KHẢO SÁT, TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC300

LỜI NÓI ĐẦU Sau thời gian 5 năm học tại trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, được sự dạy dỗ và chỉ bảo tận tình của quý thầy, cô giáo, em đã tiếp thu được những kiến thức cơ bản mà mỗi kỹ sư cần phải có. Mỗi sinh viên khi ra trường cần phải qua một đợt tìm hiểu thực tế và kiểm tra khả năng nắm bắt, sáng tạo của sinh viên. Do đó quá trình thực tập tốt nghiệp và làm đồ án tốt nghiệp là công việc rất cần thiết nhằm giúp cho sinh viên tổng hợp lại những kiến thức mà mình đã được học, đồng thời nó là tiếng nói của sinh viên trước khi ra trường. Sau khi hoàn tất các môn học trong chương trình đào tạo, nay em được giao nhiệm vụ là: KHẢO SÁT, TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC300. Ở nước ta hiện nay, quá trình xây dựng các công trình thuỷ lợi, thuỷ điện, các công trình giao thông, khai thác các loại khoáng sản… đòi hỏi cần phải giải quyết những công việc đào và vận chuyển đất đá với khối lượng lớn mà lao động phổ thông không đáp ứng được. Máy đào “Komat’su PC300” là một trong những loại máy được sử dụng để làm công việc này. Komat’su PC300 là loại máy đào gầu nghịch, một gầu, truyền động thuỷ lực, có rất nhiều ưu điểm về kết cấu và điều khiển nên năng suất làm việc cũng như tính năng kinh tế của máy cao. Trong quá trình làm đồ án do trình độ còn hạn chế, tài liệu chưa đầy đủ nên chắc chắn không tránh khỏi sai sót, em rất mong được sự chỉ bảo của quý thầy cô. Cuối cùng cho em được gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả quý thầy cô trong nhà trường đã truyền đạt kiến thức cho em trong thời gian qua. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Phan Thành Long đã tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành đề tài này. Đà Nẵng, ngày .. tháng .. năm 2015 Sinh viên thực hiện Võ Văn Linh KHẢO SÁT, TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC300 Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC300 1.1 Mục đích, ý nghĩa đề tài Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước thì việc xây dựng các cơ sở hạ tầng có ý nghĩa hết sức quan trọng. Hiện nay có nhiều công trình lớn đang được xây dựng như các công trình thủy điện, cầu đường... Trong đó việc đưa công nghệ tự động hóa, cơ khí hóa tham gia vào quá trình sản xuất ngày càng nhiều, đem lại hiệu quả rất cao. Trong các công trình giao thông và các công trình xây dựng khác, việc giải quyết mặt bằng, xây dựng nền móng là rất quan trọng và cần có số lượng máy phục vụ để làm đất như máy đào, máy ủi, máy san... Trong khối lượng lớn làm đất đó thì máy đào đảm nhiệm khoảng 45%. Máy đào được sử dụng rộng rãi vì chúng dễ thích nghi với nhiều loại công việc nhờ sử dụng các thiết bị công tác thay thế, các loại truyền động và những bộ phận di chuyển khác nhau. Với sự phổ biến rộng rãi trong quá trình sản xuất đó và khả năng đem lại hiệu quả cao trong quá trình sử dụng, em đã chọn máy đào KOMAT’SU PC300 làm đề tài tốt nghiệp nhằm tìm hiểu kỹ càng và nắm nguyên lý làm việc cũng như cách sử dụng, phương pháp vận hành, quá trình bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa để nâng cao trình độ chuyên môn phục vụ cho quá trình công tác sau này. Mặt khác, đề tài này được thực hiện với ý nghĩa tạo một lượng kiến thức có ích cho mọi thành phần muốn tìm hiểu về máy đào KOMAT’SU PC300 để áp dụng vào trong quá trình sản xuất thực tế. Hơn nữa, đề tài này còn là tiền đề cho các nghiên cứu khoa học sau này của em. 1.2 Kết cấu chung Máy đào Komat’su PC300 là máy đào gầu nghịch, một gầu, dẫn động thuỷ lực, do Nhật Bản sản xuất. Nó được sử dụng để cơ giới hoá công tác đào, xúc, lấp đất, khai thác mỏ hoặc thay cho máy nâng. Máy đào KOMAT’SU PC300 có kết cấu gồm 2 phần chính: phần máy cơ sở (máy kéo xích) và phần thiết bị công tác (thiết bị làm việc). Phần máy cơ sở: Cơ cấu di chuyển chủ yếu dùng để di chuyển máy trong công trường, nếu cần di chuyển máy với cự ly lớn phải có thiết bị vận chuyển chuyên dùng. Cơ cấu quay dùng để thay đổi vị trí của gầu trong mặt phẳng ngang trong quá trình đào KHẢO SÁT, TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC300 và đổ đất. Trên bàn quay (9) người ta bố trí động cơ, các bộ truyền động, cơ cấu điều khiển… Cabin (6) là nơi tập trung cơ cấu điều khiển toàn bộ quá trình hoạt động của máy. Đối trọng (8) là bộ phận cân bằng bàn quay và ổn định của máy. Phần thiết bị công tác: Cần (5) một đầu được lắp khớp trụ với bàn quay còn đầu kia được lắp với tay cần. Cần được nâng lên hạ xuống nhờ xy lanh cần (12). Tay cần (2) một đầu lắp khớp trụ với cần còn đầu kia với gàu và co, duỗi nhờ xy lanh tay cần (4). Quá trình đào và đổ đất của gầu được thực hiện nhờ xy lanh gầu (3). Gầu (1) thường được lắp thêm các răng để làm việc ở nền đất cứng. Hình 2.1 KOMAT’SU PC300 1. Gàu; 2. Tay cần; 3. Xy lanh quay gầu; 4. Xy lanh tay cần; 5. Cần; 6. Cabin điều khiển; 7. Cabin máy; 8. Đối trọng; 9. Bàn quay; 10. Ổ quay; 11. Xích; 12. Xy lanh cần Trên máy đào KOMAT’SU PC300 lắp 2 mô tơ thủy lực và có hộp giảm tốc hành tinh để đảm bảo sự dẫn động độc lập của 2 dải xích (11). Mô tơ thủy lực dùng để quay bàn quay (9) và mô tơ thủy lực còn lại dùng để di chuyển, ngoài ra còn bố trí hệ thống phanh để phanh hãm việc di chuyển và bàn quay. Ngoài ra, để đảm bào các bộ phận của máy không bị quá tải, đồng thời đảm bảo an toàn cho hệ thống truyền động thủy lực, người ta lắp van an toàn, van giảm áp, van tháo tải, van 1 chiều. Máy thường làm việc ở nền đất thấp hơn mặt bằng đứng của máy (cũng có những trường hợp máy làm việc ở nơi cao hơn, nhưng nền 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 KHẢO SÁT, TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC300 Quay gầu đến nơi dỡ tải (nơi đổ đất) Dỡ tải (đổ đất) Quay gầu không tải trở lại vị trí đào để bắt đầu chu kỳ tiếp 1.3 Các thông số kỹ thuật chính Bảng 1.1 Các thông số kỹ thuật Tên thông số Giá trị Đơn vị Dung tích gầu 1,4 m3 Trọng lượng toàn bộ 31100 kg Biên độ làm việc Chiều sâu đào lớn nhất 7380 mm Bán kính đào lớn nhất 11100 mm Bán kính lớn nhất tại vị trí mặt bằng đất 10920 mm Chiều cao đào lớn nhất 10100 mm Chiều cao chất tải lớn nhất 7050 mm Lực đào lớn nhất 221,8(21600) kN(kg) Tốc độ quay 9,5 vph Tốc độ di chuyển Thấp: 3.2 Trung bình: 4.5 Cao: 5.5 Kmh Khả năng leo dốc 35 độ Áp lực trên mặt đất 62,9(0,64) kPa(kgcm2) KHẢO SÁT, TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC300 Bảng 1.2 Các thông số về kích thước Tên thông số Giá trị Đơn vị Chiều dài toàn bộ của máy 11140 mm Chiều rộng máy 3190 mm Chiều cao máy (khi chuyển động) 3250 mm Chiều cao đến đỉnh cabin 3110 mm Chiều cao từ mặt đất đến phần đối trọng 1185 mm Khoảng sáng gầm máy 498 mm Bán kính quay nhỏ nhất thiết bị làm việc 4310 mm Chiều cao thiết bị làm việc tại bán kính quay nhỏ nhất 8520 mm Chiều rộng bánh xích 3700 mm Khổ ray 2590 mm Chiều cao cabin máy 3100 mm Bảng 1.3 Các thông số động cơ Tên thông số Giá trị Đơn vị Số máy SAA6D114E Số xylanhhành trình x đường kính 6114 x 135 Dung tích xy lanh 8,27(8270) l(cc) Thông số kỹ thuật Công suất bánh đà 183,91980 kW(vph) Mô men lớn nhất 11081450 Nm(vph) Tốc độ lớn nhất khi không tải 2050 vph Tốc độ nhỏ nhất khi không tải 1000 vph Suất tiêu hao nhiên liệu 205 gkW.h Mô tơ khởi động 24 V; 7,5 kW Máy phát 24 V; 60 A Ắc quy 12 V; 126 Ah×2 KHẢO SÁT, TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC300 Bảng 1.4 Các thông số hệ thống thủy lực Tên thông số Giá trị Đơn vị Bơm thuỷ lực Kiểu bơm HPV125+125, thay đổi lưu lượng, bơm kép Lưu lượng 267,5×2 lph Áp suất đặt 37,8 MPa Van điều khiển Kiểu van 6spool+1spool type+ 1 van phụ trợ Kiểu điều khiển Thuỷ lực Mô tơ thuỷ lực Mô tơ di chuyển HMV160ADT2, Kiểu piston×2 (piston hướng trục) Mô tơ quay toa KMF230ABE5, kiểu piston (piston hướng trục) Xy lanh thuỷ lực Kiểu xy lanh Xy lanh thuỷ lực tác dụng kép Cần Tay cần Gầu Đường kính trong 140 160 140 mm Đường kính piston 100 110 100 mm Hành trình 1480 1825 1285 mm Khoảng cách lớn nhất giữa hai chốt 3525 4255 3155 mm Khoảng cách nhỏ nhất giữa hai chốt 2045 2430 1870 mm Thùng dầu thuỷ lực Kiểu hộp Làm lạnh dầu Làm lạnh bằng không khí: CF401 KHẢO SÁT, TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC300 1.4 Phạm vi sử dụng Máy đào KOMAT’SU PC – 300 là một loại máy đào nghịch 1 gàu được sử dụng trong xây dựng dân dụng và công nghiệp. Máy đào này đào đất nơi nền đất thấp hơn mặt bằng đứng máy, dùng để đào móng, đào rãnh thoát nước, lắp đặt đường cấp thoát nước, đường ngầm, cáp điện thoại… 1.5 Giới thiệu sơ bộ về các hệ thống trên máy đào KOMAT’SU PC300 1.5.1 Hệ thống động lực Hệ thống động lực là hệ thống đóng vai trò hết sức quan trọng trên máy công trình, có nhiệm vụ truyền tải công suất từ trục khuỷu động cơ thành mômen và tốc độ cho máy, tạo ra lực kéo cần thiết để máy thực hiện các chuyển động. Nguồn động lực của máy đào KOMAT’SU PC300 là động cơ đốt trong có mã hiệu là SA6D114E (nguồn động lực chính) và máy phát (nguồn động lực phụ). Nguồn động lực chính: Động cơ đốt trong là nguồn động lực chính, là bộ phận truyền lực chính cho bơm thủy lực để dẫn động thiết bị công tác. Động cơ của máy đào KOMAT’SU PC300 là động cơ diesel 4 kỳ, làm lạnh bằng nước, phun dầu trực tiếp, tăng áp có làm lạnh. Kết cấu của động cơ gồm các cơ cấu và hệ thống chính sau: Cơ cấu trục khuỷu, thanh truyền: có các chi tiết chính như piston, chốt piston, xécmăng, thanh truyền, bulông thanh truyền, trục khuỷu, bánh đà, các loại ổ đỡ của trục khuỷu.. Cơ cấu phân phối khí: có nhiệm vụ điều khiển quá trình trao đổi khí trong xilanh. Yêu cầu đối với cơ cấu phân phối khí là phải thải sạch và nạp đầy. Cơ cấu phân phối khí có các chi tiết như: xupap, đế xupap, ống dẫn hướng xupap, lò xo xupap, con đội, trục cam. Hệ thống nhiên liệu: có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu tạo thành hỗn hợp cho động cơ phù hợp với chế độ làm việc. Đối với động cơ sử dụng diesel trên máy đào KOMAT’SU PC300 thì nhiên liệu được phun vào trong xylanh để hình thành khí hỗn hợp và điều chỉnh tải của động cơ. Hệ thống bôi trơn: có nhiệm vụ đưa dầu bôi trơn đến các bề mặt làm việc của các chi tiết để đảm bảo điều kiện làm việc bình thường của động cơ cũng như tăng tuổi thọ của chi tiết. Các bộ phận chính như: bơm dầu, lọc dầu, thông gió hộp trục khuỷu.. KHẢO SÁT, TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC300

LỜI NÓI ĐẦU

Sau thời gian 5 năm học tại trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, được sự dạy dỗ

và chỉ bảo tận tình của quý thầy, cô giáo, em đã tiếp thu được những kiến thức cơ bản

mà mỗi kỹ sư cần phải có Mỗi sinh viên khi ra trường cần phải qua một đợt tìm hiểu thực tế và kiểm tra khả năng nắm bắt, sáng tạo của sinh viên Do đó quá trình thực tập tốt nghiệp và làm đồ án tốt nghiệp là công việc rất cần thiết nhằm giúp cho sinh viên tổng hợp lại những kiến thức mà mình đã được học, đồng thời nó là tiếng nói của sinh viên trước khi ra trường

Sau khi hoàn tất các môn học trong chương trình đào tạo, nay em được giao nhiệm

vụ là: KHẢO SÁT, TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC-300 Ở nước ta hiện nay, quá trình xây dựng các công trình thuỷ lợi, thuỷ điện, các công trình giao thông, khai thác các loại khoáng sản… đòi hỏi cần phải giải quyết những công việc đào và vận chuyển đất đá với khối lượng lớn mà lao động phổ thông không đáp ứng được Máy đào “Komat’su PC-300” là một trong những loại máy được sử dụng để làm công việc này Komat’su PC-300 là loại máy đào gầu nghịch, một gầu, truyền động thuỷ lực, có rất nhiều ưu điểm về kết cấu và điều khiển nên năng suất làm việc cũng như tính năng kinh tế của máy cao

Trong quá trình làm đồ án do trình độ còn hạn chế, tài liệu chưa đầy đủ nên chắc chắn không tránh khỏi sai sót, em rất mong được sự chỉ bảo của quý thầy cô Cuối cùng cho

em được gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả quý thầy cô trong nhà trường đã truyền đạt kiến thức cho em trong thời gian qua Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Phan Thành Long đã tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành đề tài này

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2015

Sinh viên thực hiện

Võ Văn Linh

Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC-300

1.1 Mục đích, ý nghĩa đề tài

Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước thì việc xây dựng các cơ

sở hạ tầng có ý nghĩa hết sức quan trọng Hiện nay có nhiều công trình lớn đang được xây dựng như các công trình thủy điện, cầu đường Trong đó việc đưa công nghệ tự động hóa, cơ khí hóa tham gia vào quá trình sản xuất ngày càng nhiều, đem lại hiệu quả rất cao

Trong các công trình giao thông và các công trình xây dựng khác, việc giải quyết mặt bằng, xây dựng nền móng là rất quan trọng và cần có số lượng máy phục vụ để làm đất như máy đào, máy ủi, máy san Trong khối lượng lớn làm đất đó thì máy đào đảm nhiệm khoảng 45% Máy đào được sử dụng rộng rãi vì chúng dễ thích nghi với nhiều loại công việc nhờ sử dụng các thiết bị công tác thay thế, các loại truyền động và những bộ phận di chuyển khác nhau

Với sự phổ biến rộng rãi trong quá trình sản xuất đó và khả năng đem lại hiệu quả cao trong quá trình sử dụng, em đã chọn máy đào KOMAT’SU PC-300 làm đề tài tốt nghiệp nhằm tìm hiểu kỹ càng và nắm nguyên lý làm việc cũng như cách sử dụng, phương pháp vận hành, quá trình bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa để nâng cao trình độ chuyên môn phục vụ cho quá trình công tác sau này

Mặt khác, đề tài này được thực hiện với ý nghĩa tạo một lượng kiến thức có ích cho mọi thành phần muốn tìm hiểu về máy đào KOMAT’SU PC-300 để áp dụng vào trong quá trình sản xuất thực tế Hơn nữa, đề tài này còn là tiền đề cho các nghiên cứu khoa học sau này của em

1.2 Kết cấu chung

Máy đào Komat’su PC-300 là máy đào gầu nghịch, một gầu, dẫn động thuỷ lực, do Nhật Bản sản xuất Nó được sử dụng để cơ giới hoá công tác đào, xúc, lấp đất, khai thác mỏ hoặc thay cho máy nâng

Máy đào KOMAT’SU PC-300 có kết cấu gồm 2 phần chính: phần máy cơ sở (máy kéo xích) và phần thiết bị công tác (thiết bị làm việc)

Phần máy cơ sở: Cơ cấu di chuyển chủ yếu dùng để di chuyển máy trong công trường, nếu cần di chuyển máy với cự ly lớn phải có thiết bị vận chuyển chuyên dùng

Cơ cấu quay dùng để thay đổi vị trí của gầu trong mặt phẳng ngang trong quá trình đào

và đổ đất Trên bàn quay (9) người ta bố trí động cơ, các bộ truyền động, cơ cấu điều khiển… Cabin (6) là nơi tập trung cơ cấu điều khiển toàn bộ quá trình hoạt động của máy Đối trọng (8) là bộ phận cân bằng bàn quay và ổn định của máy

Phần thiết bị công tác: Cần (5) một đầu được lắp khớp trụ với bàn quay còn đầu kia được lắp với tay cần Cần được nâng lên hạ xuống nhờ xy lanh cần (12) Tay cần (2) một đầu lắp khớp trụ với cần còn đầu kia với gàu và co, duỗi nhờ xy lanh tay cần (4) Quá trình đào và đổ đất của gầu được thực hiện nhờ xy lanh gầu (3) Gầu (1) thường được lắp thêm các răng để làm việc ở nền đất cứng

Máy thường làm việc ở nền đất thấp hơn mặt bằng đứng của máy (cũng có những trường hợp máy làm việc ở nơi cao hơn, nhưng nền 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 dỡ tải (nơi đổ đất)

Chiều cao chất tải lớn

Km/h

Bảng 1.2 Các thông số về kích thước

Chiều cao từ mặt đất đến phần đối trọng 1185 mm

Bán kính quay nhỏ nhất thiết bị làm việc 4310 mm

Chiều cao thiết bị làm việc tại bán kính quay

Van điều khiển

Kiểu van 6-spool+1-spool type+ 1 van phụ trợ

Kiểu điều khiển Thuỷ lực

Mô tơ thuỷ lực

Mô tơ di chuyển HMV160ADT-2, Kiểu piston×2 (piston

1.4 Phạm vi sử dụng

Máy đào KOMAT’SU PC – 300 là một loại máy đào nghịch 1 gàu được sử dụng trong xây dựng dân dụng và công nghiệp Máy đào này đào đất nơi nền đất thấp hơn mặt bằng đứng máy, dùng để đào móng, đào rãnh thoát nước, lắp đặt đường cấp thoát nước, đường ngầm, cáp điện thoại…

1.5 Giới thiệu sơ bộ về các hệ thống trên máy đào KOMAT’SU PC-300

1.5.1 Hệ thống động lực

Hệ thống động lực là hệ thống đóng vai trò hết sức quan trọng trên máy công trình,

có nhiệm vụ truyền tải công suất từ trục khuỷu động cơ thành mômen và tốc độ cho máy, tạo ra lực kéo cần thiết để máy thực hiện các chuyển động Nguồn động lực của máy đào KOMAT’SU PC-300 là động cơ đốt trong có mã hiệu là SA6D114E (nguồn động lực chính) và máy phát (nguồn động lực phụ)

* Nguồn động lực chính:

Động cơ đốt trong là nguồn động lực chính, là bộ phận truyền lực chính cho bơm thủy lực để dẫn động thiết bị công tác Động cơ của máy đào KOMAT’SU PC-300 là động cơ diesel 4 kỳ, làm lạnh bằng nước, phun dầu trực tiếp, tăng áp có làm lạnh Kết cấu của động cơ gồm các cơ cấu và hệ thống chính sau:

- Cơ cấu trục khuỷu, thanh truyền: có các chi tiết chính như piston, chốt piston, xécmăng, thanh truyền, bulông thanh truyền, trục khuỷu, bánh đà, các loại ổ đỡ của trục khuỷu

- Cơ cấu phân phối khí: có nhiệm vụ điều khiển quá trình trao đổi khí trong xilanh Yêu cầu đối với cơ cấu phân phối khí là phải thải sạch và nạp đầy Cơ cấu phân phối khí có các chi tiết như: xupap, đế xupap, ống dẫn hướng xupap, lò xo xupap, con đội, trục cam

- Hệ thống nhiên liệu: có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu tạo thành hỗn hợp cho động

cơ phù hợp với chế độ làm việc Đối với động cơ sử dụng diesel trên máy đào KOMAT’SU PC-300 thì nhiên liệu được phun vào trong xylanh để hình thành khí hỗn hợp và điều chỉnh tải của động cơ

- Hệ thống bôi trơn: có nhiệm vụ đưa dầu bôi trơn đến các bề mặt làm việc của các chi tiết để đảm bảo điều kiện làm việc bình thường của động cơ cũng như tăng tuổi thọ của chi tiết Các bộ phận chính như: bơm dầu, lọc dầu, thông gió hộp trục khuỷu

- Hệ thống làm mát: khi động cơ làm việc, các chi tiết động cơ nhất là các chi tiết trong buồng cháy tiếp xúc với khí cháy nên có nhiệt độ rất cao Nhiệt độ đỉnh piston có thể lên đến 600oC, còn nhiệt độ xupap có thể đến 900oC Do đó hệ thống làm mát rất quan trọng, nếu không thì động cơ sẽ không làm việc được Do đặc thù của máy đào là làm việc trong phạm vi hẹp, không di chuyển nhiều nên lợi dụng gió tự nhiên để làm mát là hầu như không có Vì vậy hệ thống làm mát của động cơ là làm mát bằng nước

Hình 1.1 Hình vẽ động cơ SAA6D114E của máy đào Komat’su PC300-8

1 Đĩa truyền động; 2 Lò xo giảm chấn; 3 Chốt định vị; 4 Đĩa ma sát giảm chấn; 5 Bộ phận ráp van điều tiết gió; 6 Bộ phận giảm thanh; 7 Giá đỡ

phía sau; 8 Giá đỡ phía trước

* Nguồn động lực phụ: đó là động cơ điện 1 chiều với máy phát có hiệu điện thế

24V, cường độ dòng điện 60A Mô tơ khởi động có hiệu điện thế 24V và có công suất 7,5 kW

* Động cơ của máy đào PC-300 khởi động bằng ắc quy, ắc quy sẽ cung cấp năng lượng cho động cơ điện một chiều làm quay động cơ đốt trong khi khởi động Nguồn

ắc quy gồm có hai bình, mỗi bình có hiệu điện thế 12V, cường độ dòng điện 126Ah

1.5.2 Hệ thống truyền động

Hệ thống truyền động của máy đào KOMAT’SU PC-300 là hệ thống truyền động thủy lực Truyền động thuỷ lực là tổ hợp các cơ cấu thuỷ lực và máy thuỷ lực, dùng môi trường chất lỏng làm không gian để truyền cơ năng từ bộ phận dẫn động đến bộ phận công tác, trong đó có thể biến đổi vận tốc, lực, mô men, và biến đổi dạng theo quy luật của chuyển động Đây chính là hệ thống chính điều khiển hoạt động của máy,

từ dẫn động các cơ cấu điều khiển, dẫn động các xylanh thủy lực, mô tơ di chuyển và

mô tơ quay toa Cụ thể hơn, máy đào KOMAT’SU PC-300 sử dụng hệ thống truyền lực thủy lực thể tích, đây là truyền động mà năng lượng truyền động là dầu thủy lực có

áp suất cao chuyển động với vận tốc nhỏ

Chương 2 KHẢO SÁT HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN

MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC-300 2.1 Giới thiệu chung về hệ thống truyền động thủy lực

2.1.1 Khái quát về hệ thống truyền động thủy lực

Muốn truyền cơ năng từ bộ phận dẫn động đến bộ phận làm việc của các máy, các thiết bị, ngoài dẫn động bằng cơ khí, điện thì trong những năm gần đây người ta còn dùng khí nén và chất lỏng Như vậy hệ thống dùng để truyền năng lượng bằng chất lỏng và biến đổi nó thành cơ năng ở đầu ra của hệ thống (năng lượng chuyển động động cơ thuỷ lực) đồng thời thực hiện chức năng điều khiển và điều chỉnh tốc độ của khâu ra gọi là hệ thống truyền động thủy lực Hệ thống truyền động thủy lực phát triển nhanh và đang thay dần các hệ thống truyền động cơ khí, điện ở các máy xây dựng

2.1.2 Phân loại

Trong hệ thống truyền động thủy lực, việc truyền công suất là do chất lỏng đảm nhiệm Tùy theo việc sử dụng năng lượng của dòng chất lỏng là thế năng hay động năng, mà hệ thống còn gọi là truyền động thủy lực thủy tĩnh (thể tích) hay truyền động thủy lực thủy động

* Truyền động thủy lực thủy tĩnh (thể tích):

Quá trình truyền năng lượng giữa các bộ phận được thực hiện bằng áp năng của dòng chất lỏng, thường dùng các máy thể tích nên gọi là truyền động thể tích

+ Động cơ thủy lực có chuyển động quay: sử dụng trên máy làm đất dùng để dẫn động di chuyển, cơ cấu quay máy xúc một gầu

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

* Ưu điểm:

- Điều chỉnh vô cấp vận tốc trong phạm vi rộng và tự động điều chỉnh vận tốc chuyển động các bộ phận công tác ngay cả khi máy làm việc

- Truyền động công suất lớn, êm, không gây tiếng ồn

- Dễ đảo chiều chuyển động của cơ cấu chấp hành dễ dàng: biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến hoặc ngược lại

- Vận tốc chuyển động bị hạn chế vì phải đề phòng sự va đập thuỷ lực, tổn thất cột

áp, tổn thất công suất và xâm thực

- Khó khăn trong việc làm kín các bộ phận làm việc, chất lỏng dễ bị rò rỉ, hay bị không khí bên ngoài lọt vào làm giảm hiệu suất và tính ổn định của truyền động

- Yêu cầu chất lỏng làm việc rất phức tạp

2.1.4 Phạm vi sử dụng

Ngày nay hệ thống thuỷ lực được ứng dụng rộng rải trong công nghiệp, nông nghiệp như máy công cụ, máy nông nghiệp, máy nâng chuyển, máy xúc, máy đào…

và trong lĩnh vực hàng không

2.2 Tổng quan về hệ thống truyền lực trên máy đào KOMAT’SU PC-300

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 quay toa, xylanh thuỷ lực, hệ thống đường ống, lọc dầu, két làm mát dầu thuỷ lực

Hình 2.1 Hệ thống thuỷ lực trên máy đào

2.3 Kết cấu một số bộ phận trong hệ thống truyền động thủy lực trên máy đào KOMAT’SU PC-300

2.3.1 Bơm thủy lực:

Bơm là bộ phận của truyền động thủy lực Nó biến đổi cơ năng chính (động cơ đốt trong) thành năng lượng của dòng chảy của dòng chất lỏng công tác Thông số cơ bản của bơm là lưu lượng và áp suất Hiện nay, trong hệ thống truyền động thủy lực của các loại máy xây dựng thường sử dụng loại bơm thể tích và đối với máy đào

KOMAT’SU PC-300 cũng sử dụng loại bơm này Bơm thể tích là loại bơm thủy lực

mà nó 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 thể tích của buồng giảm, bơm đẩy dầu ra thực hiện chu kỳ nén

Cụ thể loại bơm thể tích đang dùng trong hệ thống truyền động thủy lực trên máy đào KOMAT’SU PC-300 là loại bơm piston roto hướng trục tác dụng kép, dùng để cung cấp dầu cao áp cho bộ phận công tác

Hình 2.2 Bơm thuỷ lực piston hướng trục tác dụng kép

1 Trục bơm trước; 2 Bệ đỡ; 3 Vỏ bơm trước; 4 Đĩa cam lắc; 5 Đế piston

6 Piston ; 7 khối xylanh; 8 Đĩa phân phối; 9 Mặt bích nối bơm trước và bơm

sau; 10 Chốt định vị; 11.Trục bơm sau; 13 Vỏ bơm sau;

Nguyên lý làm việc:

- Giai đoạn 1:

+ Khối xylanh (7) cùng quay với trục (1), và đế (5) trượt trên mặt phẳng (A)

+ Khi đó, cam lắc (4) di chuyển dọc theo mặt trụ (B), từ đó tạo thành góc ( ) giữa đường tâm (X) của cam lắc (4) và đường tâm trục của khối xylanh (7)

+ Góc () là góc nghiêng

Hình 2.3 Giai đoạn 1

- Giai đoạn 2

+ Đường tâm (X) của cam lắc (4) tại góc nghiêng ( ) chuyển động tương đối với đường tâm trục của khối xylanh (7) còn mặt phẳng (A) như quả cam chuyển động so với đế (5)

+ Theo cách này, piston (6) trượt bên trong khối xylanh (7), từ đó tạo sự chênh lệch thể tích giữa (E) và (F) trong khối xylanh (7)

+ Quá trình hút vào đẩy ra được tiếp tục nhờ sự chênh lệch (F) - (E)

+ Khi khối xylanh (7) quay và thể tích của buồng (E) là nhỏ hơn từ đó tạo áp lực đẩy dầu đi trong suốt trong suốt quá trình làm việc

+ Mặt khác, thể tích của buồng (F) tăng lên lớn hơn, trong chu trình dầu được hút nhờ vào chênh áp

Hình 2.4 Giai đoạn 2

* Van LS trong cụm bơm thủy lực:

Chức năng của van LS

Van LS phát hiện tải và điều khiển giá trị lưu lượng Van LS điều khiển lưu lượng bơm chính (Q) theo sự chênh áp (∆PLS) [=PP-PLS], được gọi là chênh áp LS (trong

đó PP là áp suất bơm chính và PLS là áp suất ở cửa ra của van điều khiển) Áp suất PP đến từ cửa ra của van điều khiển còn áp suất (PSIG) (gọi là áp suất lựa chọn LS) đến

từ van điện từ tỷ lệ nhập vào van LS

Mối quan hệ giữa sự chênh áp LS (∆PLS) [=PP-PLS] và sự thay đổi lưu lượng của bơm được biểu diễn trong đồ thị theo chế độ chọn dòng chảy LS (ISIG) của van LS-EPC

Hình 2.6 Van LS

1 Bạc lót ; 2 Piston ; 3 Van trượt ; 4 Lò xo ; 5 Bệ gắn lò xo ; 6 Bạc lót ;

7 Nút bít; 8 Đai ốc khóa PA: Cổng bơm; PDP: Cổng xả; PLP: Cổng điều khiển áp suất ra của van LS PLS: ổng áp suất vào của van LS; PP: Cổng bơm; PPL: Cổng điều khiển áp suất vào;

PSIG: cổng chọn chế độ điều khiển LS

Nếu (ISIG) thay đổi từ 0 đến 1A thì lực nén của lò xo cũng thay đổi theo Theo kết quả đó, sự thay đổi giá trị trung bình lưu lượng thể tích của bơm được biểu diễn nhờ trong đồ thị Về bơm phía trước, nó sẽ thay đổi trong khoảng giá trị từ 0,98 đến 2,45 MPa (trong khoảng giá trị từ 10 đến 25 kg/cm2) và với bơm phía sau, nó sẽ thay đổi trong khoảng giá tri từ 1,08 đến 2,55 MPa (trong khoảng giá trị từ 11 đến 26 kg/cm2)

Hình 2.7 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa độ chênh áp LS (∆PLS) với

lưu lượng (Q) của bơm

2.3.2 Mô tơ quay toa

2.3.2.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc mô tơ quay toa:

Hình 2.8 Cấu tạo mô tơ quay toa

1 Lò xo phanh; 2 Trục ra; 3 Bích chặn dầu; 4 Vỏ; 5 Ổ đũa côn; 6 Đĩa phanh

7 Đĩa ma sát; 8 Piston; 9 Xy lanh; 10 Lò xo; 11 Trục giữa; 12 Đĩa phân phối;

13- Piston phanh

2 3

11 10

12 13

1

Nguyên lý hoạt động:

Hình 2.9 Nguyên lý hoạt động của mô tơ thuỷ lực

1 Áp suất cao; 2 Áp suất thấp; 3 Lực vòng; 4 Lực dọc trục; 5 Lực tác dụng lên

đuôi piston

Dầu thuỷ lực từ bơm chính đi vào mô tơ theo đường (1) Đầu áp suất cao nén piston chuyển động cùng chiều với chiều chuyển động của chất lỏng Lúc này, đuôi piston tác dụng lên đĩa trục lực (5) Lực này được chia thành hai thành phần: Lực dọc trục (4) và lực vòng (3) Trong đó, lực vòng (3) gây ra mô men quay làm cho trục của

mô tơ quay Dầu thuỷ lực sau đó lại quay về thùng theo đường thấp áp (2)

2.3.2.2 Hoạt động của phanh motor quay toa

a) Khi van điện từ không được cấp điện

Khi van điện từ không được cấp điện thì áp suất dầu không qua van giảm áp (dòng dầu từ bơm chính bị ngắt) Lúc này cổng (B) được nối với mạch dầu hồi về thùng Piston phanh (4) bị đẩy xuống bởi lò xo phanh (1) Đĩa ép (3) và đĩa ma sát (2) được

ép lại với nhau, quá trình phanh motor quay toa được thiết lập

Hình 2.10 Hoạt động của phanh khi van điện từ chưa được cấp điện

1 Lò xo phanh; 2 Đĩa ma sát; 3 Đĩa ép; 4 Piston phanh; 5 Van điện từ; 6 van

giảm áp

b) Khi van điện từ được cấp điện

Khi được cấp điện thì van điện từ được bật lên Lúc này áp suất dầu từ van giảm

áp sẽ được dẫn đến buồng (a) qua cổng (B) Sau khi vào buồng (a), áp suất dầu này sẽ

ép lò xo phanh (1) và đẩy piston phanh (4) đi lên Kết quả, đĩa ép (3) tách khỏi đĩa

ma sát (2), quá trình nhả phanh được thực hiện

Hình 2.11 Hoạt động của phanh quay toa khi van điện từ được cấp điện

1 Lò xo phanh; 2 Đĩa ma sát; 3 Đĩa ép; 4 Piston phanh; 5 Van điện từ; 6 van

giảm áp

2.3.3 Mô tơ di chuyển

11 12 13

15 16 17

18 14

Hình 2.12 Cấu tạo mô tơ 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

7 9 21

p

MHình 2.13 Hoạt động của mô tơ di chuyển ở chế độ tốc độ thấp

6 Khối xy lanh; 7 Nắp sau; 8 Đĩa van; 9 Van hồi lưu chậm; 10 Piston điều chỉnh; 19 Van điều chỉnh; 20 Lò xo; 21 Van điện từ; 22 Van điều khiển chuyển

b) Hoạt động ở tốc độ cao (góc nghiêng của đĩa có giá trị nhỏ nhất)

M

6 8

20 19

b c

a

7 9 21

p

10

Hình 2.14 Hoạt động của mô tơ di chuyển ở chế độ tốc độ cao

6 Khối xy lanh; 7 Nắp sau; 8 Đĩa van; 9 Van hồi lưu chậm; 10 Piston điều chỉnh; 19 Van điều chỉnh; 20 Lò xo; 21 Van điện từ; 22 Van điều khiển chuyển

2.3.3.3 Hoạt động của phanh hãm

a) Khi bắt đầu chuyển động

MHình 2.16 Hoạt động của phanh khi ngừng chuyển động Khi cần điều khiển chuyển động ở vị trí trung gian, van đối trọng (18) trở về vị trí trung gian và mạch đến phanh hãm bị đóng Dầu có áp suất cao trong buồng e của piston phanh (16) chảy qua lỗ tiết lưu trong van hồi lưu chậm (8) và xả về thùng qua lỗ (24) Piston phanh bị đẩy hoàn toàn sang trái bởi lò xo (19) Kết quả, đĩa phanh (9) và đĩa ma sát (10) bị đẩy vào nhau, sự phanh được thiết lập

2.3.4 Xylanh thủy lực

* Nhiệm vụ:

Xylanh thủy lực bao gồm xylanh cần, xylanh tay cần, xylanh gầu Các xylanh đều

có nguyên lý tương tự nhau và có nhiệm vụ biến đổi áp năng của dòng dầu cao áp thành cơ năng để tạo chuyển động tịnh tiến tương đối giữa cặp xylanh – piston Sự phối hợp làm việc của các xylanh trên tạo nên quỹ đạo chuyển động của gàu xúc và giúp chúng ta thực hiện công việc mông muốn như đào đất, xúc trộn, gạt chướng ngại vật, phá tường…

* Kết cấu:

Hình 2.17 Xylanh cần

Hình 2.18 Xylanh tay cần

Hình 2.19 Xylanh gàu

* Nguyên lý hoạt động:

Các xylanh thủy lực trong hệ truyền động thủy lực trên máy đào đều có nguyên tắc hoạt động 2 chiều, khi ta cấp dầu cao áp một đầu thì piston sẽ có chiều chuyển động về phía đầu bên kia, chẳng hạn như khi ta cấp dầu cao áp phía bên phải piston thì lực đẩy

do áp năng của dầu tác dụng lên bề mặt tiếp xúc của piston với dầu cao áp sẽ đẩy piston về phía bên trái, dầu trong khoang phía bên trái piston sẽ được dẫn về thùng chứa Nếu mà ta đóng van phân phối thì hai bên piston đều có dầu cao áp và đều tác dụng lên piston, dầu cao áp không được cấp thêm và không được thoát đi nên piston sẽ đứng yên và không di chuyển

2.3.5 Van điều khiển

2.3.5.1 Van PC (van an toàn):

Chức năng của van PC

Khi áp suất tải bơm (PP1) và (PP2) (áp suất khác của bơm) lên cao, thì van PC điều khiển bơm sao cho áp suất dầu trong bơm không vượt quá áp suất cơ bản, đặc biệt tốc độ dòng chảy không đổi cho dù hành trình điều khiển van tăng lên Bằng cách này công suất ra bằng công suất điều khiển, do đó công suất tiêu thụ của bơm không vượt quá công suất động cơ Nói cách khác áp suất ra bơm và tải trọng vận hành tăng cao, thì van PC sẽ làm giảm lưu lượng của bơm, nếu áp suất bơm đi xuống mức thấp thì nó sẽ tăng lưu lượng bơm

Hình 2.20 Van PC

1 Nút bít ; 2 Bộ piston phụ ; 3 Chốt ; 4 Con trượt ; 5 Thiết bị giữ lò xo ;

6 Đế lò xo; 7 Vỏ bọc; 8 Vòng dây PA: Cổng bơm; PA2: Cổng điều khiển áp suất bơm; PDP: Cổng dẫn; PM: Cổng điều khiển chọn chế độ áp suất; PPL: Cổng điều khiển áp suất ra (đến van LS)

2.3.5.2 Van điện từ LS (PC) - EPC (van tỷ lệ điều khiển dòng chất lỏng qua van)

Van EPC gồm một phần là van điện từ tỷ lệ và một phần là van thủy lực Khi nó nhận tín hiệu điện (i) từ bộ điều khiển, van EPC sẽ sinh ra một áp suất ở đầu ra tỷ lệ với độ lớn của tín hiệu điện truyền đến và đưa áp suất đó đến van LS(PC)

Nguyên lý hoạt động

* Khi không có tín hiệu điện (nguồn điện đến cuộn dây bị ngắt)

+ Khi đó không có tín hiệu điện từ bộ điều khiển đến cuộc dây (5), nguồn điện đến cuộn dây (5) bị ngắt

+ Con trượt (2) bị đẩy về bên trái dưới tác dụng lò xo (3)

+ Cổng (P) đóng và áp suất dầu từ van an toàn không đến được van LS (PC) + Dầu áp suất cao được dẫn dầu đến thùng dầu qua cổng (C) và cổng (T) từ van

LS (PC)

Hình 2.21 Hoạt động của van LS – EPC khi không có tín hiệu điện

1 Thân van; 2 Piston; 3 Lò xo; 4 Chốt đẩy; 5 Cuộn dây điện; 6 Lõi nam châm;

7 Van LS; 8 Van giảm áp

* Khi tín hiệu điện rất nhỏ (cuộc dây có điện áp)

Hình 2.22 Hoạt động của van LS – EPC khi dòng điện điều khiển thấp

+ Khi có tín hiệu điện rất nhỏ đến cuộn dây (5) tức là cuộn dây đã có điện áp và

có một lực đẩy được sinh ra ở bên phải của nam châm (6)

+ Cần (4) đẩy con trượt (2) về phía trái và áp suất dầu đi từ cổng (P) đến cổng (C)

+ Áp suất trong cổng (C) tăng lên và lực tác dụng lên bề mặt của con trượt (2)

và tải trọng lên lò xo (3) cũng lớn hơn so với lực đẩy của nam châm (6)

+ Khi đó con trượt (2) sẽ bị đẩy về bên trái và cổng (P) không thông với cổng (C) nữa

+ Lúc này cổng (C) và cổng (T) thông với nhau

+ Kết quả con trượt (2) di chuyển qua lại tại vị trí mà lực đẩy của nam châm (6) cân bằng với áp suất ra ở cổng (C) + tải trọng lò xo (3)

+ Vì vậy mạch áp suất giữa van EPC và van LS (PC) được điều khiển tỷ lệ với cường độ dòng điều khiển

* Khi tín hiệu điện cực đại (cuộn dây có điện áp)

Hình 2.23 Hoạt động của van LS – EPC khi dòng điện điều khiển đạt cực đại + Lúc này tín hiệu điện cũng đến cuộn dây nhưng với cường độ lớn nhất

+ Khi điều này xảy ra, tín hiệu điện là cực đại, vì vậy lực đẩy nam châm (6)

cũng cực đại

+ Con trượt (2) bị đẩy về bên trái bởi cần (4)

+ Áp suất dầu lớn nhất được dẫn từ cổng (P) đến cổng (C) làm tăng mạch áp

suất qua van EPC và van LS (PC) đến mức cường đại

+ Từ đó (T) bị đóng, dầu ngừng chảy về thùng

2.3.5.3 Van giảm áp

Chức năng: Van này giảm áp suất dầu của bơm chính, cung cấp chúng đến van

điện từ và van PPC với chức năng là áp suất điều khiển

Hình 2.24 Kết cấu van giảm áp tuỳ động

1 Vòng chắn dầu; 2 Van tuần tự; 3 Lò xo; 4 Vít; 5 Van điều khiển; 6 Lò xo (van điều khiển giảm áp); 7 Lọc; 8 Lò xo van giảm áp chính; 9 Van giảm

áp chính; 10 Lọc; 11 Lò xo van an toàn; 12 Bi cầu

Nguyên lý hoạt động

Khi động cơ không hoạt động, van (11) bị đẩy tì vào đế van bởi lò xo (12), đường thông giữa cửa PR và cửa TS bị đóng lại Van (14) bị đẩy sang trái bởi lò xo (13), cửa

P2 thông với cửa TS Van (7) bị đẩy sang trái bởi lò xo (8), đường thông giữa cửa P2

và cửa A2 bị đóng lại Tại vị trí trung gian và khi áp suất tải trọng (A2) thấp (khi hạ cần và co tay cần)

Hình 2.25 Hoạt động của van khi áp suất tải trọng thấp Van (7) bị lò xo (8) đẩy sang trái và đóng kín đường thông giữa cửa P2 và A2 (khi động cơ không hoạt động, áp suất bằng không) Tại vị trí trung gian giá trị áp suất P2 ở đầu ra của bơm được giữ ở giá trị sao cho cân bằng với tổng hợp của lực lò xo (8) và lực do áp suất PR tạo ra tác dụng lên van (7) Việc mở cửa P2 thông với cửa A2 được điều chỉnh sao cho áp suất P2 được giữ tại một giá trị lớn hơn áp suất PR Khi áp suất

PR vượt quá áp suất cho phép, van (11) mở ra, dầu thuỷ lực chảy theo mạch từ cửa PR đến lỗ a ngoài con trượt (14) tới mở van (11) và chảy về cửa TS Kết quả, một sự chênh lệch áp suất tạo ra trên hai bề mặt của lỗ a ngoài van piston (14) làm van này dịch chuyển theo hướng đóng đường thông giữa từ cửa P2 đến PR Áp suất P2 giảm đến giá trị áp suất đặt

Khi áp suất tải trọng P2 cao:

Hình 2.26 Hoạt động của van giảm áp khi áp suất tải trọng cao Nếu áp lực của tải trọng cao và lưu lượng của bơm cũng tăng do quá trình đào đất,

áp suất P2 cũng tăng Vì vậy, van (7) bị đẩy hoàn toàn sang phải Kết quả, độ mở từ cửa P2 đến cửa A2 tăng, lực cản qua cửa này giảm Vì vậy, tổn hao công suất của động

cơ được giảm xuống Nếu áp suất PR vượt quá áp suất đặt, van (11) mở ra và dầu thuỷ lực chảy theo mạch sau: Cửa PR  lỗ a ngoài van (14) van (11)  cửa hồi T Kết quả, độ chênh áp được tạo ra trước và sau cửa a trogn con trượt (14) đẩy con trượt này

di chuyển theo hướng đóng cửa thông từ cửa P2 đến PR Áp suất P2 được giảm xuống tại thời điểm mở con trượt (11) và giảm đến áp suất cố định (áp suất đặt) và được cung cấp nhờ áp suất PR

Khi áp suất cao bất thường:

Hình 2.27 Hoạt động của van an toàn Khi áp suất của van tự giảm áp cao bất thường, van bi (12) bị đẩy tách khỏi đế van cho phép dầu thuỷ lực chảy từ cửa PR đến cửa xả T làm cho áp suất PR giảm xuống

3.3.5.4 Van không tải

Chức năng: Khi tất cả các van phân phối đều ở vị trí trung gian, dầu từ bơm (góc

nghiêng của đĩa cam lắc ở vị trí nhỏ nhất) được xả hết Khi điều này xảy ra, áp suất của bơm (p1) bằng áp suất đặt của lò xo (1) Áp suất LS được xả từ van thông qua mạch LS Vì vậy, áp suất LS bằng áp suất dầu ở thùng và bằng không kg/cm

2

Khi hoạt động (hoạt động khi góc nghiêng của đĩa cam lắc là nhỏ nhất), áp suất tương ứng ở đầu ra của bơm bằng tổng của áp suất LS và áp suất p1

Nguyên lý hoạt động:

Hình 2.28 Hoạt động của van không tải Dầu áp suất cao từ bơm đi theo đường dẫn (4) đến mặt cuối của piston (3) Vì van điều khiển ở vị trí trung gian nên áp suất trong mạch LS bằng không

Dầu có áp suất cao từ bơm đi theo đường dẫn (4) và bị dừng lại bởi piston (3) Không có đường nào để dầu hồi về thùng nên áp suất tăng lên Khi áp suất trở nên lớn hơn áp suất đặt lò xo (1), piston (3) di chuyển sang trái, cửa B và C thông với nhau và dòng dầu áp suất cao từ bơm chảy về thùng Cũng vào lúc này, dầu áp suất cao trong mạch LS đi qua cửa A đến cửa C và hồi vể thùng Do đó, khi van hoạt động, áp suất

LS bằng áp suất dầu trong thùng chứa

2.3.5.5 Van hợp và chia lưu lượng

Chức năng:

Van này dùng để hợp hoặc chia hai dòng dầu áp suất cao (p1 và p2) từ hai bơm chính Cùng thời điểm này, nó cũng thực hiện việc hợp hoặc chia của áp suất trong mạch LS

Nguyên lý hoạt động:

- Khi hợp lưu lượng (khi áp suất điều khiển PS bị ngắt)

Hình 2.29 Hoạt động của van khi hợp lưu lượng

Áp suất điều khiển PS bị ngắt nên piston (1) bị đẩy hoàn toàn sang trái bởi lò xo (2) làm cho cửa E và F thông với nhau Vì vậy, hai dòng dầu áp suất cao từ hai bơm chính được hợp lại tại cửa E và F và chảy đến van điều khiển (van phân phối)

Cũng trong trường hợp này, piston (3) cũng bị đẩy hoàn toàn sang trái bởi lò xo (4) nên cửa A được nối với cửa D, cửa B nối với cửa C tạo thành hai dòng chảy Vì vậy,

áp suất LS cung cấp từ van piston của mỗi van phân phối đến mạch LS (5), (6), (7), (8) được gửi tất cả đến van bù áp suất và các van khác

- Khi chia lưu lượng (khi dòng điều khiển được cấp)

Hình 2.30 Hoạt động của van khi chia lưu lượng Khi áp suất điều khiển PS được cấp, piston chính (1) chuyển động sang phải bởi áp suất PS, cửa E và F không thông với nhau nữa vì vậy, dòng dầu áp suất cao từ mỗi bơm chảy đến một nhóm van phân phối của chúng

Dòng dầu từ bơm có áp suất p1 chảy đến các van phân phối của gầu, chuyển động phải, cần

Dòng dầu có áp suất p2 chảy đến các van phân phối của chuyển động phải, quay toa, tay cần

Cũng trong trường hợp này, piston (3) cũng bị đẩy sang phải bởi áp suất LS, cửa B thông với cửa D Vì vậy, mạch LS (5), (6), (7), (8) được nối với nhóm van phân phối của chúng

2.3.5.6 Van PPC:

a) Van điều khiển di chuyển PPC

Hình 2.31 Van PPC di chuyển

P Từ van tự giảm áp; P1 Lùi trái; P2 Tới trái; P3 Lùi phải; P4 Tới phải;

P5.Tín hiệu di chuyển; P6 Tín hiệu quay vòng; T Tới thùng dầu thủy

lực

Cấu tạo:

Hình 2.32 Kết cấu van PPC của bộ phận di chuyển

1 Đĩa ; 2 Thân; 3 Đòn bẩy; 4 Vòng đệm; 5 Lò xo định lượng

6 Lò xo trung tâm; 7 Van; 8 Giảm chấn; 9 Tín hiệu quay vòng

10 Lò xo van tín hiệu quay vòng

Nguyên lý hoạt động:

- Tín hiệu di chuyển

Nếu một trong hai tín hiệu di chuyển trái hay phải của cần điều khiển được vận hành thì áp suất ra PPC cao hơn của hai mặt sẽ được xuất ra như là tín hiệu di chuyển

Theo đó, nếu như xe đào di chuyển thì sự di chuyển này sẽ được xem xét bởi tín hiệu của cổng (P5)

b) Van điều khiển quay PPC

Hình 2.33 Vị trí các cổng của tay điều khiển P: Từ van giảm áp

P1: PPC trái: ra tay đào/ PPC phải: hạ cần

P2: PPC trái: vô tay đào/ PPC phải:nângcần

P3: PPC trái: quay trái/ PPC phải: cuộn gầu

P4: PPC trái: quay phải/ PPC phải: đổ gầu

T: đến thùng dầu

Nguyên lý làm việc:

Khi cần điều khiển ở vị trí trung gian

Cổng (A), (B) của van điều khiển và cổng (P1), (P2) của van PPC được dẫn đến buồng xả (D) qua lỗ điều khiển (f) trong con trượt (1)

Hình 2.34 Hoạt động của van điều khiển quay PPC ở vị trí trung gian

1 Piston; 2 Lò xo định lượng; 3 Lò xo định tâm; 4 Piston; 5, 8 Đĩa; 6 Khớp nối (nối với cần điều khiển); 7 Khớp quay; 9 Chén chặn; 10 Thân van; 11 Van

giảm áp; 12 Van điều khiển (van phân phối)

Trong lúc điều khiển nhỏ (chuyển từ vị trí trung gian đến điều khiển nhỏ)

Khi piston (4) bị đẩy bởi đĩa (5) thì chén chặn (9) cũng bị đẩy xuống, do đó con trượt (1) cũng bị đẩy xuống dưới tác dụng của lò xo định lượng Khi lỗ điều khiển nhỏ (f) bị đóng và không dẫn đến buồng xả (D) nữa thì gần như đồng thời lỗ này được nối với buồng áp suất bơm (PP) Áp suất dầu điều khiển của bơm đến cổng (A) từ cổng (P1) sau khi qua lỗ điều khiển (f)

Khi áp suất tại cổng (P1) tăng lên, con trượt (1) sẽ bị đẩy trở lại và lỗ điều khiển (f) ngừng thông với buồng áp suất bơm (PP) Đồng thời nó sẽ thông với buồng xả (D) để giảm áp suất tại cổng (P1) Kết quả, con trượt (1) di chuyển qua lại vị trí mà ở đó lực của lò xo định lượng và áp suất tại cổng (P1) cân bằng với nhau Mối quan hệ giữa vị trí của con t r ư ợ t (1) và phần thân (10) (lỗ điều khiển (f) nằm giữa buồng xả (D) với buồng áp suất bơm (PP)) không thay đổi cho đến khi chén chặn (9) tiếp xúc với

con trượt (1) Lò xo định lượng (2) tiếp xúc tỷ lệ với hành trình điều khiển Áp suất tại cổng (P1) cũng tăng lên tỷ lệ với hành trình điều khiển Theo đó, van điều khiển con trượt sẽ dịch chuyển đến vị trí nơi mà tại đó áp suất của buồng (A) (bằng với áp suất tại cổng (P1)) và lực lò xo hồi vị của van đó cân bằng với nhau

Hình 2.35 Hoạt động của van điều khiển quay PPC khi tay điều khiển từ vị trí

trung gian chuyển đến vị trí điều khiển nhỏ Trong lúc điều khiển nhỏ (khi tay điều khiển trở về vị trí trung gian)

Khi đĩa (5) bắt đầu trở về vị trí cũ thì con trượt (1) cũng được đẩy lên bởi lực của lò xo định tâm (3) và áp suất tại cổng (P1) Do đó, lỗ điều khiển (f) được thông với buồng xả (D) và áp suất dầu tại cổng (P1) được giảm xuống Nếu áp suất tại cổng (P1) giảm xuống thấp quá, con trượt (1) sẽ được đẩy xuống bởi lò xo định lượng (2) Lỗ điều khiển (f) ngừng thông với buồng xả (D) và đồng thời thông với buồng áp suất bơm (PP) Áp suất bơm cung cấp cho đến khi áp suất tại cổng (P1) hồi phục lại áp suất tương đương với vị trí của cần điều khiển Khi con trượt của van điều khiển quay lại, dầu trong buồng xả (D) sẽ chảy đến lỗ điều khiển (f’) trong van

về phía không làm việc Dầu sẽ tiếp tục qua cổng (P2) và nhập vào buồng (B) để bổ sung áp suất dầu vào buồng đó

Hình 3.33 Hoạt động của van điều khiển quay PPC khi cần điều khiển trở về vị trí cũ

Tại vị trí của hành trình điều khiển lớn nhất

Đĩa (5) đẩy piston (4) xuống, và chén chặn (9) đẩy con trượt (1) xuống Lỗ điều khiển (f) ngừng thông với buồng (D) và thông với buồng áp suất bơm (PP) Do đó,

áp suất dầu điều khiển từ van giảm áp đến buồng (A) sau khi qua lỗ điều khiển (f) và cổng (P1) để đẩy con trượt trong van điều khiển Dầu trở về từ buồng (B) đến cổng (P2) qua lỗ điều khiển (f’) và đến buồng xả (D)

Hình 3.34 Hoạt động của van điều khiển quay PPC khi tay điều khiển ở vị trí hành

trình lớn nhất