mô phỏng hệ thống thủy lực của xe xúc, đào komatsu pc120-6 bằng phần mềm automation studio v5.2

Máy xúc, đào được sử dụng rộng rãi vì chúng thích nghỉ với nhiều loại công việc nhờ sử dụng các thiết bị công tác dễ thay thế, ngoài ra chúng còn có các loại truyền động và những bộ phận

BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ

ella

LUAN VAN TOT NGHIEP DAI HOC

MO PHONG HE THONG

THUY LUC CUA XE XUC, DAO

KOMATSU PC120-6 BANG PHAN

MEM AUTOMATION STUDIO V5.2

Võ Thành Bắc Lê Nguyễn Thanh Hoàng 1090423

Ngành: Cơ khí chê tạo máy-Khóa: 35

Danh mục hình - - - - -Ăc S Q93 100030000000 1000 190 n1 cv ng nhu v4 IV

Danh mục biểu bảng - 5 SE SE SE SE EEEE SE 31311 111 11111112111 c6 6 V 989) 07 1

0986965710015 .,Ô 2

CHUONG I GIGI THIEU CHUNG VE CONG DUNG VA PHAN LOAI

CAC LOAT MAY XUG, DAO 0 esescessessessessessessecneseseeceeeseesseeeeeseeneeateneeeeaeenee 4

1.2 Phân loại các loại máy xúc, đàO C100 00001111101 1111111 xà 4

1.3 Đặc điểm cơ bản và nguyên lý làm việc của máy đào gầu nghịch 6

II VN) [0 /-i0 021 7 1.4 Ưu, nhược điểm của hệ thống truyền động thủy lực - 5-5: 7

1.4.1 Khái niệm hệ thống truyền động thủy lực - 2 2 2 +csc+czeeea 7 1.4.2 Đặc điểm hệ thống truyền động thủy lực . - + 2 + ss£+sesd 8

1.4.3 Ưu điểm của phương pháp truyền động thủy lực .-. 8

1.4.4 Nhược điểm của phương pháp truyền động thủy lực 9

CHƯƠNG II NGHIÊN CỨU CÂU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

2.1 Tính năng cơ bản và nguyên lý hoạt động của máy đào

2.1.1 Tính năng cơ bản của máy đào KOMATSU PC120-6 10 2.1.2 Nguyên lý hoạt động của máy đào KOMATSU PC120-ó6 11 2.2 Đặc điểm, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các hệ thống trên máy đào

2.2.1 Thùng dầu thủy lực của máy đào KOMATSU PC120-6 13 2.2.2 Kết cầu và nguyên lý làm việc của bơm máy đào

2.2.2.2 Bơm của máy đào KOMATSU PC120-6 «+ ss¿ 14 2.2.2.3 Bơm chính máy đào KOMA TSU PC120-6 (HPV95) 15

SVTH: Lê Nguyễn Thanh Hoàng

2.4 Kết cầu di chuyển máy đào KOMATSU PC120-6 ¿5-5-5 55+¿ 21 2.4.1 Kết câu chung . 2< + t3 1321511513 11T 21 2.4.2 Kết cầu motor di chuyển máy đào KOMATSU PC120-6 22

2.5 Động cơ máy đào KOMATSU PC120-6 - TS HH, 25

2.6 Gầu đào của máy đào KOMA'TSU PC120-6 - ¿2 + 2 s£s+sz£z+zzxd 27

CHUONG III UNG DUNG PHAN MEM AUTOMATION STUDIO V5.2 MO

PHONG HE THONG THUY LUC CUA MAY DAO KOMATSU PC120-6 28

3.1 Giới thiệu phần mềm Automation Studio V5.2 - 2 5s s+s+s+szsez 28

3.1.2 Simulatlon Toolbar (Thanh công cụ mô phỏng) 30

3.1.3 Insert Toolbar (Thanh công cụ chèn) +5 ĂĂS se 30

3.1.4 Library Explorer (Thư viện tìm kiếm) .- +2 2 2 s+sz se 31 3.2 Ung dung phan mém Automation Studio V5.2 m6 phỏng các mạch thủy lực

của máy đào KOMATSU PC120-6 .cececcsccsssccssesesesessssssesescssssssessesessesssesrees 32 3.2.1 Mạch điều khiển bàn quay máy đào KOMATSU PC120-6 32 3.2.2 Mạch điều khiển di chuyển của 2 bánh xích máy đào

KOMATSU PC12-6 2-5-5 2 252 E5 EE3115121511515 2113211173131 1512 xxx 34 3.2.3 Mạch điều khiến cần (2 cây dựng) máy dao KOMATSU PC120-6 36 3.2.4 Mạch điều khiển gầu của máy đào KOMATSU PC120-6 38

3.2.5 Mạch điều khiến tay gàu (xilanh co duỗi) máy đào

KOMATSU PC 120-6 2£ 25252 SE SE 3E E12 E118 5 1 1111111512 rk 40 3.3 Hệ thống van điều khiỂn © ¿+ + E*EE#EEEeEEEEEEEEEEEEErkrkrkrkrkred 42

3.3.1 Van an ftOàầï -.- - - + c c3 S300 1 9H ng KH nu Khu phế 42

3.3.2 Van tiẾt ÏưU c1 22 5 515111121 E17171711515 1111111111111 xxx 42 3.3.3 Van một chiỀU - - ¿+ ¿+ + 2 E19 515115311 1 111 1 1 1 111111 xe, 43 3.3.4 Van phân phối - ¿<< +ESk+kEEEEEE SE ST c1 111 1xx 43 3.3.5 Van điều chỉnh momen (T'VC) . + + 2 2 2+s+E+s+szE+Ezzz+zczrzred 43 3.3.6 Van chống chuyển động lùi + SE, 44 CHƯƠNG IV BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA MÁY ĐÀO 45

4.1 Bảo dưỡng máy đào - - - - << SH HH HH ng 45

4.1.2.2 Bảo dưỡng sau 100 giờ làm VIỆC .- 5S SSS 5S S22 46 4.1.2.3 Bảo dưỡng sau 250 giờ làm VIỆC ẶSSSSS S332 46 4.1.2.4 Bảo dưỡng sau 500 giờ làm vIỆC . 5S SSẶSSSss+sss 46 4.1.2.5 Bảo dưỡng sau 1000 giờ làm VIỆC . 55555 5S S5 S22 46 4.1.2.6 Bảo dưỡng sau 2000 giờ làm vIỆC 75555 + << «s2 46

4.2 Sửa chữa máy đào - - SH HH TH 47

4.2.1 Sửa chữa nhÓ - << << << HH 00 ong 47

4.3 Những hư hỏng thường gặp và cách sửa chữa - S2 48

4.3.1.1 Nhiệt độ nước làm mất cao .- << << << css 48

4.3.1.2 Động cơ hoạt động yẾu ¿+ 2 se EeEsEEsrrsrsrreee 48 4.3.2 Hệ thống thủy lực ¿-¿- + SE SE ExEE1 13111111 111k 48 4.3.3 Các chỉ tiết truyền động trực tiẾp << c+zx cv rxetrkrerereeered 49

4.3.4 Hệ thống chân chạy (bánh xích) - - 5+ 2+2 2s £ecxcererseẻ 49

4.3.5 Hệ thống điện -©-EE SE kEEE ST ST E1 111113151111 11 1xx, 49

SVTH: Lê Nguyễn Thanh Hoàng

Hình 2.1 Hình ảnh máy đào KOMAATSU - - - GG Ăn H0 k, 10

Hình 2.2 Câu tạo cơ bản của máy đào + + c+kkkEEkEEkrkrkrkrkrkrkrkreở 11

Hình 2.3 Thông số máy đào KOMATSU PC120-6 chạy bằng bánh xích 12

Hình 2.4 Sơ đồ cẫu tạo thùng dầu thủy lực của máy đào KOMATSU PC 120- ¿+ + SE E3 3EE*E SE S3 13 111111711515 5 11111 rke, 13 Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý cầu tạo bơm piston hướng trục - -‹s-5¿ 14 Hình 2.6 Câu tạo của bơm chính máy đào KOMATSU PC120-6 15

Hình 2.7 Kết cấu chỉ tiết của bơm chính máy đào KOMATSU PC120-6 16

Hình 2.8 Câu tạo tổng quát cầu quay máy đào KOMATSU PC120-6 17

Hình 2.9 Kết cấu chỉ tiết motor quay máy đào KOMATSU PC120-6 18

Hình 2.10 Khi motor ở chế độ làm việc (phanh mở) - 7+5 + << ss<s<sss2 19 Hình 2.11 Khi motor ở chế độ không làm việc (phanh đóng) - 20

Hình 2.12 Sơ đồ kết câu di chuyên chung của máy đào KOMATSU PC120-6 21 Hình 2.13 Motor di chuyên máy đào KOMATSU PC120-6 -. - 22

Hình 2.14 Kết cầu chỉ tiết motor di chuyển máy đào KOMATSU PC120-6 23

Hình 2.15 Sơ đồ mô ta quá trình motor làm việc ở góc nghiêng lớn nhất 24

Hình 2.16 Sơ đồ mô tả quá trình motor làm việc ở góc nghiêng nhỏ nhất 25

Hình 2.17 Động cơ truyền động máy đào KOMATSU PC120-6 26

Hình 2.18 Câu tạo gàu đào của máy đào KOMATSU PC120-6 27

Hình 3.1 Giao điện chính của phần mềm Automation Studio V5.2 28

Hình 3.2 Những thành phần chính trong cửa số của bộ soạn thảo biểu đà 29

Hình 3.3 Thanh công cụ để mô phỏng của bộ soạn thảo biểu đồ 30

Hình 3.4 Thanh công cụ chèn - <0 HH kg 30 Hình 3.5 Thư viện tìm kiếm .- + + 22 E+E£E+EEE+EE2EEEEEEEEEEEEEEEEErErrerxre 31 Hình 3.6 Mạch điều khiển bàn quay của máy đào KOMATSU PC120-6 32

Hình 3.7 Hoạt động của mạch điều khiển bàn quay mô phỏng bằng AS5.2 33

Hình 3.8 Mạch điều khiển di chuyển của 2 bánh xích 5 s+szs+szx+ 34 Hình 3.9 Hoạt động của mạch điều khiển đi chuyển của 2 bánh xích 35

Hình 3.10 Mạch điều khiến cần (2 cây dựng) máy đào .469)//.01S108x00/2) 11077 36

Hình 3.13 Hoạt động của mạch điều khiển gầu đào mô phỏng bằng AS5.2 39 Hình 3.14 Mạch điều khiển tay gầu máy đào KOMATSU PC120-6 40

Hình 3.15 Hoạt động của mạch điều khiển tay gầu mô phỏng bằng AS5.2 41

Hình 3.16 Sơ đồ kết câu van tiẾt lưu ¿5-2522 +£+EEz+E£E£E£xzkrsrkrezrerxee 42 Hình 3.17 Sơ đồ kết câu van một chiều .- - + + 22 2 E+E+E£s+£zEz£cze 43

Hình 3.18 Sơ đồ kết cầu van chống chuyền động lùi . - - - 2 se: 44 Danh mục biểu bảng

Bảng 2.1 Các thông số của máy đào KOMATSU PC120-6, bánh xích 12

SVTH: Lê Nguyễn Thanh Hoàng

LOI CAM TA

Sau 4 năm học tập trên giảng đường đại học, nhờ sự hướng dẫn tận tình của Quý thây, cô trường Đại học Cân Thơ và sự nỗ lực của bản thân đê ngày hôm nay tôi vinh dự được việt Luận văn tôt nghiệp, báo cáo thành quả nghiên cứu của mình

Để có được kết quá của ngày hôm nay riêng cá nhân tôi không thể thực hiện được mà còn nhờ sự giúp đỡ của nhiều người, trong đó Ba Mẹ là nguồn động viên lớn nhất của tôi Trước hết tôi xin được cảm ơn gia đình của mình, cảm ơn Ba Mẹ

cho con nghị lực vượt qua tất ca!

Bên cạnh đó tôi còn nhận được sự giúp đỡ của Quý thầy, cô trường Đại học Cần Thơ, đặc biệt là Quý thay, cô khoa Công nghệ đã tan tâm hướng dẫn cho tôi những kiến thức cần thiết, truyền đạt những kinh nghiệm quý báu, không chỉ thế Quý thầy, cô còn dạy tôi cái “đức” làm người, để sống, làm việc và phục vụ cho xã hội Xin chân thành cảm ơn Quý thầy, cô!

Một lời cảm ơn thành kính nữa tôi muốn gửi đến người thầy hướng dẫn tôi,

thầy Võ Thành Bắc, một người thầy luôn đặt ra những yêu cầu nghiêm khắc nhưng lúc nào cũng hết lòng với sinh viên, chính sự nhiệt tình hướng dẫn của thầy đã giúp tôi hoàn thành tốt Luận văn tốt nghiệp của tôi Xin chân thành cảm ơn thây!

Và sau cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả bạn bè, đặc biệt là các bạn sinh viên lớp Cơ khí chế tạo máy cùng ngồi chung một lớp trên ghế nhà

trường Các bạn là những người đã tận tình giúp đỡ, động viên tôi, giúp tôi vượt qua

những khó khăn trong suốt quá trình học tập

Cau chic cho tât cả mọi người có được nhiêu niêm vui, gặp nhiêu may mãn

và thành công trong cuộc sông!

Sinh viên thực hiện

Lê Nguyễn Thanh Hoàng

LOI NOI DAU

Ngày nay, cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật đã tác động đến mọi mặt đời sống kinh tế - xã hội của hầu hết các quốc gia trên thế giới Đặc biệt, ở Việt Nam, tự động hóa và cơ khí hóa đã tham gia ngày càng nhiều trong quá trình sản xuất, xây dựng và đã đạt được hiệu quả kinh tế rất cao

Ở nước ta, ngành công nghiệp đã và đang phát triển, với những thuận lợi về

vị trí địa lý và ứng dụng những thành tựu của khoa học — công nghệ trên thế giới, nước ta đưa ngành công nghiệp của mình đạt nhiều thành tựu to lớn Mặc dù đạt được nhiều thành tựu to lớn nhưng ngành công nghiệp ở nước ta vẫn còn những tiềm năng chưa được khai thác toàn diện, đặc biệt là quá trình xây dựng các công trình thủy lợi, thủy điện, các công trình giao thông, khai thác các loại khoán sản: than, đá, quặng, đòi hỏi cần phải giải quyết những công việc như đào và vận chuyên đất đá với khối lượng lớn mà lao động phố thông không đáp ứng được Chính vì vậy, máy xúc, đào là máy chuyên dùng để đào, vận chuyên đât đá, là thiết

bị rất quan trọng và không thể thiểu trong các công trình xây dựng, cầu đường, thủy lợi, thủy điện và khai thác các loại khoáng sản (than, đá, quặng, ) Trong các công việc đó hơn 45% khối lượng công việc do máy đào đảm nhiệm

Máy xúc, đào được sử dụng rộng rãi vì chúng thích nghỉ với nhiều loại công việc nhờ sử dụng các thiết bị công tác dễ thay thế, ngoài ra chúng còn có các loại truyền động và những bộ phận di chuyển khác nhau Hiện nay, có rất nhiều loại máy xúc, đào hỗ trợ việc đào và vận chuyên đất đá Chẳng hạn như máy đào của

hang Komatsu, Hitachi, Samsung, Kobelco, Dosan, Trong mỗi loại lại có rất

nhiều kích cỡ khác nhau thích hợp cho nhiều công việc cũng như địa hình và mặt

bằng làm việc khác nhau Trong đó, máy đào một gầu KOMATSU PC120-6 có kích

cỡ nhỏ, gọn và hệ thống truyền động thủy lực có rất nhiều ưu điểm về kết cấu và thao tác, có khả năng tự động hóa, nâng cao năng suất về kinh tế trong quá trình sử dụng Mặc dù máy đào KOMATSU PC120-6 có công suất và kích cỡ nhỏ nhưng cũng là một ưu điểm với những địa hình lầy, lún, chật hẹp mà các máy đào cùng

loại nhưng có kích cỡ lớn hơn không làm việc được

Xuất phát từ những ưu điểm về kết cấu và thao tác của máy cũng như khả năng sử dụng máy trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đem lại hiệu quả kinh tế cao trong quá trình sử dụng, vì vậy, sau khi hoàn tất các môn học trong chương trình

đào tạo, em được thây Võ Thành Bắc giao cho đề tài: Mô phỏng hệ thống thủy lực

trên xe xúc, đào KOMATSU PC120-6 bằng phan mém Automation Studio V5.2 Mục đích của đề tài là tìm hiểu kỹ và nắm tất cả các nguyên lý làm việc, cách sử dụng và phương pháp vận hành cũng như quy trình bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa nhằm nâng cao trình độ chuyên môn phục vụ quá trình công tác sau khi tốt nghiệp Nội dung thực hiện:

- Giới thiệu chung về công dụng và phân loại các loại máy xúc, đào

- Nghiên cứu tính năng cơ bản và nguyên lý hoạt động của máy đào KOMATSU PC120-6

- Ứng dung phan mém Automation Sudio V5.2 mô phỏng hệ thống thủy lực của may dao KOMATSU PC120-6

Trong khi tiến hành đề tài này, em đã vận dụng kiến thức đã học ở trường

cùng với quá trình tìm hiểu các máy móc, thiết bị trong thực tế Vì kiến thức còn hạn chế, thời gian có hạn nên không thể tránh khỏi những sai sót Kính mong Thầy

cô trong bộ môn và Các đơn vị có liên quan nhận xét, đánh giá, bổ sung để luận văn được tốt hơn

Cần Thơ, ngày tháng năm 2013

CHUONG I

GIOI THIEU CHUNG VE CONG DUNG

VA PHAN LOAI CAC LOAI MAY XUC, DAO

1.1 Công dụng các loại máy xúc, đào

Máy xúc, đào được xem là thiết bị chính yếu trong công tác làm đất nói riêng

và quá trình xây dựng nói chung Máy xúc, đào chuyên làm nhiệm vụ khai thác đất

và đô vào phương tiện vận chuyển hoặc tự vận chuyền trong cự ly ngắn (đào, đấp kênh, mương, )

Trong quá trình xây dựng đường xá, đê, đập, đập thủy điện, khai thác mỏ, thì máy xúc, đào, đặc biệt là máy đào được đánh giá là thiệt bị quan trọng nhat Khôi lượng đât, đá do máy đào đảm nhiệm trung bình là 45% tông khôi lượng công

việc

Ngoài ra, máy đào còn được thiết kế thêm các bộ công tác sầu thuận, bộ công tác gâu nghịch, bộ công tác gau ngoặm, bộ công tác cần trục, bộ công tác búa đóng cọc, để máy có thể làm các việc khác nhau như: trục, câu các thiết bị hoặc

vật liệu nặng lên cao, làm búa đóng cọc, san lấp mặt bằng, phá dỡ công trinh,

1.2 Phân loại các loại máy xúc, đào

Có nhiều cách phân loại các loại máy xúc, đào Sau đây là một số cách phân loại máy xúc, đào:

- Theo đặc điểm bộ công tác: máy đào gầu thuận, máy đào gầu ngược, máy đào gầu ngoặm, máy đào gâu kéo (kiêu dây quăng), máy đào gâu bào,

- Theo hệ thống treo bộ công tác: hệ treo mềm (dây cáp), hệ treo cứng (xIlanh thủy lực)

- Theo hệ thống di chuyển: máy đào chạy bằng bánh xích, máy đào chạy bằng bánh

hơi

- Theo cơ cầu điều khiển: điều khiển bằng cơ, điều khiển bằng điện, điều khiển kết hợp (điêu khiên băng cơ kêt hợp với điện)

- Theo dung tích gầu:

+ Máy đào loại lớn: dung tích gầu trên 4 mỶ

+ Máy đào loại vừa: dung tích gầu từ 1,25 + 4 m”

+ Máy đào loại nhỏ: dung tích gầu nhỏ hơn 1 mỉ

Ngoài ra người ta còn phân loại máy đào theo cơ cầu sinh công: bằng động

cơ điện hoặc băng động cơ đôt trong

Một sô hình ảnh máy xúc, đào

Máy đào gầu ngược, chạy băng bánh hơi của DOOSAN (Hàn Quôc)

Máy xúc gầu thuận, chạy

bang xich cua HYUNDAI (Nhat Ban)

Máy đào gầu quay Máy đào gầu nghịch, kiểu gầu cào

Hình 1.1 Hình ảnh về một số loại máy xúc, đào hiện hành trên thị trường

1.3 Đặc điểm cơ bản và nguyên lý làm việc của máy đào gâu nghịch

1.3.1 Đặc điểm cơ bản

Máy đào gầu nghịch là loại máy đào một gầu, đào đất nơi nền đất thắp hơn mặt bằng máy đứng Dùng để đào móng, đào rãnh thoát nước, lắp đặt đường cấp thoát nước, đường điện ngầm, cáp điện thoại, Tùy từng yêu cầu công việc mà người sử dụng có thể lắp thêm các thiết bị công tác khác nhau như: đầu cặp hay búa phá

Cơ cau quay dùng để thay đổi vị trí của gau trong mặt phẳng ngang trong quá trình đào và xả đất Trên bàn quay nguoi ta bố trí động cơ, các bộ truyền động cho các cơ cấu Cabin nơi tập trung cơ cấu điều khiến toàn bộ hoạt động của máy Đối trọng là bộ phận cân bằng bàn quay và ồn định của máy

Cần máy đào gồm 2 đầu, một đầu được lắp khớp trụ với bàn quay còn đầu kia được lắp khớp với tay gầu Cần được nâng lên hạ xuống nhờ xilanh cần (gồm 2 xilanh) Điều khiển gầu đào nhờ xilanh gầu Gầu thường được lắp thêm các răng để làm việc ở nền đất cứng

Khi bắt đầu đào, máy đào gầu nghịch phải tiếp đất ở vị trí xa trọng tâm máy

nhất, khác với máy đào gầu thuận bắt đầu đào ở vị trí gần máy nhất, cho nên máy

đào sầu nghịch thường có dung tích sầu không lớn, nhỏ hơn nhiều so với máy đào gâu thuận cùng công suất Loại máy đào gầu nghịch phố biến dùng trong xây dựng

có dung tích gâu trong khoảng 0, 15 + 1,5 m3 Mặc dù thể tích gầu nghịch nhỏ hơn gâu thuận, nhưng máy đào gầu nghịch lại có thể làm việc đa năng hơn máy đào gầu thuận Mặt khác, vi tri của sầu cao hơn vị trí máy đứng làm việc khi ở trên bờ nên không phải làm đường công vụ cho máy xuống vị trí công tác như máy đào gầu thuận Đồng thời, do có cấu tạo sầu đào thuận lợi cho việc tạo điểm tựa cho máy

(cần và gầu như một chân càng vững chắc thứ 5 (hệ 4 bánh lốp) hoặc thứ 3 (hệ 2

SVTH: Lê Nguyễn Thanh Hoàng Trang 6

bánh xích) giúp cho máy có thể làm việc trên mọi địa hình Khi gặp sự cố như mất thăng bằng, lật máy xuống hồ đào hay sa lầy thì có thể dùng cần gầu đào làm chân trụ chống đỡ để tự thân máy giải cứu cho máy Máy đào gầu nghịch loại bánh xích còn có thể hoạt động trên mọi địa hình kể cả trên nền đất yếu (có thêm loại xích chống lầy cho máy)

Các loại máy đào gầu nghịch điều khiến bằng xilanh thủy lực được sử dụng rộng rãi hơn loại điêu khiên băng cáp

- Máy đên vị trí làm việc

- Đưa gầu vươn xa máy và hạ xuông, rang gau tiêp xúc với nên dat

- Gau tiến hành cắt đất và tích đất vào gau nhờ xilanh gầu hoặc kết hợp với xilanh tay gầu Quỹ đạo chuyên động của răng gầu trong quá trình cắt đất là một đường cong Chiều dày phoi cắt thông thường thay đổi từ bé đến lớn

- Đưa gầu ra khỏi tang đào và nâng gầu lên nhờ xilanh cần hoặc kết hợp xilanh cần voi xilanh tay gau

- Quay may về vị trí xả đất nhờ cơ cầu quay (motor quay toa) Đất có thé xả thành đồng hoặc xả vào phương tiện vận chuyên Đất được xả ra khỏi miệng gầu nhờ xilanh gầu

- Quay máy về vị trí làm việc tiếp theo với một chu kỳ hoàn toàn tương tự

1.4 Ưu, nhược điểm của hệ thống truyền động thủy lực

1.4.1 Khái niệm hệ thống truyền động thủy lực

Về bản chất, truyền động thuỷ lực là hệ thống thuỷ lực dùng dé truyén nang luong bang chất lỏng và biến đổi nó thành cơ năng ở đầu ra của hệ thong (nang lượng chuyên động động cơ thuỷ lực) đồng thời thực hiện chức năng điều khiển và điều chỉnh tốc độ của khâu ra

Khái niệm “Truyền động thuỷ lực” thường đi đôi với với khái niệm “Hệ thống thuý lực” và được hiểu là tổ hợp các cơ cầu truyện năng lượng bằng cách sử dụng chất lỏng với áp suất cao Trong một hệ thống thuỷ lực có thể có một hoặc nhiều động cơ thuỷ lực và bơm thuỷ lực Truyền động thuỷ lực bao gồm nguồn lưu lượng chất lỏng, phân lớn là các loại bơm thuỷ lực; động cơ thuỷ lực chuyên động thắng hoặc chuyển động quay; cơ cấu điều khiển và điều chỉnh; đường ống và các

thiết bị phụ

1.4.2 Đặc điểm hệ thống truyền động thủy lực

Hệ thống truyền động thủy lực là phương pháp truyền động được sử dụng rất phố biến và trở thành một trong những khuynh hướng phát triển của các loại máy

xúc, đào

Nhiệm vụ chính của hệ thông thủy lực là truyền năng lượng từ động cơ điezel đến các cơ cầu khác nhau: gau, motor di chuyén, motor quay toa Dong co diezel lam quay bơm thủy lực, dòng dầu cao áp do bơm tạo ra sẽ di chuyển đến các xilanh, motor thủy lực đi chuyển hoặc motor quay toa Để tạo ra dòng dầu thủy lực

có áp suất cao, các hệ thống thủy lực hiện nay chủ yếu sử đụng bơm piston thay thế bơm bánh răng và bơm cánh gạt sử dụng trước đó Các bơm piston có thể điều chỉnh được lưu lượng nên tiết kiệm công suất, nâng cao hiệu suất của máy Do áp suất trong hệ thống thủy lực rất lớn, có những nơi áp suất lên đến 38 Mpa, do đó, các phần tử trong hệ thống thủy lực đòi hỏi độ chính xác chế tạo rất cao Các phần

tử này chỉ làm việc hiệu quả khi kích thước của cặn, bân không vượt quá 40 Micromet Chính vì vậy, yêu cầu làm sạch dâu là điều rất cần thiết

Hệ thông thủy lực bị nhiễm bẩn có thể dẫn đến:

- Giảm hiệu suất làm việc của máy

- Giảm tuổi thọ của các phần tử thủy lực

Nguyên nhân chú yễu làm bẩn dâu thúy lực:

- Sự thâm nhập của bụi ban (trong quá trình làm việc của máy hoặc trong những lân bảo trì, sửa chữa nhân viên kỹ thuật không vệ sinh sạch sẽ các chi tiệt trước khi lăp ghép)

- Phần tử thủy lực bị bào mòn tạo ra các hạt kim loại

- Cặn lẫn trong dầu thủy lực

- Hệ thống lọc dầu không dam bao

Đề đảm bảo làm sạch dầu, các hệ thông thủy lực đều phải sử dụng những hệ thong loc khac nhau Hai vị trí quan trọng cần đặt hệ thống lọc là sau bơm và đường dầu hồi về thùng chứa

Hiện nay, hệ thống thủy lực đã ứng dụng điện, điện tử vào điều khiến thay thế cho điêu khiên băng cơ học trước kia Vì vậy, người lái có thê điêu khiên nhẹ nhàng hơn, nâng cao độ chính xác và an toàn

1.4.3 Ưu điểm của phương pháp truyền động thủy lực

Truyền động thuỷ lực được sử dụng trong công nghiệp, đặc biệt là ngành chế tạo máy và hàng không vũ trụ, đã thê hiện vai trò tích cực của nó trong sự phát triên của kỹ thuật, bởi vì nó có những ưu điêm sau đây:

Kích thước và trọng lượng trên một đơn vị công suất nhỏ, hiệu suất lớn, độ tin cậy cao, điêu khiên đơn giản

Động cơ thuỷ lực còn có tỷ số giữa mômen xoắn ở trục ra trên mômen quán tính của rotor lớn Nhờ có ưu điêm này mà thời gian đảo chiêu và đạt tôc độ quay

SVTH: Lê Nguyễn Thanh Hoàng Trang 8

cực đại của nó rất nhỏ (từ 0,03 + 0,05s) Động cơ thuỷ lực quay có thể đảo chiều đến 500 lần/phút Động cơ thuỷ lực chuyển động thắng có thể đảo chiều đến 1000 lần/phút Bơm thuỷ lực cũng có tác động rất nhanh Ví dụ bơm dùng trong hàng không có thể đạt lưu lượng từ không đến cực đại trong khoảng 0,04s, và thời gian giảm từ lưu lượng cực đại về 0 trong khoảng 0,023

Ưu điểm của truyền động thuỷ lực còn được thể hiện ở việc điều khiển v6 cấp tốc độ trong dải rộng Tỷ sô truyền của truyền động thuỷ lực là tỷ số giữa số vòng quay lớn nhất và số vòng quay nhỏ nhất trên trục của động cơ và có thê đạt tới

1000 Giới hạn dưới của số vòng quay của phần lớn các loại động cơ thuỷ lực đạt tới 5 ~ 10 vòng/phút

Ngoài ra, truyền động thuỷ lực rất đơn giản trong sử dụng và bảo quản Tuổi thọ của bơm và động cơ thuỷ lực thường đạt tới 20000h và lớn hơn Do chất lỏng làm việc trong truyền động thủy lực là dầu khoáng (hay còn gọi là nhớt, loại nhớt sử dụng phổ biến hiện nay trong các máy xúc, đào là nhớt 10) nên có điều kiện bôi trơn tốt các chỉ tiết và chuyên động êm hầu như không có tiếng Ôn

1.4.4 Nhược điểm của phương pháp truyền động thủy lực

Khó làm kín các bộ phận làm việc, chất lỏng làm việc dễ bị rò rĩ hoặc không khí dê bị lọt vào, làm giảm hiệu suât và tính chât làm việc ôn định của truyện động

Vận tốc truyền động bị hạn chế vì phải đề phòng hiện tượng va đập thủy lực, tôn thât cột áp, tôn thât công suât lớn và xâm thực

Đề khắc phục một số nhược điểm của truyền động thủy lực, trên các máy xúc, đào thủy lực người ta thường bô trí loại truyên động liên hợp như truyện động thủy - cơ Tuy vậy, toàn bộ quá trình truyện và bộ phận truyện động là thủy lực nên vân được gọi là truyên động thủy lực

_ «ss CHUONGHE NGHIEN CUU CAU TAO VA NGUYEN LY HOAT DONG

CUA MAY DAO KOMATSU PC120-6

2.1 Tính năng cơ bản và nguyên ly hoat dong cia may dao KOMATSU

PC120-6

Hinh 2.1 Hinh anh may dao KOMATSU

2.1.1 Tinh nang co ban cia may dao KOMATSU PC120-6

Máy đào KOMATSU PC120-6 là máy đào 1 gầu, truyền động thủy lực, dùng

đào và vận chuyền đất, đá Nó được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng

và thủy lợi Thiết bị công tác chính của máy là gầu ngược, thê tích gầu cơ bản là 0,5

m” và có thể thay đổi tùy theo loại đất làm việc Máy di chuyển bằng cơ cấu bánh xích Trong hệ thống thủy lực của máy đào KOMATSU PC120-6 người ta sử dụng bom piston, motor thuy luc rotor hướng trục

Máy có thể làm các công việc như: đào hố, móng, đào hào, gâầu quay có thể

đảm bảo được điều kiện tốt để đào đất và thao tác vào bãi thải hoặc các phương tiện vận chuyên Máy được trang bị xích chống lầy nên có thể làm việc ở địa hình có độ

lầy lún tương đối cao

2.1.2 Nguyên lý hoạt động của máy đào KOMA TSU PC120-6

Hình 2.2 Cấu tạo cơ bản của máy đào

Nguyên lý hoạt động:

Khi động cơ (1) làm việc Công suất được truyền qua bánh đà đến bơm thuỷ lực (2) Khi bơm thuỷ lực làm việc, dầu sẽ được hút từ thùng dầu thủy lực (4) và đây đến cụm van phân phối chính (8) Trên ca bin, người vận hành sẽ điều khiển bằng cách tác động đến các cần điều khiến thiết bị công tác, quay toa, di chuyên Khi có sự tác động của người vận hành, một dòng dầu điều khiển sẽ được mở đi đến cụm van phân phối chính, chúng có tác dụng đóng/mở cụm van phân phối tương ứng cho thiết bị công tác, quay toa, di chuyên Một đường dầu đi đến các xilanh cân, xilanh tay gầu hoặc xilanh gầu; một đường dầu đi đến motor quay toa (5) và một đường dầu đi đến motor di chuyển (3) làm cho các motor này quay Khi các mofor này quay, chúng sẽ làm cho bánh xích di chuyên hoặc bàn quay sẽ quay

Dầu trước khi về thùng sẽ được làm mát ở két làm mát và được lọc bân bởi

lưới lọc dầu Áp lực của hệ thông thuỷ lực được giới hạn bởi van an toàn, thông

thường được lắp ở cụm van phân phối chính Khi áp lực hệ thống đạt đến giới hạn của van thì van sẽ mở ra và cho dâu chảy vê thùng, đảm bảo an toàn cho hệ thông van, ống dây phân phối và bơm

2.2 Đặc điểm, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các hệ thống trên máy đào

Trong lugng van hanh 11700 Kg

Hình 2.3 Thông sé may dao KOMATSU PC120-6 chay bằng bánh xích

2.2.1 Thùng dầu thủy lực của may dao KOMATSU PC120-6

Hình 2.4 Sơ đồ cầu tạo thùng dầu thủy lực của máy đào KOMATSU PC120-6

1 Thùng dầu thủy lực 6 Ông thể hiện mức dầu hiện có

2 Nút xa 7 Bộ lọc đường đi (hút)

5 Bộ lọc đường về (hồi) 10 Van chân không

Nhiệm vụ của thùng dầu thủy lực là cung cấp dầu cho hệ thống thủy lực, đảm bảo dầu luôn sạch sẽ Lượng dầu tối đa mà thùng có thể chứa là 140 lít, lượng dầu máy có thể hoạt động là 90 lít Áp suất chịu đựng ở đường dầu đi là 16,7 + 6,9

kPa (0,17 + 0,07 kg/cm'); áp suất ở đường dầu hồi là 103 + 19,6 kPa (1,05 + 0,2

Cho phép cung cấp lượng dầu không lớn nhưng có áp suất lớn, áp suất của bơm không phụ thuộc vào năng suât và độ bên tương ứng

Cho phép mở máy khi không cần mỗi chất lỏng

Thiết bị bơm chính của máy đào 1 gầu truyền động thủy lực chia ra: Điều

chỉnh được và không điêu chỉnh được

Theo số bơm: Thiết bị một bơm và thiết bị nhiều bơm

Theo nguyên tắc điều chỉnh: Điều chỉnh từng cấp, trị số lưu lượng thay đổi nhờ sự đóng mở một số bơm tới đường cao áp mà chất lỏng công tác đi từ thiết bị bơm đến động cơ thủy lực Điều chỉnh vô cấp lúc này trị số lưu lượng phụ thuộc vào sự thay đổi lưu lượng tiêu hao chất lỏng của bơm

2.2.2.2 Bom cia may dao KOMATSU PC120-6

Trén may dao KOMATSU PC120-6 nguoi ta sr dung bom piston rotor hướng trục, điều chỉnh được lưu lượng, bơm có 9 piston Công suất của bom phụ thuộc vào góc của đĩa nghiêng Góc của đĩa nghiêng được điều chỉnh bởi van cảm nhận tải (LS) và van điều chỉnh mômen (TVC) Bơm được dẫn động trực tiếp từ động cơ với tỷ số truyền bằng một

Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo bơm piston hướng trục

2 Bơm điều khiển b Cổng PGA (lưu lượng bơm điều khiển)

3 Van LS c Công PA (lưu lượng bơm diéu khién)

7 Van LS — EPC g Cong isig (dat gid tri van LS)

j Cổng PS (đường vào bơm chính) 2.2.2.3 Bơm chính máy đào KOMATSU PC120-6 (HPV95)

3 Vỏ bơm 8 Dia van 12 Piston tro luc

4 Dia lac 9 Nap day 13 Thanh trượt

5 Con trượt

Đặc điểm của bơm:

Động cơ quay và truyền mômen xoắn tới trục bơm, trục bơm quay và nén dau nhờ các piston năm trong hộp xilanh để dầu ra đường dầu đi công tác với áp áp suất cao Bơm có thé thay déi lưu lượng nhờ vào việc thay đổi góc nghiêng của đĩa nghiêng (đĩa lắc) dựa vào sự điêu chỉnh của van điêu chỉnh mômen TVC

và mặt của đĩa lắc luôn tiếp xúc nhau khi chuyên động tròn Con trượt (5) mang dầu cao áp vào mặt B nhờ giá đỡ (2) Piston (6) thực hiện chuyên động tương đối theo hướng trục trong mỗi buồng xilanh ở hộp xilanh (7) Hộp xilanh (7) ép dau và thực hiện quay tương đối nhờ trục (1) Mặt này được thiết kế cân bằng áp suất Mặt dầu trong mỗi cụm xilanh (7) đượt hút và bị đây ra ngoài nhờ góc nghiêng của đĩa nghiêng đến các đường dầu công tác

Trong đĩa phân phối có các rãnh phân phối, thông qua các cửa số này, chất lỏng được hút hoặc nén bằng các piston Giữa các rãnh phân phối được bố trí các vách chắn để ngăn cách khoang hút và khoang tăng áp Khi thân quay thì các lỗ hình trụ được nối thông với khoang hút hoặc khoang tăng áp Khi thay đổi chiều

quay của thân thì chức năng khoang hút cũng thay đổi Đĩa (5) được quay từ trục @) còn thân xilanh của xilanh (7) được quay cùng với đĩa (Š) Góc y thường lay bang

12 — 15” có khi nó đạt đến 30” Nếu góc y không đổi, thì thể tích chất lỏng cung cấp của bơm cũng không thay đổi

2.3 Kết cầu và nguyên lý làm việc của bộ phận cầu quay máy đào KOMATSU

Hình 2.8 Cấu tạo tổng quát cầu quay máy đào KOMATSU PC120-6

b Cổng S (từ van điều khiển) e Công B (từ van phanh)

c Cổng MA (từ van điều khiến)

Thông số cầu quay:

Hinh 2.9 Két cau chi tiét motor quay may dao KOMATSU PC120-6

2 Vong dém (sin) 12 Van phân phối

7 Piston ham 17 Ld xo van van một chiều

10 Lồ xo giữa (nằm trong hộp xilanh) 20 Lò xo phanh

Khi motor ở chế độ không làm việc (phanh đóng): Áp lực dầu từ bơm sẽ đến công A, khi áp lực dầu lớn thắng được lực đây của lò xo, áp lực dầu sẽ nén lò

xo (8) nhờ piston (7) Chính vì vậy, vòng giữ (5) và đĩa (4) được tách ra, phanh bung ra (hình 2.11)

SAPO1471

Hình 2.11 Khi motor ở chế độ không làm việc (phanh đóng)

2.4 Két cau di chuyén may dao KOMATSU PC120-6

2.4.1 Két cau chung

5 Con lăn

Nguyên lý làm viéc chung:

Ở cơ cấu di chuyên kiêu bánh xích thì không cần sang số, mà tốc độ của máy đào sẽ tự động điều chỉnh “bởi động cơ thủy lực Đề đảm bảo chức năng chuyên động của máy đào thì cơ câu di chuyển phải thực hiện chức năng di chuyên: thăng

và quay (phải, trái)

Muốn di chuyển thắng thì ta gạt đồng thời hai cần điều khiển Lúc này van trượt tương ứng đều ở cùng vị trí làm việc, dầu từ bơm được cấp vào hai động cơ thủy lực Sau khi động cơ quay truyền qua hộp giảm tốc đến bánh xe chủ động làm cho máy đào chuyên động thắng Khi vào cua hoặc quay máy thì ta cũng tác động vào một trong hai cần điều khiển và sẽ làm cho máy đào quay tương ứng

2.4.2 Kết cầu motor di chuyén may dao KOMATSU PC120-6

Hình 2.13 Motor di chuyển máy đào KOMATSU PC120-6

Công A, B nôi về van điêu khiên

Công C¡ điều khiển bánh xích bên trái Cổng C¿ điều khiển bánh xích bên phải

Thông số motor di chuyển:

Loại bơm:

Lưu lượng tối thiểu:

Lưu lượng tối đa:

Áp suất thối thiểu:

Áp suất tối đa:

Công suất:

SVTH: Lê Nguyễn Thanh Hoàng

GM18VL 33,2 cc/rev (33,2 cm”/vòng) 52,7 cc/rev (52,7 cm”/vòng) 0,68 MPa (6,94 kg/cm’) 2,94 Mpa (30 kg/cm’)

66 kW

Trang 22