Cùng với sự tăng nhanh về số lượng các loại máy xúc đào nhập khẩu thì vấn đề bảo dưỡng, sửa chữa chúng trong suốt thời gian làm việc là điều cần được quan tâm, mặc khác truyền động thủy
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY XÚC ĐÀO
Khái niệm
Máy xúc đào là một loại máy đào một gầu, dùng một cơ cấu tay cần gắn liền với gầu đào, thực hiện thao tác đào, xúc, múc, đổ đất đá rời hay liền thổ và các loại khoáng sản, vật liệu xây dựng rời Sau khi đào xúc thì vận chuyển đi 1 đoạn hay đổ vào công cụ vận chuyển.
Công dụng
Máy đào chủ yếu để đào và khai thác đất, cát, đá phục vụ công việc xây dựng cơ sở hạ tầng trong các lĩnh vực : xây dựng dân dụng và công nghiệp, khai thác mỏ, xây dựng thủy lợi, xây dựng cầu đường…
Phân loại
Dựa theo nguyên lý làm việc gồm 2 loại: máy xúc thủy lực, máy xúc truyền động cáp
Dựa theo cơ cấu di chuyển gồm 2 loại: máy xúc bánh lốp, máy xúc bánh xích Dựa vào bộ phận công tác có 4 loại: máy xúc gầu sấp (máy cuốc), máy xúc gầu ngửa, máy xúc lật, máy đào gầu bào.
Tình hình sử dụng
Máy đào được sử dụng rộng rãi vì chúng dễ thích nghi với nhiều loại công việc nhờ sử dụng các thiết bị công tác thay thế, các loại truyền động và những bộ phận di chuyển khác nhau
Hiện nay trên thị trường Việt Nam có nhiều hãng sản xuất, cung cấp các loại máy xúc đào khác nhau như: Komatsu, Caterpiller, Kobelco, Liugong, Hitachi, Volvo, Huyndai, Daewoo,… Trong đó hãng Komatsu là một trong những hãng có số lượng máy xúc đào nhập khẩu lớn nhất vào thị trường Việt Nam Theo báo cáo của Trung tâm Thông tin Công nghiệp và thương mại (Bộ Công Thương) 09/2011 cho thấy 90% lượng máy xây dựng nhập khẩu về nước ta là các loại máy đã qua sử dụng Trong những chủng loại máy xây dựng được nhập khẩu về Việt Nam thì máy xúc đào luôn là
CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỆ THỐNG THỦY LỰC
Sơ lược về hệ thống thuỷ lực
Muốn truyền cơ năng từ bộ phận dẫn động đến bộ phận làm việc của các máy, các thiết bị, ngoài dẫn động bằng cơ khí, điện thì trong những năm gần đây người ta còn dùng khí nén và chất lỏng
Truyền động thuỷ lực là tổ hợp các cơ cấu thuỷ lực và máy thuỷ lực, dùng môi trường chất lỏng làm không gian để truyền cơ năng từ bộ phận dẫn động đến bộ phận công tác, trong đó có thể biến đổi vận tốc, lực, mô men, và biến đổi dạng theo quy luật của chuyển động
Theo nguyên lý truyền động, truyền động thuỷ lực chia làm hai loại: Truyền động thuỷ động và truyền động thuỷ tĩnh
Quá trình truyền năng lượng giữa các bộ phận được thực hiện bằng áp năng của dòng chất lỏng, thường dùng các máy thể tích nên gọi là truyền động thể tích
Truyền động thuỷ tĩnh gồm có ba bộ phận:
- Bơm: Nguồn cung cấp năng lượng cho chất lỏng (biến cơ năng thành áp năng), thông thường dùng máy thể tích
- Động cơ thuỷ lực: Biến đổi áp năng dòng chảy thành cơ năng bằng cách thực hiện các chuyển động của nó (thẳng, quay, kết hợp)
- Phần tử trung gian (phần tử thuỷ lực): Điều khiển hệ thống (đường ống, van một chiều, van an toàn, cơ cấu phân phối…)
Quá trình truyền cơ năng giữa các bộ phận máy được thực hiện bằng động năng của dòng chất lỏng Là tổ hợp các máy cánh dẫn (bơm, tuabin)
Truyền động thuỷ động có hai loại: Khớp nối thuỷ lực và biến tốc thuỷ lực thường được dùng trong các nghành động lực, giao thông vận tải.
Ưu, nhược điểm của hệ thống thuỷ lực
- Truyền động được công suất cao và lực lớn, (nhờ các cơ cấu tương đối đơn giản, hoạt động với độ tin cậy cao nhưng đòi hỏi ít về chăm sóc, bảo dưỡng)
Chương 2 Cơ sở lý thuyết hệ thống thủy lực
- Điều chỉnh được vận tốc làm việc tinh và vô cấp, (dễ thực hiện tự động hoá theo điều kiện làm việc hay theo chương trình có sẵn)
- Kết cấu gọn nhẹ, vị trí của các phần tử dẫn và bị dẫn không lệ thuộc nhau
- Có khả năng giảm khối lượng và kích thước nhờ chọn áp suất thủy lực cao
- Nhờ quán tính nhỏ của bơm và động cơ thủy lực, nhờ tính chịu nén của dầu nên có thể sử dụng ở vận tốc cao mà không sợ bị va đập mạnh (như trong cơ khí và điện)
- Dễ biến đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến của cơ cấu chấp hành
- Dễ đề phòng quá tải nhờ van an toàn
- Dễ theo dõi và quan sát bằng áp kế, kể cả các hệ phức tạp, nhiều mạch
- Tự động hoá đơn giản, kể cả các thiết bị phức tạp, bằng cách dùng các phần tử tiêu chuẩn hoá
- Mất mát trong đường ống dẫn và rò rỉ bên trong các phần tử, làm giảm hiệu suất và hạn chế phạm vi sử dụng
- Khó giữ được vận tốc không đổi khi phụ tải thay đổi do tính nén được của chất lỏng và tính đàn hồi của đường ống dẫn
- Khi mới khởi động, nhiệt độ của hệ thống chưa ổn định, vận tốc làm việc thay đổi do độ nhớt của chất lỏng thay đổi.
Phạm vi sử dụng
Ngày nay hệ thống thuỷ lực được ứng dụng rộng rải trong công nghiệp, nông nghiệp như máy công cụ, máy nông nghiệp, máy nâng chuyển , máy xúc, máy xúc đào…và trong lĩnh vực hàng không
Một số hình ảnh về ứng dụng của hệ thống thủy lực:
TỔNG QUAN VỀ MÁY XÚC ĐÀO KOMATSU PC200-6
Cấu tạo chung
Hình 3.1 Máy xúc đào Komatsu PC200-6
1 Gầu; 2 Tay cần; 3 Xy lanh quay gầu; 4 Xy lanh tay cần; 5 Cần; 6 Cabin điều khiển; 7 Cabin máy; 8 Đối trọng; 9 Bàn quay; 10 Xích; 11 Ổ quay; 12 Xy lanh cần
Chương 3 Tổng quan về máy xúc đào Komatsu PC200-6
Kết cấu của máy gồm hai phần chính: phần máy cơ sở (máy kéo xích) và phần thiết bị công tác(thiết bị làm việc)
- Phần máy cơ sở: Cơ cấu di chuyển chủ yếu di chuyển máy trong công trường Nếu cần di chuyển máy với cự ly lớn phải có thiết bị vận chuyển chuyên dùng Cơ cấu quay dùng để thay đổi vị trí của gầu trong mặt phẳng ngang trong quá trình đào và xả đất Trên bàn quay người ta bố trí động cơ, các bộ truyền động cho các cơ cấu Cabin nơi tập trung cơ cấu điều khiển toàn bộ hoạt động của máy Đối trọng là bộ phận cân bằng bàn quay và ổn định của máy
- Phần thiết bị công tác: Cần một đầu được lắp khớp trụ với bàn quay còn đầu kia được lắp với tay cần Cần được nâng lên hạ xuống nhờ xy lanh cần Tay cần một đầu lắp khớp trụ với cần còn đầu kia với gầu và co, duỗi nhờ xy lanh tay cần Quá trình đào và đổ đất của gầu được thực hiện nhờ xy lanh gầu Gầu thường được lắp thêm các răng để làm việc ở nền đất cứng
Máy làm việc theo chu kỳ, một chu kỳ làm việc của máy bao gồm bốn giai đoạn sau: Xúc và tích đất vào gầu → Quay gầu đến nơi đổ đất → Đổ đất → Quay gầu không tải trở lại vị trí đào để bắt đầu chu kỳ tiếp
Các thông số kỹ thuật của máy xúc đào Komatsu PC200-6
3.2.1 Các thông số kỹ thuật
Tên thông số Giá trị Đơn vị
Trọng lượng toàn bộ 19100 kg
Chiều sâu đào lớn nhất 6620 mm
Chiều sâu đào tường đứng lớn nhất 5980 mm
Bán kính lớn nhất tại vị trí mặt bằng đất 9700 mm
Chiều cao đào lớn nhất 9305 mm
Chiều cao đổ chất tải lớn nhất 6475 mm
Lực đào lớn nhất 125 (12800) kN(kg)
Thấp: 3.0 Trung bình: 4.1 Cao: 5.5 km/h
Khả năng leo dốc 35 độ( o ) Áp lực trên mặt đất 44.1 (0.45) kPa
3.2.2 Các thông số về kích thước
Tên thông số Giá trị Đơn vị
Chiều dài toàn bộ của máy 9425 mm
Chiều cao máy (khi chuyển động) 2970 mm
Chiều cao đến đỉnh cabin 2905 mm
Chiều cao từ mặt đất đến phần đối trọng 1085 mm
Khoảng sáng gầm máy 440 mm
Bán kính quay nhỏ nhất thiết bị làm việc 3630 mm Chiều cao thiết bị làm việc tại bán kính quay nhỏ nhất 7570 mm
Chiều dài bánh xích trên nền đất 3270 mm
Chiều cao cabin máy 2255 mm
Chương 3 Tổng quan về máy xúc đào Komatsu PC200-6
3.2.3 Các thông số động cơ Động cơ 4 kỳ, cylinder thẳng hàng, làm lạnh bằng nước, phun dầu trực tiếp, có turbo tăng áp
Tên thông số Giá trị Đơn vị
Số cylinder - đường kính x hành trình 6 – 102 x 120
Dung tích xy lanh 5.883 (5883) l (cc)
Công suất bánh đà 99.3/2000 kW/
Mô men cực đại 562.9/1350 Nm/
Tốc độ lớn nhất khi không tải 2200 ± 60 v/ph
Tốc độ nhỏ nhất khi không tải 1000 ± 25 v/ph
Mức tiêu hao nhiên liệu 218 g/kWh
Mô tơ khởi động 24 V, 4.5 kW
Máy phát 24 V, 35 A Ắc quy 12 V, 110 Ah×2
3.2.4 Các thông số hệ thống thuỷ lực
Tên thông số Giá trị Đơn vị
Kiểu bơm HPV95+95, thay đổi lưu lượng, bơm kép
Bơm thuỷ lực Áp suất đặt 34.8 (355) MPa(kg/cm 2 )
Kiểu van Loại 6 con trượt
Phương pháp điều khiển Thuỷ lực
Motor di chuyển HMV110-2, kiểu piston × 2 Motor thuỷ lực Motor quay toa KMF90ABE-3, kiểu piston
Loại Xy lanh thuỷ lực tác dụng kép Đường kính trong của xy lanh 120 135 115 mm Đường kính thanh đẩy piston 85 95 80 mm
Khoảng cách lớn nhất giữa hai chốt 3155 3565 2800 mm
Khoảng cách nhỏ nhất giữa hai chốt 1870 2075 1680 mm
Thùng dầu thuỷ lực Kiểu hộp
Làm lạnh dầu Làm lạnh bằng không khí
Chương 3 Tổng quan về máy xúc đào Komatsu PC200-6
Hình 3.3 Sơ đồ các thông số về khả năng làm việc máy xúc đào Komatsu PC200-6
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THỦY LỰC CỦA MÁY XÚC ĐÀO
Giới thiệu chung về hệ thống thuỷ lực trên xúc đào Komatsu PC200-6
Hệ thống thuỷ lực của máy xúc đào gồm một số chi tiết, cụm chi tiết sau: Thùng dầu, bơm thuỷ lực, cụm van điều khiển, mô tơ chuyển động, mô tơ quay toa, xy lanh thuỷ lực, hệ thống đường ống, lọc dầu, két làm mát dầu thuỷ lực và một số chi tiết phụ trợ khác
Hình 4.1 Hệ thống thuỷ lực trên máy xúc đào
Chương 4 Nghiên cứu hệ thống thủy lực của máy xúc đào Komatsu PC200-6
Khi động cơ làm việc, công suất được truyền qua bánh đà đến bơm thuỷ lực Bơm thuỷ lực làm việc, hút dầu từ thùng dầu thuỷ lực và đưa đến cụm van phân phối chính (van điều khiển) Từ ca bin người điều khiển sẽ tác động đến các cần điều khiển thiết bị công tác, quay toa, di chuyển Khi có sự tác động của người điều khiển, một dòng dầu điều khiển sẽ được mở đi đến cụm van phân phối chính Dòng dầu điều khiển này có tác dụng đóng / mở cụm van phân phối tương ứng cho thiết bị công tác, quay toa, di chuyển Dầu từ đường dầu chính đi đến cơ cấu công tác, mô tơ quay toa, mô tơ di chuyển tuỳ theo sự điều khiển của người điều khiển Đường dầu trước khi về thùng chứa được làm mát ở két làm mát, và được lọc bẩn ở lọc dầu thuỷ lực Áp lực của hệ thống thuỷ lực được giới hạn bởi van an toàn thường được lắp ở cụm van phân phối chính Khi áp lực của hệ thống đạt đến giới hạn của van thì van sẽ mở ra và cho dầu chảy về thùng.
Các thành phần chính trong hệ thống thủy lực trên máy xúc đào Komatsu PC200-6
Bơm chính là loại bơm piston - rô to đồng trục dạng kép, để tăng công suất của bơm Loại bơm này có hai block xy lanh (rô to), đặt đối xứng và quay cùng chiều
Hình 4.2 Bơm thuỷ lực HPV95 trên máy xúc đào Komatsu PC200-6 [1] a Cổng xả dầu; b Cổng áp suất đầu vào; c Cổng ra bơm trước; d Cổng ra bơm sau; e Cổng hút
Hình 4.3 Cấu tạo bơm thuỷ lực HPV95 trên máy xúc đào Komatsu PC200-6 [1]
1 Trục bơm trước; 2 Bệ đỡ; 3 Vỏ bơm trước; 4 Đĩa cam lắc; 5 Đế piston
6 Piston ; 7 Block xylanh; 8 Van đĩa phân phối; 9 Mặt bích nối bơm trước và bơm sau; 10 Trục bơm sau; 11 Vỏ bơm sau; 12 Piston trợ động
Bơm chính dùng để cung cấp dầu cao áp cho bộ phận công tác và qua van giảm áp cung cấp dầu điều khiển cho bộ phận điều khiển
Hình 4.4 Nguyên lý hoạt động bơm piston ứng với góc nghiêng α [1]
Block xylanh (7) được nối với trục (1) Trục dẫn (1) được dẫn động từ động cơ Khi trục (1) quay block xylanh (7) và piston (6) cũng quay theo Đế piston (5) quay theo và trượt trên mặt A của đĩa cam lắc (4) Các piston chuyển động tịnh tiến qua lại trong khối xy lanh thực hiện quá trình hút và đẩy chất lỏng (dầu thuỷ lực) Hành trình hút tương ứng với quá trình hành trình piston tăng dần (thể tích buồng làm việc tăng dần) và ngược lại với quá trình đẩy
Chương 4 Nghiên cứu hệ thống thủy lực của máy xúc đào Komatsu PC200-6
Lưu lượng và áp suất của bơm phụ thuộc vào góc nghiêng α của đĩa cam lắc
(4) Góc nghiêng càng lớn thì lưu lượng của bơm càng lớn Khi α = 0 thì không có dầu ra khỏi bơm, tức lưu lượng của bơm bằng không
Hình 4.5 Nguyên lý hoạt động bơm piston ứng với góc nghiêng α=0 [1] Khi góc nghiêng α của đĩa cam lắc (4) thay đổi thì lưu lượng ra của bơm cũng thay đổi theo Góc nghiêng của đĩa cam lắc thay đổi bởi piston trợ động (12) Khi piston trợ động (12) chuyển động thẳng qua lại theo lệnh điều khiển từ van PC và van
LS, làm cho cần (13) cũng di chuyển theo, cần (13) tác động lên đĩa cam lắc (4) làm đĩa cam lắc (4) chuyển động theo trên mặt trụ của bệ đỡ (2), làm cho góc nghiêng α thay đổi Do đó, lưu lượng ra của bơm cũng thay đổi theo
Hình 4.7 Cấu tạo van LS [1] a Cổng PLS; b Cổng PA; c Cổng PLP; d Cổng PPL; e Cổng Pa; f Cổng Psig; g Cổng PA; 1 Nắp chụp; 2 Bulong hãm; 3 Bạc lót; 4 Lò xo; 5 Đế lò xo; 6 Con trượt; 7 Piston; 8 Bạc lót
Van LS có chức năng phát hiện (cảm nhận) tải trọng và điều khiển lưu lượng của bơm chính
Van này điều khiển lưu lượng của bơm chính (Q) dựa trên sự chênh lệch áp suất
PLS (PP - PLS) Trong đó, PP là áp suất ở cửa ra của bơm chính còn PLS là áp suất ở cửa ra của van điều khiển Mối quan hệ giữa lưu lượng Q và sự khác biệt áp suất
PLS (PP - PLS) thay đổi như thể hiện trong sơ đồ bên dưới theo LS chọn dòng isig của van LS-EPC Khi isig thay đổi giữa 0 và 1A, áp lực của lò xo cũng thay đổi theo và lưu lượng của bơm thay đổi theo tỉ lệ giữa 0,64 - 2,1 MPa (6,5 - 21,5 kg/cm 2 )
Chương 4 Nghiên cứu hệ thống thủy lực của máy xúc đào Komatsu PC200-6
4.2.2.3 Nguyên lý hoạt động van LS
Khi van điều khiển ở vị trí trung gian:
Hình 4.8 Hoạt động của van LS khi van điều khiển ở vị trí trung gian [1]
- Van LS là một van có ba đường điều khiển, với áp suất PLS từ cổng vào của van điều khiển được đem tới buồng B và áp suất PP của bơm chính được đem tới cổng
H của bạc lót (8) Độ lớn của áp suất PLS với lực lò xo (4) và áp suất PP của bơm chính quyết định vị trí của con trượt (6) Tuy nhiên, giá trị áp suất Psig của van LS- EPC đi vào cổng G của van LS cũng quyết định vị trí con trượt (6)
- Trước khi động cơ khởi động, piston trợ động (11) bị đẩy sang phải Khi động cơ khởi động và cần điều khiển ở vị trí trung gian, giá trị áp suất PLS bằng 0 MPa (nó được nối với đường dầu xả thông qua con trượt của van điều khiển) Tại thời điểm
Hoạt động theo hướng tăng lưu lượng:
Hình 4.9 Hoạt động của van LS theo hướng tăng lưu lượng [1]
- Khi sự chênh lệch áp suất (PLS) giảm (ví dụ, khi van điều khiển mở lớn và áp suất bơm PP giảm), con trượt (6) bị đẩy sang phải bởi tổng lực áp lực PLS và lực đẩy lò xo (3) Khi con trượt (6) di chuyển, cổng D và E nối thông với nhau và nối với van PC Khi điều này xảy ra, van PC được nối với cửa xả nên mạch D-K trở thành trở thành mạch xả với áp suất PT Vì lý do này, áp suất tại cuối phần đường kính lớn của piston trợ động (11) trở thành áp suất xả PT và áp suất PP của bơm đi vào cổng (J) phần cuối đường kính nhỏ, nên đẩy piston trợ động (11) sang phải Vì vậy, đĩa cam lắc chuyển động sang phải làm cho lưu lượng của bơm đạt giá trị lớn hơn
- Nếu áp suất ở cổng ra Psig của van LS-EPC đi vào cổng G, áp suất này tạo ra một lực đẩy van piston (7) chuyển động sang trái Nếu piston (7) chuyển động sang trái, nó sẽ tác động làm cho áp lực đặt của lò xo yếu đi và sự khác biệt giữa áp suất PLS và PP thay đổi, khi đó cổng D và E của con trượt (6) được nối với nhau
Chương 4 Nghiên cứu hệ thống thủy lực của máy xúc đào Komatsu PC200-6
Hoạt động theo hướng giảm lưu lượng:
Hình 4.10 Hoạt động của van LS theo hướng giảm lưu lượng [1]
- Khi sự chênh lệch áp suất (PLS) tăng ( ví dụ, khi van điều khiển mở nhỏ và áp suất bơm chính tăng), áp suất bơm chính PP đẩy con trượt (6) sang trái Khi con trượt (6) di chuyển, áp suất bơm PP đi từ cổng C sang D, từ cổng K nó đi vào phần cuối đường kính lớn của piston trợ động (11) Áp suất bơm PP cũng đi vào từ cổng J đến phần cuối đường kính nhỏ của piston trợ động (11), làm piston trợ động (11) bị đẩy sang trái Kết quả, đĩa cam lắc di chuyển về hướng tạo ra góc nghiêng nhỏ nhất, lưu lượng của bơm nhỏ dần
- Nếu áp suất Psig đi vào cổng G, nó tác động làm cho áp lực đặt của lò xo (4) trở nên yếu hơn
Khi piston trợ động ở vị trí cân bằng:
Hình 4.11 Hoạt động của van LS khi piston trợ động ở vị trí cân bằng [1]
- Gọi: A1 - là diện tích phần cuối đường kính lớn của piston trợ động (11) A0 - là diện tích phần cuối đường kính nhỏ của piston trợ động (11) Pen - là áp suất dầu ở phần cuối đường kính lớn piston trợ động
- Nếu áp suất ra của bơm chính PP của van LS cân bằng với tổng hợp của lực lò xo (4) và áp suất PLS, và A0 x PP = A1 x Pen thì piston trợ động sẽ dừng lại ở vị trí này và đĩa cam lắc sẽ được giữ ở vị trí trung gian
- Tại thời điểm này, mối quang hệ A0:A1 = 3:5, nên mối quang hệ giữa hai áp suất PP : Pen = 5:3
Các mạch thủy lực trên máy xúc đào Komatsu PC200-6
4.3.1 Mạch thủy lực tổng thể
- Cặp bơm chính là loại bơm pit tông thay đổi lưu lượng được gắn đồng trục và được dẫn động bởi động cơ Cặp bơm chính hoạt động sẽ hút dầu thủy lực qua bộ lọc hút và bơm tới cụm van điều khiển (CONTROL VALVE), một phần dầu áp lực đi qua van tự giảm áp (SELF PRESSURE REDUCING VALVE) để cung cấp áp suất điều khiển đến van điện từ (SOLENOID VALVE) và van PPC
- Khi chưa có tín hiệu điều khiển (cần điều khiển chưa tác động), các con trượt của van điều khiển đều ở vị trí trung gian và không cho các dòng dầu cao áp đi tới các cơ cấu chấp hành Dòng cao áp sẽ qua các van không tải đến bộ làm mát dầu (OIL COOLER) và bộ lọc về (RETURN FILTER) đi về thùng dầu (TANK)
- Khi có tín hiệu điều khiển (cần điều khiển bị tác động lệch ra khỏi vị trí trung gian), vị trí các con trượt của van điều khiển thay đổi, làm thông các dòng dầu cao áp đi tới các cơ cấu chấp hành, van không tải đóng lại và các cơ cấu hoạt động theo tín hiệu điều khiển của người vận hành
- Khi máy bị quá tải, áp suất dầu trong mạch thủy lực tăng đến giá trị cài đặt của van an toàn chính của máy (MAIN RELIEF VALVE), van an toàn bị tác động và mở mạch thông về thùng làm giảm áp suất cao trong mạch thủy lực
Chương 4 Nghiên cứu hệ thống thủy lực của máy xúc đào Komatsu PC200-6
M in M a x M in HYDR AUL IC P UM P HP V 9 5 -9 5 M E R GE /DI VI DE R VAL VE
S E R VI C E 2 S E R VI C E 1 R IGHT T R AVE L B OOM S W ING L E F T T R AVE L AR M
AC T IV E M ODE 2 - S T E P R E L IE F JUNC T ION VAL VE T R AVE L L O/ HI S W ING B R AKE VE
(AR M I N) P 3 ( R IGHT T R AVE L R E VE R S E ) P 4 ( R IGHT T R AVE L F OR W AR D) P 9 ( L E F T T R AVE L R E VE R S E )
S E R VI C E 3 UNL OAD VAL VE
M AI N R E L IE F VAL VE T ANK
B OOM HOL DI NG VAL VE R IGHT T R AVE L M OT OR AR M C YL INDE R AR M H OL DI NG VAL V E S W ING M OT OR ( L E F T S W ING)
S E L F P R E S S UR E R E DUC ING VAL VE P R
R IGHT P P C VAL VE R IGHT T R AVE L
(R IGHT S W ING) (B UC KE T C UR L ) (B OOM L O W E R )
(T R AVE L S IG NAL ) P 1 0 ( L E F T T R AVE L F OR W AR D)
S OL E NOI D VAL VE Hình 4.55 Sơ đồ mạch thủy lực tổng thể
4.3.2 Mạch thủy lực di chuyển
P10 (LEFT TRAVEL FORWARD) P3 (RIGHT TRAVEL REVERSE) P4 (RIGHT TRAVEL FORWARD) P9 (LEFT TRAVEL REVERSE)
Hình 4.56 Sơ đồ mạch thủy lực di chuyển Nguyên lý hoạt động:
- Khi gạt cần điều khiển van PPC di chuyển, dòng dầu điều khiển từ bơm đi vào van điều khiển làm vị trí con trượt van điều khiển di chuyển thay đổi ra khỏi vị trí trung gian, van không tải bị đóng lại Dầu áp suất cao từ bơm thông với cổng vào của motor di chuyển (TRAVEL MOTOR) tác động lên con trượt của van đối trọng
Chương 4 Nghiên cứu hệ thống thủy lực của máy xúc đào Komatsu PC200-6
(COUNTER BALANCE VALVE) mở mạch đến phanh hãm làm phanh được nhả ra và motor chuyển động, sự di chuyển bắt đầu
- Khi đó, nếu van điện từ di chuyển nhanh chậm (TRAVEL LO/HI) được kích hoạt, dòng dầu điều khiển từ bơm chính tác động lên đĩa nghiêng (CAM PLATE) làm đĩa nghiêng di chuyển đến vị trí góc nghiêng nhỏ nhất, công suất động cơ trở nên tối thiểu, hệ thống được xác lập ở chế độ di chuyển tốc độ cao
- Khi cần điều khiển van PPC di chuyển trả lại vị trí trung gian, dòng dầu điều khiển đến van điều khiển bị ngắt làm con trượt của van điều khiển di chuyển trở lại vị trí trung gian Do đó, dòng dầu áp suất cao từ bơm đến motor di chuyển bị đóng lại, motor dừng chuyển động và con trượt van đối trọng trở về vị trí ban đầu làm mạch đến phanh hãm bị ngắt, sự phanh được thiết lập
4.3.3 Mạch thuỷ lực quay toa
P7 (RIGHT SWING) P5 (BOOM RAISE) P6 (BOOM LOWER) P8 (LEFT SWING)
B gian, van không tải bị đóng lại Dầu áp suất cao từ bơm thông với cổng vào của motor quay toa (SWING MOTOR)
- Nếu van điện từ của hệ thống phanh (SWING BRAKE) được kích hoạt, phanh nhả ra, motor quay toa bắt đầu chuyển động
- Khi cần điều khiển van PPC quay toa trở về vị trí trung gian, dòng dầu điều khiển đến van điều khiển quay toa bị ngắt làm con trượt của van điều khiển quay toa trở lại vị trí trung gian Do đó dòng dầu áp suất cao từ bơm đến motor quay toa bị đóng lại, motor dừng chuyển động Van chống quay ngược (REVERSE PREVENTION VALVE) có tác dụng dừng motor một cách chính xác, khi ta dừng quay nó không bị quay ngược và quay quá đà
4.3.4 Mạch thủy lực điều khiển các xy lanh thủy lực
LS-EPC VALVE LS VALVE
Hình 4.58 Sơ đồ mạch thủy lực điều khiển các xy lanh thủy lực
Chương 4 Nghiên cứu hệ thống thủy lực của máy xúc đào Komatsu PC200-6
- Mạch điều khiển xy lanh cần (BOOM):
+ Khi muốn nâng cần người điều khiển tác động vào cần điều khiển theo hướng nâng cần Lúc này dầu có áp lực từ bơm qua van tự giảm áp đến van điều khiển làm thay đổi vi trí con trượt của của van điều khiển cần.Van không tải bị đóng lại Điều này làm thông đường dầu từ bơm đến xy lanh cần làm cần được nâng lên Lúc này van điều khiển chính cũng mở phía còn lại để cho dầu hồi thùng
+ Khi hạ cần người điều khiển tác động vào cần điều khiển theo hướng ngược lai Nhưng đường đầu ra ở phía dưới cuối xy lanh cần phải chảy qua van giữ cần (BOOM HOLDING VALVE) trước khi chảy về thùng để không cho cần tự hạ xuống
+ Tùy thuộc vào sự tác động vào cần điều khiển của người điều khiển mà quá trình nâng hạ cần nhanh hay chậm
- Mạch điều khiển xy lanh tay cần (ARM) và gầu (BUCKET): Tương tự như mạch điều khiển xy lanh cần Nhưng trong mạch điều khiển xy lanh tay cần thì van giữ tay (ARM HOLDING VALVE) cần được gắn vào phía trên cuối xy lanh và nó có tác dụng khi co tay cần Còn mạch điều khiển xy lanh gầu thì không có van giữ gầu.
GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ PHẦN MỀM AUTOMATION STUDIO 5.0
5.1 Tổng quan về Automation Studio
Automation Studio là một phần mềm công cụ để thiết kế, tính toán và mô phỏng trực quan quá trình động học của từng phần tử trong hệ thống thuỷ lực, điện, khí nén, vi điều khiển, PLC, hay kết hợp Nó được tạo ra dành cho lĩnh vực Tự động hóa trong Công nghiệp, đặc biệt dùng để thiết kế và kiểm tra các điều kiện cần thiết Ở trong môi trường của Automation Studio thì tất cả các công cụ thiết kế đều rất khả thi Bản thân chương trình bao gồm 3 phần hỗ trợ chính, đó là:
- Bộ soạn thảo biểu đồ (Diagram Editor): Cung cấp cho bạn cách tạo, mô phỏng biểu đồ và làm báo cáo
- Tham khảo đề tài (Project Explorer): được giải quyết việc quản lý file và phân loại tất cả các tài liệu được liên kết với đề tài mô phỏng
- Thư viện tìm kiếm (Library Explorer): cung cấp những thư viện dạng ký hiệu cần thiết cho việc tạo biểu đồ để làm nên một đề tài.
Sơ lược các thao tác với Automation Studio 5.0
Bắt đầu làm việc với Automation Studio 5.0 (A.S 5.0):
- Để bắt đầu làm việc với A.S 5.0 ta nhấp đúp chuột vào biểu tượng của A.S 5.0 trên desktop hoặc chọn Menu Start/Programs/Automation Studio 5.0
- Khi đó, cửa sổ chính của A.S 5.0 sẽ mở ra như hình dưới đây: