kiểm nghiệm bộ truyền động thuỷ lực gsr-305,7 apeew trên đầu máy d11h

Việc sử dụng bộ truyền động thủy lực trên đầu máy D11H có ý nghĩa quan trọng trong quá trình biến đổi mômen quay từ trục động cơ thông qua trục cac đăng, hộp giảm tốc đến trục dẫn động b

LỜI NÓI ĐẦU Nền công nghiệp trên thế giới hiện nay đã và đang phát triển mạnhmẽ,

trong khi đó, nước ta mới chỉ ở trong giai đoạn công nghiệp hoá, hiện đại hoá Để tồn tại và kịp theo sự phát triển của thế giới, chúng ta cần phải đổi mới và tận dụng tất cả những gì hiện có Giao thông nói chung và ngành đường sắt nói riêng cũng là một trong những ngành nằm trong mục tiêu này, nhằm đáp ứng nhu cầu vận chuyển hàng hoá cũng như là phương tiện đi lại của con người

Trong điều kiện nền kinh tế nước ta hiện nay còn nhiều khó khăn, việc cải tiến tận dụng, phục hồi đầu máy D11H đưa vào sử dụng là tương đối hợp lý Vì vậy được sự đồng ý của các thầy cô trong ngành động lực, tôi được phép nhận đề tài tôt nghiệp ‘’Kiểm nghiệm bộ truyền động thuỷ lực GSR-30/5,7 APEEW trên đầu máy D11H”.Trong quá trình thực hiện đề tài này tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của cô giáo hướng dẫn Phạm Thị Kim Loan, cùng các thầy cô trong bộ môn Động Lực cũng như toàn thể cán bộ phòng kỹ thuật Xí Nghiệp Đầu Máy Đà Nẵng

Dù sao đi nữa , đồ án cũng không tránh được những thiếu sót, những ý kiến bổ khuyết của Quý thầy cô là cần thiết, có ý nghĩa quan trọng nhằm bổ sung vào những kiến thức còn hạn hẹp của mình

Tôi xin chân thành cảm ơn cô giáo hướng dẫn Phạm Thị Kim Loan, các thầy cô giáo bộ môn Động lực, cùng các cán bộ kỹ thuật Xí Nghiệp Đầu Máy Đà Nẵng đã giúp đỡ tôi hoàn thành đồ án này

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2003 Sinh viên thực hiện

Nguyễn Tấn Hoà

1 MỤC ĐÍCH - Ý NGHĨA ĐỀ TÀI

Mục đích đề tài là khảo sát bộ truyền động thủy lực GSR-30/5,7 APEEW trên đầu máy D11H và tính toán kiểm nghiệm sự làm việc của bộ truyền động thủy lực Đây là bộ truyền được lắp trên đầu máy xe lửa D11H được sản xuất từ Rumani

Việc sử dụng bộ truyền động thủy lực trên đầu máy D11H có ý nghĩa quan trọng trong quá trình biến đổi mômen quay từ trục động cơ thông qua trục cac đăng, hộp giảm tốc đến trục dẫn động bánh xe đầu máy Đồng thời bộ truyền động thủy lực còn có thể đảo chiều để đầu máy tiến hay lùi một cách dễ dàng Do đầu máy làm việc với công suất và momen quay rất lớn để kéo các toa tàu nên không thể dùng hộp số bình thường như ở ôtô máy kéo được vì như thế sẽ gây chấn động lớn do truyền mômen lớn đột ngột làm gãy răng, gãy trục cac đăng, vở hộp giảm tốc Do đó chỉ có phương án dùng bộ truyền thủy lực mới có thể tạo ra sự làm việc êm dịu, nâng cao hiệu quả kinh tế cho bộ truyền

Trong quá trình làm việc động cơ luôn cung cấp cho bộ truyền động thủy lực một công suất và số vòng quay gần như cố định, bộ truyền động thủy lực GSR-30/5,7 APEEW với ba biến tốc thủy lực thay phiên nhau làm việc và tự động chuyển đổi cấp tốc độ sẽ tạo điều kiện tốt nhất khi đầu máy hoạt động

Trong khuôn khổ một đề tài tốt nghiệp em tiến hành các công việc sau:

-Nghiên cứu kết cấu, nguyên lý làm việc của bộ truyền động thủy lực

-Khảo sát kết cấu và nguyên lý là việc của hộp giảm tốc

-Xây dựng đường đặc tính ngoài của bộ truyền động thuỷ lực

-Xây dựng đường đặt tính kéo và đường đặt tính cản của đoàn tàu

-Kiểm nghiệm sự làm việc của bộ truyền động thuỷ lực đầu máy D11H khi số vòng quay của dộng cơ tăng lên

-Tính bền trục

2 GIỚI THIỆU BỘ TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC GSR APEEW ĐƯỢC LẮP TRÊN ĐẦU MÁY D11H

30/5,7-2.1 SƠ LƯỢC VỀ ĐẦU MÁY D11H :

Ta có sơ đồ tổng thể của hệ thống truyền động từ động cơ đến bánh xe như sau:

Hình 2.1 Sơ đồ tổng thể hệ thống truyền động từ động cơ đến bánh xe

Trong đó:

1- động cơ; 2- bánh xe; 3- hộp giảm tốc 1A-250; 4- trục các đăng; 5- hộp giảm tốc 2A-250; 6- trục các đăng; 7- bộ truyền động thuỷ lực GSR 30/5,7-APEEW; 8- khớp nối

Giải thích ký hiệu D11H như sau:

D- Động cơ diezel 4 kỳ, có tăng áp

11-Công suất của đầu máy là 1100 (mã lực)

H-Truyền động đầu máy bằng phương pháp thuỷ lực

- Loại động cơ lắp trên đầu máy D11H là động cơ MTU, động cơ ssản xuất ngày 22/11/1994 tại nước Đức.Xí nghiệp đầu máy Đà nẵng nhập về năm 1996 và lắp đặt trên đầu máy của RUMANI

Ký hiệu của động cơ12 V 396 TC14:

4

8

V-Động cơ hình chữ V.

396- Số sê ri đông cơ

T-Tăng áp khí nạp bằng tua bin khí xả

C- Bộ làm mát khí nạp bên trong bằng nước làm mát đông cơ

1-Động cơ dùng cho đường sắt

4-Số ký hiệu thiết kế

Công suất lâu dài của đông cơ:1180kw khi vòng quay là 1500 vòng/phút,ở điều kiện:Nhiệt độ khí nạp là 25°C

Nguyên lý làm việc: 4 kỳ

Nguyên lý cháy: phun trực tiếp

Khí nạp : tăng áp

Đường kính kilanh: 165mm

Hành trình piston: 185mm

Thể tích buồng cháy một xilanh: 3,96 lít

Tỷ số nén: 13,5

2.2 PHÂN LOẠI TRUYỀN ĐỘNG Ở ĐẦU MÁY DIESEL :

Theo quá trình phát triển nguồn động lực trên đường sắt (từ sức kéo hơi nước, diesel và điện), truyền động thuỷ lực được sử dụng và tiếp tục phát triển theo xu hướng hoàn thiện về kết cấu và tính năng kỹ thuật, thực hiện tự động hoá trong quá trình điều chỉnh và điều khiển các thông số làm việc của động cơ diesel, đảm bảo chế độ làm việc kinh tế của nó để kéo đoàn tàu trên tuyến đường sắt và thực hiện nhiệm vụ vận tải Ta có thể tổng hợp loại truyền động như sau:

Hình 2.2 Sơ đồ phân loại kiểu truyền động ở đầu máy diesel

Truyền động ở đầu máy

Diesel

Truyền động

cơ khí

Truyền động Thuỷ lực

Truyền động điện

Truyền động khí nén

Thuỷ tĩnh

Thuỷ động Một chiều

Xoay chiều

Các bộ phận truyền động được sử dụng phổ biến nhất hiện nay thường kết hợp :-Thuỷ lực - cơ khí.

- Điện - cơ khí

- Điện - thuỷ lực

Ở bộ truyền động cơ khí, năng lượng tồn tại dưới dạng cơ học, tức là công cơ học trên trục động cơ diesel được truyền đến nhóm bánh xe dẫn động của đầu máy bằng con đường cơ học nhờ trục dẫn động liên kết với các cặp bánh răng ăn khớp với ly hợp, thực hiện việc thay đổi tỷ số truyền động nhờ các cặp bánh răng có các số răng khác nhau, ăn khớp theo từng cặp tương ứng, quyết định vận tốc của đầu máy

Ở bộ truyền động thuỷ lực cơ khí ngoài các trục và cặp bánh răng ăn khớp còn bố trí các biến tốc thuỷ lực thực hiện chức năng biến đổi năng lượng và chuyển đổi các tỷ số truyền , tức là thực hiện chức năng chuyển đổi sức kéo và tốc độ cho phù hợp với chế độ làm việc của đầu máy

Ở bộ truyền thuỷ lực-cơ khí : Nguyên lý làm việc có thể tóm tắt như sau

- Phần công suất dành cho mục đích kéo nhận được từ động cơ diezel truyền đến nhóm bánh xe dẫn động nhờ hệ thống thuỷ lực (biến tốc thuỷ lực hoặc côn thuỷ lực) Còn việc thay đổi tốc độ chạy của đầu máy được thực hiện bằng cách phối hợp làm việc giữa hệ thống thuỷ lực và bộ truyền động cơ khí

Ở bộ truyền động điện, năng lượng cơ của động cơ diezel biến thành năng lượng điện ở máy chính cấp cho các động cơ điện kéo và thông qua hộp giảm tốc, trục làm quay các bánh xe dẫn động Việc thay đổi mômen quay và tốc độ chạy của đầu máy được thực hiện nhờ bộ điều chỉnh đa chế độ phối hợp giữa điều chỉnh lượng cấp nhiên liệu cho động cơ diesel và thay đổi dòng điện cấp cho động cơ điện kéo

Ở bộ truyền động khí nén, trong thực tế hầu như không sử dụng song nguyên lý làm việc như sau: Động cơ diezel dẫn động máy nén khí,tạo ra khí nén có áp suất rất cao cấp cho các động cơ chấp hành,thực hiện chuyển động quay ở các bánh xe dẫn động Việc thay đổi mômen quay và thay đổi tốc độ chạy của đầu máy được thực hiện trực tiếp từ máy nén khí

2.3 YÊU CẦU CHO BỘ TRUYỀN ĐỘNG TRÊN ĐẦU MÁY :

Có khả năng ngắt khỏi sự liên kết của động cơ diesel với nhóm bánh xe dẫn động khi khởi động động cơ diesel, khi chạy đà, trước khi dừng tàu và khi xuống dốc

Có khả năng đóng khớp truyền lực êm dịu khi khởi động đầu máy,khi thay đổi các thông số chuyển động hoặc gia tốc khi lấy đà vượt dốc

Có khả năng thay đổi hướng chạy (thay đổi chiều quay của bánh xe chủ động mà không cần thay đổi chiều quay của trục động cơ diesel).

Đảm bảo nhận được sức kéo trong giới hạn từ giá trị nhỏ nhất đến giá trị lớn nhất đồng thời trong phạm vi từ tốc độ nhỏ nhất Vmin đến giá trị lớn nhất Vmax thì đường đặc tính công suất của đầu máy gần với đường đặc tính lý tưởng

Có khả năng lợi dụng hoàn toàn công suất của đông cơ diesel ở các chế độ làm việc của đầu máy, đặc biệt là trên các đoạn đường dốc phải chạy với tốc độ thấp.Đảm bảo khả năng làm việc của động cơ diesel ở các chế độ phụ tải phù hợp với đặc tính chi phí nhiên liệu là nhỏ nhất

Ngoài ra xuất phát từ tính tất yếu phải tự động hoá điều khiển đoàn tàu phối hợp với khả năng tiết kiệm năng lượng của đầu máy, có các yêu cầu sau:

- Phải thay đổi tự động sức kéo khi sức cản chuyển động của đoàn tàu thay đổi, chẳng hạn phải gia tăng sức kéo khi đoàn tàu chuyển sang đoạn đường lên dốc

- Thay đổi đều đặn sức kéo khi thay đổi tốc độ chạy ứng với công suất xác định của động cơ diesel

- Duy trì một cách tự động công suất, phụ tải của động cơ diesel, không phụ thuộc vào các điều kiện môi trường và sự lựa chọn công suất từ các thiết bị phụ

- Duy trì một cách tự động giá trị sức kéo ổn định khi khởi động đầu máy và trong thời gian lấy đà của đoàn tàu

- Điều khiển tự động và điều chỉnh chế độ làm việc tối ưu của bộ truyền động

Bảo vệ bộ truyền động khi làm việc quá tải ngoài ra còn phải có:

-Độ bền và độ tin cậy làm việc cao

-Kích thước gọn, khối lượng nhỏ, giá thành thấp

-Hiệu suất cao ở mọi chế độ tải

-Sử dụng đơn giản thuận tiện

2.4.BỘ TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC GSR-30/5,7 APEEW:

2.4.1 Các thông số kỹ thuật:

- Loại truyền động: Truyền động thuỷ lực với sự tuần hoàn tự cấp và xả dầu máy biến tốc thuỷ lực:

- Loại máy biến tốc thuỷ lực:

Máy biến tốc khởi động: Da =570 mm

Máy biến tốc thuỷ lực vận hành I: Da =480 mm

Máy biến tốc thuỷ lực vận hành I: Da =480 mm

- Chuyển đổi cấp tốc độ: Tự động

- Hệ thống chuyển đổi cấp tốc độ: Hệ thống điện- thuỷ lực

- Tỷ lệ giảm mômen trên trục ra sau khi chuyển đổi thuận và nghịch so với trị số tính toán không quá 30%

- Thời gian ổn định mômen quay trên trục ra khi chuyể đổi thuận và nghịch không quá 5 giây

- Chênh lệch điểm chuyển đổi cấp tốc độ khi động cơ làm việc ở chế độ toàn tải và từng phần tải

- Hệ thống đảo chiều: Điện -khí nén

- Cơ cấu bảo vệ hệ thống điều khiển tự động bộ truyền động thuỷ lực: Định vị khớp đảo chiều, loại trừ khả năng tự đảo chiều khi đầu máy đang chạy, bảo vệ chống vượt tốc đầu máy

- Thời gian chuyển khớp đảo chiều từ lúc ấn nút nâng chốt định vị trên bàn điều khiển đến khi đảo chiều hoàn thành, khi đã hãm đầu máy và tắt máy biến tốc, không vượt quá 3 giây

- Chiều quay trục vào: Theo chiều kim đông hồ

- Số vòng quay định mức ở trục vào: nv =1500 v/ph

- Công suất tối đa cho các nhu cầu phụ

Dẫn động máy nén khí: 6.5 KW/1máy

Dẫn động máy phát điện: 10 KW

- Hệ thống cấp dầu máy biến tốc và làm mát dầu: cấp dầu tuần tự và bố trí két làm mát sau máy biến tốc

- Nhiệt độ dầu khi ra khỏi máy biến tốc thuỷ lực không vượt quá 1150C mà nên đạt

900C

- Nhiệt độ dầu cho phép khi khởi động máy biến tốc thuỷ lực, không dưới 150C

- Aïp suất khí nén điều khiển đảo chiều: 3,5-8 KG/cm2

- Khối lượng bộ truyền động thuỷ lực: 4160 Kg

- Chiều dài bộ truyền động thuỷ lực: 1934 mm

- Chiều cao bộ truyền động thuỷ lực: 1500 mm

- Chiều rộng bộ truyền động thuỷ lực: 1734mm

-Khối lượng dầu công tác 250 Kg

- Thời gian hoạt động đến kỳ đại tu : 36000 giờ

2.4.2 Công dụng, đặc điểm của bộ truyền động thuỷ lực:

Bộ truyền động thuỷ lực GSR-30/5,7 APEEW được lắp trên đầu máy D11H, làm nhiệm vụ dùng để truyền mômen xoắn từ động cơ diesel, thông qua trục các đăng, hộp giảm tốc để truyền và phân phối mômen đến bánh xe đầu máy

Bộ truyền động thuỷ lực có ưu điểm hơn so với các loại truyền động khác

Với truyền động cơ khí thì tỷ số truyền là có hạn, chưa đáp ứng được đầy đủ các yêu cầu cải thiện đường đặc tính kéo của động cơ Với bộ truyền động thuỷ lực sẽ khắc phục những nhược điểm đó Truyền động thuỷ lực cho phép thay đổi liên tục giá trị của mômen và tốc độ góc của bánh xe chủ động trong một giá trị nào đó cho phù hợp với đường đặc tính kéo, nếu người lái giữ nguyên vị trí tay ga, công suất động

cơ được cố định tại một giá trị, khi đó đặc tính kéo của đầu máy biến thiên gần đúng đường hypebol Điều kiện chuyển động đều phải hợp với sự biến thiên của mômen và tốc độ góc của bánh xe chủ động.Bên cạnh ưu điểm nổi bật này,bộü truyền động thuỷ lực có các ưu điểm khác

- Điều khiển nhẹ nhàng:

- Có thể tăng tốc đầu máy nhanh chóng và êm dịu

- Nâng cao được tính năng cơ động của đầu máy

-Giảm được tải trọng động và va đập tác dụng lên hệ thống truyền lực

- Dễ dàng tự động hoá

- Quá trình chuyển đổi tốc độgần như tức thời

Bên cạnh các ưu điểm,bộ truyền động thuỷ lực cũng có những nhược điểm sau: + Chế tạo phức tạp, đòi hỏi có tính công nghệ cao, do đó giá thành cao

+ Yêu cầu chất lỏng làm việc phức tạp, độ nhớt phải thích hợp, ít thay đổi khi thay đổi nhiệt độ và áp suất

+ Đòi hỏi người vận hành, sửa chữa phải có tay nghề nhất định

3.KẾT CẤU -NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA BỘ TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC GSR-30/5.7-APEEW

Bộ truyền động thuỷ lực GSR-30/5.7 APEEW do Cộng Hoà Dân Chủ Đức sản xuất được lắp đặc trên đầu máy Rumani D11H.Bộ truyền động thuỷ lực có nhiệm vụ biến đổi mô men của động cơ Diesel và truyền mo men đó đến bánh xe của đầu máy qua hệ thống các đăng và hộp giảm tốc

3.1 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA BỘ TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC 30/5.7-APEEW

GSR Công suất đầu vào: P0 =900KW

-Công suất định mức: Pđm=625KW

-Vận tốc trục vào: n1=1500KW

-Công suất định mức của bộ truyền: Ptl=625KW

-Vận tốc lớn nhất ở trục ra của Bộ truyền: n2=2200 v/ph

-Vận tốc liên tục nhỏ ở trục ra của Bộ truyền n2 '=377 v/ph

-Hiệu suất của Bộ truyền:η=81.5%

-Trọng lượng dầu công tác:250Kg

-Trọng lượng hộp thuỷ lực không tính dầu:4160 Kg

-Điện áp điều khiển :U(AC)=110 Volt

-Áp suất khí nén để điều khiển: 3.5÷8 KG/cm2

-Hướng quay thuận chiều kim đồng hồ nhìn phía mặt bích bộ truyền động thuỷ lực.3.2.CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA BỘ TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC:

Trục I được lắp bánh răng 1 để truyền mo men từ động cơ Dieselqua bánh răng 2 làm cho trục bơm 2 quay do đó các bánh bơm đều quay theo

-Trục bơm II còn được lắp bánh răng 14 để ăn khớp với bánh răng15,16 kéo các thiết bị phụ Bánh răng 24 ăn khớp với bánh răng 25 để kéo bơm (103)cung cấp dầu cho hệ thống điều khiển, bánh răng 17 ăn khớp ăn khớp với bánh răng 18,19,20,21để dẫn động bơm (101) cung cấp dầu cho cơ cấu chấp hành(các bộ biến tốc thuỷ lực).

-Trục III lắp bánh răng 4 và 6 để nhận công suất từ các bánh turbine qua các bánh răng 3 và 5 đồng thời còn lắp côn đảo chiều 26 dịch chuyển trên trục để ăn khớp với bánh răng7 hoặc 9

-Trục III còn lắp bánh răng 22 ăn khớp với bánh răng để dẫn động bộ điều khiển

Bao gồm các thiết bị sau:

-Bơm cung cấp (101)

-Bộ trao đổi nhiệt(110)

-Van chuyển mạch(102)

-Van điện dầu(B1)

-Tia roa(Cơ cấu phân phối) , (111), (112)

-Bộ chuyển cấp tốc độ bao gồm:2 piston (117), (118) và bộ điều chỉnh li tâm (107).-Hệ thống tiết lưu và bộ lọc (108)

-Sơ đồ bộ truyền động thuỷ lực GSR-30/5.7-APEEW được thể hiện qua hình 3.1Trong đó

Trục III,IV :Trục trung gian (Trục truyền công suất)

Bánh răng 24, 25 :Dẫn động bơm điều khiển (103).

Bánh răng 14, 15 ,16 :Dẫn động các thiết bị phụ

Bánh răng 17 ,18, 19 ,20 ,21 :Dẫn động bơm cung cấp (101)

Bánh răng 22 ,23 : Dẫn động bộ điều khiển li tâm

Sơ đồ nguyên lý làm việc của bộ truyền động thuỷ lực GSR 30/5,7 APEEW

9 10

12

13

15 14 16

IIIa 17

3.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC 30/5.7-APEEW Ở CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC

GSR-3.3.1.bộ truyền dộng thuỷ lực làm việc ở chế độ không tải:

-Khi động cơ Diesel làm việc, trục khuỷu của động cơ truyền moment đến trục I thông qua cặp bánh răng 1, 2 làm cho trục bơm II qua, khi đó các bánh bơm của bộ truyền động thuỷ lực làm việc ở chế độ không tải , đồng thời trục II thông qua các bánh răng 17, 18, 19, 20, 21 dẫn động bơm cung cấp (101) làm việc

-Lúc này công tắc thuỷ lực chưa bậc nên van điện dầu (B1) chưa có điện Bơm dầu (101) sẽ hút dầu tư cácte đi bôi trơn các bộ phận công tác của bộ truyền động thuỷ lực, đồng thời dầu từ bơm (101) đến (105) đến bộ trao đổi nhiệt (110) Sau khi qua bộ trao đổi nhiệt , dầu theo đường ống (153) trở về tia roa (111) để xả xuống cácte.Một phần dầu từ (110) qua đường ống trung gian (152) đến van chuyển mạch (102) , đi qua bộ lọc tinh (164) rồi đến bơm điều khiển (103).Để đảm bảo áp suất dầu đúng theo quy định người ta lắp thêm van an toàn (104) và đường quá áp (186) Dầu ra khỏi bơm điều khiển theo đường ống (158) đến chờ sẵn ở van điện dầu (B1) Mặt khác dầu theo đường ống (129) đến chờ sẵn ở phần trên cùng của tia roa (111)

sơ đồ nguyên lý làm việc của bộ truyền động thuỷ lực ở chế độ không tải được mô tả trên hình 4.1 và 4.2 như sau:

3.3.2 bộ truyền động thuỷ lực làm việc ở chế độ khởi động:

Khi bật công tắc thuỷ lực, đóng điện cung cấp cho van điện dầu (B1) , van điện dầu sẽ làm piston (105) dịch chuyển xuống tận cùng để mở đường dầu từ (158) đến (159) , từ đây dầu đi theo hai nhánh :

-Một nhánh theo đường ống (160) đến phía trên của tia roa (111) (bên trái tia roa), dưới áp lực dầu , tia roa sẽ dịch chuyển đến vị trí thứ nhất

-Một nhánh từ (159) qua bộ điều tốc (107) đến (162) phía trên của tia roa ( 112) làm tia roa này dịch chuyển đến vị trí tận cùng Dầu từ bơm cung cấp qua (151) đến bộ trao đổi nhiệt (110) qua (153) đến khoang giữa của tia roa (111) Nhờ tia roa này ở

vị trí thứ 1sẽ mở đường dầu đến (114) cấp cho bộ biến tốc thuỷ lực dùng trong chế độ khởi động CD qua đường ống (154) để bộ biến tốc thuỷ lực này làm việc Lúc này đường ống nạp dầu cho bộ biến tốc thuỷ lực dùng trong chế độ vận hành I và II đều thông với bên ngoài qua tia roa (112)

sơ đồ nguyên lý làm việc của bộ truyền động thuỷ lực ở chế độ khởi động thể hiện trên hình 4.3 và 4.4 như sau:

Hình 3.4 Cụm tia roa của bộ truyền động thuỷ lực làm việc ở chế độ khởi động

3.3.3 bộ truyền động thuỷ lực làm việc ở chế độ vận hành I :

Khi vận tốc đầu máy đạt tới (39÷44) km/h ứng với tốc độ trục ra V của bộ động truyền thuỷ lực là n2= (880÷1000) v/ph (quá trình chuyển đổi sang bộ biến tốc thuỷ lực vận hành I được thực hiện một cách tự động )

Dầu từ bơm cung cấp luôn luôn qua bộ trao đổi nhiệt (110) đồng thời theo đường ống (142) ,qua hệ thống tiết lưu (108) nhằm giữ cho dầu có áp suất nhất định, sau đó dầu sẽ đến tác dụng lên hai piston (117) và (118) dịch chuyển về vị trí tận cùng Bộ điều tốc ly tâm hoạt động theo nguyên lý lực ly tâm làm các quả văng văng xa trục , tác dụng lên đĩa côn làm cho piston con trượt chuyển động , qua hệ thống đòn bâíy tấc dụng lên piston (118) Khi vận tốc đầu máy đạt đến (39÷44) km/h thì lực ly tâm truyền qua hệ thống đòn bẩy theo phương nằm ngang sẽ thắng áp lực dầu tác dụng lên cần piston (118) , lúc đó piston con trượt của bộ điều khiển

ly tâm mở đường dầu điều khiển như sau:

Dầu từ (159) đến bộ điều khiẻn li tâm, đến (161), đến phần giữa của tia roa (111) đẩy piston của tia roa dịch chuyển xuống dưới thêm một nấc, nén lò xo về phía tận cùng Đồng thời các đường dầu từ bơm cung cấp đến (101), đến (159), đến (160) và đường dầu đến (162) vẫn được giữ nguyên Như vậy dầu từ bơm cung cấp qua (101) đến (159) đến (111), (112) rồi đến (156) nạp dầu cho bộ biến tốc thuỷ lực vận hành I, nhờ đó mà bộ biến tốc thuỷ lực này làm việc

Lúc đó đường dầu xả dầu từ bộ biến tốc thuỷ lực khởi động CD xẽ theo đường dầu (155) đến tia roa (111) để xả xuống cacte (vì tia roa (111) ở vị trí tận cùng ), lúc này piston (114) trong tia roa (111) mở lỗ thông với đường ống (155) đến cacte

Sơ đồ nguyên lý làm việc của bộ truyền động thuỷ lực làm việc ở chế độ vận hành I được thể hiện trên hình 4.5 và 4.6 như sau:

Hình 3.6 Cụm tia roa của bộ truyền động thuỷ lực làm việc ở chế độ vận hành I

3.3.4 bộ truyền động thuỷ lực làm việc ở chế độ vận hành II:

Khi vận tốc đầu máy đạt tới (67÷79) (km/h) tương ứng với n2= (1500÷1800) (v/ph) sẽ có sự chuyển đổi cấp tốc độ, khi đó sự làm việc sẽ chuyển từ bộ biến tốc thuỷ lực vận hành I sang bộ biến tốc thuỷ lực vận hành II Quá trình xảy ra như sau:

Do tốc độ của trục turbine tăng làm tăng lực li tâm tác dụng lên quả văng của bộ điều khiển li tâm, khi lực li tâm đạt đến một giá trị nào đó sẽ tác động vào cả hai piston (117) và (118), piston con trượt của bộ điều khiển li tâm dịch chuyển sẽ mỡ đường dầu điều khiển đến đường ống (162), đi đến phía trên tia roa (112) thông vơi bên ngoài Do bị mất dầu, dưới tác dụng của lực hồi vị của lò xo, piston (115) sẽ dịch chuyển lên phía trên cùng Đồng thời hai đường dầu (161) và (160) tác dụng lêntia roa (111) vẫn duy trì Lúc đó dầu từ bơm cung cấp (101) sẽ đi đến (151), qua (110), (153), (111), (112) đến (157) nạp vào bộ biến tốc thuỷ lực vận hành II

Lúc này bộ biến tốc thuỷu lực vận hành II làm việc còn đường dầu nạp vào bộ biến tốc thuỷ lực vận hành I sẽ theo đường (156) qua (112) đẻ xả xuống cacte của boọ truyền động thuỷ lực

Chú ý: Khi tốc độ đầu máy giảm sẽ có sự chuyển đổi từ bộ biến tốc thuỷ lực vận hành II đến bộ biến tốc thuỷ lực vận hành I rồi về bộ biến tốc thuỷ lực khởi động Quá trình chuyển tiếp ngược so với chuyển tiếp thuận sẽ có sự sai khác ở mốc chuyển tiếp tốc độ chút ít, nhắm hạn chế sự dao động đột ngột khi đầu máy chuyển cấp tốc độ làm ảnh hưởng đến quá trình vận hành của đầu máy

Sơ đồ nguyên lý làm việc của bộ truyền động thuỷ lực làm việc ở chế độ vận hành II được thể hiện trên hình 4.7 và 4.8 như sau:

Hình 3.8 Cụm tia roa của bộ truyền động thuỷ lực làm việc ở chế đọ vận hành II

3.4 KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG CỦA BỘ TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC GSR-30/5.7-APEEW:

3.4.1 kết cấu và chức năng của bộ truyền động thuỷ lực:

Bộ truyền động thuỷ lực GSR-30/5.7-APEEW là một bộ truyền gồm bộ phận chiïnh là 3 bộ biến tốc thuỷ lực làm việc theo nguyên lý Foettinger Ngoài ra còn có hệ thống các bánh răng truyền động cơ cấu đảo chiều và hộp giảm tốc phụ

Công suất của bộ truyền được đảm bảo nhờ sự trao đổi năng lượng của dòng dầu công tác khi đi qua bánh bơm và bánh turbine của các bộ biến tốc thuỷ lực Năng lượng cơ học từ trục vào sẽ chuyển thành năng lương của dòng dầu khi dầu đi qua bánh bơm, sau đó dầu sẽ trao đổi năng lượng cho bánh turbine khi đi qua bánh turbine, năng lượng của dòng dầu sẽ chuyển thành công cơ học làm quay bánh turbine Trong quá trình làm việc một phần năng lượng sẽ bị tổn thất, biến thành nhiệt năng làm nóng bộ truyền

Khi ba bộ biến tốc thuỷ lực lần lược làm việc, tương ứng ta có các cấp tốc độ

I, II, III của bộ truyền Việc bố trí như vậy sẽ khiến các bộ biến tốc thuỷ lực khác sẽ ngưng làm việc khi một bộ biến tốc thuỷ lực bắt đầu vào chế độ làm việc.Nghĩa là khi điều kiện vận hành thay đổi, việc cấp hay xã dầu công tác sẽ điều khiển sự làm việc của các biến tốc thuỷ lực, đảm bảo điều kiện truyền lực là có lợi nhất

Việc điều khiển hệ thống trên được đảm bảo thông qua một hệ thống có chức năng điều khiển tự động dựa theo tốc độ của trục ra V của bộ truyền Khi sử dụng bộ truyền động thuỷ lực, sự chuyển từ cấp độ này sang cấp độ khác sẽ diễn ra rất êm dịu, lực tác dụng của dòng dầu trong quá trình chuyển đổi tốc độ không bị đứt quãng ngay cả trong lúc chuyển đổi Do tác động kép của bộ chuyển đổi tốc độ, đầu máy vẫn liên tục hoạt động Các bánh răng đã ở vị trí ăn khớp sẵn, nên chuyển động của đầu máy vẫn liên tục

Ưu điểm của đặc tính của ba bộ biến tốc thuỷ lực tác dụng kép là:Tốc độ của trục ra theo hai chiều được thực hiện một cách hoàn hảo dựa trên các cấp tốc độ của trục ra Với sự chuyển đổi tốc độ vượt tốc, truyền động này sẽ nghiêng về mặt thứ cấp, nghĩa là khi sự ăn khớp của cơ cấu đảo chiều ở vị trí trung gian, lực dẫn động vào trục vào vẫn phát động và bộ biến tốc thuỷ lực vẫn được cấp dầu đầy đủ hoặc từng phần

Có thể mô tả sự làm việc của bộ truyền động thuỷ lực như sau:

Trục I được dẫn động trực tiếp từ trục ra của động cơ Qua trung gian cặp bánh răng

ăn khớp 1, 2, trục thuỷ lực II quay theo, trên trục II có gắn các bánh bơm của biến tốc thuỷ lực khởi động (CD), biến tốc thuỷ lực vận hành I (CM I), biến tốc thuỷ lực vận hành II (CM II)

Khi CD được cấp dầu (cấp tốc độ I), bành turbine của CD quay và truyền công suất qua cặp bành răng 3, 4 làm trục III quay, sau đó qua trung gian các cặp bánh răng 7, 8 hoặc các bánh răng 9, 10, 11 làm trục IV quay, cuối cùng cặp bánh răng 10, 12 sẽ truyền công suất từ trục IV sang trục V, đó chính là trục ra của bộ truyền động thuỷ lực Đồng thời lúc đó các bánh công tác của CM I và CM II sẽ quay trong không khí.

Khi CM I được cấp dầu (cấp tốc độ II), bánh turbine của CM I quay và việc truyền công suất được thực hiện tương tự như trường hợp trên Lúc đó các bánh công tác của CD và CM II sẽ quay trong không khí Sự bố trí này là một ưu điểm của bộ truyền động thuỷ lực tác dụng kép

Khi CM II được cấp dầu (cấp tốc độ III), bánh turrbine của CM II quay và việc truyền công suất được thực hiện qua cặp bánh răng 5, 6 để truyền đến trục III, từ trục III việc truyền công suất được thực hiện tương tự như các trường hợp trên Lúc đó các bánh công tác của CD và CM I sẽ ngưng được cấp dầu và quay trong không khí

Việc chuyển sự làm việc từ CD sang CM I , CM II dựa vào các tốc độ giới hạn của trục ra

Việc cấp dầu cho các biến tốc thuỷ lực được đảm bảo nhờ bơm cung cấp dầu, bơm này được dẫn động từ trục thuỷ lực II, qua các bánh răng thẳng 17, 18, 19 và cặp bánh răng côn 20, 21

Báng răng 14 gắn cố định trên trục thuỷ lực II ăn khớp với các bánh răng trung gian 15, 16 dẫn động các trục phụ và qua các khớp nối trục trung gian để điều khiển chuyển động của quạt làm mát và tổ hợp khởi động -phát điện

3.4.2.hệ thống điều khiển:

Khi trục vào I bắt đầu quay, qua sự ăn khớp của cặp bánh răng 1, 2 trục II sẽ quay kéo các bánh răng trụ răng thẳng 17, 18, 19 quay theo, thông qua cặp bánh răng côn 20, 21 kéo bơm cung cấp (101) làm việc Khi bộ truyền động thuỷ lực không làm việc thì bơm cung cấp cũng sẽ ngừng quay, dầu bị mất áp lực.Dầu của bộ truyền động chứa trong cacte đi qua đường ống (151), bộ trao đổi nhiệt (110), đường ống (153) và cơ cấu phân phối (cụm tia roa 111) trở về cacte chứa dầu

Đồng thời dầu có áp lực đi qua đường ống trung gian (152), qua van chuyển đổi (102) đường ống (163), bầu lọc (164) và đường ống (165) đến bơm dầu điều khiển (103), áp lực dầu điều khiển phải đảm bảo là không đổi trong một giới hạn nào đó Dòng dầu của bơm dầu điều khiển sẽ tác động lên cụm phân phối (111), (112) Chức năng của bơm dầu điều khiển là đảm bảo áp lực dầu điều khiển chế độ

vận hành của bộ truyền động thuỷ lực thông qua trung gian van an toàn (104) và đường ống dầu quá áp (166).

Để khởi động, nam châm điện (van điện dầu B1) được cấp điện mở van cung cấp dầu (105), lúc bây giờ bơm dầu điều khiển cấp dầu qua trung gian đường ống (158) đến van cung cấp dầu (105) theo đường ống (160) đến tia roa (111) Dầu tác động làm piston (114) đi đến cữ chặn piston đầu tiên, đồng thời piston (115) sẽ di chuyển rời khỏi cữ chặn bên dưới do dầu điều khiển đi theo đường ống (159), qua piston điều khiển(116) của bộ điều khiển ly tâm và đường ống(162)

Dầu được dẫn từ bơ cung cấp (101) theo đường ôïng (153) đến cụm tia roa (111), thông qua đường ôïng (154) đi đến biến tốc khởi đông CD Việc cấp dầu cho

CD cũng đồng thời truyền lực từ trục vào đến trục ra của bộ truyền động thuỷ lực Việc đưa vào hoặc ngưng truyền lực cho bộ truyền động thuỷ lực được thực hiện bằng tay thông qua việc cấp hoặc ngắt điện cho nam chân điện B1 Sự thay đổi cấp tốc độ sẽ được tự động phụ thuộc vào cấp tốc độ của trục ra của bộ truyền Điều đó thực hiện nhờ vào bộ điều tốc (107) với các quả văng ly tâm

Bộ điều tốc có nhiệm vụ làm đồng đều cho những điểm chuyển đổi(điểm cao và điểm thấp) được tìm thấy ở những điểm giao c ủa đường đặc tính của các biến tốc thuỷ lực trong bộ truyền động thuỷ lực

Chức năng hoạt động của bộ điều tốc ly tâm như sau :

Bơm cung cấp tạo ra dầu có áp lực phụ thuộc vào tốc độc của trục vào theo đường ống (151) dầu cung cấp qua đường ống (142) đến hệ thống tiếc lưu (108) để điều chỉnh áp lực dầu Trong hệ thống này áp lực của bơm cung cấp có giá trị tác động trở lại tương ứng với áp lực đòi hỏi của bộ điều tốc Aïp lực này tác động lên hai piston (117) và (118) phát sinh ra một lực (của một hoặc hai piston) tỷ lệ với tốc độ của trục vào

Chuyển động quay của bộ điều tốc được điều khiển bởi trục vào thông qua trung gian cặp bánh răng (22), (23) Trong bộ điều tốc phát sinh một lực phụ thuộc vào tốc độ của trục ra Lực này chống lại lực ly tâm của các quả văng, qua cần đẩy trung gian tác động lên piston (118) ( trường hợp biến tốc thuỷ lực khởi động làm việc) hoặc cả hai piston (117), (118) (trường hợp biến tốc thuỷ lực vận hành I làm việc)

Sự chuyển đổi từ biến tốc thuỷ lực khởi động sang biến tốc thuỷ lực vận hành I hoặc từ biến tốc thuỷ lực vận hành I sang biến tốc thuỷ lực vận hành II được thực hiện như sau:

Khi tốc độ cuae trục ra tăng đến giá trị chuyển đổi cấp tốc độ thứ I, lực ly tâm của quả văng tác động lên piston (118) thắng lực đối kháng gây ra bởi áp lực dầu

Piston điều khiển (116) sẽ dịch chuyển để điều chỉnh các đường thông và làm cho đường ống (161) nối với (159), piston (114) sẽ dịch chuyển cho đến khi chạm vào cử chặn thứ II, nối thông đường ống (153) với cụm tia roa điều chỉnh (112) Dầu có áp lực ở đường ống (162) sẽ đẩy piston xuống vị trí dưới cho đến khi chạm cử chặn và dầu theo đường ống (156) sẽ trở về cụm điều chỉnh cấp dầu cho máy biến tốc thuỷ lực vận hành I qua đường ống trung gian (145), (155) dầu xã từ biến tốc thuỷ lực khởi động sẽ trở về cacte chứa dầu.

Khi tốc độ của trục ra tăng đến giá trị chuyển đổi cấp tốc độ thứ II, quá trình xảy ra tương tự, lực ly tâm của quả văng tác động lên piston (117), (118) thắng lực đối kháng gây ra bởi áp lực dầu Piston điều khiển (116) sẽ dịch chuyển đến vị trí thứ II, đường ống (162) mất áp lực, piston (115) trở về vị trí ban đầu, dầu trong biến tốc thuỷ lực vận hành I chảy về cacte theo đường ống (156) Đồng thời lúc này piston (114) luôn ở vị trí dưới cùng và việc cấp dầu cho biến tốc thuỷ lực vận hành

II được thực hiện qua đường ống (157)

Khi tốc độ trục ra giảm quá trình chuyển đổi diển ra theo chiều ngược lại Giữa sự chuyển đổi tốc độ ở mức cao và mức thấp, sự khác biệt tốc độ (độ nhạy) làm cản trở quá trình cân bằng trong khi quá trình chuyển đổi tốc độ diển ra Việc điều chỉnh hai piston (117) và (118) là thích nghi với vị trí các điểm chuyển đổi tốc độ trong quá trình bộ truyền động thuỷ lực làm việc và cần có sự biến đổi nào khác nữa.3.4.3 cơ cấu đảo chiều:

3.4.3.1 Cấu tạo:

Cơ cấu đảo chiều có lắp trong bộ truyền động thuỷ lực GSR-30/5.7-APEEW hình 5.1 có nhiệm vụ làm thay đổi chiều quay của trục ra, bao gồm các chi tiết sau:-Bánh răng côn đảo chiều (26)

-Piston xilanh đảo chiều (131)

-Bộ tách nước khí nén (119)

-Bộ phun dầu (121)

-Piston nâng chốt định vị (125) để khoá càng cua đảo chiều (124)

-van chuyển mạch (132)

-Bộ làm chậm định vị đảo chiều (141)

-Van an toàn đảo chiều (133)

-Van điện-khí nén nâng chốt định vị (A1)

-Van điện-khí nén đảo chiều (A2)

-Tiếp điểm công tắc (E1), (E2)

3.4.3.2 Nguyên lý làm việc:

Nguyên lý làm việc của cơ cấu đảo chiều được thể hiện trên hình 5.1 Khi van điện-khí nén mang chốt định vị (A1) có điện sẽ mở đường khí nén từ đường ống (144) đến khoang (135) của van an toàn đảo chiều (133), tác dụng lên hai piston của van an toàn đảo chiều làm cho hai piston dịch chuyển để tiếp xúc với trục trơn (137) tại một điểm, khi đó trục đảo chiều phải đứng yên Ở thời điểm cán piston chạm vào trục trơn thì piston sẽ dịch chuyển theo chiều ngược lại để cho khí nén từ (144) đến (145) để nâng chốt định vị (125) khỏi vấu càng cua (124) Khi đó

công tắc (E2) sẽ cho phép dòng điện vào van khí nén (A2) hay (A3) Van khí nén đã có điện sẽ cho khí nén theo (146) đến (A2) hay (A3) tác dụng lên piston điều khiển (132) ở van chuyển mạch Từ đó mở đường khí nén vào bên trái hay bên phải của xi lanh piston đảo chiều (131)

điện-Hình 3.10 Sơ đồ cơ cấu đảo chiều

145 141

26

124 123

E1

147

132 132

A2 A1

136

Mặc khác khí nén theo đường (149) đến bộ phận làm chậm đảo chiều, nâng chốt định vị (125) một cách từ từ thật hoàn chỉnh rồi mới tiến hành đảo chiều Sau khi đảo chiều xong (vị trí tiến hay lùi) thông qua cơ cấu đòng bẩy và công tắc (E1) van điện không (A1) bị mất điện, các đường khí nén không còn áp suất nữa Dưới tác dụng của lực hồi vị lò xo, chốt định vị (125) rơi xuống và đóng vào vấu (124) để làm bánh răng côn (26) được xác định ở một vị trí (tương ứng với đầu máy tiến hay lùi) đồng thời van làm chậm và công tắc (E2) được đóng lại khi piston của bộ định

vị đảo chiều đã hoàn chỉnh, vì (E2) mất điện nên (A2) và (A3) mất điện: Quá trình đảo chiều kết thúc

Nếu trục trơn (137) quay thì không thể tiến hành đảo chiều được vì hai piston của van an toàn đảo chiều nằm ở vị trí trung gian cắt đường gió vào xi lanh định vị đảo chiều Nghĩa là đầu máy phải đứng yên thì quá trình đảo chiều mới thực hiện được

Việc đảo chiều có thể thực hiện bằng cách điều khiển trên bàn điều khiển hoặc thực hiện ngay trên nắp bộ truyền động thuỷ lực bằng tay đối với trường hợp đảo chiều không hoàn toàn

3.4.4 Bộ phận kiểm tra áp lực, công tắc tơ:

Trên hình vẽ 4.1 ta nhận thấy bộ truyền động thuỷ lực được trang bị một thiết

bị kiểm tra áp lực (C1) và một công tắc tơ đảo chiều (E1) Thiết bị kiểm tra áp lực dùng để kiểm tra thứ tự cấp dầu hoặc xã dầu nhờ van cấp dầu Khi thứ tự cấp dầu hoặc xã dầu được xác định thì việc kiểm tra áp lực dầu sẽ thông qua cụm tia roa điều chỉnh(111)

Công tắc tơ đảo chiều (E1) giám sát vị trí của côn răng đảo chiều (26) thông qua cần đẩy chuyển đổi (123) (càng cua đảo chiều) mà nó được liên kết cơ khí với tay biên (122)

Các chưc năng khác của công tắc tơ đảo chiều:

-Kiểm tra sự chấp hành của thứ tự đảo chiều: Nếu chiều quay điều khiển tương ứng với chiều quay thực tế, van điện không nâng chốt định vị sẽ bị ngắt điện Nếu chiều quay điều khiển tương ứng với chiều quay thực tế và côn răng đảo chiều được vào khớp (ngừng cấp điện cho tiếp điểm đóng chốt định vị E2), van điện đảo chiều sẽ bị ngắt điện

-Ngừng dẫn động vào khớp:Nếu côn răng đảo chiều ở vị trí trung gian, sự dẫn động vào khớp sẽ ngừng, ngăn chặn việc dẫn động từ trục III xuống trục đảo chiều IIIa

Bộ phận kiểm tra áp lực được thể hiện trên hình 5.2

Hình 3.11 Sơ đồ làm việc của công tắc tơ đảo chiều

112 113 E1

143

n1

104

102 164

231 178

181

110

AWII AWI

AW t

t

3.4.5 Bộ phận làm mát:

Khi trục I quay, bơm dầu cung cấp (101) sẽ cấp dầu tuần hoàn từ cacte dầu qua đường ống (151) và qua bộ trao đổi nhiệt, dầu được dẫn đi, lần lượt được làm mát, qua đường ống (152) đến bơm dầu điều khiển và hệ thống điều chỉnh (cụm tia roa 111) rồi trở lại cacte dầu

Trong quá trình dầu đi sẽ gặp nhiệt kế điện trở (R1) và bộ kiểm tra nhiệt độ E2 (cảm biến nhiệt độ) Cả hai thiết bị trên được gắn trên đường ống (151) có nhiệm vụ: Khi nhiệt độ lên đến 1200thì tự động báo hiệu để đóng kín van cấp dầu Ở điều kiện làm việc bình thường nhiệt độ dầu làm mát khoảng (70÷100)0cvà không cho phép vược quá 1100c

3.4.6 Bộ phận cung cấp dầu cho các gối đỡ, ổ bi và các bánh răng:Khi trục I quay, dầu qua bơm cung cấp (101), đường ống dẫn trung gian (151), bộ trao đổi nhiệt (110), đường ống (152), van chuyển mạch (102), đường ống (163) bộ lọc (164), và đường ống (166) Dầu được đưa đền gối đở của ổ bi và các bánh răng để bôi trơn nhờ bơm (103)

3.5 CẤU TẠO HỘP GIẢM TỐC:

3.5.1 Nguyên lý hoạt động của hộp giảm tốc:

Moment từ trục ra của bộ truyền động thuỷ lực truyền đến bánh răng trụ số5 của hộp giảm tốc 2A-250 thông qua trục cac đăng Sau đó moment được ttruyền từ bánh răng số 5 đến bánh răng số13,bánh răng này được gắn trên trục số10.Trên trục 10 moment được truyền theo hai đường, đường thứ nhất moment được truyền đến bánh răng côn và sau đó đến dẫn động bánh xe Còn đường kia moment được truyến đến hộp giảm tốc 1A-250 nhờ trục cac đăng

Moment từ mặt bích 5 của hộp giảm tốc 1A-250 sẽ truyền cho trục số 6 và dẫn động bành răng côn 3 Cuối cùng nhờ sự ăn khớp của bánh răng côn 3 với bánh răng gắn trên trục bánh xe nên bánh xe được truyền moment

Ta có sơ đồ dẫn động của hộp giảm tốc như sau:

Hình 3.12 Sơ đồ dẫn động của hộp giảm tốc 2A-250 và 1A-250

Từ sơ đồ trên ta có thể tính tỉ số truyền i ck của hộp giảm tốc như sau:

41.42

21.19

2

3 1 2

Z Z

Z Z n

n i

=0,231713.5.2.mô tả chung về cấu tạo của hộp giảm tốc:

Hộp giảm tốc trục bánh xe có nhiệm vụ truyền moment quay của bộ truyền động thuỷ lực đến trục bánh xe đầu máy Chuyển động quay dẫn động qua cặp bánh răng thẳng răng nghiêng rồi đến bộ truyền bánh răng côn xoắn

Hộp giảm tốc trục bánh xe được chế tạo bằng thép Có hai loại hộp giảm tốc: Hộp giảm tốc có bộ truyền bánh răng trụ và bánh răng côn xoắn ký hiệu 2A-250 hình 6.2 (hộp số 2 và số 3 trên đầu máy), hoặc chỉ có bộ truyền bánh răng côn xoắn ký hiệu 1A-250 hình 6.3 (hộp số 1 và số 4 trên đầu máy)

Hộp giảm tốc trục bánh xe được định vị thông qua hệ thống khe trược trên khung giá, bầu dầu và thanh thăng bằng Việc bôi trơn các bánh răng và các ổ bi được thực hiện bằng dầu có áp lực của bơm dầu số 16

Cấu tạo hộp giảm tốc của trục bánh xe 2A-250 được mô tả trên hình 6.2 Moment quay được truyền từ trục cac đăng lớn đến bánh răng trên trục trung gian số

5 của hộp giảm tốc thông qua mặt bích trục nhập số 3, nhờ mặt bích này liên kết với trục trung gian bằng mối ghép thăng hoa Sau đó moment được truyền xuống trục có lắp bánh răng côn số 14 thông qua cặp bành răng trụ số 5 và số 13 (Bánh răng trụ số 13 được lắp trên trục có lắp bánh răng côn số 14) Đến đây moment quay sẽ được phân ra thành hai đường:

-Một phần nó truyền qua bánh răng côn xoắn số 14 để xuống trục bánh xe số

15 của hộp giảm tốc

-Một phần moment được truyền qua mặt bích số 9, mặt bích này cũng liên kết với trục gắn bánh răng côn số 3 trên hộp giảm tốc 1A-250 Sau đó moment sẽ truyền xuống trục bánh xe thông qua bộ truyền bánh răng côn xoắn

Cấu tạo của hộp giảm tốc của trục bánh xe 1A-250 được mô tả trên hình 6.3.Về cấu tạo chính gồm có một trục số 6 liên kết với hộp giảm tốc 2A-250 thông qua mặt bích số 5 trên trục có gắn bánh răng côn số 3 ăn khớp với bánh răng bánh xe vì vậy moment có thể truyền từ bộ truyền động thuỷ lực đến hộp giảm tốc 2A-250 đến hộp giảm tốc 1A-250 sau đó đến bánh xe

Bơm dầu hộp giảm tốc được dẫn động bằng bánh răng và có nhiệm vụ bơm dầu để bôi trơn các bánh răng cũnh như các chi tiết khác trong hộp giảm tốc

Hình 3.13 Sơ đồ cấu tạo của hộp giảm tốc 1A-250

Chú thích:

1-xà thăng bằng; 2-chốt định vị; 3-mặt bích để liên kết với trục nhập; 4,6,7-ổ bi; 5,13-bánh răng trụ; 8-trục trung gian; 9-mặt bích liên kết với trục vào của hộp giảm tốc 1A-250; 10-trục gắn bánh răng côn ăn khớp với bánh răng trên trục bánh xe; 11-vòng điều chỉnh; 12-ống dẫn dầu; 14-bánh răng côn; 15-trục bánh xe; 16-bơm dầu; 17- lưới lọc dầu

9 8

10

Hình 3.14 Sơ đồ cấu tạo của hộp giảm tốc 1A-250

Chú thích:

1-xà thăng bằng; 2-chốt định vị; 3-bánh răng côn; 4-mặt bích kiểm tra; 5-mặt bích liên kết với trục nhập vào; 6-trục ; 7-bơm dầu; 8-lưới lọc dầu; 9-thước thăm dầu; 10-vỏ

6

3.5.2.1.cấu tạo của vỏ hộp giảm tốc:

Cấu tạo của các hộp giảm tốc được thể hiện trên hình 6.2 và hình 6.3

Hộp giảm tốc trục bánh xe 2A-250 được cấu tạo gồm ba phần chính:

Hộp dưới, hộp giữa và hộp trên, ngoài ra để định vị các ổ bi và làm kín dầu hộp giảm tốc còn có các mặt bích bên hông tại chổ lắp ráp với cổ trục bánh xe và mặt bích lên các đăng

Hộp giảm tốc trục bánh xe1A-250 chỉ có 2 phần chính:hộp dưới và hộp trên.Hộp dưới của hai hộp giảm tốc thì như nhau Tất cả các hộp được chế tạo từ thép đúc Đối với các vị trí lắp ráp như ổ bi, gối đỡ đều được gia công chính xác Hộp giữa của hộp giảm tốc 2A-250 và hộp trên của hộp 1A-250 đều có một phần tai nhô lên, do có lỗ lắp bạc tự lựa để bắt xà thăng bằng Trên mỗi nắp hộp đều có lỗ thông hơi để thoát khí trong hộp ra

Trong hộp dưới hộp giảm tốc có một thước thăm dầu và lỗ cấp dầu Việc xả dầu được thực hiện bằng bu lông xả Trong hộp giảm tốc còn có khoang các đường dầu và hệ thống đường ống dầu phục vụ cho việc bôi trơn các chi tiết hộp giảm tốc Ngoài ra còn có máng dầu phía dưới bánh răng trụ của trục răng côn, máng này có tác dụng đảm bảo bôi trơn tốc cho cặp bánh răng trụ khi bơm dầu không làm việc Các phần của hộp giảm tốc được cố định vào nhau bởi các bu lông

Độ kín ở các bề mặt lắp ghép của hộp được thực hiện bằng cách phủ một lớp keo mỏng, lớp keo này sau khi khô có độ dày cho phép là 0,02 mm

Độ làm kín dầu của hộp giảm tốc được thực bằng các mặt bích cổ trục trung gian và mặt bích cổ trục bánh răng côn cũng như hai mặt bích riêng của cổ trục bánh xe được thực hiện qua các rảnh thoát dầu về và một vòng phớt làm kín lắp trong mặt bích dạng hai nữa

3.5.2.2.xà thăng bằng hộp giảm tốc:

Xà thăng bằng hộp giảm tốc có nhiệm vụ định vị hộp giảm tốc sao cho đường tâm của trục bánh răng côn trên mặt phẳnh ngang đồng thời có tác dụng làm giảm các phản lực tác dụng lên khung giá chuyển

Xà thăng bằng được bắt một đầu với khung giá chuyển thông qua hệ thống đàn hồi bằng hai vòng đệm cao su Hai vòng cao su dạng bán cầu lồng vào hai đĩa thép tạo thành một cặp Sau đó lắp các vòng đệm điều chỉnh và đệm thường Việc xiết chặt khối này được thực hiện bằng bu lông khoá

Đầu còn lại của xà thăng bằng được định vị bằng chốt của xà thăng bằng (2) bao quanh chốt là một khớp cầu tự lựa Để bôi trơn khớp cầu người ta có khoan đường mỡ và bắt vú mỡ trên tai bắt xà thăng bằng của hộp giảm tốc

3.5.2.3 cấu tạo trục trung gian:

Hình 3.15 Cấu tạo của trục trung gianChú thích:

1-vòng đệm; 2-mặt bích; 3-trục trung gian; 4- ổ bi; 5-vòng hảm; 6-bánh răng trung gian; 7-vòng định vị ổ bi; 8-vòng hảm; 9-mặt bích

Trục trung gian của hộp giảm tốc có nhiệm vụ nhận moment quay từ trục các đăng và truyền moment xuống trục bánh răng trụ trục bánh răng côn

Cấu tạo của trục trung gian:

Bánh răng được chế tạo liền với thân trục với số răng Z5 =19 Một đầu của trục trung gian có rảnh thăng hao dạng thân khai để lắp ráp với mặt bích bắt các đăng lớn để tăng độ bắt chặt giữa mặt bích và trục, người ta có thể bắt thêm một tấm đệm số 1 bằng ba bu lông lục giác M12

Để định vị trục trung gian trên hộp giảm tốc người ta có lắp ba ổ bi trong đó có hai ổ bi trụ Ổ bi trụ được lắp trong vòng bi, ổ bi được lắp chặc với trục Để tăng lượng dầu bôi trơn cho ổ bi cũng như hạn chế dầu chảy ra ngoài, người ta chế tạo các vòng kín được lắp chặt trên trục Vòng làm kín được lắp trung gian trên vòng bi Các ổ bi trụ và bi cầu cũng được lắp trên vòng bi Để định vị ổ bi cầu người ta dùng

mặt bích bằng bu lông M10 Ngoài ra để giảm tải trọng hướng kính của các ổ bi trụ cũng như chống xoay tương đối với gối ổ bi người ta lắp vòng ốp ngoài ổ bi cầu.3.5.2.4.cấu tạo trục bánh răng côn: gồm có hai loại trục bánh răng côn

+Trục bánh răng côn hộp giảm tốc 2A-250:

Hình 3.16 Sơ đồ cấu tạo của trục bánh răng côn hộp 2A-250Chú thích:

1-mặt bích; 2- ổ bi; 3-bánh răng côn; 4-bánh răng trụ; 5-trục bánh răng côn; 6-vòng phớt; 7-mặt bích; 8-mặt bích ; 9- bu lông

Trục bánh răng côn của hộp giảm tốc 2A-250 có nhiệm vụ nhận moment từ trục trung gian và truyền moment cho trục bánh xe thông qua cặp bánh răng côn 3, đồng thời cũng có nhiệm vụ truyền moment cho trục bánh răng côn của hộp giảm tốc 1A-250

Cấu tạo của trục bánh răng côn hộp giảm tốc 250, trục bánh răng côn

2A-250 gồm có hai bánh răng trong đó bánh răng được gia công liền với thân trục với số răng Z14 =21 Bánh răng trụ được lắp chặt với thân trục với số răng Z bx =42 Để định vị trục bánh răng côn trên hộp giảm tốc, người ta lắp ba ổ bi, các ổ bi này cũng

được định vị trên trục tương tự như trên trục trung gian Trên trục cũng có rảnh thăn hoa để lắp mặt bích bắt các đăng Để tăng độ bắt chặt mặt bích với trục người ta bắt thêm tấm đệm và bu lông Để làm kín dầu và định vị ổ bi người ta cũng sử dụng hai vòng chặn dầu Trong đó vòng chặn dầu được lắp chặt trên trục còn vòng chặn dầu kia được lắp trung gian với gối bi

+Trục bánh răng côn hộp giảm tốc 1A- 250:

Hình 3.17 Sơ đồ cấu tạo của trục bánh răng côn hộp 1A-250

Chú thích:

1-ổ bi; 2-vòng hảm ổ bi; 3-bánh răng côn; 4-trục bánh răng côn; 5- vòng định

vị ổ bi; 6-vòng hảm ổ bi; 7-vòng chặn dầu; 8- mặt bích; 9- bu lông

Trục bánh răng côn hộp giảm tốc 1A-250 có nhiệm vụ nhận moment từ trục bánh răng côn hộp giảm tốc 2A-250 qua trục các đăng và truyền moment cho trục bánh xe thông qua cặp bánh răng côn

Trục bánh răng côn hộp giảm tốc 1A-250 có cấu tạo:Nói chung trục bánh răng côn hộp giảm tốc 1A-250 có cấu tạo tương tự như trục bánh răng côn hộp giảm tốc 2A-250 nhưng chỉ khác trên trục không có bánh răng trụ.

3.5.2.5.cấu tạo trục bánh xe:

Trục bánh xe của đầu máy có nhiệm vụ đở toàn bộ phần trọng lượng của các trang thiết bị và cơ cấu đè lên nó và truyền trọng lượng đó xuống đường Đảm bảo cho đầu máy chuyển động an toàn cả trên đường thẳng và đường cong với hệ số bám cần thiết khi lên dốc và khởi động, với sức cản ma sát nhỏ Trục bánh xe đầu máy còn đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình hình thành lực kéo và lực hãm, các lực này phát sinh tại chổ tiếp xúc giữa mặt lăn bánh xe và mặt ray rồi truyền lên thân trục bánh xe rối đến bầu dầu, khung giá chuyển, giá xe đầu máy và ngược lại

Cấu tạo của trục bánh xe: Trục bánh xe được cấu tạo bằng thép trục qua nguyên công rằng Trên thân trục có phần vai để lắp bánh răng côn với số răng Z bx

=41 Để bắt chặt bánh răng trên phần vai có các lỗ để bắt các bu lông Ở phần đối diện với bánh răng côn, người ta lắp ép một bánh răng trụ với số răng Z=122 Bánh răng này ăn khớp với bánh răng trụ (bằng đồng) trên trục bơm dầu

Để định vị vị trí tương đối của trục so với giá chuyển, trên môîi phía đầu trục được lắp hai ổ bi ngoài ra còn dùng tấm đệm liên kết bằng bu lông M20 Để làm kín mỡ người ta có lắp vòng chặn mỡ, vòng chặn mỡ này được lắp chặt trên thân trục

Trên trục bánh xe có lắp hai mâm bánh xe, phía ngoài có lắp vành ngoài để chống việc vành bánh xe bung ra ngoài người ta có lắp thêm vòng chặn Các mâm bánh xe đều được lắp chặt với thân trục Các vành ngoài của bánh xe được lắp chặt với mâm bánh xe

Để định vị trục bánh xe trên vỏ hộp giảm tốc trên trục bánh xe có lắp hai ổ bi côn Các ổ bi này đều được lắp chặt trên thân trục.Đồng thời để tăng lượng dầu bôi trơn cho ổ bi cũng như chồng dầu bôi trơn chảy ra ngoài người ta lắp thêm vòng chặn dầu

4.XÂY DƯỢNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CỦA BỘ TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC GSR-30/5.7 APEEW

4.1 CÁC THÔNG SỐ CỦA BỘ TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC APEEW:

GSR-30/5.7 Công suất cực đại của động cơ: Pmax=900 (KW)

-Công suất địng mức của động cơ: : Pdm=730 (KW)

-Vận tốc của trục ra động cơ(vận tốc vào của bộ truyền) :n=1500(v/ph)

-Công suất định mức của bộ truyền: pπ=625 (KW)

-Vận tốc lờn nhất của bộ truyền : n2=2200 (v/ph)

-Vận tốc liên tục nhỏ nhất ở đầu ra của bộ truyền : n lt =400(v/ph)

-hiệu suất của bộ truyền : η max=82%

-Moment khởi động ở trục ra của bộ truyền : M2=20820 (N.M)

-Hướng quay trùng chiều kim đồng hồ nhìn từ phía mặt bích trục vào của bộ truyền.-Số răng của các bánh răng truyền động trong bộ truyền

Bảng 4.1 Bảng số răng của các bánh răng

4.2.XÁC ĐỊNH SỐ VÒNG QUAY CỦA TRỤC BÁNH BƠM II:(Trục chính):Trục I truyền chuyển động qua trục bánh bơm II nhờ cặp bánh răng 1,2 Bánh răng 1 lắp trên trục I , bánh răng 2 lắp trên trục II

Tỉ số truyền i nh từ trục I đến trục II(trục chính) được tính như sau:

967.136

692

n

i II nh

-Dựa vào sơ đồ làm việc của bộ truyền động thuỷ lực ta nhận thấy khi bộ truyền động thuỷ lực làm việc ở chế độ khởi động và chế độ vận hành I thì bánh turbine của biến tốc vận hành I sẽ truyền chuyển động quay đến trục III qua cặp bánh răng 3,4 Đến đây ta phân thành 2 trường hợp:

Tỉ số truyền i được tính theo (4.3) ta có:

-Dựa vào sơ đồ làm việc của bộ truyền động thuỷ lực ta nhận thấy khi bộ truyền động thuỷ lực làm việc ở chế độ vận hành II thì bánh turbine của biến tốc vận hành II sẽ truyền chuyển động quay đến trục III qua cặp bánh răng 5, 6.Đến đây ta có công thức tương tự như để tính tỉ số truyền trong 2 trường hợp:

+Trường hợp không đảo chiều: theo (4.3) ta có:

4.3.2.Xác định hệ số biến đổi moment:

i = Tỉ số truyền từ bánh turbine đến trục ra V, đã được tính như trên

Ta tiến hành tính hệ số biến tốc của bộ truyền động khi động cơ làm việc ứng

n =1500 (v/ph) và không tính cho chế độ đảo chiều

Hệ số biến tốc được tính từ những điểm đặc trưng của bộ truyền, dựa trên đường đặc tính cho sẵn của bộ truyền:

Để tính toán ta sử dụng sơ đồ đặc tính làm việc của bộ truyền động thuỷ lực

Hình 4.1 Đồ thị đường đặc tính làm việc với động cơ cũ n=1500(v/ph)

Đo các gía trị n2, Pπ , M2trên đường đặc tính và tiến hành tính toán ta lập được bản giá trị nπ và

Dựa trên đường đặc tính làm việc (đặc tính ngoài) của bộ truyền động thuỷ lực đã cho ta tính các thông sô sau

4.4.1.Tỉ số truyền:

Tỉ số truyền của bộ truyền động thuỷ lực:

Gọi ibt là tỉ số truyền của biến tốc, hay là tỉ số truyền giữa trục bơm và bánh turbine