn động, bánh dẫn hướng và con lăn xích; xích còn lại là bánh xích của thiết bị.

- Bánh dẫn hướng: Được sử dụng để dẫn hướng máy khoan và nằm ở đầu đối diện với lực dẫn động. Thông thường, mỗi giàn khoan xoay được trang bị 2 bánh dẫn hướng.

- Con lăn dẫn hướng: Được sử dụng để đỡ bánh xích, số lượng thay đổi tùy theo trọng tải của giàn khoan xoay. Thông thường, có 1-2 con lăn dẫn hướng ở một bên.

- Con lăn đỡ: Đúng như tên gọi, nó đóng vai trò hỗ trợ, nằm giữa bề mặt dưới của dầm trái/phải của khung gầm và bánh xích. Số lượng thay đổi tùy theo trọng tải của giàn khoan, thường là 5-10 con lăn mỗi bên.

- Bánh xe dẫn động: Được sử dụng để dẫn động bánh xích, gắn cố định trên động cơ di chuyển và truyền lực dẫn động từ động cơ di chuyển đến bánh xích thông qua cấu trúc bánh răng. Thông thường, mỗi động cơ di chuyển sẽ có 1 bánh xe dẫn động.

Các bộ phận khác của khung gầm giàn khoan xoay bao gồm: bánh dẫn hướng, con lăn xích, con lăn đỡ, bộ truyền động, xích, mắt xích, chốt xích, trục gầu, bốn bánh xe và một xích, cụm xích, giá đỡ bánh dẫn hướng, ổ trục xoay, bánh xích, xích cao su, tấm xích, thiết bị căng xích, đế xi lanh căng xích, xi lanh căng xích, khớp nối chữ thập. Từ khóa: khung gầm giàn khoan xoay, khung gầm bánh xích, bốn bánh xe và một xích, ổ trục xoay, cụm xích.

Tóm lại, mỗi bộ phận chính của giàn khoan xoay đều đảm nhiệm một chức năng riêng biệt, và sự phối hợp hoạt động của chúng đảm bảo việc thi công thiết bị ổn định, hiệu quả và an toàn. Đối với khách hàng xuất nhập khẩu, việc hiểu rõ hiệu suất và đặc điểm của từng bộ phận có ý nghĩa rất quan trọng trong việc lựa chọn thiết bị phù hợp, bảo trì hàng ngày và giảm tỷ lệ hỏng hóc.

Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Lời khuyên khi chọn ống khoan cho các loại địa tầng khác nhau?

A: Đối với đất mềm (đất sét, đất phù sa), sử dụng ống khoan lồng kiểu ma sát bên trong có điều áp bên ngoài. Đối với đá cứng (đá granit, đá bazan), sử dụng ống khoan lồng tự động có điều áp bên ngoài. Nên trang bị hai ống khoan cho mỗi giàn khoan để dễ dàng chuyển đổi.

Hỏi: Nguyên nhân nào gây ra mô-men xoắn thấp ở đầu quay?

A: Ba nguyên nhân phổ biến:

Lưu lượng bơm thủy lực thấp – kiểm tra xem có bị tắc nghẽn hoặc rò rỉ không.

Bộ giảm tốc hành tinh bị mòn – không thể tăng mô-men xoắn hiệu quả.

Hỏng hóc các bộ phận phụ trợ (ví dụ: gioăng bị hư, bôi trơn kém). Thường xuyên kiểm tra và bôi trơn.

Hỏi: Làm thế nào để kéo dài tuổi thọ dây cáp tời chính?

A: 1. Sử dụng dây thừng mềm, không xoay để tránh bị đè bẹp.

2. Đảm bảo chỉ quấn một lớp trên tang cuốn để giảm ma sát.

3. Kiểm tra độ căng dây thường xuyên và sử dụng thiết bị bảo vệ tiếp xúc với mặt đất để tránh bị rối và hư hỏng do va đập.

Hỏi: Nên chọn hệ thống tăng áp bằng xi lanh hay tời?

A: Đối với các công trình đơn giản và dễ bảo trì, hãy chọn phương pháp nén khí bằng xi lanh (đơn giản, chi phí thấp, phù hợp với địa tầng mềm/trung bình). Đối với lực lớn hơn hoặc phương pháp khoan bằng vít dài, hãy chọn phương pháp nén khí bằng tời (lắp ráp phức tạp, cần chú ý đến việc dây bị rối).

Hỏi: Làm thế nào để duy trì "bốn bánh xe và một rãnh"?

A: 1. Thường xuyên loại bỏ bùn và sỏi.

2. Kiểm tra và bổ sung dầu bôi trơn bánh xe.

3. Tránh làm việc lâu trên nền đất cứng/sắc nhọn.

4. Điều chỉnh độ căng của ray bằng thiết bị căng ray.

Hỏi: Nên dùng loại mũi khoan nào cho ứng dụng nào?

A: Mũi khoan dài/ngắn – đất mềm và lớp cát. Gầu quay/máy múc cát – lớp cát và sỏi. Thùng lấy mẫu lõi – đá và đất cứng. Mũi khoan mở rộng đáy cọc – mở rộng đáy cọc để tăng khả năng chịu tải. Mũi khoan lấy mẫu lõi – lấy mẫu địa chất.