LỜI NÓI ĐẦUCùng với sự phát triển chung của đất nước, cơ sở hạ tầng cho ngành giao thông vận tải nói riêng và trên tất cả các lĩnh vực kinh tế xã hội nói chung đang phát triển rộng khắp. Để phục vụ cho lĩnh vực này, máy công trình là một trong những công cụ chủ lực, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng các công trình.Ngày nay khoa học công nghệ của thế giới nói chung và nước ta nói riêng đã và đang phát triển mạnh; đặc biệt là điều khiển tự động bằng thủy lực, khí nén, điện cũng như điện tử. Trên các máy công trình ngày nay cũng được hiện đại hóa không chỉ với hệ điều khiển mà cả hệ truyền lực, hầu như tất cả chức năng điều khiển và truyền động đều bằng thủy lực. Đề tài đồ án tốt nghiệp em chọn cũng theo xu hướng này, tên đề tài là “Khảo sát hệ thống truyền động thủy lực trên máy đào Hyundai R807”. Đề tài tốt nghiệp sẽ giúp em củng cố thêm những kiến thức đã học, nâng cao và hiểu sâu hơn về khả năng ứng dụng của truyền động thủy lực trên tất cả các lĩnh vực. Đặc biệt trong lĩnh vực máy công trình, truyền động thủy lực đã thay thế các truyền động cơ khí cổ điển.Được sự giúp đỡ tận tình của thầy Phan Thành Long quý thầy cô cùng các bạn; với sự nỗ lực và cố gắng của bản thân, sau hơn ba tháng em đã hoàn thành đề tài tốt nghiệp của mình. Vì thời gian có hạn, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều, nên không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được quý thầy cô đóng góp thêm ý kiến để đề tài của em được hoàn thiện hơn.Cuối cùng, em xin cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Phan Thành Long quý thầy cô trong khoa Cơ khí giao thông và trong trường Đại học Bách khoa đã tận tình hướng dẫn, giáo dục đào tạo em trong suốt 5 năm ở dưới mái trường Đại học.Đà Nẵng, ngày 01, tháng 06, năm 2015Trương Quốc NghĩaCHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỂ MÁY ĐÀO HYUNDAI R8071.1. Mục đích, ý nghĩa đề tài.Hiện nay nền kinh tế nước ta đang có những bước phát triển vượt bậc và ngày càng hội nhập vào sự phát triển chung của nền kinh tế thế giới. Vì vậy mà cơ sở hạ tầng ngày càng được quan tâm đầu tư mạnh mẽ và có kế hoạch để thu hút đầu tư nước ngoài để đóng góp vào sự phát triển chung của nền kinh tế xã hội nước nhà.Như chúng ta thấy rằng ngày nay bất cứ công trình xây dựng quy mô lớn nào cũng không thể thiếu vai trò hỗ trợ của các thiết bị và máy móc, công cụ lao động...để giảm bớt sức lao động của con người, trong đó máy đào thủy lực đóng một vai trò quan trọng trong việc cơ giới công tác đất cùng với một số loại máy công trình khác. Cụ thể nó có thể phục vụ trong các công việc sau:Trong xây dựng dân dụng và công nghiệp: đào hố móng, đào rãnh thoát nước, đào rãnh để lắp đặt đường ống cấp thoát nước, đường điện ngầm, đường điện thoại, bốc xúc vật liệu ở các bãi, kho vật liệu. Ngoài ra, có lúc làm việc thay cần trục khi lắp các ống thoát nước hoặc thay các búa đóng cọc để thi công móng cọc, phục vụ thi công cọc nhồi.Trong xây dựng cầu đường: đào móng, khai thác đất, cát để đắp đường...Trong xây dựng thủy lợi: đào kênh, mương, nạo vét sông ngoài, bến cảng, ao, hồ,...khai thác đất để dắp đập, đắp đê..Trong khai thác mỏ: bóc lớp đất tấm thực vật phía trên bề mặt đất, khai thác mỏ lộ thiên ( than, đất sét, cao lanh,...)Trong các lĩnh vực khác:nhào trộn vật liệu của các nhà máy hóa chất (phân lân, cao su,..), khai thác đất cho nhà máy gạch, sứ...Tiếp vật liệu cho các trạm trộn bê tông. Bốc xếp vật liệu ở các ga tàu, bến cảng. Khai thác sỏi, cát ở lòng sông...Đối với sinh viên ngành cơ khí động lực nghiên cứu, khảo sát và tính toán hệ thống thủy lực trên máy đào là việc rất bổ ích cho kiến thức sau này. Nhằm đi sâu tìm hiểu kết cấu, nguyên lý làm việc, các đặc tính làm việc của hệ thống thủy lực trên máy đào từ đó đề ra những phương án thiết kế, cải tiến hệ thống thủy lực nhằm tăng hiệu quả công việc, tăng độ tin cậy với mục đích cải thiện chất lượng và năng suất khi làm việc.Em hy vọng đề tài này như là một tài liệu chung nhất để giúp người sử dụng tự tìm hiểu kết cấu, nguyên lý làm việc, cũng như cách khắc phục các hỏng hóc nhằm sử dụng và bảo dưỡng hệ thống thủy lực và các phần tử thủy lực trên máy đào một cách tốt nhất để đảm bảo năng suất và chất lượng lao động.1.2. Giới thiệu về các phương pháp truyền động trên máy đào.1.2.1. Truyền động cơ khí.Đây là phương pháp truyền động quen thuộc và có một thời gian dài từng được coi là hình thức truyền động quan trọng nhất. Những kiểu truyền động này bao gồm: truyền động bánh răng, truyền động xích, truyền động bánh vít.+ Truyền động bánh răng: loại truyền động này thường được sử dụng rộng rãi nhất . Người ta thường dùng nó để truyền chuyển động quay cho trục ra. Tùy theo cách bố trí trục ra song song hoặc lệch góc mà người ta sử dụng bánh răng trụ hoặc bánh răng côn. Loại truyền động này vẫn còn được sử dụng trong các bộ giảm tốc.+ Truyền động xích: là cơ cấu truyền chuyển động giữa các trục song song nhờ dây xích ăn khớp vào các răng của hai đĩa xích. Căn cứ vào số dãy răng trên đĩa xích chủ động và bị động mà ta có truyền động xích một dãy hoặc nhiều dãy.+ Truyền động bánh vít: Với phương pháp truyền động này ta có thể truyền chuyển động quay giữa hai trục chéo nhau là trục vít và bánh vít đối tiếp với nó. Bộ truyền động bánh vít có đặc điểm kích thước nhỏ gọn, tỷ số truyền lớn, làm việc êm và không ồn, có khả năng tự hãm; nhưng hiệu suất thấp, nhiệt sinh nhiều phải dùng các biện pháp làm nguội, vật liệu làm bánh vít tương đối đắt tiền để giảm ma sát.Nhìn chung bộ truyền động cơ khí có những ưu, nhược điểm sau: Ưu điểm:Cấu tạo tương đối đơn giảnChế tạo dễ dàngLàm việc chắc chắn, có khả năng chịu tải lớnGiá thành chế tạo rẻNhược điểm:Kích thước bộ truyền lớn, trọng lượng nặngLàm việc gây tiếng ồn lớnKhi truyền công suất đi xa thường tổn thất công suất do ma sát và quán tính lớnTốc độ và mô men xoắn được biến đổi theo cấp1.2.2. Truyền động thủy lực.Truyền động thủy lực là phương pháp truyền động được sử dụng phổ biến hiện nay và trở thành một trong những khuynh hướng phát triển của loại máy này.Theo nguyên lý làm việc truyền động thủy lực được chia làm hai loại: truyền động thủy động và truyền động thủy tĩnh (truyền động thể tích).+ Truyền động thủy động: với phương pháp truyền động này không có mối liên hệ cứng giữa khâu chủ động và khâu bị động. Để truyền chuyển động tới khâu bị động (trục tuabin), động năng được sử dụng làm quay bánh bơm. Ở đây, trục bánh bơm quay được nhờ nhận trực tiếp chuyển động quay của trục động cơ hoặc cơ năng khác.+ Truyền động thể tích: là phương pháp truyền động có chức năng đảm bảo mối liên hệ cứng (trong giới hạn không thể nén được của chất lỏng) giữa khâu chủ động và khâu bị động của bộ truyền động thủy lực, có truyền dẫn năng lượng do bơm tạo ra đến bộ phận chấp hành (xy lanh thủy lực hoặc động cơ thủy lực) qua chất lỏng công tác để truyền vào một khoang kín.Ưu, nhược điểm của phương pháp truyền động thủy lực:Ưu điểm:Dễ thực hiện điều chỉnh vô cấp và tự động điều chỉnh vận tốc chuyển động của bộ phận làm việc trong máy ngay cả khi máy đang làm việcTruyền động công suất làm việc lớn và xaCho phép đảo chiều chuyển động của các bộ phận làm việc của máy dễ dàngCó thể đảm bảo cho máy làm việc ổn định không phụ thuộc vào sự thay đổi tải trọng ngoàiKết cấu gọn nhẹ, có quán tính nhỏ do trọng lượng trên một đơn vị công suất của truyền động nhỏDo chất lỏng làm việc trong truyền động thủy lực là dầu khoáng nên có điều kiện bôi trơn tốt các chi tiếtTruyền chuyển động êm hầu như không có tiếng ồnĐộ tin cậy và độ bền caoĐiều khiển nhẹ nhàngNhược điểm:Khó làm kín các bộ phận làm việc, chất lỏng làm việc dễ bị rò rỉ hoặc không khí dễ bị lọt vào, làm giảm hiệu suất và tính chất làm việc ổn định của truyền độngVận tốc truyền động bị hạn chế vì phải đề phòng hiện tượng va đập thủy lực, tổn thất cột áp, tổn thất công suất lớn và xâm thựcYêu cầu chất lỏng làm việc tương đối phức tạp, độ nhớt phải thích hợp ít thay đổi khi nhiệt độ và áp suất thay đổiÁp lực dầu công tác khá cao đòi hỏi công nghệ chế tạo đạt độ chính xác cao, do đó giá thành của bộ truyền động thủy lực đắt hơn các bộ truyền động khác.1.3. Cấu tạo chung máy đào Hyundai R807.1.3.1. Sơ đồ tổng thể máy đào Hyundai R807.Hyundai R807 là máy đào gầu nghịch, một gầu, dẫn động thủy lực. Nó được sử dụng để cơ giới hóa công tác đào, xúc, lấp đất khai thác mỏ hoặc thay cho máy nâng. Ngoài ra, nó còn có thể thực hiện nhiều chức năng khác nhau như: cần trục, búa đóng cọc, nhổ gốc cây,... Hình 1.1. Hình chiếu bằng máy đào Hyundai R8071. Hộp công cụ; 2. Động cơ quay; 3. Bình nhiên liệu; 4. Bình dầu thủy lực; 5. Dầu làm mát; 6. Bộ tỏa nhiệt; 7. Động cơ; 8. Bơm chính; 9. Van điều khiển chính; 10. Bản lề; 11. Gầu;12. Bánh răng. Hình 1.2. Hình chiếu đứng máy đào Hyundai R807.1. Tay cần;2. Xylanh tay cần; 3. Cần; 4. Xylanh cần; 5. Cabin điều khiển; 6. Bộ lọc sơ cấp; 7. Bộ giảm âm; 8. Đối trọng; 9. Bánh chủ động; 10. Răng bi nhông của máy; 11. Ống lăn đỡ xích; 12. Con lăn đỡ xích; 13. Dãy xích; 14. Bánh bị động; 15. Lưỡi ủi; 16. Thanh điều khiển; 17. Thanh liên kết; 18. Máy cắt cạnh; 19. Xylanh gầu.Kết cấu của máy gồm 2 phần chính: phần máy cơ sở (Máy kéo xích) và thiết bị công tác (thiết bị làm việc).Phần máy cơ sở: Cơ cấu di chuyển chủ yếu dùng để di chuyển máy trong công trường. Nếu cần di chuyển máy trong phạm vi lớn phải có thiết bị vận chuyển dùng. Cơ cấu quay dùng để thay đổi vị trí của gầu trong mặt phẳng ngang trong quá trình đào và đổ đất. Trên bàn quay người ta bố trí động cơ, các bộ truyền động, cơ cấu điều khiển,...Cabin là nơi tập trung cơ cấu điều khiển toàn bộ quá trình hoạt động của máy. Đối trọng là bộ phận cần bằng bàn quay và ổn định của máy.Phần thiết bị công tác: Cần một đầu được lắp với khớp trụ với bàn quay còn đầu còn lại được lắp với tay cần. Cần được nâng lên hạ xuống nhờ xylanh cần. Tay cần một đầu lắp với khớp trụ với cần đầu còn lại với gầu và co, duỗi nhờ xylanh tay cần. Quá trình đào và đổ đất của gầu được thực hiện nhờ xylanh gầu, gầu thường được lắp thêm các răng để làm việc trên nền đất cứng.Nguyên lý làm việc: Máy thường làm việc trên nền đất thấp hơn mặt bằng đứng của máy (cũng có trường hợp làm trên nền đất cao hơn nhưng trên đất mềm). Đất được đổ qua miệng gầu. Máy làm việc theo chu kỳ và trên từng chỗ đứng. 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 về vị trí đào để bắt đầu chu kỳ tiếp theo.1.3.2. Nguồn động lực.Động cơ: Yanmar 4TNV98. Công suất lớn nhất Nemax: 44 KwSố vòng quay ứng với Nemax : 2100 rpmMomen lớn nhất Memax: 25.2 Kgf.mSố vòng quay ứng với Memax: 1000 rpm.Số xylanh: 4 thẳng hàng.Đường kính x Hành trình: 98 x 110 mm Hình 1.3. Động cơ Yanmar 4TNV98. Đặc điểm cấu tạo:Thân động cơ 4TNV98 được đúc liền thành khối bằng thép rất chắc chắn, trên thân máy có khoét các lỗ để lắp khối xylanh, lắp các đường ống khí xả, nạp và khoan các lỗ có ren bên trên để lắp nắp xylanh của động cơ bằng bulong. Ngoài ra trên thân máy còn khoan các lỗ tròn để dẫn nước làm mát và đúc các áo nước môi chất làm mát khối xylanh, hai bên thân máy có khoan các lỗ có ren để bắt các chi tiết của máy bằng bulong như: bệ đỡ máy, ống dẫn dầu, lọc dầu… phía dưới thân máy có một nửa bệ đỡ chính của máy được chế tạo liền với thân máy, một nửa còn lại của bệ đỡ chính được chế tạo rời và lắp với nhau bằng bulong.Động cơ có công suất 44 Kw2100 vp có hệ thống nhiên liệu sử dụng bơm cao áp PE, sử dụng hệ thống nạp tăng áp Turbo Charger Intercooler, hệ thống bôi trơn cưỡng bức các te ướt, hệ thống làm mát bằng nước. 1.3.3. Hệ thống lái máy đào Hyundai.Hệ thống lái trên máy đào dùng để: Giữ cho máy đào chuyển động theo một hướng xác định nào đó. Thay đổi hướng chuyển động khi cần thiết theo yêu cầu cơ động của xe.Yêu cầu của hệ thống lái: Đảm bảo chuyển động thẳng ổn định. Đảm bảo tính cơ động cao tức là xe có thể quay vòng thật ngoặt trong thời gian rất ngắn trên một diện tích bé. Đảm bảo động lực học quay vòng đúng. Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện. Đảm bảo sự tỉ lệ giữa lực tác dụng lên vô lăng và momen quay bánh xích chủ động.Hệ thống lái trên máy đào Hyundai R807 là hệ thống lái dẫn động thủy lực bao gồm: Cơ cấu điều khiển gồm có vô lăng, trục lái dùng để điều khiển các van thủy lực. Hệ thống thủy lực gồm bơm, van điều khiển, xylanh lái, đường ống thủy lực dùng để dẫn động xylanh lái qua đó truyền đến dẫn động lái để điều khiển quay bánh xích.1.3.4. Hệ thống di chuyển.Hệ thống di chuyển có nhiệm vụ di chuyển máy trong quá trình làm việc, di chuyển máy từ công trình này sang công trình khác và đỡ toàn bộ trọng lượng máy rồi truyền xuống nền.Theo cấu tạo hệ thống di chuyển được chia thành các loại: hệ thống di chuyển bằng bánh lốp, hệ thống di chuyển bằng bánh xích, hệ thống di chuyển trên đường ray, hệ thống di chuyển trên nước, hệ thống di chuyển bằng cơ cấu tự bước.Trên máy đào Hyundai R807 sử dụng hệ thống di chuyển bằng xích.
Trang 1LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển chung của đất nước, cơ sở hạ tầng cho ngành giao thôngvận tải nói riêng và trên tất cả các lĩnh vực kinh tế xã hội nói chung đang phát triểnrộng khắp Để phục vụ cho lĩnh vực này, máy công trình là một trong những công
cụ chủ lực, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng các công trình
Ngày nay khoa học công nghệ của thế giới nói chung và nước ta nói riêng đã vàđang phát triển mạnh; đặc biệt là điều khiển tự động bằng thủy lực, khí nén, điệncũng như điện tử Trên các máy công trình ngày nay cũng được hiện đại hóa khôngchỉ với hệ điều khiển mà cả hệ truyền lực, hầu như tất cả chức năng điều khiển vàtruyền động đều bằng thủy lực Đề tài đồ án tốt nghiệp em chọn cũng theo xu hướng
này, tên đề tài là “Khảo sát hệ thống truyền động thủy lực trên máy đào Hyundai R80-7” Đề tài tốt nghiệp sẽ giúp em củng cố thêm những kiến thức đã
học, nâng cao và hiểu sâu hơn về khả năng ứng dụng của truyền động thủy lực trêntất cả các lĩnh vực Đặc biệt trong lĩnh vực máy công trình, truyền động thủy lực đãthay thế các truyền động cơ khí cổ điển
Được sự giúp đỡ tận tình của thầy Phan Thành Long quý thầy cô cùng các bạn;
với sự nỗ lực và cố gắng của bản thân, sau hơn ba tháng em đã hoàn thành đề tài tốtnghiệp của mình Vì thời gian có hạn, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều, nên khôngtránh khỏi những thiếu sót Em rất mong được quý thầy cô đóng góp thêm ý kiến để
đề tài của em được hoàn thiện hơn
Cuối cùng, em xin cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Phan Thành Long quý thầy cô
trong khoa Cơ khí giao thông và trong trường Đại học Bách khoa đã tận tình hướngdẫn, giáo dục đào tạo em trong suốt 5 năm ở dưới mái trường Đại học
Đà Nẵng, ngày 01, tháng 06, năm 2015
Trương Quốc Nghĩa
Trang 2CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỂ MÁY ĐÀO HYUNDAI R80-7
1.1 Mục đích, ý nghĩa đề tài.
Hiện nay nền kinh tế nước ta đang có những bước phát triển vượt bậc và ngàycàng hội nhập vào sự phát triển chung của nền kinh tế thế giới Vì vậy mà cơ sở hạtầng ngày càng được quan tâm đầu tư mạnh mẽ và có kế hoạch để thu hút đầu tưnước ngoài để đóng góp vào sự phát triển chung của nền kinh tế- xã hội nước nhà.Như chúng ta thấy rằng ngày nay bất cứ công trình xây dựng quy mô lớn nàocũng không thể thiếu vai trò hỗ trợ của các thiết bị và máy móc, công cụ laođộng để giảm bớt sức lao động của con người, trong đó máy đào thủy lực đóngmột vai trò quan trọng trong việc cơ giới công tác đất cùng với một số loại máycông trình khác Cụ thể nó có thể phục vụ trong các công việc sau:
- Trong xây dựng dân dụng và công nghiệp: đào hố móng, đào rãnh thoát nước,đào rãnh để lắp đặt đường ống cấp thoát nước, đường điện ngầm, đường điện thoại,bốc xúc vật liệu ở các bãi, kho vật liệu Ngoài ra, có lúc làm việc thay cần trục khilắp các ống thoát nước hoặc thay các búa đóng cọc để thi công móng cọc, phục vụthi công cọc nhồi
- Trong xây dựng cầu đường: đào móng, khai thác đất, cát để đắp đường
- Trong xây dựng thủy lợi: đào kênh, mương, nạo vét sông ngoài, bến cảng, ao,hồ, khai thác đất để dắp đập, đắp đê
- Trong khai thác mỏ: bóc lớp đất tấm thực vật phía trên bề mặt đất, khai thác
mỏ lộ thiên ( than, đất sét, cao lanh, )
- Trong các lĩnh vực khác:nhào trộn vật liệu của các nhà máy hóa chất (phânlân, cao su, ), khai thác đất cho nhà máy gạch, sứ Tiếp vật liệu cho các trạm trộn
bê tông Bốc xếp vật liệu ở các ga tàu, bến cảng Khai thác sỏi, cát ở lòng sông Đối với sinh viên ngành cơ khí động lực nghiên cứu, khảo sát và tính toán hệthống thủy lực trên máy đào là việc rất bổ ích cho kiến thức sau này Nhằm đi sâutìm hiểu kết cấu, nguyên lý làm việc, các đặc tính làm việc của hệ thống thủy lựctrên máy đào từ đó đề ra những phương án thiết kế, cải tiến hệ thống thủy lực nhằmtăng hiệu quả công việc, tăng độ tin cậy với mục đích cải thiện chất lượng và năngsuất khi làm việc
Trang 3Em hy vọng đề tài này như là một tài liệu chung nhất để giúp người sử dụng tựtìm hiểu kết cấu, nguyên lý làm việc, cũng như cách khắc phục các hỏng hóc nhằm
sử dụng và bảo dưỡng hệ thống thủy lực và các phần tử thủy lực trên máy đào mộtcách tốt nhất để đảm bảo năng suất và chất lượng lao động
1.2 Giới thiệu về các phương pháp truyền động trên máy đào.
1.2.1 Truyền động cơ khí.
Đây là phương pháp truyền động quen thuộc và có một thời gian dài từng đượccoi là hình thức truyền động quan trọng nhất Những kiểu truyền động này bao gồm:truyền động bánh răng, truyền động xích, truyền động bánh vít
+ Truyền động bánh răng: loại truyền động này thường được sử dụng rộng rãinhất Người ta thường dùng nó để truyền chuyển động quay cho trục ra Tùy theocách bố trí trục ra song song hoặc lệch góc mà người ta sử dụng bánh răng trụ hoặcbánh răng côn Loại truyền động này vẫn còn được sử dụng trong các bộ giảm tốc.+ Truyền động xích: là cơ cấu truyền chuyển động giữa các trục song song nhờdây xích ăn khớp vào các răng của hai đĩa xích Căn cứ vào số dãy răng trên đĩaxích chủ động và bị động mà ta có truyền động xích một dãy hoặc nhiều dãy
+ Truyền động bánh vít: Với phương pháp truyền động này ta có thể truyềnchuyển động quay giữa hai trục chéo nhau là trục vít và bánh vít đối tiếp với nó Bộtruyền động bánh vít có đặc điểm kích thước nhỏ gọn, tỷ số truyền lớn, làm việc êm
và không ồn, có khả năng tự hãm; nhưng hiệu suất thấp, nhiệt sinh nhiều phải dùngcác biện pháp làm nguội, vật liệu làm bánh vít tương đối đắt tiền để giảm ma sát.Nhìn chung bộ truyền động cơ khí có những ưu, nhược điểm sau:
Trang 4 Nhược điểm:
- Kích thước bộ truyền lớn, trọng lượng nặng
- Làm việc gây tiếng ồn lớn
- Khi truyền công suất đi xa thường tổn thất công suất do ma sát và quán tínhlớn
- Tốc độ và mô men xoắn được biến đổi theo cấp
+ Truyền động thủy động: với phương pháp truyền động này không có mối liên
hệ cứng giữa khâu chủ động và khâu bị động Để truyền chuyển động tới khâu bịđộng (trục tuabin), động năng được sử dụng làm quay bánh bơm Ở đây, trục bánhbơm quay được nhờ nhận trực tiếp chuyển động quay của trục động cơ hoặc cơnăng khác
+ Truyền động thể tích: là phương pháp truyền động có chức năng đảm bảo mốiliên hệ cứng (trong giới hạn không thể nén được của chất lỏng) giữa khâu chủ động
và khâu bị động của bộ truyền động thủy lực, có truyền dẫn năng lượng do bơm tạo
ra đến bộ phận chấp hành (xy lanh thủy lực hoặc động cơ thủy lực) qua chất lỏngcông tác để truyền vào một khoang kín
Ưu, nhược điểm của phương pháp truyền động thủy lực:
Ưu điểm:
- Dễ thực hiện điều chỉnh vô cấp và tự động điều chỉnh vận tốc chuyển độngcủa bộ phận làm việc trong máy ngay cả khi máy đang làm việc
- Truyền động công suất làm việc lớn và xa
- Cho phép đảo chiều chuyển động của các bộ phận làm việc của máy dễ dàng
Trang 5- Có thể đảm bảo cho máy làm việc ổn định không phụ thuộc vào sự thay đổi tảitrọng ngoài
- Kết cấu gọn nhẹ, có quán tính nhỏ do trọng lượng trên một đơn vị công suấtcủa truyền động nhỏ
- Do chất lỏng làm việc trong truyền động thủy lực là dầu khoáng nên có điềukiện bôi trơn tốt các chi tiết
- Truyền chuyển động êm hầu như không có tiếng ồn
- Độ tin cậy và độ bền cao
- Áp lực dầu công tác khá cao đòi hỏi công nghệ chế tạo đạt độ chính xác cao,
do đó giá thành của bộ truyền động thủy lực đắt hơn các bộ truyền động khác
1.3 Cấu tạo chung máy đào Hyundai R80-7.
1.3.1 Sơ đồ tổng thể máy đào Hyundai R80-7.
Hyundai R80-7 là máy đào gầu nghịch, một gầu, dẫn động thủy lực Nó được sửdụng để cơ giới hóa công tác đào, xúc, lấp đất khai thác mỏ hoặc thay cho máynâng Ngoài ra, nó còn có thể thực hiện nhiều chức năng khác nhau như: cần trục,búa đóng cọc, nhổ gốc cây,
Trang 6Hình 1.1 Hình chiếu bằng máy đào Hyundai R80-7
1 Hộp công cụ; 2 Động cơ quay; 3 Bình nhiên liệu; 4 Bình dầu thủy lực;
5 Dầu làm mát; 6 Bộ tỏa nhiệt; 7 Động cơ; 8 Bơm chính;
9 Van điều khiển chính; 10 Bản lề; 11 Gầu;12 Bánh răng.
Hình 1.2 Hình chiếu đứng máy đào Hyundai R80-7.
1 Tay cần;2 Xylanh tay cần; 3 Cần; 4 Xylanh cần; 5 Cabin điều khiển; 6 Bộ lọc
sơ cấp; 7 Bộ giảm âm; 8 Đối trọng; 9 Bánh chủ động; 10 Răng bi nhông của máy; 11 Ống lăn đỡ xích; 12 Con lăn đỡ xích; 13 Dãy xích; 14 Bánh bị động;
15 Lưỡi ủi; 16 Thanh điều khiển; 17 Thanh liên kết; 18 Máy cắt cạnh;
19 Xylanh gầu.
Trang 7Kết cấu của máy gồm 2 phần chính: phần máy cơ sở (Máy kéo xích) và thiết bịcông tác (thiết bị làm việc).
Phần máy cơ sở: Cơ cấu di chuyển chủ yếu dùng để di chuyển máy trong côngtrường Nếu cần di chuyển máy trong phạm vi lớn phải có thiết bị vận chuyển dùng
Cơ cấu quay dùng để thay đổi vị trí của gầu trong mặt phẳng ngang trong quá trìnhđào và đổ đất Trên bàn quay người ta bố trí động cơ, các bộ truyền động, cơ cấuđiều khiển, Cabin là nơi tập trung cơ cấu điều khiển toàn bộ quá trình hoạt độngcủa máy Đối trọng là bộ phận cần bằng bàn quay và ổn định của máy
Phần thiết bị công tác: Cần một đầu được lắp với khớp trụ với bàn quay còn đầucòn lại được lắp với tay cần Cần được nâng lên hạ xuống nhờ xylanh cần Tay cầnmột đầu lắp với khớp trụ với cần đầu còn lại với gầu và co, duỗi nhờ xylanh tay cần.Quá trình đào và đổ đất của gầu được thực hiện nhờ xylanh gầu, gầu thường đượclắp thêm các răng để làm việc trên nền đất cứng
Nguyên lý làm việc: Máy thường làm việc trên nền đất thấp hơn mặt bằng đứngcủa máy (cũng có trường hợp làm trên nền đất cao hơn nhưng trên đất mềm) Đấtđược đổ qua miệng gầu Máy làm việc theo chu kỳ và trên từng chỗ đứng Một chu
kỳ làm việc của máy bao gồm bốn giai đoạn sau:
Công suất lớn nhất Nemax: 44 Kw
Số vòng quay ứng với Nemax : 2100 rpm
Momen lớn nhất Memax: 25.2 Kgf.m
Số vòng quay ứng với Memax: 1000 rpm
Số xylanh: 4 thẳng hàng
Đường kính x Hành trình: 98 x 110 mm
Trang 8Hình 1.3 Động cơ Yanmar 4TNV98.
* Đặc điểm cấu tạo:
Thân động cơ 4TNV98 được đúc liền thành khối bằng thép rất chắc chắn, trên
thân máy có khoét các lỗ để lắp khối xylanh, lắp các đường ống khí xả, nạp vàkhoan các lỗ có ren bên trên để lắp nắp xylanh của động cơ bằng bulong Ngoài ratrên thân máy còn khoan các lỗ tròn để dẫn nước làm mát và đúc các áo nước môichất làm mát khối xylanh, hai bên thân máy có khoan các lỗ có ren để bắt các chitiết của máy bằng bulong như: bệ đỡ máy, ống dẫn dầu, lọc dầu… phía dưới thânmáy có một nửa bệ đỡ chính của máy được chế tạo liền với thân máy, một nửa cònlại của bệ đỡ chính được chế tạo rời và lắp với nhau bằng bulong
Động cơ có công suất 44 Kw/2100 v/p có hệ thống nhiên liệu sử dụng bơm cao
áp PE, sử dụng hệ thống nạp tăng áp Turbo Charger Intercooler, hệ thống bôi trơncưỡng bức các te ướt, hệ thống làm mát bằng nước
Trang 91.3.3 Hệ thống lái máy đào Hyundai.
Hệ thống lái trên máy đào dùng để:
- Giữ cho máy đào chuyển động theo một hướng xác định nào đó
- Thay đổi hướng chuyển động khi cần thiết theo yêu cầu cơ động của xe
Yêu cầu của hệ thống lái:
- Đảm bảo chuyển động thẳng ổn định
- Đảm bảo tính cơ động cao tức là xe có thể quay vòng thật ngoặt trong thời gian rấtngắn trên một diện tích bé
- Đảm bảo động lực học quay vòng đúng
- Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện
- Đảm bảo sự tỉ lệ giữa lực tác dụng lên vô lăng và momen quay bánh xích chủđộng
Hệ thống lái trên máy đào Hyundai R80-7 là hệ thống lái dẫn động thủy lực baogồm:
- Cơ cấu điều khiển gồm có vô lăng, trục lái dùng để điều khiển các van thủy lực
- Hệ thống thủy lực gồm bơm, van điều khiển, xylanh lái, đường ống thủy lực dùng
để dẫn động xylanh lái qua đó truyền đến dẫn động lái để điều khiển quay bánhxích
1.3.4 Hệ thống di chuyển.
Hệ thống di chuyển có nhiệm vụ di chuyển máy trong quá trình làm việc, dichuyển máy từ công trình này sang công trình khác và đỡ toàn bộ trọng lượng máyrồi truyền xuống nền
Theo cấu tạo hệ thống di chuyển được chia thành các loại: hệ thống di chuyểnbằng bánh lốp, hệ thống di chuyển bằng bánh xích, hệ thống di chuyển trên đườngray, hệ thống di chuyển trên nước, hệ thống di chuyển bằng cơ cấu tự bước
Trên máy đào Hyundai R80-7 sử dụng hệ thống di chuyển bằng xích
Trang 10- Cồng kềnh, lực cản di chuyển lớn, vận tốc di chuyển thấp, tuổi thọ thấp.
- Khi máy đi xa phải dùng phương tiện vận chuyển
1.3.5 Phạm vi làm việc.
Hình 1.5 Sơ đồ phạm vi làm việc máy đào Hyundai R80-7
Trang 11Tên thông số Kí hiệu Giá trị
1.4 Thông số kỹ thuật của máy đào hyundai r80-7.
1.4.1 Thông số kích thước.
Hình 1.6 Sơ đồ tổng thể máy đào hyundai R80-7.
Trang 12Động cơ 4 kỳ, làm mát bằng nước, phun dầu trực tiếp.
1.4.4 Thông số hệ thống thủy lực.
Bơm chính
Trang 13Van điều khiển
Motor thủy lực
Van điều khiển từ xa
Trang 14Chương 2 KHẢO SÁT HỆ THỐNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO
HYUNDAI R80-7 2.1 Giới thiệu các phần tử thủy lực trên máy đào Hyundai R80-7.
2.1.1 Giới thiệu chung về hệ thống thuỷ lực trên máy đào.
Hệ thống thuỷ lực của máy đào gồm một số chi tiết, cụm chi tiết sau: Thùng dầu,bơm thuỷ lực, cụm van phân phối, trục chia dầu, mô tơ chuyển động, mô tơ quaytoa, xy lanh thuỷ lực, hệ thống đường ống, lọc dầu, két làm mát dầu thuỷ lực
Hình 2.1 Hệ thống thuỷ lực trên máy đào
* Nguyên lý hoạt động:
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 đẩy đến cụm van phânphối chính Từ ca bin người điều khiển sẽ tác động đến các cần điều khiển thiết bịcông tác, quay toa, di chuyển Khi có sự tác động của người điều khiển, một dòngdầu điều khiển sẽ được mở đi đến cụm van phân phối chính Dòng dầu điều khiểnnày có tác dụng đóng /mở cụm van phân phối ( van điều khiển) tương ứng cho thiết
Trang 15bị 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 ởlọc dầu thuỷ lực Áp lực của hệ thống thuỷ lực được giới hạn bởi van an toànthường được lắp ở cụm van phân phối chính Khi áp lực của hệ thống đạt đến giớihạn của van thì van sẽ mở ra và cho dầu chảy về thùng
2.1.2 Bơm thủy lực.
2.1.2.1 Tổng quan về bơm.
a Nguyên lý chuyển đổi năng lượng.
Bơm và động cơ thuỷ lực là hai thiết bị có chức năng khác nhau Bơm là thiết bịtạo ra năng lượng, còn động cơ thuỷ lực là thiết bị tiêu thụ năng lượng này Tuynhiên, kết cấu và phương pháp tính toán của bơm và động cơ thuỷ lực cùng loạigiống nhau
-Bơm dầu: là một cơ cấu biến đổi năng lượng, dùng để biến cơ năng thành thànhnăng lượng của dầu ( dòng chất lỏng) Trong hệ thống dầu ép thường chỉ dung bơmthể tích, tức là loại bơm thực hiện việc biến đổi năng lượng bằng cách thay đổi thểtích các buồng làm việc, khi thể tích của buồng làm việc tăng, bơm hút dầu, thựchiện chu kỳ hút và khi thể tích của buồng giảm, bơm đẩy dầu ra thực hiện chu kỳnén
Tuỳ thuộc vào lượng dầu do bơm đẩy ra trong một chu kỳ làm việc, bơm thể tíchđược phân ra hai loại:
Bơm có lưu lượng cố định
Bơm có lưu lượng có thể điều chỉnh, gọi tắt là bơm điều chỉnh
Thông số cơ bản của bơm là lưu lượng và áp suất
- Động cơ thuỷ lực: Là thiết bị dùng để biến năng lượng của dòng chất lỏng thànhđộng năng quay trên trục động Quá trình biến đổi năng lượng là dầu có áp suấtđược đưa vào buồng công tác của động cơ Dưới tác dụng của áp suất, các phần tửcủa động cơ quay
Trang 16Loại bơm này được dùng rộng rãi vì nó có kết cấu đơn giản dễ chế tạo Phạm vi
sử dụng của bơm bánh răng chủ yếu là ở những hệ thống có áp suất nhỏ trên cácmáy khoan, doa…Áp suất của bơm bánh răng từ 10÷200 bar
Bơm bánh răng gồm có các loại: Bánh răng ăn khớp ngoài, ăn khớp trong Loại hairăng hoặc ba răng Loại bánh răng thẳng hoặc bánh răng nghiêng
Trên máy đào bơm bánh răng được sử dụng để cung cấp dầu cho hệ thống điềukhiển
Bơm bánh răng không điều chỉnh được lưu lượng
Trang 17Hình 2.3 Bơm bánh răng
a Bơm bánh răng ăn khớp ngoài; b Bơm bánh răng ăn khớp trong;
c Ký hiệu bơm; A Buồng hút; B Buồng đẩy
* Bơm trục vít:
Hình 2.4 Bơm trục vít
A Buồng hút; B Buồng đẩy
Dầu được hút từ buồng A sang buồng đẩy B theo chiều trục và không có hiệntượng chèn dầu ở chân ren
Bơm trục vít thường được sản xuất làm ba loại:
Loại có áp suất thấp (p = 10÷15 bar), loại có áp suất trung bình (p= 30÷60 bar),loại có áp suất cao (p= 60÷200 bar)
Nhược điểm của bơm trục vít là chế tạo trục vít khá phức tạp Ưu điểm căn bản
là chạy êm, độ nhấp nhô lưu lượng nhỏ
Bơm trục vít không thay đổi được lưu lượng
Trang 18* Bơm cánh gạt:
Bơm cánh gạt được dùng ở hệ thống thuỷ lực có áp thấp và trung bình So vớibơm bánh răng, bơm cánh gạt đảm bảo lưu lương đều hơn, hiệu suất thể tích caohơn
Kết cấu bơm cánh gạt có nhiều loại khác nhau, nhưng có thể chia làm hai loạichính: Bơm cánh gạt đơn và bơm cánh gạt kép
Trang 19* Bơm piston:
Bơm piston là loại bơm dựa trên nguyên tắc thay đổi thể tích của cơ cấu piston
xy lanh Vì bề mặt làm việc của cơ cấu này là mặt trụ, do đó dễ dàng đạt được độchính xác gia công cao, bảo đảm hiệu suất thể tích tốt, có khả năng thực hiện đượcvới áp suất làm việc lớn (áp suất lớn nhất có thể đạt được là p= 700 bar)
Bơm piston thường được dùng ở những hệ thống thuỷ lực cần áp suất cao và lưulượng lớn như máy đào, máy nâng…
Dựa vào cách bố trí piston, bơm có thể chia làm các loại sau:
+ Bơm piston đơn
+ Bơm piston dãy phẳng
+ Bơm piston – roto hướng tâm
+ Bơm piston – roto hướng trục (đồng trục và trục cong)
Bơm piston đơn và piston dãy phẳng không điều chỉnh được lưu lượng Bơmpiston – rôto có thể chế tạo không thay đổi lưu lượng hoặc có thể thay đổi lưulượng
Hình 2.7 Bơm piston.
1 Vành trụ; 2 Các piston; 3 Ống lót; 4 Vách ngăn; 5 Roto
Trang 202.1.2.2 Bơm thủy lực trên máy đào Hyundai R80-7.
Hình 2.8 Bơm thủy lực trên máy đào Hyundai R80-7.
1.Trục máy bơm; 2 Đĩa cam lắc; 3 Nhóm piston; 4 Nắp sau máy bơm; 5 Lò xo;
6 Piston trợ động; 7 Bơm bánh răng; 8 Nắp trước máy bơm; 9 Van an toàn.
Bơm chính trên máy đào Hyundai R80-7 là máy một máy bơm gồm 2 khối pistonchuyển vị tương đương từ một khối hình trụ, một cổng hút Dầu được chia thành haidòng đều cho các đĩa điều khiển trong máy bơm và ra các cổng xả để cung cấp chocác bộ phận công tác
Các phần tử điều khiển lưu lượng được tích ngay trong bơm làm tăng khả năngđiều khiển
* Nguyên lý hoạt động:
Xy lanh được nối cứng với trục (1) nhờ then hoa Trục dẫn (1) được dẫn động
từ động cơ Khi trục (1) quay xy lanh và piston (3) cũng quay theo Đế piston (3)quay theo và trượt trên mặt của đĩa cam lắc (2) Các piston chuyển động tịnh tiếnlên xuống trong khối xy lanh thực hiện quá trình hút và đẩy chất lỏng ( dầu thuỷlực) Hành trình hút tương ứng với quá trình hành trình piston tăng dần (thể tíchbuồng làm việc tăng dần) và ngược lại với quá trình đẩy
Trang 21Lưu lượng và áp suất của bơm phụ thuộc vào góc nghiêng α của đĩa cam lắc (2).Góc nghiêng càng lớn thì lưu lượng của bơm càng lớn khi α = 0 thì không có dầu
ra khỏi bơm
* Điều khiển thay đổi lưu lượng bơm:
Khi góc nghiên α của đĩa cam lắc (2) thay đổi thì lưu lượng xả ra của bơm cũngthay đổi theo Góc nghiêng của đĩa cam lắc thay đổi nhờ piston trợ động (6) Pistontrợ động (6) chuyển động thẳng, qua lại theo lệnh điều khiển từ van điều khiển.Piston trợ động (6) chuyển động làm đĩa cam lắc (2) chuyển động theo trên mặt trụcủa bệ đỡ (2), làm cho góc nghiêng α thay đổi Do đó, lưu lượng xả ra của bơmcũng thay đổi theo
2.1.3 Motor quay toa.
Hình 2.9 Motor quay toa trên máy đào Hyundai R80-7.
1.Trục motor; 2 Bạc lót; 3 Lò xo; 4 Cụm xylanh; 5 Vòng chống thấm; 6 Tấm lót;
7 Đầu nối; 8 Nắp sau motor; 9 Bulong; 10 Piston; 11 Đĩa; 12 Đĩa ma sát;
13 Khớp cầu; 14 Đối trọng; 15 Đế piston; 16 Đĩa trượt; 17 Ổ bi côn;
18 Vòng phớt; 19 Vỏ máy.
* Nguyên lý làm việc:
Đĩa van phân thành hai khoang nối với hai đường ống đầu vào và đầu ra mô
tơ Dòng dầu cao áp cấp vào mô tơ sẽ làm các piston có khoang tương ứng chuyển
Trang 22động tịnh tiến theo xu hướng đẩy các đế piston trượt xuống đĩa đế Các đế pistonđược giữ khoảng cách với nhau và được tỳ lên đĩa đế bởi đĩa giữ và lực nén của lò
xo xy lanh thông qua đệm, cần đẩy, đệm và bạc cầu Khi các piston tương ứng vớikhoang cấp chuyển động tịnh tiến như vậy thì sẽ làm quay khối xy lanh làm cho cácpiston tương ứng ở khoang đẩy sẽ chuyển động theo hướng giảm thể tích giữapiston và xy lanh, đẩy dòng dầu sau khi cấp áp năng cho mô tơ về thùng dầu thủylực Đồng thời xy lanh quay làm cho trục truyền động được nối khớp then hoa vớikhối xy lanh sẽ quay theo Mô men và tốc độ của mô tơ sẽ được truyền tới bộ giảmtốc quay toa và dẫn động qua các cặp bánh răng làm quay ca bin phía trên mâmquay toa
Khi đóng van phân phối ngừng cung cấp dòng dầu cao áp tới mô tơ vàngừng cho phép dầu từ mô tơ về thùng dầu thì dầu thủy lực sẽ được giữ lại trong mô
tơ Tác dụng ngược của dầu thủy lực không được dẫn về thùng chứa có xu hướnghãm mô tơ lại Đồng thời khi đóng van phân phối thì dầu trong mô tơ sẽ rò rỉ vàokhoang chứa piston hãm với áp suất lớn sẽ tác động ép piston xuống tỳ các đĩa masát và đĩa tách với nhau tạo nên mô men ma sát hãm mô tơ lại
11 12 13
18 14
Hình 2.10 Cấu tạo motor di chuyển.
1 Trục ra; 2 Vỏ; 3 Đĩa phanh; 4 Đĩa ma sát; 5 Piston; 6 Xy lanh; 7 Nắp sau;
8 Đĩa van; 9 Van hồi lưu chậm; 10 Bu lông; 11 Piston điều chỉnh; 12 Trục giữa;
13 Lò xo; 14 Nắp chặn dầu; 15 Ổ đũa côn; 16 Piston phanh; 17 Lò xo phanh;
18 Van đối trọng
Trang 23Mô tơ di chuyển có nhiệm vụ biến đổi áp năng của dòng dầu cao áp thành cơnăng để tạo mô men làm quay bánh sao chủ động thông qua bộ giảm tốc di chuyển.
Có hai mô tơ di chuyển trái và phải có thể quay cùng chiều để chuyển động tiến vềphía trước hoặc ngược chiều để quay đầu xe
* Nguyên lý hoạt động:
- Hoạt động ở tốc độ thấp ( Góc nghiêng của đĩa có giá trị lớn nhất)
Hình 2.11 Hoạt động của mô tơ di chuyển.
1.Lò xo; 2 Van điều chỉnh; 3 Van điện từ; 4 Nắp sau; 5 Van hồi lưu chậm;
6 Van điều khiển chuyển động; 7 Van giảm áp; 8 Piston điều chỉnh;
9 Đĩa van; 10 Khối xylanh.
Van điện từ không được kích hoạt (cấp điện) Vì vậy, dòng dầu điều khiển từbơm chính không chảy đến cửa p được Vì lý do này, van điều chỉnh (2) bị đẩy lênbởi lò xo (1) Dòng dầu chính từ van điều khiển (6) đẩy van hồi lưu chậm (5) đi đếnnắp sau (4) và tác động lên buồng a của piston điều chỉnh (8)
Cùng thời điểm này, dòng dầu chính đi qua lỗ c trong van điều chỉnh (2) và tácđộng lên buồng b Khi điều này xảy ra, do đường kính buồng b lớn hơn buồng a nênpiston điều chỉnh sẽ bị đẩy đi xuống Kết quả, đĩa van (9) và khối xy lanh (10) dichuyển đến vị trí góc nghiêng của đĩa có giá trị lớn nhất Lưu lượng của mô tơ đạtgiá trị lớn nhất Hệ thống được xác lập ở chế độ tốc độ thấp
Trang 24- Hoạt động ở tốc độ cao (Gióc nghiêng của đĩa có giá trị nhỏ nhất).
Khi van điện từ (3) được kích hoạt, dòng dầu điều khiển từ bơm chính chảy đếncửa p và đẩy van điều chỉnh (2) đi xuống Khi điều này xảy ra, đường dầu đếnbuồng b bị ngắt và dầu từ buồng b chảy ra đường dầu hồi Vì lý do này, lực đẩy củadầu ( áp suất cao ) ở buồng a đẩy piston điều chỉnh (8) theo hướng đi lên
Kết quả, đĩa van (9) và khối xy lanh (10) di chuyển đến vị trí góc nghiêng củađĩa có giá trị nhỏ nhất Lưu lượng của mô tơ đạt giá trị nhỏ nhất Hệ thống được xáclập ở chế độ chuyển động tốc độ cao
2.1.5 Van điều khiển.
Van điều khiển máy đào Hyundai R80-7 có nhiệm vụ như tổng hợp củanhiều van phân phối, đó là đóng ngắt, đảo chiều của các dòng dầu thủy lực cao áptới các bộ phận chấp hành như các xy lanh thủy lực, các mô tơ di chuyển và mô tơquay toa, đồng thời chứa các đường dẫn của các dòng dầu điều khiển, các van antoàn, van tràn, các van tiết lưu v.v… Đây là cơ cấu trung gian nhận dòng dầu cao
áp từ bơm chính và dòng dầu điều khiển từ bơm bánh răng đi phân phối tới các cơcấu chấp hành hoặc dẫn dầu về thùng chứa
Hình 2.12 Van điều khiển.
Trang 25Khe hở được tạo tại bề mặt trượt giữa ụ van (3) và giá đỡ (2) cho phép dầu
tự do chảy qua Dầu được cấp từ cổng P được dẫn tới khoang C qua lỗ S của giá đỡ(2) và khe hở tại mặt trượt giữa ụ van và giá đỡ Lực lò xo đủ lớn để ụ van khônglàm việc tới khi áp suất trong khoang C đạt tới áp suất điều chỉnh của van an toàn.Khi mà áp suất trong khoang C vượt quá áp suất cho phép, thủy lực trở nên lớn hơnlực lò xo và ụ van (3) sẽ tách khỏi đế của giá đỡ (2) Dầu được cấp từ cổng P sau đótheo khe hở giữa ụ van và đế tựa tới cổng bể chứa T qua lỗ S
Trang 26Chuyển vị của ụ van (3) được giới hạn bởi lưu lượng và áp suất Nếu lưulượng thể tích tương ứng với áp suất, áp suất dư không đổi; thành ra áp suất hệthống không vượt quá áp suất điều chỉnh.
2.1.7 Van giảm áp.
Hình 2.14 Van giảm áp.
1 Nắp van; 2 Chốt; 3 Vòng chống thấm; 4 Trụ trượt; 5 Piston;
6 Lò xo; 7 Bệ đỡ lò xo; 8 Đế van; 9 Vòng chống thấm; 10 Khớp nối.
Van giảm áp là một van áp suất có tác dụng giữ áp suất đầu ra của van ở một giátrị thiết lập sẵn thấp hơn áp suất đầu vào Điểm khác nhau cơ bản giữa van giảm áp
và các van áp suất đầu vào (van an toàn, van tràn) là thiết lập áp suất tại đầu ra củavan
Ở vị trí ban đầu của van là vị trí bị ép vào đế đỡ, cửa vào và cửa ra không đượcthông nhau Khi tăng áp suất cửa vào P1, áp suất P1 càng lớn tiết diện thông nhaugiữa 2 cửa càng lớn và áp suất P2 càng lớn
Trang 27Quan hệ giữa áp suất đầu vào và đầu ra của van phụ thuộc vào lực lò xo ban đầu
và độ cứng của lò xo
2.1.8 Xylanh thủy lực.
Xy lanh thủy lực bao gồm xy lanh cần, xy lanh tay cần và xy lanh gàu Các xylanh đều có nguyên lý hoạt động tương tự nhau và có nhiệm vụ biến đổi áp năngcủa dòng dầu cao áp thành cơ năng để tạo chuyển động tịnh tiến tương đối giữa cặp
xy lanh-pit tong Sự phối hợp làm việc của các xy lanh trên tạo nên quỹ đạo chuyểnđộng của gàu xúc và giúp chúng ta thực hiện công việc mong muốn như đào đất,xúc trộn, gạt chướng ngại vật, phá tường v.v…
Trang 282.2 Mạch thủy lực tổng thể trên máy đào Hyundai R80-7.
16 14
15 19
18 21
23 22
27
29
30 31
32 33 34
Hình 2.16 Sơ đồ mạch thủy lực tổng thể máy đào Hyundai R80-7.
Đường dầu đi; Đường dầu về; Đường dầu điều khiển.
1.Cụm bơm chính; 2 Tổng van phân phối; 3 Cụm motor quay toa; 4 Motor di chuyển; 5 Cần điều khiển trái; 6 Cần điều khiển phải; 7 Điều khiển bàn đạp;8 Xylanh cần; 9 Xylanh lưỡi ủi; 10; Xylanh tay cần; 11 Xylanh gầu; 12 Đầu nối;
13, 14 Cơ cấu hãm van; 15 Bể chứa dầu; 16 Làm mát dầu.; 17 Lỗ xả khí; 18 Bể lọc; 19 Lọc dầu; 20 Cần lươi ủi; 21 Bộ lọc công suất; 22 Hộp van; 23 Ắc quy;
24 Kẹp; 25 Bình lọc; 26 Bình lọc; 27 Van tiết lưu; 28 Bộ chuyển áp suất.
Trang 29Các phần tử cơ bản của hệ thống thủy lực:
- Bơm dầu: Bơm dầu là một cơ cấu biến đổi năng lượng, dùng để biến cơ năngthành năng lượng của dầu Trong hệ thống truyền động thủy lực máy đào HyundaiR80-7 sử dụng bơm piston roto hướng trục thuộc loại bơm thể tích, tức là loại bơmthực hiện việc biến đổi năng lượng bằng cách thay đổi thể tích các buồng làm việc:khi thể tích của buồng làm việc tăng, bơm hút dầu, thực hiện chu kỳ hút và khi thểtích của buồng giảm, bơm đẩy dầu ra thực hiện chu kỳ nén
- Động cơ dầu: là thiết bị dùng để biến đổi năng lượng của dòng chất lỏng thànhđộng năng quay trên trục động cơ Dưới tác dụng áp suất, các phần tử của động cơquay
- Xy lanh truyền động: xy lanh thủy lực là cơ cấu chấp hành dùng để biến đổi thếnăng của dầu thành cơ năng, thực hiện chuyển động thẳng
- Cơ cấu phân phối: cơ cấu phân phối được dùng để đổi nhánh dòng chảy ở các nútcủa lưới đường ống và phân phối chất lỏng vào các đường ống theo một quy luậtnhất định Nhờ vậy có thể đảo chiều chuyển động của bộ phận chấp hành hoặc điềukhiển nó chuyển động theo một quy luật nhất định Chất lỏng từ bơm trước khi đếnđộng cơ thủy lực thường qua cơ cấu phân phối Cơ cấu phân phối là nơi tập trungcác đầu mối lưu thông của chất lỏng Ở đây, chất lỏng từ bơm được phân phối vàocác nhánh khác nhau của lưới ống Nói chung cơ cấu phân phối có hai bộ phậnchính: vỏ và bộ phân đổi nhánh Ở vỏ có khoét các cửa lưu thông nối với lưới ốngcủa hệ thống thủy lực Bộ phận đổi nhánh có thể di chuyển tương đối so với vỏ đểphân phối chất lỏng vào các cửa lưu thông
- Cơ cấu tiết lưu: cơ cấu tiết lưu được dùng để điều chỉnh hay hạn chế lưu lượngchất lỏng trong hệ thống bằng cách gây sức cản đối với dòng chảy
- Các loại van: Van một chiều dùng để giữ cho chất lỏng chỉ chảy theo một chiều;van an toàn được dùng để bảo đảm cho hệ thống được an toàn khi có quá tải; vangiảm áp được dùng để hạ áp suất được cấp từ nguồn xuống phù hợp với yêu cầu nơitiêu thụ, đồng thời có thể giữ cho áp suất nơi đó luôn luôn không đổi; bộ điều tốc
Trang 30phối hợp hoạt động giữa van tiết lưu và van điều áp làm ổn định được lưu lượng(vận tốc) của động cơ thủy lực, làm cho chúng không phụ thuộc vào sự biến đổi củaphụ tải.
- Ống dẫn: Các ống dẫn dùng để dẫn chất lỏng (năng lượng) từ bơm đến động cơthủy lực Tùy theo điều kiện làm việc, người ta dùng loại ống dẫn mềm hoặc cứng
Vì các ống dẫn thường phải chịu áp suất cao nên cần chú ý đến sức bền của ống và
độ khít ở các mối nối Mặt khác khi lắp ráp các ống có áp suất cao, cần tránh lắpquá găng, gây ứng suất trước trong thành ống để tránh nứt, vỡ ống
- Thùng chứa chất lỏng: Yêu cầu đối với một thùng chứa chất lỏng trong hệ thốngtruyền động thủy lực là đảm bảo đủ lượng dầu làm việc trong hệ thống, đảm bảo lọcsạch và làm nguội dầu tốt
- Bộ lọc dầu: phải đặt các bộ lọc dầu trong hệ thống để lọc các cặn bẩn của dầu, bảođảm cho hệ thống truyền động thủy lực làm việc bình thường Khi tính toán hay sửdụng bộ lọc cần chú ý đảm bảo lọc tốt nhưng cần giảm sức cản của lọc đối với dòngchảy càng nhiều càng tốt
* Nguyên lý hoạt động:
Cụm bơm chính (1) là loại bơm piston rotor thay đổi lưu lượng được dẫn độngbởi động cơ Cụm bơm chính (1) khi hoạt động sẽ hút dầu thủy lực qua bộ lọc hút(19) và bơm tới tổng van phân phối (2) Khi chưa có tín hiệu điều khiển, các vantrượt đều ở vị trí trung gian và không cho các dòng dầu cao áp đi tới các cơ cấuchấp hành Các dòng cao áp sẽ qua các van một chiều và van tiết lưu; 1 dòng làmtín hiệu đi tới van điều chỉnh lưu lượng hạn chế lưu lượng của bơm chính (1); 1dòng qua bộ làm mát (16) và phần tử lọc (19) đi về thùng dầu (15)
Bơm bánh răng bơm dầu qua van một chiều và bộ lọc (18) sau đó chia làm haidòng; một dòng đi tới các van điện từ và van điều áp; một dòng qua van tiết lưu mộtchiều tới bộ tích năng và qua van điện từ ở cụm bơm chính (1), ở đây nó chia ra cácdòng qua van một chiều tới các van điều chỉnh lưu lượng của bơm chính
Trang 312.3 Mạch thủy lực quay toa máy đào Hyundai R80-7.
11 9
10 14
13 16
18 17
19
15
12 20
E/G
Hình 2.17 Mạch thủy lực quay toa máy đào Hyundai R80-7.
Đường dầu đi; Đường dầu về; Đường dầu điều khiển 1.Cụm bơm chính; 2 Tổng van phân phối; 3 Motor quay toa; 4 Bộ chuyển áp suất; 5 Moto cần điều khiển trái; 6 Cần điều khiển phải; 7 Điều khiển bàn đạp ; 8,9 Cơ cấu hãm van; 10 Bê chứa dầu; 11 Làm mát dầu; 12 Lỗ xả khí; 13 Bể lọc;
14 Lọc dầu; 15 Cần lưỡi ủi; 16 Bộ lọc công suất; 17 Hộp van; 18 Ắc quy; 19.
Kẹp; 20 Bình lọc; 2 Bộ chuyển áp suất
Trang 32* Nguyên lý làm việc:
Dầu cao áp cấp cho mô tơ quay toa do bơm thứ 2 cung cấp đến các van mộtchiều tới van phân phối quay toa Dòng dầu điều khiển cũng được dẫn qua các vantiết lưu, bộ làm mát, tới van giảm áp và van phân phối Khi ta cho tín hiệu điềukhiển thì sẽ làm van dịch chuyển cho dầu cao áp đi vào một khoang của mô tơ quaytoa và làm quay mô tơ, dầu hồi sẽ đi qua van tiết lưu một chiều trong cụm van phânphối tới đường ống dầu hồi qua bộ làm mát (16), bộ lọc (18,19) về thùng chứa (15).Khi mô tơ quá tải thì dầu trong mô tơ một phần sẽ qua van điều áp để giảm áp suấttrong mô tơ, một phần sẽ qua van xả theo đường ống xả về thùng chứa
2.4 Mạch thủy lực di chuyển máy đào Hyundai R80-7
* Nguyên lý làm việc:
Dầu cao áp được cấp từ cụm bơm chính (1) đến tổng van phân phối (2) Khi máy
di chuyển sang phải dầu cao áp từ bơm chính (1) đến van phân phối điều khiển dichuyển phải (TRAVEL R.H) (24) để điều khiển motor di chuyển sang phải (4);Còn khi máy di chuyển sang trái dầu cao áp từ bơm chính (1) đến van phân phốiđiều khiển di chuyển trái (TRAVEL L.H) (25) để điều khiển motor di chuyển sangtrái (4) Giả sử khi ta điều khiển van phân phối (24) cho dòng dầu cao áp đến đầunối của van hãm thì dòng dầu sẽ đẩy van hãm di chuyển qua một bên làm thôngđường ống dầu hồi qua đầu nối còn lại của van hãm làm cho mô tơ hoạt động Khi
ta đóng van phân phối (24) thì dòng dầu cao áp sẽ không được dẫn về thùng chứa vàđược cấp thêm cho bơm, khi đó dầu cao áp sẽ tác dụng vào hai đầu của van hãmlàm cho nó về vị trí cân bằng, khi đó thì van một chiều trong van hãm sẽ giữ dòngdầu cao áp trong mô tơ làm cho áp suất hai đầu cấp và đầu ra của mô tơ cân bằngnhau, vì thế mà mô tơ sẽ chậm lại dần Nếu mô tơ bị quá tải thì các van quá tải sẽcho dầu xả ra theo đường dầu xả qua ống lọc (16) về thùng dầu (13) Khi ta điềukhiển cần gạt (TRAVEL) sẽ điều khiển van trượt làm đóng đường dầu xả qua van,tức là tăng khả năng chịu tải của mô tơ, đồng nghĩa với việc tăng tốc độ hoặc khảnăng leo dốc của máy đào
Trang 3320
18
1 11
14 12
13 17
16
10
9 8
19
22 23 21
E/G
Hình 2.18 Sơ đồ mạch thủy lực di chuyển máy đào Hyundai R80-7.
Đường dầu đi; Đường dầu về; Đường dầu điều khiển 1.Cụm bơm chính; 2 Tổng van phân phối; 3 Đầu nối; 4 Motor di chuyển; 5 Cần điều khiển trái; 6 Cần điều khiển phải; 7 Điều khiển bàn đạp; 8 Hộp van; 9 Bầu tích năng; 10 Bộ lọc công suất; 11,12 Van một chiều; 13 Bình dầu thủy lực;
14 Bộ làm mát; 15 Lỗ xả khí; 16 Lọc dầu; 17 Bể lọc; 18 Bộ chuyển áp suất;
19 Van điều khiển; 20 Bộ chuyển áp suất; 21 Van tiết lưu; 22 Van một chiều;
23 Van giảm áp; 24 Van điều khiển di chuyển phải; 25 Van điều khiển di chuyển
Trang 342.5 Mạch thủy lực điều khiển các xylanh thủy lực máy đào Hyundai R80-7
2
24 25 26
20
1 11
9
10 14
13 15
17 16
8
21
23 22
29 30
28
27
32 31
E/G
Hình 2.19 Mạch thuỷ lực điều khiển các xylanh thủy lực máy đào Hyundai R80-7.
Đường dầu đi; Đường dầu về; Đường dầu điều khiển 1.Cụm bơm chính; 2 Tổng van phân phối; 3 Xylanh lưỡi ủi; 4 Cần điều khiển lưỡi ủi; 5 Cần điều khiển trái; 6 Cần điều khiển phải; 7 Điều khiển bàn đạp; 8 Van tiết lưu; 9 Van một chiều; 10 Bình dầu thủy lực; 11 Làm mát dầu; 12 Lỗ xả khí;
13 Lọc dầu; 14 Bể lọc; 15 Bộ lọc công suất; 16 Hộp van; 17 Bầu tích năng;
18 Kẹp; 19 Lọc dầu; 20 Bộ chuyển áp suất; 21 Van điều khiển; 22 Van tiết lưu;
23 Van giảm áp; 24 Xylanh tay cần; 25 Xylanh cần ; 26 Xylanh gầu; 27 Van điều khiển xylanh tay cần 2; 28 Van điều khiển xylanh tay cần; 29 Van điều khiển xylanh cần; 30 Van điều khiển xylanh cần 2; 31 Van điều khiển xylanh lưỡi ủi;
32 Van điều khiển xylanh gầu.
Trang 35* Nguyên lý làm việc:
- Mạch điều khiển xy lanh cần (BOOM): Khi ta đưa tín hiệu vào cần điều khiển trái(6) thì tín hiệu sẽ điều khiển van phân phối điều khiển xylanh cần (29) trượt về mộtphía và cho phép dòng dầu cao áp qua van tới điều khiển xy lanh cần (25) làm chopiston chuyển động tịnh tiến Dầu ở khoang đối diện của xy lanh sẽ qua van phânphối (29) theo đường dầu hồi về thùng chứa thủy lực Nếu piston tới vị trí giới hạnthì khi đó xy lanh bị quá tải và van an toàn lắp trên đường ống sẽ làm việc cho phépdầu theo đường dầu hồi về thùng chứa thủy lực Nếu muốn xy lanh dừng ở vị trítrung gian nào đó thì ta chỉ cần đóng van phân phối (29) lại, dầu sẽ không được cấp
và cũng không được thoát nên xy lanh sẽ ngừng làm việc
- Mạch điều khiển xy lanh tay cần (ARM): Khi ta đưa vào tín hiệu điều khiển cầnđiều khiển phải (5) thì tín hiệu sẽ điều khiển van phân phối (28) trượt về một phía
và cho phép dòng dầu cao áp qua van tới xy lanh tay cần (24) làm cho piston trong
xy lanh chuyển động tịnh tiến theo chiều tương ứng, dầu ở khoang đối diện trong sẽđược dẫn về thùng dầu qua van phân phối (28)
- Mạch điều khiển xy lanh gàu (BUCKET): Khi ta đưa vào tín hiệu điều khiển cầnđiều khiển trái (6) thì tín hiệu sẽ điều khiển van phân phối (32) trượt về một phía vàcho phép dòng dầu cao áp qua van tới xy lanh (26) làm cho piston trong xy lanhchuyển động tịnh tiến theo chiều tương ứng, dầu ở khoang đối diện trong xy lanh sẽđược dẫn về thùng dầu qua van phân phối (32)
- Mạch điều khiển xy lanh lưỡi ủi (DOZER): Khi ta đưa vào tín hiệu điều khiển cầnđiều khiển lưỡi ủi (4) thì tín hiệu sẽ điều khiển van phân phối (31) trượt về một phía
và cho phép dòng dầu cao áp qua van tới xy lanh (3) làm cho piston trong xy lanhchuyển động tịnh tiến theo chiều tương ứng, dầu ở khoang đối diện trong xy lanh sẽđược dẫn về thùng dầu qua van phân phối (31)
Trang 36Chương 3 TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM CÁC CHI TIẾT TRONG HỆ
THỐNG MÁY ĐÀO HYUNDAI R80-7.
3.1 Tính toán lựa chọn bơm chính.
Bơm chính là loại bơm kép kiểu piston roto hướng trục thay đổi lưu lượng.Thông số của bơm:
- Số vòng quay: nmax = 1950 [vg/ph]
- Lưu lượng cực đại: Qmax = 75,6 [l/ph] = 1,26.10-3 [m3/s]
- Lưu lượng riêng: q = 36 [cc/rev] = 36 [cm3/vg]
- Áp suất làm việc: p = 280 [KG/cm2] = 274,6.105 [N/m2]
- Số piston: Z = 9
- Góc nghiêng lớn nhất của đĩa: = 200
3.1.1 Xác định kích thước cơ bản và công suất của bơm
Các kích thước cơ bản của bơm piston roto hướng trục là đường kính piston d,hành trình piston S, và đường kính vòng tròn chia Dx của roto Đường kính pistonđược xác định theo lưu lượng của bơm
Hình 3.1 Sơ đồ tính toán bơm và động cơ piston roto hướng trục
Lưu lượng lý thuyết của bơm:
3 36.1950 70, 2.10
lt
Ta có công thức tính lưu lượng riêng lý thuyết của mỗi bơm đơn:
SS
Dx
RAB'O
d
Trang 37.4
lt
d
Q Z S
(3.2)Trong đó: S – Hành trình của piston,
D – Đường kính làm việc của đĩa nghiêng
Dx – Đường kính vòng chia của roto
3
lt
q d
Z k tg
(3.5)Lưu lượng riêng lý thuyết của mỗi bơm đơn:
D tg
Trang 38Ø144
Hình 3.2 Sơ đồ phân bố các xylanh trong roto của bơm chính.
Công suất của bơm kép:
N2b = p.Q = 274,6.105.1,26.10-3 = 34599,6 [W] = 34,6 [KW]Công suất trên trục bơm:
Theo [4], Q = 0,96 0,98, chọn Q = 0,98; chọn c = 0,95, ta có:
2 34,6
37, 2 0,98.0,95
b tr
Q c
N N
Trang 3942 43
44
Hình 3.3 Kết cấu bơm chính.
1- Trục trước; 2- Trục sau; 3- Khớp nối; 4- Ổ bạc; 5- Ổ bi kim; 6- Vòng đệm ổ bạc; 7- Khối xy lanh; 8- Piston; 9- Đế piston; 10- Vòng giữ đế; 11- Bạc cầu; 12- Lò xo
xy lanh; 13- Đĩa đế; 14- Đĩa nghiêng; 15- Bạc nghiêng; 16- Bệ đỡ; 17- Nắp kín;
18- Vỏ bơm; 19- Khối van; 20- Đĩa phân phối trước; 21- Đĩa phân phối sau;
22,23-Bu lông lỗ vặn; 24- Đầu nối VP; 25- Chốt nghiêng; 26- Van trợ lực; 27- Nút hãm lớn; 28- Nút hãm nhỏ; 29- Chốt lùi; 30,31,32,33- Vòng đệm; 34- Đệm kín dầu;
35,36- Vòng dự trữ; 37,38- Đai ốc; 39- Vòng chặn; 40- Chốt đĩa phân phối;
41-Chốt định vị; 42- Bu lông vòng; 43,44- Bu lông điều chỉnh.
3.2 Tính kiểm nghiệm mô tơ quay toa.
Mô tơ quay toa là loại động cơ piston rô to hướng trục nên các công thứctính toán tương tự đối với bơm piston rô to hướng trục
Các thông số ban đầu của mô tơ quay toa:
Trang 40- Lưu lượng riêng: q = 43 [cm3/vòng] = 4,3.10-5 [m3/vòng]
- Góc nghiêng của đĩa: = 300
3.2.1 Xác định kích thước cơ bản của mô tơ quay toa.
Theo (3.4), lưu lượng riêng của motor:
9.3,14.3,6 30
q d
x D D
