Đề tài khảo sát hệ thống truyền động thủy lực trên máy sáng đá RM74BRU

Máy sàng đá RM74 BRU đã được tiêu chuẩn hóa và thống nhất hóa các cụm thiết bị dẫn động thủy lực, danh mục các chi tiết dự trữ của máy giảm đi nhiều và tạo khảnăng vận dụng sửa chửa liên

LỜI NÓI ĐẦUNgày nay đất nước chúng ta đang trong giai đoạn hội nhập và phát triển đất nướctheo xu thế công nghiệp hóa, hiện đại hóa Cùng với sự phát triển đó nền công nghiệpgiao thông vận tải cũng có một bước phát triển đáng kể Trong đó nghành đường sắtcũng đã được cải thiện và phát triển nhanh chóng, với các máy móc hiện đại đượcnhập khẩu từ các nước tiên tiến

Các phương tiện giao thông không chỉ còn dùng phương thức điều khiển bằng cơkhí mà nó đã và đang vận dụng các phương thức điều khiển tiên tiến: điều khiển tựđộng bằng thủy lực, khí nén, điện cũng như điện tử Đặc biệt trong ngành đường sắtViệt Nam các máy móc hầu như các chức năng điều khiển và truyền động đề dùngphương thức truyền động thủy lực

Đề tài tốt nghiệp lần này em được nhận là “ Khảo sát hệ thống truyền động thủylực trên máy sàng đá RM74BRU” Qua đề tài này nó sẽ giúp chúng ta hiểu sâu hơn vềkhả năng truyền động thủy lực được ứng dụng trong các máy móc đặc biệt là máysàng đá Nó cũng giúp em củng cố và nâng cao hiểu biết về các chi tiết thủy lực và khảnăng truyền động của nó mà ta đã học trong thời gian qua

Đề tài này em được nhận và hoàn thành trong thời gian ba tháng Vì thời gian vàkiến thức có hạn nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong quý

cô thầy thông cảm và đóng góp ý kiến cho đồ án được hoàn thiện hơn

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy Huỳnh Văn Hoàng cùng các thầy côtrong khoa cơ khí giao thông đã tận tình dạy dỗ truyền đạt kiến thức cho em trong 5năm học tại trường đại học

Đà nẵng, ngày 03 tháng 06 năm 2011

Nguyễn Văn Vỹ

1.2.GIỚI THIỆU CÁC PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 6

1.4 CÁC HỆ THỐNG CHÍNH TRÊN MÁY SÀNG ĐÁ RM-74 BRU 22

2.2 PHÂN LOẠI 252.3 CÁC PHẦN TỬ THỦY LỰC SỬ DỤNG TRÊN MÁY SÀNG ĐÁ 26

2.4 KHẢO SÁT MẠCH THỦY LỰC TRÊN MÁY SÀNG ĐÁ RM74BRU 43

4 BẢO DƯỠNG, KIỂM TRA ĐỊNH KỲ VÀ AN TOÀN SỬ DỤNG 66

4.1.2 Bảo dưỡng, kiểm tra kỹ thuật trên máy sàng 67

1.TỔNG QUAN

1.1.MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

Cùng với sự phát triển của đất nước, ngày nay các công trình xây dựng, cơ sở hạtầng đã phát triển một cách nhanh chóng và toàn diện ở nước ta Chúng ta cần cónhững cơ sở hạ tầng rộng khắp phục vụ đắc lực cho hoạt động kinh tế, giao thông vàquốc phòng của nước nhà Các công trình đó từ chỗ ban đầu chủ yếu thực hiện bằngtay, đến nay cách mạng khoa học kỹ thuật công nghệ đã tác động đến mọi mặt đờisống kinh tế xã hội của hầu hết các quốc gia trên thế giới Tự động hóa, cơ khí hóa đãtham gia ngày càng nhiều trong quá trình sản xuất nhằm giảm sức lao động của conngười và tăng hiệu quả kinh tế cao

Trước những nhu cầu đó, ngành đường sắt Việt Nam đã xây dựng và trưởng thànhvới những thành quả rất khả quan, góp phần không nhỏ vào sự phát triển kinh tế chođất nước nói chung và giải quyết bài toán của giao thông nước nhà Thông qua đóhoàn thành việc nâng cấp các tuyến đường sắt để đạt cấp kỹ thuật quốc gia và khu vựcđang được xúc tiến thực hiện

Nâng cao chất lượng xây dựng và bảo dưỡng nền đường sắt là nhiệm vụ rất quantrọng cấp bách của ngành đường sắt nước nhà Cần phải giữ cho nền đường luôn ởtrạng thái tốt, phù hợp với quy định của đường sắt Theo thời gian sử dụng lớp đá củađường ray có những thay đổi nhất định nên không đạt tiêu chuẩn, đảm bảo sự an toàn

và độ làm việc ổn định của tuyến đường sắt Một bài toán đặt ra ở đây là phải cải thiệnlớp đá trên đường ray sao cho phù hợp với tiêu chuẩn làm việc của ngành đường sắt

Để khắc phục điều đó ngành đường sắt Việt Nam đã nhập khẩu một cổ máy sàng hiệnđại từ Đức của tập đoàn Plasser & Theurer mang tên RM74 BRU và đã được đưa vào

sử dụng Tới nay máy sàng đá RM74 BRU đang hoạt động hiệu quả và đem lại nhữngthành quả thiết thực cho ngành đường sắt Việt Nam

Máy sàng đá RM74 BRU đã được tiêu chuẩn hóa và thống nhất hóa các cụm thiết

bị dẫn động thủy lực, danh mục các chi tiết dự trữ của máy giảm đi nhiều và tạo khảnăng vận dụng sửa chửa liên hợp để dể sửa chữa máy, nhờ vậy giảm bớt việc sửa chữanhỏ trong công tác sửa chữa và tăng thêm được thời gian sử dụng hữu ích

Cải thiện điều kiện lao động nhờ điều khiển tự động hóa, tạo ra khả năng nâng caonăng suất của máy sàng, còn tự động hóa sự dẫn động của nó thì tiết kiệm được nguồnnăng lượng do việc nâng cao hiệu suất của máy

Xuất phát từ ưu điểm về kết cấu và thao tác của máy, cũng như khả năng sử dụngmáy trong nhiều lĩnh vực khác nhau đem lại hiệu quả kinh tế cao trong quá trình sửdụng nó vào các công trình xây dựng mà chúng em được giao đề tài này nhằm tìm hiểu

kỹ càng và nắm vững nguyên lý làm việc, cách sử dụng và phương pháp vận hành, bảodưỡng kỹ thuật và sửa chữa để nâng cao trình độ chuyên môn phục vụ cho quá trìnhcông tác sau khi tốt nghiệp

1.2.GIỚI THIỆU CÁC PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN ĐỘNG ĐỘNG LỰC CỦA MÁY SÀNG

1.2.1 Truyền động cơ khí

Đây là phương pháp truyền động quen thuộc đã có thời gian dài được coi là hìnhthức truyền động quan trọng Những kiểu truyền động này bao gồm: Truyền độngbánh răng, truyền đông xích, truyền động bánh vít

1.2.1.3.Truyền động bánh vít

Với phương pháp truyền động ta có thể truyền chuyển động quay giữa hai trụcchéo nhau Bộ truyền động vít có đặc điểm kích thước nhỏ gọn, nhưng tỷ số truyềnlớn Truyền động bánh vít có hiệu suất thấp và chóng bị mài mòn

Nhìn chung bộ truyền động cơ khí có những ưu, nhược điểm sau

- Bộ truyền thường có kết cấu rất phức tạp

- Làm việc gây tiếng ồn lớn

- Khi truyền công suất đi xa tiêu hao công suất do ma sát và quán tính lớn

- Tốc độ và momen xoắn được biến đổi theo cấp

- Khi cần thiết phải điều chỉnh tốc độ trong phạm vi rộng

Truyền động thủy động là thiết bị tổ hợp, chủ yếu gồm hai máy thủy lực cánh dẫn

là bơm ly tâm và tuốc bin thủy lực, được sử dụng rộng rải trong việc truyền công suấtlớn với vận tốc cao

1.2.2.2.Truyền động thủy lực thể tích

Khác với truyền động thủy động, truyền động thể tích dựa vào tính không nén củadòng dầu cao áp để truyền áp năng, do đó có thể truyền được xa mà ít tổn thất nănglượng

Truyền động thể tích có ba yếu tố:

- Bơm cung cấp dầu áp suất lớn

- Động cơ thủy lực kiểu thể tích

- Bộ phận biến đổi và điều chỉnh (thiết bị điều khiển, đường ống, thiết bị phụ)

Dựa vào dạng chuyển động của động cơ thủy lực (bộ phận chấp hành ), ta có thể cótruyền động thủy lực thể tích có chuyển động tịnh tiến, chuyển động quay hoặc chuyểnđộng tùy động

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 bộphận làm việc trong máy ngay cả khi máy đang làm việc

- Dễ dàng đảo chiều bộ phận làm việc

- Đảm bảo cho máy làm việc ổn định, không phụ thuộc sự thay đổi tải trọng ngoài

- Truyền được công suất làm việc lớn

- Kết cấu gọn nhẹ, có quán tính nhỏ do trọng lượng trên một đơn vị công suất nhỏ,điều này có ý nghĩa lớn trong các hệ thống tự động

- Chất lỏng làm việc chủ yếu là dầu khoáng nên dể có điều kiện bôi trơn tốt các chitiết, do đó truyền chuyển động êm không ồn

- Có thể đề phòng sự cố quá tải

 Nhược điểm:

- Vận tốc truyền động hạn chế do điều kiện chống xâm thực, đề phòng va đập thủy lực

và tổn thất cột áp …

- Làm việc với chất lỏng do đó phải đảm bảo điều kiện làm kín để chất lỏng không bị

rò rỉ, không khí lọt vào truyền động Vì vậy kết cấu phức tạp khó chế tạo

- Yêu cầu chất lỏng làm việc khá phức tạp:

+ Muốn làm kín tốt chất lỏng có độ nhớt lớn, muốn tổn thất năng lượng nhỏ thì độnhớt chất lỏng phải nhỏ

+ Tính chất dầu ít thay đổi theo nhiệt độ và áp suất

+ Tính chất hóa học bền vững

+ Khó cháy, ít hoài tan với chất khác, không ăn mòn kim loại

+ Phải làm mát dầu trong quá trình làm việc

Với các phương pháp truyền động như trên ta thấy truyền động thủy lực có nhiều

ưu điểm nên ngày càng được sử dụng rộng rải trên các máy sàng Để khắc phục một sốnhược điểm của truyền động thủy lực người ta dùng loại truyền động liên hợp nhưtruyền động thủy cơ Tuy vậy toàn bộ quá trình truyền và bộ truyền động là thủy lựcnên vẫn được gọi là truyền động thủy lực

1.3.TỔNG QUAN VỀ MÁY SÀNG ĐÁ

Máy sàng đá RM74BRU được nhập khẩu từ tập đoàn Plasser & Theurer của Đức, RM74BRU được điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực và không có sự điều khiển bằngđiện Dây chuyền máy đào đá kéo đá từ bên dưới, sau đó chuyển nó tới bộ rung lệchtâm Làm sạch đá rồi đưa đá ra bằng những băng tải ở hai bên hoặc đưa đá về đầumáy

Máy có hai cabin, cabin có chế độ làm việc trực tiếp được đặt ở phía trước máy.Thuận tiện nhất khi làm việc, và quan sát tốt tới những chế độ làm việc và khu vực làmviệc Động cơ được thiết đặt tại phần phía sau máy, cửa động cơ trang bị với những

cạnh có thể dời đi được Ngoài ra việc điều khiển các cơ cấu chấp hành trong quá trình

sàng đá cũng có thể điều khiển ở bên thân máy

Thông số kỹ thuật của máy sàng đá :

- Máy làm sạch đường BED RM 74 BRU

- Tải trọng toàn bộ xe: 68 tấn

- Nhiên liệu diesel xấp xỉ: 1400 lít

Hình 1.1 Tổng quan máy sàng đá RM74BRU.

1- băng tải đưa đá ra; 2- băng tải đưa dá ra ngoài; 3- thùng nhiên liệu Diesel; 4- cụngăn; 5- cabin 1; 6- hộp sàng; 7- băng tải đưa đá về ray; 8- hộp sàng; 9- bơm thủy lựcđiều khiển trục lêch tâm; 10- khoang động cơ Diesel; 11- PTO hộp số chính; 12- cabin phía sau 2; 13- hệ thống di chuyển sau; 14- đường sắt ti cạp; 15- hệ thống nâng

ray; 16- hệ thống di chuyển trước

1.3.1 Động cơ BF12L513C

Thông số cơ bản của động cơ

Stt Thông số

Số liệu kỹ thuật Đơn vị

1 Loại động cơ Điêzel, tăng áp khí nạp,

phun trực tiếp

13 Kích thước chính động cơ

Hinh 1.2 Động cơ Deutz BF12L513C

Động cơ BF12L513C lắp trên máy sàng đá RM-74BRU là loại động cơ do hãngDeutz của Đức thiết kế Động cơ V12 được chế tạo với công suất lớn, sử dụng chủ yếutrên phương tiện tàu thủy, máy xây dựng, xe tải trọng lớn…

2 3

piston; 24- thanh truyền; 25- bánh đà; 26- trục các đăng

Hình 1.4 Kết cấu mặt cắt ngang động cơ BF12L513C.

1.3.1.1 Hệ thống nhiên liệu động cơ

Hình 1.6 Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu.(dòng động cơ BFL)

1- thùng nhiên liệu; 2- ống dẫn; 3- bộ lọc nhiên liệu; 4- lọc thô;5- bơm tay;6- bơm cung cấp; 7- bộ lọc tinh(lọc kép); 8- đường dẫn đến bơm cao áp;

9- bơm cao áp; 10- đường ống cao áp; 11- vòi phun; 12- đường dầu thừa;

13- van điện từ; 14- bugi sấy nóngNguyên lý làm việc:

Bơm chuyển nhiên liệu 6 hút nhiên liệu từ thùng chứa qua bầu lọc thô 4 và đẩynhiên liệu qua ống cung cấp vào bầu lọc kép 7 Nhiên liệu theo ống dẫn đến bơm cao

việc của động cơ Đường hồi nhiên liệu từ bơm cao áp dẫn nhiên liệu thừa về thùngnhiên liệu Trên đường hồi nhiên liệu này có lắp van một chiều để đảm bảo duy trìthường xuyên áp suất cấp nhiên liệu và để bơm cao áp làm việc hiệu quả.

Nhiên liệu thừa cùng với nhiên liệu rò rỉ từ các vòi phun cũng được dẫn về thùngnhiên liệu Trên mỗi đường hồi dầu từ vòi phun đều có lắp 1 van một chiều

Hệ thống nhiên liệu cũng được bảo vệ nhờ một van một chiều được lắp trong bơmchuyển nhiên liệu chính

Ngoài ra để đề phòng trở ngại trong quá trình bảo dưỡng và sửa chữa hệ thốngnhiên liệu động cơ BF12L513C còn trang bị một bơm tay Nó dùng để xả khí trongđường ống nhiên liệu khi bảo dưỡng và sửa chữa

1.3.1.2 Hệ thống bôi trơn

Hình1.7 Hệ thống bôi trơn động cơ

1- tăng áp; 2- đường dẫn dầu bôi trơn xupap; 3- đường dẫn dầu đến tăng áp phíaphải; 4-điều tốc; 5-cơ cấu phân phối khí; 6- đường dầu chính; 7- truyền động tớibơm cao áp; 8- van; 9- bơm cao áp; 10- van điện từ; 11- khóa tắt máy; 12- vị trí

đo áp lực dầu; 13- vị trí lấy dầu thử nghiệm; 14- bầu lọc ly tâm; 15- van khóa;16- bơm dầu; 17- bầu lọc dầu; 18- bộ trao đổi nhiệt; 19- van an toàn; 20- đườngdẫn dầu; 21- van xả dầu; 22- ổ bi; 23- vòi phun; 24- vị trí nối rắc co

Nguyên lý làm việc:

Khi động cơ làm việc bơm dầu 16 hút dầu từ các te qua một lưới lọc và đưa đến bộtrao đổi nhiệt 18 đồng thời dầu cũng được trích một phần đưa đến bầu lọc li tâm 14qua đường dẫn dầu 20 Dầu được bầu lọc li tâm 14 lọc sạch sẽ được hồi về các te Từ

bộ trao đổi nhiệt dầu 18, dầu chảy vào bầu lọc dầu 17 ở đây dầu được lọc sạch các chấtbẩn và sau đó dầu đi đến đường dầu chính 6 và đi bôi trơn các cổ trục khuỷu, cổ trụccam và tua bin tăng áp 1, bơm cao áp 9, sau đó dầu được hồi về các te động cơ

1.3.1.3 Hệ thống làm mát

Hình 1.8 Sơ đồ hệ thống làm mát

1- ống thông hơi các te; 2- ống tập hợp khí nạp và nước làm mát; 3- vị trí kiểm tranước làm mát; 4- ống tập hợp nước; 5- tới két nước làm mát; 6- lưới lọc; 7- ống tậphợp khí xả; 8- từ két nước đến; 9- bơm nước; 10- ống nối; 11- đường nước từ bơmvào thân động cơ; 12- nắp xi lanh; 13- bộ trao đổi nhiệt dầu; 14- xylanh; 15- đườngnước tới dãy xylanh trái; 16- két làm mát khí nạp; E- khóa xả nước; M- vị trí đo

nhiệt độ nước làm mát

Nguyên lý làm việc:

Khi động cơ làm việc bơm nước 9 được dẫn động từ bánh răng trục cơ và hút nướclàm mát từ khoang dưới của két làm mát qua cửa hút 8 và vào bơm, sau đó bơm đẩynước qua bộ trao đổi nhiệt dầu bôi trơn 13 và đi vào các khoang nước làm mát bêntrong động cơ, các khoang nước của dãy xi lanh 14 và 15 sau đó nước được đưa lênlàm mát các khoang nước trên nắp xi lanh rồi đi làm mát đường dẫn khí xả và quay vềống tập hợp nước 4 và qua cửa 5 đi về khoang trên của két làm mát, sau đó nước được

đi qua các đường ống tản nhiệt Ở đây nước sẽ được làm mát và giảm nhiệt độ xuống

và sau đó chảy về khoang dưới của két làm mát và lại được bơm hút đi làm mát chođộng cơ Quá trình này diễn ra trong suốt quá trình làm việc của động cơ Sơ đồ hệthống làm mát như hình 1.8

1.3.1.4 Hệ thống tăng áp

Hình 1.9 Sơ đồ hệ thống tăng áp động cơ

1- động cơ; 2- đường ống nạp; 3- bầu lọc không khí; 4- máy nén; 5- trục tuốc bin tăng

áp; 6- két làm mát không khí; 7- tuốc bin; 8- đường ống xả

Nguyên lý làm việc:

Khí thải ra khỏi động cơ được hút vào tuốc bin, làm quay tuốc bin Đầu tiên nó lanrộng trong nhốm ống phun sau đó đi vào tác động lên cánh dẫn và làm quay roto củatuốc bin

Khí thải sau khi thực hiện việc truyền năng lượng cho cánh dẫn của tuốc bin xongthì đi ra khỏi tuốc bin theo phương hướng trục, qua bộ tiêu âm và đi ra ngoài

Do máy nén và tuốc bin lắp đồng trục cho nên khi tuốc bin quay sẽ dẫn động máynén làm việc, lượng không khí nạp cho động cơ được điều khiển bởi bánh dẫn hướng

và bánh công tác của máy nén, không khí thay đổi hướng để đi vào bánh công tác Lúcnày bánh công tác của máy nén đang được roto của tuốc bin dẫn động quay và làmxuất hiện lực ly tâm đẩy dòng khí từ trong ra ngoài theo phương hướng trục.Không khínén sau khi ra khỏi bánh công tác, tiếp tục đi vào ống tăng áp Tại đây động năng củadòng khí được chuyển thành áp năng Không khí được nén đến áp suất cần thiết rồi đivào buồng xoắn ốc Phần động năng còn lại của dòng khí được tiếp tục chuyển thành

áp năng tại đây Lúc này dòng khí nạp có áp suất cao ra khỏi máy nén theo đường ốngnạp qua bộ làm mát không khí trước đi vào xilanh động cơ qua cửa nạp

1.3.1.5 Cơ cấu phân phối khí

Nguyên lý làm việc: Khi động cơ làm việc thông qua hệ thống dẫn động bánh rănglàm cho bánh răng 4 và trục cam 5 quay, khi bề mặt làm việc của trục cam tác độngvào con đội 1 làm cho con đội 1 chuyển động đi lên tác động vào đũa đẩy 6 làm chođũa đẩy 6 chuyển động đi lên và tác động vào đuôi đòn bẩy 7 làm cho đuôi đòn bẩychuyển động đi lên và quay quanh trục của đòn bẩy 8 lúc này đầu đòn bẩy 9 chuyểnđộng đi xuống và tác động vào đuôi xupáp làm cho xupáp chuyển động đi xuống và

mở thông cửa hút với bên trong xilanh nếu như ở xupáp hút và mở thông cửa xả vớibên trong xi lanh nếu như ở xupáp xả

Hình1.10 Cơ cấu phối khí.

1- con đội; 2- chốt định vị; 3- tấm ghép chốt định vị; 4- bánhrăng truyền động; 5-trục cam; 6- đũa đẩy; 7- đuôi đòn bẩy; 8- trục đònbẩy; 9- đòn bẩy xupap nạp; 10- đòn bẩy xupap thải; 11- bulông điều chỉnh

đa của máy là Vmax=65 km/h

Máy có bốn trục bánh xe chủ động tức là sẽ có bốn động cơ thủy lực đặt tại bốnbánh xe này Momen sẽ được phân phối đều đến các trục bởi áp suất và lưu lượng củacác dòng dầu cao áp được phân phối tới động cơ thủy lực là như nhau

1.4.2.Hệ thống công tác

1.4.2.1 Hệ thống nâng ray

Khi máy di chuyển hệ thống được treo không hoạt động, khi máy làm việc sàng đá

hệ thống luôn kẹp và nâng ray lên để phục vụ quá trình cào đá từ dưới ray lên sàng

Hình 1.11 Hệ thống nâng ray

1.4.2.2 Hệ thống xích đào đưa đá từ dưới đường ray lên hộp sàng

Hệ thống được dẫn bởi động cơ thủy lực thông qua một hộp giảm tốc Chuyểnđộng quay được truyền tới các răng cào đá lồng dưới ray Khi hệ thống răng xích quaytròn sẽ kéo theo đá vào hộp xích đào Đá trong hộp xích đào có thể vận chuyển lên hộpsàng hoặc xả xuống băng tải đưa đá về ray

Hình 1.12 Hệ thống xích đào của máy sàng đá.

1.4.2.3 Hệ thống hộp sàng

Bộ phận sàng của máy làm việc theo kiểu chấn động rung được dẫn động từ trụclệch tâm, trục có tâm quay không trùng với trọng tâm của trục Lực ly tâm của cáckhối lượng lệch tâm tạo nên chấn động rung cho sàng Nhờ sự rung mà đá được đưatới hộp sàng và phân loại theo kích thước của lưới sàng

Hộp xích đào

Hình 1.13 Hộp sàng

1.4.2.4 Hệ thống băng tải

Hộp sàng

Trục lệchtâm dẫnđộng rungsàng Xy lanh nâng sàng

Hình 1.14 Băng tải đưa đá đạt tiêu chuẩn về ray.

Hình 1.15 Băng tải đưa đá không đạt tiêu chuẩn ra ngoài

Hệ thống băng tải trên máy sàng này thuộc loại băng tải đai, gồm ba băng tải.Trong

đó có hai băng tải có nhiệm vụ đưa lớp đá đạt tiêu chuẩn từ hộp sàng về ray, được bốtrí ở hai bên thân máy Một băng tải ở giữa máy vận chuyển đá không đạt tiêu chuẩnlên trên trước khi đổ đá sang bên ray

2 KHẢO SÁT HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY

2.1 MỤC ĐÍCH

Sơ đồ dẫn động thủy lực nhằm xác định mối quan hệ về sự hoạt động các thànhphần của nó: Bộ phận cung cấp (bơm ), cơ cấu trung gian (các bộ phân phối thủy lựccác van và các thiết bị khác ), cơ cấu chấp hành (xilanh, động cơ thủy lực )

2.2 PHÂN LOẠI

Sơ đồ dẫn động thủy lực được phân loại theo các điểm sau:

b) Theo khả năng thống nhất dòng chảy:

- Sơ đồ dẫn động thủy lực dòng chảy phân chia: Dòng chảy do các bơm cung cấp làdòng chảy không tập trung vào một đường áp lực

- Sơ đồ dẫn động thủy lực dòng chảy thống nhất: Dòng chảy do các bơm cung cấpđược tập trung tại một đường áp lực

c) Theo kiểu cung cấp cho động cơ thủy lực:

- Cung cấp riêng lẻ: Một động cơ thủy lực chỉ có thể cung cấp từ một dòng chảy

- Cung cấp từng nhóm: Một số động cơ thủy lực có thể cung cấp từ một hoặc một sốdòng chảy

Đối với kiểu cung cấp từng nhóm ta có thể phân chia ra thành ba loại:

- Cung cấp song song: Lúc này đường áp lực của bơm nối với hai hoặc nhiều động cơthủy lực

- Cung cấp nối tiếp: Đường áp lực của bơm chỉ có thể nối đồng thời với đường áp lựcmột trong các động cơ thủy lực, đường tháo của động cơ thủy lực nối với đường áp lựccủa động cơ thứ hai v.v…

- Cung cấp riêng biệt: Đường áp lực của bơm chỉ có thể nối với đường áp lực của mộttrong các động cơ thủy lực

Để đảm bảo cho sự phối hợp độc lập của cơ cấu chấp hành, đồng thời cũng cần phốihợp chuyển động các thành phần thiết bị công tác nhằm nâng cao năng suất Hiện naytrên hầu hết các máy phục vụ xây dựng điều sử dụng sơ đồ dẫn động thủy lực kiểucung cấp liên hợp song song; nối tiếp

2.3 CÁC PHẦN TỬ THỦY LỰC SỬ DỤNG TRÊN MÁY SÀNG ĐÁ RM-74 BRU

2.3.1 Giới thiệu về các loại bơm

2.3.1.1 Bơm piston

Bơm piston là loại bơm dựa trên nguyên tắc thay đổi thể tích của cơ cấu pistonxilanh Vì bề mặt làm việc của cơ cấu này là mặt trụ, do đó dễ dàng đạt được độ chínhxác gia công cao, bảo đảm hiệu suất thể tích tốt, có khả năng thực hiện được với ápsuất 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, máy sàng…

Dựa vào cách bố trí piston, bơm có thể chia làm hai loại:

- 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 roto có thể chế tạo không thay đổi lưu lượng hoặc có thể thay đổi lưu lượng

Hình 2.1 Bơm piston roto hướng trục đồng trục.

Hình 2.2 Bơm piston roto hướng trục roto lệch.

Hình 2.3 Bơm piston roto hướng tâm

Bơm bánh răng được dùng phổ biến nhất trong các loại máy roto vì có nhiều ưuđiểm: Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, chắc chắn, làm việc tin cậy, tuổi bền cao, kíchthước nhỏ gọn, có khả năng chịu tải trong một thời gian ngắn

Nhược điểm của bơm bánh răng là không thực hiện được sự điều chỉnh lưu lượng

và áp suất khi bơm làm việc với số vòng quay không đổi

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 sàng đá bơm bánh răng được sử dụng để cung cấp dầu cho hệ thống điềukhiển

Hình 2.4 Nguyên lý làm việc của bơm bánh răng 1- bánh răng chủ động; 2- bánh răng bị động; 3-vỏ bơm

A- buồng hút; B- buồng đẩy

Nguyên lý làm việc của bơm là sự thay đổi thể tích:

Khi bơm làm việc bánh răng chủ động 1 quay kéo theo bánh răng bị động 2 quaytheo chiều mũi tên Chất lỏng chứa đầy trong các rãnh giữa các răng ngoài vùng ănkhớp được chuyển từ buồng hút A qua buồng đẩy B vòng theo vỏ bơm 3 Vì thể tíchtrong buồng đẩy giảm khi các răng của hai bánh răng ăn khớp nên chất lỏng bị chèn ép

và dồn vào ống đẩy với áp suất cao Quá trình này gọi là quá trình đẩy của bơm

Đồng thời với quá trình đẩy thì buồng hút xảy ra quá trình hút như sau: Thể tíchchứa chất lỏng tăng khi các răng ra khớp, áp suất giảm xuống thấp hơn áp suất trênmặt thoáng của bể hút, làm cho chất lỏng chảy qua ống hút vào bơm

Như vậy quá trình hút và đẩy của bơm xảy ra đồng thời và liên tục khi bơm làmviệc

Hình 2.5 Bơm bánh răng ăn khớp trong.

A- buồng hút; B- buồng đẩy

2.3.1.3 Bơm piston roto hướng trục

a) Cấu tạo:

Hệ thống có một bơm chính và một bơm phụ Bơm chính dùng để cung cấp dầucao áp cho bộ phận công tác Bơm phụ dùng để cung cấp dầu cho mạch điều khiển.Bơm chính là loại piston roto hướng trục, các thanh truyền có khớp cầu ở hai đầu

A

A

B

Hình 2.6 Bơm piston roto hướng trục trên máy sàng đá.

1- trục; 2- vòng phớt; 3- đệm làm kín; 4- thanh truyền; 5- pittông; 6- roto;

7- đĩa phân phối; 8- cửa lưu chất; 9- đai ốc trụ; 10- chốt

b Nguyên lý hoạt động:

Khi trục 1 quay sẽ kéo theo thanh truyền 4, các piston 5 và roto 6 quay Do rotođươc đặt nghiêng một góc nên khi quay sẽ khiến cho piston dịch chuyển tịnh tiến trongxilanh tạo nên quá trình đẩy và hút của bơm Đĩa phân phối 7 có nhiệm vụ phân phốichất lỏng vào đường ống hút và đẩy của bơm Lưu lượng và áp suất của bơm phụthuộc vào góc nghiêng  của đĩa nghiêng 2 Góc nghiêng càng lớn thì lưu lượng củabơm càng lớn Khi  = 0 thì không có dầu ra khỏi bơm

2.3.2 Giới thiệu về các loại van

2.3.2.1 Van chặn

a) Van một chiều

Van một chiều dùng để điều khiển dòng năng lượng đi theo một hướng, hướng cònlại dòng năng lượng bị chặn lại Trong hệ thống điều khiển thủy lực- khí nén, van mộtchiều được bố trí ở nhiều vị trí khác nhau tùy thuộc vào mục đích khác nhau.

Hình 2.7 Van một chiều

b) Van có tác dụng khóa lẫn

Hình 2.8 Van một chiều có tác dụng khóa lẫn

a- khi dòng chảy từ A1 qua B1 hoặc A2 qua B2 có tác dụng như van một chiều; b- từ A2

về B2 thì phải có tín hiệu điều khiển A1

vào

về A2 thì phải có tín hiệu điều khiển A1 hoặc khi dòng chảy từ B1 về A1 thì cũng phải

có tín hiệu điều khiển A2

2.3.2.2 Van solenoid ( Van phân phối điều khiển bằng điện từ )

Cấu tạo:

- Van phân phối con trược bốn cửa ba vị trí con trượt

- Nam châm điện điều khiển vị trí con trượt

Con trượt của van sẽ hoạt động ở ba vị trí tùy theo tác động của nam châm điện,dùng để khoá hoặc đảo chiều chuyển động của cơ cấu chấp hành

Hình 2.9 Van solenoid điều khiển điện từ

1,2- cuộn dây nam châm điện từ;3,6- vít hiệu chỉnh của lõi sắt từ; 4,5 lò xo

2.3.2.3 Van phân phối

Là van có 4 cửa và 2 vị trí Cửa P nối với nguồn năng lượng, cửa A và cửa B lắpvào buồng trái và phải của xilanh cơ cấu chấp hành, cửa T lắp ở cửa ra đưa dầu về lạithùng chứa

Khi con trượt của van di chuyển qua phải thì cửa P thông với cửa A, năng lượngvào cơ cấu chấp hành, năng lượng ở buồng ra xilanh qua cửa B nối thông với cửa T rangoài Ngược lại khi con trượt dịch chuyển qua trái, cửa P thông với cửa B và cửa Athông với cửa xả T

Hình 2.10 Van phân phối 4/2.

Hình trên mô tả van 4/2 tác động là lực đẩy lò xo và tín hiệu tác động phía còn lại

là cuộn dây điện và có cả nút nhấn phụ

2.3.2.4 Van an toàn

Loại van an toàn dùng để hạn chế việc tăng áp suất chất lỏng trong hệ thống thủylực khi vượt qua hệ số quy định Van tràn làm việc thường xuyên còn van kháng đỡlàm việc khi hệ thống bị quá tải

Van an toàn dùng để bảo vệ các cơ cấu, các thành phần dẫn động thuỷ lực của máykhông bị quá tải, hạn chế áp lực chất lỏng trong hệ thống ở một giới hạn cho phép (ápsuất thiết định 140KG/cm2) Các van an toàn được lắp trực tiếp trên bơm, mô tơ thuỷlực, bộ lọc, ống dẫn Các van này cần phải đảm bảo độ tin cậy khi làm việc, có độnhạy cao, độ ổn định áp lực đối với luồng tiêu thụ chất lỏng khác nhau và độ rung nhỏnhất đối với các thành phần chất lỏng công tác được chảy ra khi áp lực vượt quá quyđịnh

Van an toàn thường được điều chỉnh khi áp lực vượt quá quy định (1020)% khi

áp lực trong hệ thống vượt quá mức cho phép thì van mở ra cho phép chất lỏng chảyvào khoang áp suất thấp

Sơ đồ kết cấu van an toàn:

Hình 2.11 Kết cấu van an toàn.

1- vỏ; 2- lò xo; 3- van điều chỉnh; 4- vít điều chỉnh; 5- thân van

* Nguyên lý làm việc:

Van an toàn được lắp trên đường ống dẫn dầu của hệ thống thuỷ lực Chất lỏng có

áp lực đi vào thân van 5 tác động lên mặt của van Nếu áp lực chất lỏng nhỏ hơn vùnglực của lò xo thì lúc này van chưa làm việc, chất lỏng tiếp tục đi vào cung cấp cho cáckhoang công tác của các cơ cấu làm việc Nếu áp lực của chất lỏng đã lớn thắng lực lò

xo, lúc này van an toàn hoạt động cho phép chất lỏng chảy qua van thông với đườngtháo chất lỏng tránh được quá trình quá tải cho hệ thống

2.3.2.5 Van giảm áp

Trong quá trình làm việc áp suất trong các xilanh thủy lực có thể tăng lên khi cácpiston đến cuối hành trình làm việc, hoặc áp suất có thể giảm xuống do tác dụng của

các lực bên ngoài do đó van giảm áp được lắp trong mạch với mục đích giảm áp suấtđược cấp từ nguồn xuống sao cho phù hợp với điều kiện làm việc của xilanh thủy lựcđồng thời giữ cho áp suất ở nơi đó luôn luôn không đổi

Cấu tạo:

Hình 2.12 Kết cấu van giảm áp

1- đai ốc điều chỉnh; 2- ống dẫn; 3- lò xo; 4- vòng chắn lò xo; 5- van bi tùy động;

6- đường dầu về thùng; 7- buồng chứa lò xo; 8- vòng chắn

Nguyên lý làm việc:

Thực chất của van giảm áp là một loại tiết lưu tự động điều chỉnh Sức cản của nótrong từng thời điểm bằng độ chênh giữa áp suất vào van pv và áp suất hằng số khi ra

pra,…Khi dầu cao áp chưa thắng lực lò xo, lúc đó van chưa làm việc Khi áp suất dầu

đủ lớn thắng lực lò xo, trong thời điểm đó dầu sẽ được nối thông bình chứa Tuỳ theocác trường hợp khác nhau mà sự chênh lệch áp suất trong chất lỏng làm cho lò xo củavan chịu các áp lực tương ứng Trường hợp áp suất dầu quá lớn, khi đó ống dẫn sẽ ditrượt để dầu cao giảm áp nhanh hơn dưới sự chênh áp của hai đầu van Sau một thờigian làm việc, lò xo van sẽ bị yếu hay mất đi tính đàn hồi, lúc đó thông qua đai ốc điềuchỉnh để điều chỉnh lại lực lò xo cho phù hợp

Van giảm áp được ví như là valve thường mở vì lấy tín hiệu điều khiển từ phía cửadầu ra để cấp ra một áp suất nhỏ hơn áp suất nguồn cấp Như vậy, van này được sửdụng khi muốn trích ra một áp suất nhỏ hơn áp suất làm việc cho một mục đích khác

2.3.2.6 Cơ cấu tiết lưu

Dùng để điều chỉnh hay hạn chế lưu lượng của chất lỏng trong hệ thống bằng cáchgây sức cản đối với dòng chảy Cơ cấu tiết lưu xác định lượng lưu chất chảy qua nótrong một đơn vị thời gian và như vậy sẽ làm thay đổi vận tốc dịch chuyển của cơ cấuchấp hành trong hệ thống với bơm tạo năng lượng với lưu lượng cố định.

* Tiết lưu không điều chỉnh được

Được bố trí trong các loại máy móc để giữ độ chênh áp cần thiết giữa hai khoanglàm việc Có cấu tạo đơn giản, được kí hiệu như hình vẽ

Hình 2.13 Kí hiệu van tiết lưu có tiết diện không thay đổi

* Tiết lưu điều chỉnh được

Van tiết lưu có tiết diện thay đổi điều chỉnh dòng lưu lượng qua van

Hình 2.14 Van tiết lưu 2 chiều

Van tiết lưu có tiết diện thay đổi, tiết lưu 2 chiều cho phép dòng lưu chất đi từ Aqua B và ngược lại

Hình 2.15 Van tiết lưu một chiều điều chỉnh bằng tayNguyên lý làm việc van tiết lưu một chiều điều chỉnh bằng tay:

Khi chất lỏng chảy từ khoang A sang khoang B thì áp lực do chất lỏng ở khoang Atác dụng lên mặt đầu của van thắng được lực đẩy của lò xo làm cho van dịch chuyểnsang phải nối thông hai khoang Như vậy chất lỏng chảy trực tiếp từ khoang A sangkhoang B.

Khi chất lỏng chảy từ khoang B sang khoang A nó sẽ ép van một chiều mở ra,do

đó chiều này không đảm bảo được tiết lưu Như vậy khi chất lỏng chảy từ A sang B thì

nó có đi qua lỗ tiết lưu, khi chảy theo chiều ngược lại thì không qua lỗ tiết lưu

2.3.2.8 Các bộ phận phụ

a) Ống dẫn

Gồm các ống dẫn dùng để dẫn chất lỏng từ bơm đến xilanh thuỷ lực và từ xilanhthuỷ lực trở về thùng dầu, tuỳ theo điều kiện làm việc mà người ta có thể dùng loạiống dẫn mềm và ống dẫn cứng Vì các ống dẫn ở hệ thống truyền động thường chịu ápsuất cao nên cần chú ý đến sức bền của ống và độ khít ở các mối nối, mặt khác khi lắpráp các ống có áp suất cao cần tránh lắp quá căng, gây ứng suất trong thành ống đểtránh nứt vỡ ống

b) Thùng chứa chất lỏng (thùng dầu thuỷ lực)

Nói chung, yêu cầu đối với thùng chứa chất lỏng trong hệ thống thuỷ lực là loạithùng kín có van giảm áp, có bầu lọc dầu, mắt kiểm tra dầu, lượng dầu do rỉ mất máttrong quá trình làm việc và bôi trơn Nhiều khi để nâng cao hiệu suất và giảm tiếng

ồn của bơm, người ta có thể để bơm ngập vào chất lỏng trong thùng chứa Điều đó làmtăng thể tích của thùng, thể tích phần không khí trên mặt thoáng của thùng nên đểkhoảng 10  15% thể tích thùng

c) Bầu lọc dầu

Trong quá trình làm việc chất lỏng bị phân huỷ nhiễm bẩn bởi nhiều loại tạp chấtnhư: mạt kim loại do các bề mặt ma sát bị mòn, tạp chất do dầu bị biến chất, bị oxyhoá v v

Để loại bỏ những tạp chất trên, nhất là tạp chất cơ học, đòi hỏi phải trang bị cácthiết bị lọc Theo khả năng thông qua (kích thước thiết bị lọc tạp chất thông qua bầulọc) ta chia bộ lọc ra làm hai loại đó là:

a) Động cơ piston roto hướng trục

Cấu tạo:

Hình 2.17 Cấu tạo động cơ thủy lực