CHUYÊN ĐỀ TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ỦI KOMATSU D61EX

CHUYÊN ĐỀ TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ỦI KOMATSU D61EX-126.1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG Trong quá trình làm việc của máy móc nói chung và của máy xây dựng – xếp dỡ nói ri

CHUYÊN ĐỀ TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ỦI KOMATSU D61EX-12

6.1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG

Trong quá trình làm việc của máy móc nói chung và của máy xây dựng – xếp

dỡ nói riêng, nguồn công suất do bộ phận động lực (động cơ) sinh ra cần phải đượctruyền đến các bộ phận ( bộ công tác) để cho chúng hoạt động Cơ cấu làm nhiệm

vụ này gọi là cơ cấu truyền động

Hiện nay cơ cấu truyền động này chủ yếu sử dụng hai dạng: truyền động cơ khí

và truyền động thủy lực

Hệ thống truyền động cơ khí hiện nay vẫn được sử dụng nhiều, chủ yếu trên ô

tô, máy kéo, máy xây dựng, do nó có nhiều ưu điểm như: hiệu suất truyền độngcao, độ bền và độ tin cậy lớn, giá thành rẻ,… tuy nhiên nó vẫn có nhiều hạn chế dokết cấu cồng kềnh, khó truyền chuyển động đi xa,…

Hệ thống truyền động thủy lực(HTTĐTL) trong khoảng 30 năm trở lại đâyđược sử dụng khá rộng rãi, nó là một tiến bộ của khoa học kỹ thuật Việc ứng dụng

hệ thống này ngày càng nhiều đã góp phần nâng cao các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuậtcủa máy, nhất là đáp ứng một phần nhu cầu tự động hóa ngày càng cao trong kỹthuật

Sở dĩ HTTĐTL được sử dụng rộng rãi như vậy là nó có rất nhiều ưu điểm nổibật như:

- Có khả năng truyền được lực lớn và đi xa

Trọng lượng và kích thước nhỏ hơn so với các kiểu truyền động khác

- Có khả năng tạo ra các tỉ số truyền lớn ( tới 2000 hoặc cao hơn nữa)

- Quán tính của truyền động nhỏ

- Truyền động êm dịu, không gây tiếng ồn

- Điều khiển nhẹ nhàng, êm dịu, tiện lợi, không phụ thuộc vào công suấttruyền động

- Cho phép điều chỉnh vô cấp tốc độ của bộ công tác

- Có khả năng tự bôi trơn bộ truyền, nâng cao được tuổi thọ của máy

- Có khả năng tự bảo vệ máy khi quá tải

- Có khả năng bố trí bộ truyền theo ý muốn, tạo hình dáng tổng thể đẹp, có độthẩm mỹ cao

- Dễ dàng chuyển đổi chuyển động quay thành tịnh tiến và ngược lại

- Sử dụng các cụm máy đã được tiêu chuẩn hóa, thống nhất hóa, tiện lợi choviệc sửa chữa, thay thế cụm chi tiết, giảm thời gian và giá thành sửa chữa Bên cạnh các ưu điểm nổi bật trên HTTĐTL còn tồn tại nhiều nhược điểm:

- Khó làm kín các bộ phận làm việc, chất lỏng công tác ( dầu thủy lực) dễ bị

rò rỉ ra ngoài làm giảm hiệu suất và tính chất làm việc ổn định của bộ truyềnđộng Do vậy cần phải thường xuyên kiểm tra bộ truyền động

- Áp lực công tác của dầu khá cao, đòi hỏi phải chế tạo bộ truyền động từ cácloại vật liệu đặc biệt và chất lượng công nghệ chế tạo phải cao, do đó làmgiá thành bộ truyền động thủy lực đắt

Tuy nhiên với các ưu điểm nổi bật ở trên và sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, HTTĐTL ngày càng được sử dụng rộng rãi, phát huy tốt các ưu điểm mà các hệ thống truyền động khác không có được Ngày nay, khuynh hướng thủy lực hóa ngày càng chiếm ưu thế, các máy xây dựng và xếp dỡ như cần trục ô tô, xe nâng hàng, máy làm đất,… chiếm tới 94 % và ngày càng tăng

6.2 HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY LÀM ĐẤT

Máy làm đất chiếm tỉ lệ lớn trong các máy xây dựng ở VN Với các loại máy hiện đại thì không thể thiếu HTTĐTL Hiện nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, với nhu cầu tự động hóa ngày càng cao thì xu hướng thủy lực hóa ngày càng rộng rãi

- Trên máy đào: khi mới ra đời thì nó sử dụng hệ thống truyền động cơ học,tuy nhiên kết cấu của nó cồng kềnh, làm việc kém hiệu quả Khi HTTĐTL

ra đời và nó được áp dụng trên máy đào thì kết cấu của máy gọn, hình dángđẹp, trọng lượng máy nhỏ, làm việc chính xác, quỹ đạo đào đa dạng, do vậy

có thể đảm đương được những nhiệm vụ phức tạp hơn Trên các bộ côngtác, bộ di chuyển, bộ máy quay, bộ điều khiển đều sử dụng truyền độngthủy lực

- Trên máy ủi: với hệ thống truyền động cơ khí thì kết cấu của máy phức tạp,nặng, việc ấn lưỡi ủi xuống đất phải sử dụng trọng lượng của chính lưỡi ủi.Khi sử dụng HTTĐTL với cặp xl nâng hạ bộ công tác, nó có thể ấn sâu lưỡi

ủi xuống đất làm giảm trọng lượng của lưỡi ủi, ngoài ra nó còn sử dụng cáccặp xl để nghiêng hoặc quay lưỡi ủi (với máy ủi vạn năng) làm tăng khảnăng làm việc của máy ủi

- Trên máy san: việc sử dụng HTTĐTL với các xl nâng hạ bàn san, xl đẩytrượt lưỡi san, mô tơ thủy lực quay bàn san,… đã làm tăng khả năng làmviệc cho máy san

- Ở một số máy làm đất khác như máy lu, máy bốc xúc, lưỡi xới,… cũng sửdụng nhiều các thiết bị thủy lực ở bộ công tác

- Hệ thống truyền động thủy động cũng được sử dụng trên các máy làm đấtnhư các ly hợp, biến tốc thủy lực Nó có thể đóng ngắt các chuyển độnghoặc thay đổi vận tốc, mômen Nhờ nó có thể giúp cho máy hoạt động êmdịu hơn khi thực hiện nối ly hợp, tránh các thành phần lực động, do đó tăng

tuổi thọ cho động cơ và các chi tiết khác Biến tốc thủy lực còn có thể thayđổi được vô cấp tốc độ và có thể thay đổi được mômen tùy theo sự điềukhiển của người lái.

Như vậy trên các máy làm đất đã sử dụng rộng rãi HTTĐTL Nó đã mang lại rấtnhiều ưu điểm, tạo ra nhiều khả năng làm việc cho máy, do vậy nó góp phần nângcao các chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật cho máy

6.3 HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ỦI

Máy ủi là một trong các loại máy chủ đạo nằm trong nhóm máy đào và vậnchuyển đất Hiện nay số lượng máy ủi chiếm tỉ trọng khá lớn trong các máy làmđất, nó được sử dụng rộng rãi trong công tác xây dựng công nghiệp và dân dụng,trong giao thông, thủy lợi, khai thác mỏ,… Do máy ủi dùng để đào và vận chuyểnđất nên bộ công tác của nó chủ yếu gồm lưỡi ủi và khung ủi Để điều khiển hoạtđộng của bộ công tác hiện nay người ta sử dụng HTTĐTL với các xylanh nâng

hạ lưỡi ủi

- Ở các máy ủi thường: có sử dụng HTTĐTL thì nó chỉ gồm có bơm thủy lực

để tạo ra lưu lượng dầu qua các van an toàn, van phân phối, van một chiều,

… tới các xylanh thủy lực để nâng hạ lưỡi ủi, với một số máy ủi khác thìcòn có xylanh nâng hạ lưỡi xới

Đây chính là hệ thống truyền động thủy lực được sử dụng với các máy ủi

được áp dụng đầu tiên như các máy ủi của Liên Xô (cũ) và các máy ủi đời cũcủa Komatsu,…

- Với các máy ủi hiện đại: ngoài các hệ thống trên nó còn có thêm nhiều các

hệ thống tiên tiến, nhiều chi tiết hiện đại khác để phục vụ cho hoạt động củamáy ủi như:

- Hệ thống tự điều chỉnh góc nghiêng của bơm theo tải trọng

- Hệ thống lái hiện đại với việc sử dụng mô tơ lái thủy lực điều khiển

bằng van phân phối (khác với các máy ủi cũ sử dụng ly hợp để ngắtchuyển động cho một đĩa xích để lái)

- Sử dụng hệ thống thủy lực để điều khiển các cấp ( số I,II,III) của hộp

số

- Sử dụng hệ thống thủy lực để điều khiển van phân phối

- Sử dụng biến tốc thủy lực

- Sử dụng các cụm van ưu tiên, van hồi nhanh, van hút, van không tải,

van hồi áp suất,…

Tất cả các hệ thống, chi tiết này được sử dụng với mục đích giảm tiêu hao

công suất, nâng cao năng suất của máy ủi, tận dụng hết công suất của máy,

…

Ngoài ra trên các máy ủi hiện đại còn có các hệ thống cảm biến về ápsuất, cảm biến về tốc độ quay, cảm biến về nhiệt độ,…tất cả các tín hiệu nàyđều được đưa về hộp đen để sử lý Với một biến cố bất thường nào sảy ra đềuđược đưa về hộp đen để phân tích và báo về màn hình hiển thị cho người láibiết để có biện pháp kiểm tra và sử lý Do vậy mà máy có thể tránh khỏi các

sự cố gây nguy hiểm, máy luôn làm việc ổn định, đảm bảo các chỉ tiêu về kỹthuật, tiến độ và kinh tế

6.4 TÌM HIỂU VỀ HTTĐTL TRÊN MÁY ỦI KOMATSU D61EX-12

6.4.1 Sơ đồ mạch thủy lực của bộ công tác

Sơ đồ mạch thủy lực trên máy ủi D61EX-12 được trình bày chi tiết trongbản vẽ A0 số 05 hoặc được thể hiện ở phụ lục 6.1

6.4.2 Nguyên lý làm việc chung của mạch thủy lực trên máy ủi D61EX-12

- Lưu lượng dầu được tạo ra nhờ bơm thủy lực (29) kiểu piston hướng trục có thểthay đổi được lưu lượng, nó hút dầu từ thùng dầu lên, qua bơm tới các van phânphối Bơm (29) này được dẫn động từ động cơ S6D114 qua hộp trích công suất

Sự thay đổi lưu lượng bơm nhờ việc thay đổi góc nghiêng của đĩa nghiêng Khi

bộ công tác của máy ủi chưa làm việc thì góc nghiêng của bơm là nhỏ nhất đểtránh tổn thất công suất Khi khởi động bộ công tác thì nó sẽ tự động tăng gócnghiêng để tăng lưu lượng dầu tới bộ công tác

- Dầu thủy lực được bơm từ thùng qua bơm tới cặp van ưu tiên (12), van an toànchính cho cả hệ thống (14) và van không tải (15)

 Khi bộ công tác chưa làm việc thì dầu qua van không tải (15) vềthùng dầu

 Khi bộ công tác bắt đầu làm việc thì dầu sẽ qua van ưu tiên (12) tớicụm van phân phối

 Khi áp suất dầu vượt quá trị số cho phép (14,2 MPa) thì van an toàn

sẽ mở để dầu qua van về thùng để đảm bảo an toàn cho toàn bộ hệthống

- Khi dầu qua van ưu tiên (12) sẽ tới van giảm áp và cặp van bù áp suất để tớicụm van phân phối

Van giảm áp chỉ cho áp suất dầu lên bộ công tác là 20,6 MPa

Van bù áp suất sẽ bù áp cho các cơ cấu đang làm việc

Ở cụm van phân phối có 5 thớt van đó là: van phân phối cho cơ cấu lái, van

phân phối cho xl nâng hạ lưỡi xới, van phân phối cho cặp xl nâng hạ bộcông tác, van phân phối cho cặp xl quay lưỡi ủi và van phân phối cho xlnghiêng lưỡi ủi

 Với van phân phối cho cặp xl nâng hạ lưỡi xới

Đây là van phân phối kiểu: 6 cửa 3 vị trí.

Van phân phối điều khiển bằng tay gạt và lò xo

Hình 6.1 Van phân phối cho cặp xl nâng hạ lưỡi xới

3 vị trí của van phân phối là:

- Vị trí giữ : ở vị trí này thì xl nâng hạ lưỡi xới không làm việc

- Vị trí hạ: ở vị trí này xl sẽ hạ lưỡi xới xuống để xới đất

- Vị trí nâng: ở vị trí này xl nâng lưỡi xới lên

6 cửa của van phân phối:

- Cửa 1: đưa dầu cao áp vào

- Cửa 2,3: đưa dầu ra van bù áp (8)

- Cửa 4: đưa dầu thấp áp về thùng dầu

- Cửa 5,6: đưa dầu tới xl nâng hạ lưỡi xới

Việc điều khiển tới các vị trí này nhờ tay gạt, khi không tác động lên tay gạt thì nó tự động về vị trí giữ (nhờ các lò xo), xl không làm việc

 Với van phân phối cho cặp xl quay lưỡi ủi

Cũng tương tự như van phân phối cho xl nâng hạ lưỡi xới, nó cũnggồm 6 cửa, 3 vị trí: giữ, quay trái, quay phải

Do nó có hai xl hoạt động đồng thời và ngược nhau nên việc bố trícác đường dầu cho hai xl này là ngược nhau, đảm bảo có thể quay đượclưỡi ủi

 Với van phân phối cho xl lanh nghiêng lưỡi ủi

Cũng tương tự như van phân phối cho xl nâng hạ lưỡi xới, nó cũnggồm 6 cửa, 3 vị trí: giữ, nghiêng sang trái, nghiêng sang phải

 Với van phân phối cho cơ cấu lái

Cũng tương tự như van phân phối cho xl nâng hạ lưỡi xới, nó cũnggồm 6 cửa, 3 vị trí: giữ, lái trái, lái phải

 Với van phân phối cho cặp xl nâng hạ bộ công tác

Van phân phối này có khác với ba van ở trên do nó có 6 cửa và 4 vịtrí, điều khiển bằng tay gạt và lò xo

Hình 6.2 Van phân phối cho cặp xl nâng hạ bộ công tác

4 vị trí của van tương ứng là:

- vị trí 1: vị trí giữ ( không làm việc)

- vị trí 2: vị trí nâng bộ công tác

- vị trí 3: vị trí hạ bộ công tác

- vị trí 4: vị trí trôi

Vị trí trôi sử dụng khi máy ủi làm việc, lưỡi ủi có thể tự dâng lên hoặc

hạ xuống tùy theo tải trọng tác dụng lên nó

Vị trí các cửa cũng tương tự như ở trên

- Cửa 1: đưa dầu cao áp vào

- Cửa 2,3: đưa dầu ra van bù áp

- Cửa 4: đưa dầu thấp áp về thùng dầu

- Cửa 5,6: đưa dầu tới cặp xl nâng hạ bộ công tác

- Khi dầu qua van phân phối sẽ tới các xl hoặc mô tơ thủy lực để thực hiện côngviệc của nó

- Ngoài ra trên mạch thủy lực của máy ủi D61EX này còn có một bơm thuỷ lựcnữa, bơm (33) nó cũng được dẫn động từ động cơ và qua hộp trích công suất.Bơm này hơi khác so với bơm (29), nhiệm vụ của nó là:

- Bơm dầu từ thùng để cho nó qua lọc dầu, từ đó dầu được lọc quay trở vềthùng

- Bơm dầu qua bộ phận làm mát (30) để làm mát cho dầu Dầu chỉ được bơm

đi làm mát khi áp suất trên đường dầu từ bơm vượt quá giá trị giới hạn củavan tràn (34) là 2,94 MPa, khi đó dầu sẽ chảy qua van tràn tới bộ làm mát

- Cung cấp dầu cho bộ điều khiển (24) Đây là bộ điều khiển cho hệ thống lái( lái trái, lái phải) Dầu cao áp từ bơm tới cơ cấu này, dưới sự tác động của

người lái máy lên cần điều khiển sẽ cho dầu đi theo một trong hai đường,qua van (23) sẽ đưa dầu cao áp lên van phân phối cho cơ cấu lái (18) Ápsuất dầu này sẽ đẩy ngăn kéo trong van phân phối của cơ cấu lái từ đó sẽcho dầu đi đến mô tơ lái để làm quay mô tơ, từ đó tạo ra sự khác nhau vềvận tốc giữa hai cặp bánh răng của bộ truyền động cuối và làm thay đổihướng chuyển động của máy

Như vậy van phân phối (18) khác với các van phân phối ở trên do việcđiều chỉnh nó không phải trực tiếp bằng tay mà thông qua hệ thống thủy lựcđiều khiển gián tiếp van (18)

Trên đây là nguyên lý chung cho hoạt động của mạch thủy lực của máy ủiD61EX-12 Để tìm hiểu kỹ hơn về các phần tử trong mạch thủy lực này sẽ đượctrình bày trong phần sau

6.4.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của một vài phần tử quan trọng trong mạch thủy lực trên máy ủi Komatsu D61EX-12

Trên các máy ủi hiện đại, việc xuất hiện thêm một vài phần tử trong mạch thủylực đã góp phần giảm tiêu hao công suất cho máy, giúp cho máy hoạt động antoàn và chắc chắn hơn, tăng tuổi thọ cho các chi tiết trong mạch, phát huy tối đacông suất của máy,…Như vậy chúng có một ý nghĩa rất quan trọng trong mạchthủy lực

Phần dưới đây sẽ được trình bày về: chức năng nhiệm vụ, sơ đồ nguyên lý, cấutạo, nguyên lý làm việc của một vài hệ thống và phần tử chính như: hệ thống tựđiều chỉnh góc nghiêng bơm, hệ thống cân bằng tải trọng cho mô tơ thủy lực, cácvan bù áp suất, van an toàn, van ưu tiên, van xả nhanh, van hút, van giảm áp, vankhông tải,…

Khi bộ công tác chưa làm việc thì nó sẽ điều chỉnh góc nghiêng của bơm lànhỏ nhất, tránh tiêu hao công suất

Khi bộ công tác bắt đầu làm việc nó sẽ điều khiển tăng dần góc nghiêng củabơm và tăng lưu lượng để cung cấp đủ dầu cho xl, mô tơ thủy lực hoạt động,khi đó máy sẽ hoạt động khỏe hơn

b.Sơ đồ nguyên lý

Hình 6.3 Sơ đồ nguyên lý của cơ cấu điều chỉnh góc nghiêng bơm

(trường hợp điều chỉnh bơm cho góc nghiêng nhỏ nhất)

Trong đó:

1 Bơm thủy lực điều chỉnh được góc nghiêng

2 Van điều chỉnh tiết lưu

ra lưu lượng dầu ra ngoài qua đường (a), dầu rò từ bơm sẽ quay trở về thùngdầu qua đường (b).

Khi bộ công tác chưa làm việc (máy chạy không tải) thì áp suất dầu trênđường đường d (PLS) nhỏ, khi đó trên van LS ( van 3) sẽ được thể hiện ở hìnhvẽ:

Áp suất dầu từ bơm sẽ thắng được áp suất dầu trên đường (d) và áp lực lò

xo, và van (3) sẽ ở vị trí như trên hình vẽ

Do đó nó sẽ cho đường dầu từ bơm lên qua van (3) lên van (2) điều khiển

cơ cấu (4)

Khi dầu từ van (3) qua van (2) lên cơ cấu (4) tùy theo áp suất dầu từ bơm

mà nó có thể phải qua tiết lưu hoặc không qua Như vậy van điều chỉnh tiếtlưu (2) có nhiệm vụ tránh sự thay đổi đột ngột góc nghiêng của bơm khi ápsuất dầu trong bơm đang lớn

Khi áp suất bơm thấp

không thắng được lực đẩy

của lò xo: vị trí van(2)

Hình 6.4

Nguyên lý làm việc

Hai đầu của piston (4) có tiết diện khác nhau

Dầu từ van (2) vào khoang (2) và từ bơm sẽ vào khoang (1), tiết diện haipiston ở hai khoang này cũng khác nhau:

- Áp suất dầu từ bơm tác dụng lên piston (4) lực P1

- Áp suất dầu từ van (2) tác dụng lên piston (4) lực P2

áp lực của lò xo tác dụng lên van nên nó đủ thắng được áp lực dầu từ bơm tácdụng lên van Vị trí van (3) được thể hiện ở hình vẽ:

Trong trường hợp này dầu từ bơm sẽ không lên được van (2), lúc đó dầu từkhoang (2) sẽ qua van (3) và van (2) quay trở về thùng bằng đường (e)

Như vậy áp lực của dầu từ bơm ở khoang (1) sẽ đẩy piston (4) sang bên phải và làm tăng góc nghiêng của bơm

Hình 6.5 Sơ đồ cấu tạo của hệ thống điều khiển góc nghiêng bơm

( Trường hợp điều chỉnh bơm cho góc nghiêng nhỏ nhất)

Trong đó:

1 Bơm thủy lực điều chỉnh được góc nghiêng

2 Van điều chỉnh tiết lưu

3 Van LS

4 Hệ thống chấp hành thay đổi góc nghiêng bơm

Dầu thủy lực từ bơm

Dầu thủy lực từ đường điều khiển về

2 Hệ thống điều khiển hoạt động của mô tơ thủy lực (cụm van hãm).

a Chức năng

Hệ thống điều khiển hoạt động của mô tơ thủy lực có tác dụng đảm bảocho mô tơ thủy lực và máy ủi hoạt động an toàn, nhịp nhàng, tránh những hoạtđộng đột ngột có thể làm hỏng mô tơ

Hệ thống này đảm bảo:

- Cung cấp dầu tới mô tơ đều đặn

- Áp suất tăng hoặc giảm từ từ, không gây giật cục làm hỏng mô tơ

- Đảm bảo cho máy làm việc an toàn (nhất là trong trường hợp máy xuốngdốc )

3 Van an toàn hoạt động hai chiều

4 Mô tơ thủy lực

c Nguyên lý làm việc

Nguyên lý làm việc của các chi tiết trong cụm van này có mối quan hệ mậtthiết với nhau, các hoạt động của chúng luôn gắn kết với nhau Tuy nhiên có thểtrình bày nguyên lý hoạt động của chúng như sau:

- Với van an:

Đây là van an toàn hoạt động hai chiều Nó có tác dụng đảm bảo cho mô tơthủy lực có thể hoạt động trong vùng áp suất cho phép Với mô tơ thủy lực, ápsuất hoạt động của nó cho phép là 41,2 MPa Van an toàn được đặt áp suất là38,7 MPa để đảm bảo cho mô tơ có thể hoạt động an toàn

a’, b’: đường dầu điều

khiển van an toàn

Tương tự như vậy khi dầu có áp suất cao quá mức cho phép trên đường b

nó cũng làm cho van an toàn mở và không cho dầu qua mô tơ thủy lực nữa

- Với cụm van cân bằng và van

một chiều:

Nhiệm vụ của cụm van

này là đảm bảo cho mô

tơ hoạt động an toàn

Trên sơ đồ thì khi dầu

cao áp tới cung cấp cho

mô tơ thì chúng sẽ qua van

một chiều tới thẳng mô tơ

và không qua van cân bằng (1), đường dầu từ mô tơ thủy lực về sẽ không quađược van một chiều mà phải đi qua van (1) Khi qua van (1) thì nó sẽ phải quatiết lưu Khi áp suất đường dầu vào tăng vượt quá giá trị 4,5 KPa thì nó sẽ tácđộng vào van (1) qua đường dầu điều khiển, khi đó nó sẽ làm cho đường dầu từ

mô tơ về thùng dầu sẽ không phải qua tiết lưu nữa, làm tăng khả năng lưu thôngdầu

Nguyên lý này sẽ được thể hiện rõ hơn nhờ hình vẽ sau:

Hình 6.7 Sơ đồ nguyên lý làm việc của cụm van cân bằng và van 1 chiều

Trong đó:

1 Van phân phối

2 Van cân bằng

3 Van một chiều

4 Mô tơ thủy lực

Ngoài ra cụm van này còn đảm bảo cho máy ủi hoạt động an toàn khi xuốngdốc trên nền nghiêng Đây là trường hợp hay gặp phải do máy ủi phải làmviệc trên những địa hình phức tạp để ủi đất

Trong trường hợp này do trọng lượng bản thân của máy nên nó sẽ kéo máy

ủi xuống và do nền nghiêng nên nó có thể làm quay mô tơ lái (4)

Khi chưa thực hiện thao tác lái trên van phân phối của cơ cấu lái lúc đó máyđang di chuyển thẳng Khi máy xuống dốc và di chuyển trên nền nghiêng, nó

có xu hướng sẽ quay Như vậy mô tơ lái sẽ quay trong khi không điều khiểntrên van phân phối

Hình 6.8 Hoạt động của cụm van cân bằng và van một chiều khi

máy ủi di chuyển thẳng và xuống dốc

Ban đầu áp suất dầu trên hai đường (a) và (b) cân bằng nhau và lực tácdụng lên ngăn kéo bằng nhau, và do đó nó ở vị trí giữa ngăn không cho dầu từ(a) hoặc từ (b) về thùng

Khi mô tơ thủy lực quay, trong trường hợp này nó làm cho áp suất dầu trênđường (b) sẽ tăng lên do nó đã bị ngăn cản trở về thùng ở van cân bằng Ápsuất này tăng sẽ làm ngăn cản chuyển động quay của mô tơ và do đó nó ngăncản máy ủi quay

Nếu áp suất dầu trên đường (b) tăng quá giới hạn cho phép thì nó sẽ quavan an toàn (3) và trở về thùng dầu, đảm bảo an toàn cho hoạt động của máy

ủi, tránh hỏng mô tơ thủy lực

Khi đã điều chỉnh van lái để cho mô tơ của máy ủi quay, tuy nhiên do địahình xuống dốc và nền bị nghiêng này nên mô tơ thủy lực sẽ quay nhiều hơn

và cũng sẽ gây nguy hiểm cho máy ủi Với sự có mặt của cụm van cân bằng

và van một chiều sẽ ngăn cản chuyển động qua đó

Hình 6.9 Hoạt động của cụm van cân bằng và van một chiều khi

máy ủi xuống dốc khi thực hiện lái

Khi mô tơ thủy lực quay với với vận tốclớn hơn vận tốc do áp suất dầu tạo ra, lúc đó nó sẽ làm cho áp suất dầu trênđường (b) tăng và lớn hơn trên đường (a) Như vậy nó sẽ đẩy ngăn kéo sangphải ( theo chiều mũi tên) và làm cho dầu về trên đường (b) sẽ phải đi qua tiếtlưu

Áp suất dầu trên đường (b) tăng sẽ ngăn cản chuyển động quay của mô tơthủy lực và do đó nó ngăn cản chuyển động quay của máy ủi

Khi áp suất trên đường (b) tăng quá mức cho phép thì nó cũng qua van antoàn và trở về thùng dầu

Như vậy cụm van hãm này có tác dụng rất lớn trong việc bảo vệ mô tơ thủylực và đảm bảo cho máy ủi làm việc an toàn

3 Hệ thống điều khiển hoạt động của cơ cấu lái

a Chức năng

Hệ thống điều khiển hoạt động của cơ cấu lái có nhiệm vụ phân phối dầulên van phân phối cơ cấu lái Các hoạt động của máy ủi: tiến trái, tiến phải, lùitrái, lùi phải đều được điều khiển bằng cơ cấu này

b Sơ đồ nguyên lý

Sơ đồ nguyên lý của cơ cấu này như sau:

Hình 6.10 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển cơ cấu lái

Trong đó:

1 Bơm thủy lực dẫn động hệ thống điều khiển cơ cấu lái

2 Cần điều khiển hướng lái ( tiến, lùi)

3 Cần điều khiển lái trái, lái phải

4 Van đảo chiều

5 Van phân phối cho mô tơ lái

a Đường dầu từ bơm lái tới van phân phối b,c Đường dầu hồi về thùng dầu

d,e Đường dầu tới mô tơ lái

f Đường dầu về thùng dầu

Dưới tác động của người lái vào các cần điều khiển (2) và (3) sẽ tạo hướngchuyển động cho máy ủi Bình thường van đảo chiều (4) có lò xo luôn đặt ởchế độ tiến cho máy ủi.

Khi điều khiển cần

(3) sang phải: đường

dầu đi như hình vẽ

Khi đó nó qua van (4) tới van phân phối cơ cấu lái và điều khiển van (5)sang trái

Tương tự như vậy khi điều khiển cần (3) sang phải thì nó sẽ cho đường dầutới van phân phối (5) đẩy ngăn kéo sang phải và thay đổi chiều quay của môtơ

Khi đã tác động lên cần điều khiển để nối đường dầu đi điều khiển thì áplực dòng dầu cũng tác động lại cần điều khiển và luôn có xu hướng đẩy nó về

vị trí cũ Như vậy khi người lái không tác động vào cần nữa thì nó tự động trởlại vị trí ban đầu và không nối đường dầu nữa

Đường dầu đi được thể hiện trên

hình vẽ

Trường hợp lái khi máy ủi di chuyển lùi thì sử dụng cả hai cần (2) và(3).Khi tác động vào cần (2) sang trái nó sẽ mở đường dầu tác động vào van đảochiều (4) và đẩy ngăn kéo di chuyển sang phải

a: đường dầu đi điều

khiển

b: đường dầu hồi về

thùng

Như vậy do yêu cầu về khả năng làm việc của cơ cấu lái nên việc điều khiền

nó khác với các cơ cấu khác, đó là sự điều khiển gián tiếp bằng thủy lực códẫn động bằng bơm riêng cho van phân phối của cơ cấu lái, còn các van phânphối cho bộ phận công tác khác đều điều khiển trực tiếp bằng tay

4 Cụm van an toàn và van không tải cho cả hệ thống

- Van không tải: là van cho dầu đi qua khi máy ủi chạy nhưng bộ công táccủa máy không làm việc, lúc đó dầu được bơm lên sẽ không phục vụ chocác phần tử trong mạch thủy lực Trong trường hợp này máy ủi sẽ tiêu haocông suất trích cho bơm Dầu được bơm lên sẽ đi qua van không tải và lúc

đó góc nghiêng của bơm là nhỏ nhất để giảm tối thiểu công suất tiêu hao Khi bộ công tác làm việc thì dầu sẽ không đi qua van không tải mà nó đicung cấp cho bộ công tác, lúc đó góc nghiêng của bơm lớn để đủ cung cấpdầu cho bộ công tác

b Sơ đồ nguyên lý.

Hình 6.11 Cụm van an toàn và van không tải

Trong đó:

1 Van an toàn

2 Van không tải

a Đường dầu từ bơm lên

b Đường dầu từ van về thùng dầu

c Đường dầu điều khiển

d Đường dầu lên các van phân phối của bộ công tác

c Nguyên lý làm việc.

- Với van an toàn

Đây là van an toàn chính cho mạch nên giá trị của nó là lớn nhất Giá trịcủa nó được đặt là 40,2 MPa Khi áp suất dầu vượt quá trị số này thì nó sẽ nốiđường dầu từ bơm về thùng mà không qua cơ cấu công tác nữa

Khi áp suất dầu >40,2 MPa

thì dầu sẽ đi như sau:

a dầu từ bơm

b dầu về thùng

- Với van không tải.

Giá trị áp suất đặt lên van không tải là 3,4 MPa

Nguyên lý hoạt động của van không tải này khác so với van an toàn do chế

độ làm việc của nó phụ thuộc vào hai yếu tố đó là áp suất dầu từ bơm và ápsuất dầu từ đường dầu điều khiển (đường LS) còn ở van an toàn chỉ phụ thuộcvào áp suất dầu từ bơm

- Trường hợp 1: khi bộ công tác (cả mô tơ lái ) chưa làm việc (tức là áp suấtdầu trên đường điều khiển còn thấp)

Khi đó dầu từ bơm lên có áp suất cao sẽ tác dụng vào van không tải, tới mộtlúc nào đó áp suất vượt quá giá trị 3,4 MPa thì lực tác dụng lên van thắng áplực của lò xo, và nó sẽ nối đường dầu, cho dầu đi qua và về thùng

a dầu từ bơm

b dầu về thùng

c dầu điều khiển

Vậy tác dụng của van không tải này là tạo đường dầu về thùng cho bơmtrong khi bơm hoạt động mà các bộ phận khác trên bộ công tác chưa hoạt động Trong trường hợp tác động vào van phân phối để kết thúc hoạt động của bộcông tác, khi đó áp suất dầu từ bơm đang cao và áp suất dầu trên đường dầuđiều khiển giảm dần do nó qua tiết lưu về thùng, thông qua van không tải nócũng cho dầu về thùng

Giá trị 3,4 MPa được đặt ra vừa để tạo độ chênh lệch với áp suất trên đườngdầu điều khiển vừa để tạo ra một giá trị áp suất ban đầu cho bơm để khi điềukhiển van phân phối cho bộ công tác hoạt động không bị đột ngột và độ trễ của

nó ít