(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học

(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học

ĐạihọcThủylợivàTrườngĐạihọcThủylợiđãtổchức,tạođiềukiệntốtnhấtthờigian,giả mkhốilượngcôngviệc,hỗtrợkinhphígiúptôihoànthànhluậnvăncũngnhưtoànbộchươngtrình đàotạo.

BùiVănHiệu

MỞĐẦU 10

Chương1 TỔNGQUAN 1

1.1 Tìmhiểu mộtsố mạch thủylựccơbảntrongchươngtrìnhđàotạo 1

1.1.1 Hệthủylựcthốngnângthùngxe 1

1.1.2 Hệthốngláithủylựccủaxetảihạngnặng 5

1.1.3 Hệthốngthủylựcnâng hạcửavantrong môn thiếtbịthủycông 7

1.2 Hệthốngthủylựctrên máyđàotrongmônMáylàmđất 10

1.3 Tìmhiểucáchxâydựngmôhình thiếtbị thínghiệmnâng thủylực 14

1.3.1 Mụctiêu 14

1.3.2 Cáchxâydựngvàsơđồbốtrí 15

1.3.3 Hệthốngthủylựccủamôhình 16

Chương2.NGHIÊNCỨUXÂYDỰNGMÔHÌNH 19

2.1 Thiếtkếmạchthủylực 19

2.1.1 Yêucầuthiếtkế 19

2.1.2 Xácđịnhlựctínhtoán 19

2.1.3 Xâydựngmạch 30

2.1.4 Xácđịnhthôngsốyêucầucủahệthống 35

2.1.5 Tínhchọntrạmnguồnhệthống 36

2.1.6 Lựachọnốngdẫn 38

2.1.7 Dầuthủylực 39

2.2 Phântíchmạch 40

2.3 Độnglựchọcmôhình 44

2.4 Kếtluậnchương 50

3.1 Giớithiệuvềphầnmềm 51

3.1.1 GiaodiệnchínhcủaAutomationStudio 53

3.1.2 Giaodiệnthưviệnchính 54

3.1.3 MôphỏngmạchthủylựcđượckếtnốivớiPLC 55

3.2 Môphỏngmạch 56

3.2.1 Môphỏngbơm 56

3.2.2 Môphỏngcácvan 57

3.2.3 Môphỏngxilanh 59

3.2.4 Môphỏngcácphầntửkhác 60

3.3 Kếtquảmôphỏngmạch 62

3.3.1 Hànhtrìnhnâng 63

3.3.2 Hànhtrìnhhạ 64

3.3.3 Vịtrígiữ 65

3.3.4 Xuấtvàphântíchkếtquả 66

Chương4.XÂYDỰNGCÁCBÀITHỰCHÀNHTHÍ NGHIỆM 71

4.1 Mộtsốthiếtbịcảmbiếncầnsửdụng 71

4.1.1 Cảmbiếnápsuất 71

4.1.2 Cảmbiếntảitrọng 71

4.1.3 Cảmbiếngóc 72

4.1.4 Cảmbiếnvịtrí 73

4.2 Xâydựngbàithínghiệm,thựchànhtrênmôhìnhnânghạca-bin 74

4.2.1 Mụcđíchthínghiệm 75

4.2.2 Kiếnthứcsửdụng(côngthứctínhtoán) 75

4.2.3 Trìnhtựthựchiện 77

4.2.4 Xửlýsốliệuvàtínhtoán 77

4.2.5 Nhậnxét,kếtluận 78

4.3 Xâydựngcácbàithínghiệmtrên bộcông tácmáyđào 78

4.3.1 Mụcđíchthínghiệm 79

4.3.2 Trìnhtựthựchiện 80

4.3.3 Kiếnthứcsửdụng(côngthứctínhtoán) 80

4.4 Xâydựngbàithínghiệmnânghạcửavan 80

4.4.1 Mụcđíchthínghiệm 81

4.4.2 Trìnhtựthựchiện 81

4.4.3 Kiếnthứcsửdụng(côngthứctínhtoán) 81

4.4.4 Xửlýsốliệuvàtínhtoán 81

4.4.5 Nhậnxét,kếtluận 81 Phụlục

Hình1.1.Sơđồthốngnângthùng xetảiCAT797 1

Hình1.2 Hệthốngnângthùngxe tảiCAT797 2

Hình1.3 Cácchếđộlàmviệccủahệthống nâng 3

Hình1.4.SơđồthốngláithủylựccơbảnCAT797 5

Hình1.5 Hệthốngláinhìntừdưới797F 7

Hình1.6.Sơđồthủylựcchocửacungđóngbằngtựtrọng 8

Hình1.7 Sơđồhệthốngthủylựcmáyđào374DL 10

Hình1.8 Môhình máynhổcâythủylực 14

Hình1.9 Sơđồbốtrítổngthểcácthiếtbịtrên bộcôngtác 15

Hình1.10 Bốtrícácthiếtbịcủamôhìnhthínghiệm 16

Hình1.11 Sơđồ mộtxilanhthủylựctácđộngkép 16

Hình1.12 Khốivanvớicácđườngvàođườngrađộclập 17

Hình1.13.Trạmnguầnthủylực 18

Hình2.1.Ca-binxetải 20

Hình2.2 Sơđồtínhtoánhệthống nângca-bin 20

Hình2.3.Phântíchlựcnângca-bin 21

Hình2.4.Xácđịnh gócβ 22

Hình2.5.Xácđịnh gócγ 23

Hình2.6.XácđịnhM(FY),M ( FZ) 24

Hình2.7.XácđịnhM(G) 25

Hình2.8 Biểuđồcácthôngsốca-bintheo gócnângα 29

Hình2.9.Sơđồmạchthủylựcnânghạca-bin 30

Hình2.10.Xácđịnhhànhtrìnhxilanh 32

Hình2.11.Xilanhthủylực 34

Hình2.12.Kíchthước trạmnguồn 37

Hình2.13.Biểuđồmômencáclựctácdụnglênca-bin 47

Hình3.1.GiớithiệuphầnmềmAutomationStudio 52

Hình3.2.Trìnhtựcôngviệc 53

Hình3.3.GiaodiệnchínhcủaAutomationStudio 53

Hình3.4.Giaodiệncủathưviệnchính 55

Hình3.5.Sơđồđiềukhiển 55

Hình3.6.MôphỏngbơmtrongAutomationStudio 56

Hình3.7.Cácthôngsốcủabơm 57

Hình3.8.MôphỏngvanápsuấttrongAutomationStudio 57

Hình3.9.Môphỏngvanphânphốitrong AutomationStudio 58

Hình3.10.MôphỏngvantiếtlưutrongAutomationStudio 58

Hình3.11.Môphỏngvanlựachọnvàvanmộtchiều 59

Hình3.12.M ô phỏngxilanhtrongAutomationStudio 59

Hình3.13.Thông sốcủaxilanhmôphỏng 60

Hình3.14.Thôngsốđườngống 61

Hình3.15.Môphỏngbộlọc,thùngdầutrongAutomationStudio 61

Hình3.16.Môphỏngmạchtrong AutomationStudio 63

Hình3.17.Môphỏnghànhtrìnhnâng 64

Hình3.18.Môphỏnghànhtrìnhhạ 65

Hình3.19.Môphỏnghànhtrìnhgiữ 66

Hình3.20.Biểuđồgiatốc,vậntốc,vịtríxilanh 66

Hình3.21.Biểuđồápsuấtđầura,đầuvàovanđốitrọng 68

Hình3.22 Đồthịcủavanantoànthờiđiểmbắtđầuvàthờiđiểmmở van 69

Hình3.23.Đồthị ápsuấtcủabơm 70

Hình4.2.CảmbiếntảitrọngU9B 72

Hình4.3.Cảmbiếngóc 73

Hình4.4.Cảmbiếnđộdài 73

Hình4.5.Sơđồđiềukhiểnmôhình 74

Hình4.6.Sơđồbốtrícảmbiếntrênmôhình 74

Hình4.7 Môphỏnghoạtđộng máylàmđấtảo trênAutomation Studio6.0 79

Hình4.8.Sơđồ bốtrícảmbiếntrênmáydùng đểthínghiệm,thựchành 79

Hình4.9.Sơđồ bốtrícảmbiếntrênmôhìnhthínghiệmcửavanlật 80

DANHMỤCBẢNGBIỂU Bảng2.1.Kíchthướccủaca-bin 26

Bảng2.2.Biếnthiêncácthôngsốca-bintheogócnâng 27

Bảng2.3.Xácđịnhđườngkínhxilanh 32

Bảng2.4.Xácđịnhhànhtrìnhxilanh 33

Bảng2.5.Thôngsốcủaxilanh 33

Bảng2.6.Thôngsốhìnhhọcpíttông 34

Bảng2.7.Cácthôngsốkháccủapíttông 34

Bảng2.8.Xácđịnhhànhlưulượnghànhtrìnhnâng 35

Bảng2.9.Xácđịnhhànhlưulượnghànhtrìnhnâng 36

Bảng2.10.Lưulượngcầncungcấpcủabơm 36

Bảng2.11.Thôngsốtrạmnguồn 37

Bảng2.12.Thôngsốđộngcơ 38

Bảng2.13.Lưulượngcủabơmtheom3/phútvàm3/s 38

Bảng2.14.Cácthôngsốdầuthủylực 39

Bảng2.16.Tổnthấtdomasáttrongốngnối 43

Bảng2.17.Tổnthấtdomasáttrongvan 43

Bảng2.18.Tổngtổnthấtdomasát 43

Bảng2.19.Thông sốxilanhvàkhớpbảnlề 46

Bảng2.20.Thôngsốca-bin 46

Bảng2.21.Biểuđồvậntốcgócca-bin 50

DANHMỤCVIẾTTẮT

ECM(ElectronicControlModule):hệthốngkiểmsoátđiệntử.PTO(Po

werTake Off):bộphậntríchcôngsuất

PLC(ProgrammableLogicController):Thiếtbịđiềukhiểnlậptrình

1 Tínhcấpthiếtcủađềtài

Ngàynaycùngvớisựpháttriểncủakhoahọckỹthuật, cácloạimáymócthiếtbịngàycàngđóngvaitròquantrọngvớiconngườitrongtấtcảcáclĩnhvực.Để có được các thiết bị máy hoạt động an toàn hiệu quả ngoài tính toán lý thuyết

thìkhôngthểthiếuđólàphảitrảiquaquátrìnhthínghiệm.Thínghiệmkiểmtralạilýthuyết,kiểmchứngnhữngvấn đềlýthuyết chưagiảiquyếtđược,lànơicảitiến, hoànt h i ệ n, p h á t m i n h , p h á t h i ệ n r a c á c v ấ n đềcá c h i ệ n t ư ợ n g l à m c ơ s ở đểx â y dựngcáchọcthuyết.Trongđàotạo,ngoàicácmụcđíchtrên,phòngthínghiệmcònlànơihỗtrợđắclựcchoquátrìnhđàotạo,pháthuykhảnăngtựhọc,tìmtòisángtạocủasinhviên

Cácthiếtbịthínghiệmphụcvụđàotạolàthiếtbịmangtínhđặcthù,dokhixâydựngcácbàithínghiệmphụthuộcvàonộidungnghiêncứu,yêucầucácmônhọc.Vìt í n h

đ ặ c thùđơnlẻ d ẫ n đếnchi p h í c a o và khókhănkh im u a các b ộ t hí nghiệmphùhợp.Thiếtbịthủylựcnóichungvàthiếtbịnânghạthủylựcnóiriêngngàycàngứngdụngrộngrãitrongtấtcảcáclĩnhvực:côngnghiệp,máymócphụcvụxâydựng,xevậnchuyển,cácthiếtbịnânghạtrongthủylựcphụcvụtrongthủylợi….Thiếtbịnânghạthủylựcvớinhữngưuđiểmvềkhảnăngbiếnđổichuyểnđộng, khuếch đại lực, dễ tự động hóa trong điều khiển đang dần thay thế các thiết bịcơkhíđơnthuần

Xuất phát từ yêu cầu của thực tế, đòi hỏi sinh viên ngành Cơ khí cầnđượctrang bị những kiến thức đầy đủ và toàn diện về các thiết bị nâng thủy lực.Trongnhững năm gần đây các môn học cung cấp kiến thức về thiết bị thủy lực đãđượcđào tạo phổ biến trong các trường đại học Tuy nhiên phần lớn các môn họctậptrung nâng cao kiến thức về lý thuyết, lượngk i ế n t h ứ c v ề t h ự c h à n h

t h ự c t ậ p , c á c bài thí nghiệm cho sinh viên rất ít Do đó sinh viên khi ratrường còn nhiều bỡ ngỡvà hạn chế trong phân tích, tính toán, thiết kế, sửa chữacác mạch thủy lực, thiết bịthủylực.Điều nàytạonênkhoảngcáchnhấtđịnhgiữađàotạovàthựctế

Nhằm mục đích xây dựng môi trường cho sinh viên tự học tự tìm hiểunângcao kiến thức, kỹ năng thực hành hiểu biết thực tế về máy móc và các thiết bịthủylực Đề tài nghiên cứu xây dựng mô hình thí nghiệm thiết bị nâng thủy lực củaca-bin xe tải hạng nặng, thiết bị đo và hệ thống điều khiển được tính toán lắp đặt

 Dùng phần mềm mô phỏng mạch xây dựng các đường đặc tính của cácphầntử thủy lực, phân tích kết quả so sánh với kết quả tính toán và kết quả đo đượccủamôhình

 Xây dựng các bài thí nghiệm, thực hành cho sinh viên học tập, nghiêncứucủng cố kiến thức tạo cơ hội tiếp cận thực tế cũng như nghiên cứu cải tiến môhình.Các bài thí nghiệm bao gồm: Bài thí nghiệm xác định lực nâng ca-bin theogócnâng, bài thí nghiệm xác định mô men các lực tác dụng lên ca-bin theo gócnâng,bài thí nghiệm xác định vân tốc nâng của ca-bin, bài thí nghiệm xác định tổnthất vềápsuấtcủahệthống

 Côngbốbàibáokhoa họcvàbáocáokhoahọc

3 Đốitượngvàphạmvinghiêncứu

 Đốitượngnghiêncứulàmôhìnhthiếtbịthủylựcnânghạca-binxetảiphục

(6) Vanđiệntừnâng(7) Vịtríhạ

(8) Vịtríthảtrôi

(14) Vangiảmápchính(15) Vantrượthaivịtrí(16) Vangiảmáp-ápsuấtcao

(17) Vangiảmáp-ápsuấtthấp

(18) Vangiảmáphệthốnglàmmátphanh

(19) Xilanhnâng(20) Bộ lọc, làm máthệthống nâng và hệ thốngphanh

1.1.1.1 Hoạtđộng

 Hệ thống nâng được điều khiển bằng điện bởi bộ ECM Hệ thống nânggiốngnhau trong hoạt động với các hệ thống của các xe tải hạng nặng khác củaCAT Hệthốngcóbốnvịtríhoạtđộngsau:

Chú ý: Trọng lượng của thùng xe sẽ được đỡ bởi xi lanh nâng nếu hệthốngthủylựccủaxetảikhônghoạtđộngởchếđộthảtrôi

Khi người điều khiển gạt cần gạt đến một trong bốn vị trí (A), (B), (C),(D)sẽ tạo ra tín hiệu đến bộ ECM, kết hợp với các cảm biến về tình trạng của xe.BộECMsẽtạoratínhiệu điệnđếnvantrượtdịchchuyển đếnvịtrítướngứng.Vịtrí

điệndichuyểnvantrượtđếnvịtríhãmkhihạ.Điềunàyxảyrakhikhungxetảiởvịtríkhoảnggiữabốnđộđếnmườilămđộsovớikhungxe.Ởvịtríhãmhạ,tốcđộthảtrôicủathùngxeđượcgiảmđểngănthùngxe tiếpxúcvớikhungxequá mạnh

Chếđộđiềukhiểnngoàitrungtâmngănsựxâmthựctrongxilanh nângbằngviệc ngăn chặnthùngxe nâng nhanh hơn hệ thốngy ê u c ầ u Đ i ề u k i ệ n n à y c ó t h ế xảy

ra nếu có một sự chuyển đổi đột xuất trong vị trí của tải Trong khi thùng xeđangnâng, bộ ECM phát ra tín hiệu đến nam châm điện di chuyển van trượt đếnvịtríngoàitrungtâmkhigóccủathùngxetải xấpxỉởbốnmươiđộ

Chếđộhãmkhinângxảyrakhithùngxetảiđangnângvàxilanhnânghầunhư duỗi hết Thùng xe tải ở góc độ vào khoảng năm mươi lăm độ Bộ ECM phát

ratínhiệuđếnnamchâmđiệndichuyểnvantrượtđếnvịtríhãmnâng.Ởvịtríhãmnâng,tốcđộcủathùngxetảiđượchạnchếđểngăn

píttôngcủaxilanhnângtiếpxúcvớiđỉnhxilanhmạnh

1.1.2 Hệthốngláithủylựccủaxetảihạngnặng

Hình1.4.SơđồthốngláithủylựccơbảnCAT 797

(3)Namchâmđiệnvà(A) Đếnquạtmôtơ

(8) Làmmátdầu(9) Vangiảmáp(10) Bộp h ậ n đov ô l ă n g l á i(11) Vanđiềukhiểnlái

(12) Xilanhlái

Hệthống láilàhệthốngláithủylựcvàbơmcủahệthốngláiđượcđiềukhiểnđiện.Khôngcókếtnốicơhọcgiữavôlăngvàxilanhlái(6)-cáimàđiềukhiển

bánh xe dẫn hướng Bơm píttông điều khiển hệ thống lái là bơm có thể điềuchỉnhđược lưu lượng Cảm biến áp suất bộ tích năng (1) gửi áp suất ghi được của

bộ tíchnăngđếnbộECM

a Bơmcủahệthốnglái

Bơm píttông hệ thống lái sẽ cung cấp dòng dầu ở áp suất cao đến khi bộtíchnăng hệthống lái (8) đạt đến áp suất tới hạn Khi đạt được áp suất tới hạn, cảmbiếnápsuấtbìnhtíchnăng(1)sẽgửimộttínhiệu tớibộ ECM(2).BộECM(2)sauđó sẽtăng dòngđiện đến nam châm điện (4) Nam châm điện (4) điều khiển đĩanghiêngcủabơmpíttônghệthốnglái,chuyểnbơmsangtrạngtháichờởápsuấtthấp

Ởchếđộchờápsuấtthấp,bơmhệthống láihoạtđộngởgócnghiêngđĩanhỏnhất để cung cấpdầu cho sự bôi trơn và sự rò rỉ bình thường bên trong hệ thống Dosự rò rỉ bình thường bên trong của hệ thống lái, áp suất bên trong bộ tíchnăng sẽdần dần giảm đến khi áp suất mở, cảm biến áp suất bình tích năng (1) gửi mộttínhiệu đến bộ ECM (2) Bộ ECM (2) sau đó sẽ giảm lượng của dòng điện chonamchâm điện (4) Lực lo xo thắng lực nam châm điện (4) điều khiển đĩa nghiêngcủabơmpíttônghệthốnglái,bơmláihướnglênlưulượnglớnnhất

b Bộtíchnăng

Khicảmbiếnápsuấtcủabộtíchnăng(1)nhậnthấyápsuấtdướihoặcgầndưới,hệthốngnạpsẽhoạtđộng.Bơmcủahệthốngláiđượchoạtđộngđếnkhiápsuấthệthốngcao.Ởđiểmđó,hệthốngnạpsẽngừnghoạtđộng.Hệthốngsẽởchếđộngừnghoạtđộngđếnkhinhữngròrỉ thôngthườnghoặcmộtsốhoạt độnghệthốngláiphụchồilạihoạtđộngcủahệthốngnạp.Hệthốngnạpcó3chếđộhoạtđộng:tắt,thấp,cao

Ứngvớim ỗ i chếđộhoạtđộng,đểtiếtkiệmnănglượng,độngcơsẽđượcđiềukhiểnvớinhữngchếđộkhácnhautừđóđiềukhiểndòngdầuđượcnạpvàobộtíchnăng.Mặtkhác,dòngdầunạpvàobộtíchnăngphụthuộcvàotốcđộcủaxe,khixechạyởtốcđộthấpcầngócquay lớncủabánhxeđểdẫnhướngxedođócầndòngdầucólưulượng

lớnhơn,ởtốcđộcaocầnlượngdầuíthơn

c Xilanhlái

ECMnhậncáctínhiệucủabiếntừhệthốngđovôlăngláivàmộtloạtcáccảm biến tình trạng hoạt động của xe bao gồm tốc độ, tải trọng, độ trượt… Bộ

ECMsẽxửlýtínhiệuđóvàđưaratinhiệuđiềukhiềnvanđiềukhiểnlái(11(7)).Vanđiềukhiểnlái11sẽđiều khiển 2xi lanh lái(12),xi lanh lái(12 (6)) điều

khiểnbánhdẫnhướngcủaxe

(6) Xilanhlái

Hình1.5.Hệthốngláinhìntừdưới797F

(18)Bộlọc củahệthốngláivàquạt(7) Vanđiềukhiểnlái

máybơmcóđộngcơđiệnchạybơmdầu,trongđómộtlàđểdựphòng.Việcvậnhànhmởvàđóng cửađượcthựchiệnlần lượttừngcửavàđượcmôtảnhưsau

Hình1.6.Sơđồthủylựcchocửacungđóng bằngtựtrọng

S-Namchâmđiện;EV-Van3đường1chiềuđiệntừ;VR.Vanmộtchiều;

R.v a n t a y ; V R S V a n đ i ề u k h i ể n l ư u l ư ợ n g k h ô n g b ù á p ; V R V / V R P Vanđiềuchỉnhlượngdầuvàvịtrípittông;SM-Xilanh;FS,FR-Vanlọc;PB-

-Ônáp;PM-Thiếtbịáplực;

 Trướckhibắtđầu,tấtcảcáccuộnđiệntừ(SA,SBvàSF)đượccấpđiện,

tươngứngvanđiệntừEVA,EVBvàEVFchưahoạtđộng

 Khicólệnhmởcửa,cácđộngcơbơmvàvanđiệntừEVA đồngthờihoạtđộng;

 DầucungcấpvàohệthốngquavanlọcFSvàbơmB,hồivềbểquavanantoànVLPvàEVB;

 Saukhivậnhànhkhôngtảimộtsốgiây,EVBđượctựđộnglàmviệc,điềukhiểnvanantoànVLPđónglại.Từđó,VLPchỉxảdầuvềbểbấtcứkhinàoápsuấttrongđườngốngvượtquágiátrịđặttrước;

 Cửabắtđầuđóngtựđộngnhờtrọnglượngcửavan,saukhichạykhôngtảimộtvàidây,cácvạnđiệntừEVBđượcthayđổivịtrí;

Dầuởkhoang dướicủapittôngđilênkhoangđỉnhcủapittông qua V S R 1 ,(VSR2),R5,R6,VRV,R7vàR8;DầuđượcbơmđiquaVR1(VR2),R3(R4),VR5

(VR6),EVAvàVRV.T ạ i cửaraVRV,dòng dầuđượcchiavà mộtphầncủa

dầuđiquaR7vàR8đểđiềnđầylượngdầutrongkhoangđỉnhxilanh(cấpthêmdầuthiếu

do chiếmchỗcủacánpitông).Phần dầucòn lạiquayvềbểđiqua R9 VR7,VR4 và

FR4;CácvanđiềuchỉnhlưulượngdầuVRVvàtỷlệđộđóngcửa.[2,269]

1.2 HệthốngthủylựctrênmáyđàotrongmônMáylàmđất

Các máy làm đất rất đa dạng và phong phú, trong đó máy đào là mộttrongnhững máy quan trọng nhất Do đó ta sẽ phân tích hoạt động của hệ thốngthủy lựccủa máyđào 374DLdohãngCaterpillarchếtạo

27 Lọcdầuhệthốngthủylựcđiềukhiển

31 Lọcdầux ả (bơmq u a y t o a ,bơmtrướcvàsau)

32 Kétlàmmátdầuthủylực

33 Môtơquạtgió

34 Bơmd ầ u h ệ t h ố n g thủyl ự cđiềukhiển

35 Bơmquạtgió

36 Vanđiềnt ừ t h e o t ỉ l ệ (bơmquạtgió)

37 Cảmbiếná p s u ấ t c h o b ơ mquaytoa

 Hệt h ố n g t h ủ y l ự c c h í n h điềuk h i ể n c á c x i l a n h c ô n g t á c v à c á c m ô t ơ d ichuyển.

 Hệthốngthủylựcquaytoađiềukhiểncácmôtơquaytoa

 Hệthốngthủylựcđiềukhiểncungcấpdầutớicácbơmchínhvàcácmạchcôngtác

 Hệthốngđiềukhiểnđiệntửkiểmsoátcôngsuấtcủađộngcơvàbơm

 Hệthônglàmmátriêngrẽcungcấpdầutớimôtơquạtgióđểlàmmátdầuthủylực

Hệthốngthủylựcchínhcấpdầutừcácbơmcôngtác40,41đểđiềukhiểncácbộphậnsau:xilanhgầu(1),xilanhtaygầu(2),xilanhcần(3),cácmôtơdichuyển(4)và(5).Cácbơmcôngtác40,41làloạibơmpíttôngcódungtíchlàmviệcthayđổiđược.Hoạtđộngcủahaibơmnàynhưnhauvàchúngđượcđấunốitiếp.Bơm40dẫnđộngtrựctiếptừđộngcơbằngmộtkhớpnốiđểcungcấpdầutớicổgóptrungtâmcủavancôngtácchính24.Bơm41 đượcnốivớibơmbơm40

đểcungcấpdầutớicổgóptrungtâmcủavancôngtácchính24.Dầutừhaibơmnàyđượckếthợpvớinhauởvanphânphối24.Hệthốngthủylựcđiềukhiểnkiểmsoátlưulượngracủacácbơmcôngtác

Hệ thống thủy lực quay toa cấp dầu từ bơm quay toa 38 tới các mô tơquaytoa 6 và 8 qua van điều khiển quay toa 12 Hệ thống này dẫn động đồng thời

cả haimô tơ Bơm 38 được nối cơ khí với bộ phận trích công suất PTO của động

cơ Hệthống thủy lực điều khiển nhận dầu từ bơm dầu điều khiển 34 để thực hiệncác chứcnăng sau: Điều khiển hoạt động của các van phân phối và van công tác của cơ cấuquay toa Dầu điều khiểnchảy từ bơm 34 tới van phân phối 24 qua cổ góp dầu điềukhiển 21 Khi máy khônghoạt động, áp suất dầu điều khiển tác động lên cả hai đầucác ruột van công tác.Khi tác động lên một tay điều khiển hoặc một bàn đạp,mộttínhiệuđiệnđượctruyềnđếnhệthốngkiểmsoátđiệntửECM

ECM cung cấp dòng điện cho các van điện từ tỉ lệ với mức độ dịchchuyểncủatayđiềukhiểns ự d i c h chuyển củatay điềuk hi ển t á c độngđếnm ộ t ruộtvan

trong van phân phối 24 hoặc van phân phối cơ cấu quay 12 Khi một van điệntừđược cấp điện, dầu ở cuối ruột van phân phối thoát về thùng dầu thủy lực Dầuđiềukhiển ở đầu kia của ruột van này đẩy nó về phía van điện từ được cấp điện Khi ruộtvan công tác này dịch chuyển, dầu từ các bơmcông tác 40, 41 và/hoặc bơm cơ cấuquay 38 tới các xi lanh và/hoặc các mô tơ Bằng cách này,dầu điều khiển dẫn độngmạchcủavanphânphốivàvancôngtáccơcấuquay.

Hệthốngthủylựcđiềukhiểncũngkiểmsoátlưulượngcácbơmchính.Dầutừbơmdầuđiềukhiểnthayđổithànhápsuấttínhiệu,gọilàápsuấtthayđổicôngsuất.Ápsuấtnàyđiềukhiểnlưulượngracủacácbơmcôngtác40,41quavan16,sauđótruyềntớicácbộđiềuchỉnhlưulượngbơmchínhđểđiềuchỉnhlưulượngcácb ơ m c h í n h t h e o t ả i t r ọ

n g t r ê n h ệ t h ố n g Á p s u ấ t c ủ a h ệ t h ố n g t h ủ y l ự c điềukhiểncũngđượcsửdụngđểthựchiệncáchoạtđộngsau:

 Nhảphanh dừngcơcấuquaybằngcáchsửdụngvanđiện từ7

 Tự động thay đổi tốc độ di chuyển lên số cao hoặc xuống số thấp tùy theotảitrọng hệ thống Van điện từ 15 điều khiển các van thay đổi dung tích làm việctrongcác mô tơ di chuyển Thay đổi áp suất cấp của các bơm chính theo việc sử dungmáy

 Dầuđiềukhiểnđượccấpđếncụmvanphụchồi/chốngtrôitaygầu14.Van

nàyđiềukhiểnhệthốngphụchồitaygầu

 Dầuđiềukhiểnđượccấpđếncụmvanphụchồi/chốngtrôitaycần25.Vannàyđiềukhiểnhệthốngphụchồi cần

Bơmquạtgió 35dẫnđộng môtơthủylựcriêng choquạtlàmmát.Bơm35 làloại pít tông có dung tích làm việc thay đổi Khi nhiệt độ dầu tăng, một tín hiệu

điệnđượctruyềntừECMcủamáytớivan36.Hoạtđộngcủavan36làmchoviệccấpdầut

ừ bơmquạt gi ót ha y đổilàmtốc độq u a y củam ô tơquạt gi ót h a y đổitheo [4,107]

1.3 Tìmhiểucáchxâydựngmôhìnhthiếtbịthínghiệmnângthủylực

Môhìnhhóa,môphỏngvàđiềukhiểncủamộtmáynhổcâythủylựccủaĐạihọcVäxjö–Thủyđiển.[7]

Hình1.8.Môhìnhmáynhổcâythủylực

1.3.1 Mụctiêu

Mục tiêu thứ nhất của xây dựng hình này là nghiên cứu một cách tươngđốihoàn chỉnh đầy đủ các các hệ thống thủy lực với kích thước thực Phân tíchcácthông số cần cẩu về chuyển động và động lực Lập và giải các phương trìnhđộnghọc,độnglựchọccủamôhình

Mụctiêuthứhailàđểđơngiảnhóacác bướchoạtđộngvàlàmtănghiệusuấtcủacầncẩubằngcáchtốiưuhóaquátrìnhđiềukhiển.MộthệđiềukhiểnPIDcơ bản sẽ được thực hiện kết hợp các chuyển động của máy nhổ cây với các phươngpháptốiưuhóa

Mụcti êu t h ứ b a

l à đển ắ m bắtn h ữ n g h i ệ n t ư ợ n g m a s á t x ả y ra t r o n g q u á trìnhchuyểnđộngcủaxilanhthủylực Đểcungcấp đầyđủvàtốiưunănglượngbồi

hoànmasáttrangcácxilanhthủylực,

điềucầnthiếtnhấtlaphảiướclượnglựcmasátmỗixilanhđếnmộtmứcđộchínhxácnhấtđịnh.Vìvậychúngtaphảithiếtlậpm ộ t t h ử n g h i ệ m đểđánhg i á m a s á t độngởx i l a n h v

à t i ế n h à n h m ộ t s ố t h í nghiệmnângcaonhằmxácđịnhcácthôngsốchitiếtảnhhưởngtớiđộnglựchọc

p f

pa

p a: Cảm biến góc

f

f: Cảm biến tảil: Cảm biến chiều dài p:Cảm biến áp suất f

masát.Cácbiểuđồmasátđượcđánhgiávàcácthôngsốmasát danhnghĩasauđó

cóthểđượcsửdụngchocácchươngtrìnhbồihoànnănglượng

Mô hình máy nhổ cây thủy lực dùng để nghiên cứu thí nghiệm của đạihọcVaxjo Xây dựng mô hình thí nghiệm nhằm nghiên cứu đánh giá hiệu suất củahệthống,khảosátđộnghọc,độnglựchọc,masátcủahệthống

1.3.2 Cáchxây dựngvàsơđồbốtrí

Xâydựnghệthốngbaogồmcácquátrìnhxâydựngsơbộ,phântíchđánhgiáhệthống, môphỏngbằngphầnmềm

1.3.2.1 Sơđồvàbốtrícáccảmbiếncủa hệthống.

Hệ thống sử dụng 4 loại cảm biến chính: Cảm biến góc xoay, cảm biếnchiềudài,cảmbiếnápsuất,cảmbiếntảitrọng

Hình1.9.Sơđồbốtrítổngthểcácthiếtbị trênbộcôngtác

Hình1.10 Bốtrícácthiếtbịcủa môhìnhthínghiệm

1.3.3 Hệthốngthủylựccủamôhình

Mộthệthốngthủy

lựcbaogồmcácphầntửbơm,thùngdầu,bộlọc,cácloạivankhácnhau,xilanhthủylựcvàcác phầnkếtnốigiữacácphầntử

Lực trong xi lanh được tạo ra do sự nén ép chất lỏng trong không giankíngiữa xi lanh và píttông Lực này phụ thuộc vào áp suất dầu bên trong của mỗingănvà diện tích khu vực áp lực tác động lên Do đó, lưu lượng được cung cấp vàdiệntích mặt cắt ngang của khoang làm việc sẽ xác định tốc độ chuyển của píttông

1.3.3.3 Trạmnguồnthủylực

Mộttrạmnguồnthủylựcbaogồmmộtmáybơm,bểchứa,bộlọcvàvanantoàn.Cónhiềuloạimáybơmkhácnhautùythuộcvàocácgiảiphápkỹthuậtđượcsửdụngđểtạoracácdòngchảydầu.Cácloạimáybơmthôngthườnglàbơmbánhrăng,b ơ m p í t t ô n g hướn

gt â m vàb ơ m píttônghướngt r ụ c Đốiv ớ i c á c ứngd ụ n g thủylựcđòihỏiđiềuchỉnhlinhhoạtvềlưulượngápsuất,bơmpíttônghướngtrụcđượcsửdụngtronghầuhếtcáctrườnghợpvìlượngdầuvậnchuyểnquabơmtrênmộtvòngquaycóthểdễdàng điềuchỉnh đượcnhờđiềuchỉnhđĩanghiêng.Cáclợithếchínhcủabơmpíttônglàcóthểđượcđiềuchỉnhlưulượngliêntụctừkhôngtới

lưu lượng tối đa Vì vậy, loại máy bơm píttông hướng trục là rất tiết kiệmnănglượngvàphùhợpvớicácứngdụngmàdòngchảythayđổinhiều.

Việc lắp ráp của một trạm nguần thủy lực và hiệu quả hoạt động đặc biệtcủamáy bơm phụ thuộc vào lưu lượng và áp suất được yêu cầu Đối với các phòngthínghiệmthôngthườngcầncôngsuất

khoảng 40 lít/phút ở 200 bar với một

Trạm nguầ nthủyl ực

Kếtluậnchương1

Quaphântíchcácmônhọc,môhìnhchothấy,mộthệthốngnângthủylựcrấtđadạngvàcónhữngđặcđiểmkhácnhautùytheomụcđíchsửdụng.Tuynhiênchúngđềucóđiểmchung.Cácsơđồtrênđềulàcácsơđồthủylực

điềukhiểncặpxilanh,vềcơbảnđềubaogồmcáctrạngtháinâng,hạ,giữvàcácyêucầuvềvậntốc,ápsuấtcũngnhưkhảnăngđồngtốccủahaixilanh

Lựa chọn mô hình nâng ca bin làm mô hình tính toán nhằm dể tận dụngcáctrang thiết bị sẵn có, mặt khác chuyển động nâng do cặp xi lanh nâng bố chíchếchhình chữ v là chuyển động tương đối tổng quát (xi lanh thay đổi 2 phươnggóc trongquátrìnhchuyểnđộng)

Để nâng cao hiệu quả của hệ thống có thể phục vụ thực hành thí nghiệmcácmônkhác,cóthểsửdụngcácthiếtbịcủahệthốngnângca-

binlắpsangcácmôhìnhkhácđểphục vụcácbàithínghiệmcủamônhọctươngứng

trongtâmcũngluônthayđổiphụcthuộcvàgócnâng

Hình2.2.Sơđồtính toánhệthốngnângca-bin

(ℎ+ ℎ )

(2.5)

 Xácđịnhgócγ

Hình2.5.Xácđịnhgóc γ

𝑎1− 𝑎2 𝑐𝑜𝑠𝛽.(𝑎1− 𝑎2)𝛾= 𝑎 𝑡 𝑎 𝑛

(ℎ+

ℎ

)�

𝑐𝑜𝑠𝛽

M(F Z )=F Z b 1 cosα

TaxácđịnhđượcM(FY)+M(FZ)

(b cosγ.γ.sγ.inββ.sγ.inβα+ b cosγ.γ.cosγ.β cosγ.α) (2.14)

(ℎ1 +ℎ2)

𝑎1− 𝑎 2 𝑏1.(1−𝑐𝑜𝑠𝛼)𝛾=𝑎 𝑡 𝑎 𝑛 �

Biến thiên các thông số theo góc nâng