Tính toán thiết kế và chẩn đoán bảo dưỡng hệ thống thủy lực bơm tổng và cụm van phân phối máy đào pc 200 6

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐÀO 2 1.1. Mục đích và ý nghĩa của đề tài 2 1.2. Tổng quan về máy đào 3 1.2.1. Giới thiệu chung về máy đào 3 1.2.2. Giới thiệu chung về máy đào Komatsu PC2006 8 1.3. Tổng quan về hệ thống di chuyển 18 1.3.1. Tổng quan chung về hệ thống di chuyển 18 1.3.2. Tổng quan hệ thống di chuyển máy xúc PC2006 22 1.4. Cấu tạo của bộ máy quay 30 1.4.1.Vị trí của bộ máy quay toa 30 1.4.2. Mô tơ quay 31 CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BƠM TỔNG HỆ THỐNG THỦY LỰC DẪN ĐỘNG BỘ DI CHUYỂN BỘ PHẬN QUAY VÀ BỘ PHẬN CÔNG TÁC BÁNH XÍCH MÁY ĐÀO PC2006 35 2.1. Xác định, lựa chọn các thông số cơ bản của máy 35 2.1.1. Cơ sở để chọn các thông số cơ bản 35 2.1.2. Xây dựng sơ đồ nguyên lý và chọn sơ bộ các thông số cơ bản của máy thiết kế 37 2.2.1. Lực cản ma sát trong các bộ phận của cơ cấu di chuyển 39 2.2.2. Lực cản lăn do biến dạng nền đất 40 2.2.3. Lực cản do độ dốc của nền đất 40 2.2.4. Lực cản do lực quay vòng máy đào 40 2.2.5. Tổng lực cản di chuyển 40 2.2.6. Xác định lực bám của máy 40 2.2.7. Xác định lực kéo của máy 41 2.3. Tính toán các phần tử thủy lực của máy đào PC2006 41 2.3.1 .Tính chọn động cơ thủy lực đối với cơ cấu di chuyển 41 2.4.2. Nguyên lý hoạt động 46 2.4.3. Tính chọn loại động cơ thủy lực 46 2.4.4. Tính chọn động cơ thủy lực. 46 2.5. Hệ thổng thủy lực bộ công tác 51 2.5.1. Xác định chiều dày phoi cắt lớn nhất, lực cản đào và tích đất 51 2.5.2. Xác định lực trong xilanh tay gầu 52 2.5.3. Xác định lực trong xy lanh nâng cần 56 2.5.4: Xác định lực trong xi lanh gầu 59 2.5.5. Tính chọn xylanh 61 2.5.6 Tính chọn bơm dầu thuỷ lực 64 2.6. Tính chọn bơm tổng hệ thống thủy lực 65 2.7. Tính chọn van phân phối 65 2.8. Lựa chọn ống dẫn và cút nối 66 2.9. Tính toán chọn thùng chứa dầu thủy lực 66 2.10. Tính chọn van áp suất 68 2.11. Chọn bầu lọc 68 2.12. Tổng kết các phần tử bơm tổng thủy lực tính toán đã chọn 69 CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH KẾT CẤU BƠM TỔNG VÀ CỤM VAN PHÂN PHỐI CỦA MÁY ĐÀO PC 2006 70 3.1. Giới thiệu chung về hệ thống thuỷ lực trên máy đào 70 3.3. Nguyên lý hoạt động 72 3.4. Điều khiển thay đổi lưu lượng bơm 73 3.5. Van Phân Phối Trên Máy Đào Pc2006 74 CHƯƠNG 4 77 CHẨN ĐOÁN BẢO DƯỠNG KỸ THUẬT BƠM TỔNG VÀ CỤM VAN PHÂN PHỐI 77 4.1. Chẩn đoán và bảo dưỡng bơm tổng 77 4.1.1. Chẩn đoán kĩ thuật máy đào 77 4.2. Bảo dưỡng kỹ thuật máy đào 82 4.2.1. Khái niệm chung về bảo dưỡng 82 4.2.2. Các tiêu chuẩn bảo dưỡng 83 4.2.3. Quy trình công nghệ bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống thủy lực 85 4.2.4. Bảo dưỡng động cơ di chuyển 86 4.2.5. Bảo dưỡng cụm van phân phối 94 KẾT LUẬN 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO 99   LỜI NÓI ĐẦU Sau thời gian gần 5 năm học tại trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải, được sự dạy dỗ và chỉ bảo tận tình của các thầy, cô giáo. Em đã tiếp thu được những kiến thức cơ bản mà thầy, cô giao đã truyền đạt. 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 học, đồng thời nó là tiếng nói của sinh viên trước khi ra trường. Sau khi hoàn tất cả các môn học trong chương trình đào tạo, nay em được giao nhiệm vụ là:“Tính toán thiết kế và chẩn đoán bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống thủy lực bơm tổng và cụm van phân phối của máy đào pc2006”. 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: than, đá, quặng. Đòi hỏi cần phải giải quyết những công việc như đào mà vận chuyển đất đá với khối lượng lớn mà lao động phổ thông không đáp ứng được. Do đó máy xúc một gầu Komatsu PC2006 có hệ thống truyền động thuỷ lực nên có rất nhiều ưu điểm về kết cấu và thao tác và có khả năng tự động hoá, do đó nâng cao được năng suất và kinh tế trong quá trình sử dụng. Trong quá trình làm đồ án do trình độ còn hạn chế, tài liệu tham khảo còn ít nên chắc chắn không tránh khỏi sai sót. Em rất mong được các thầy trong bộ môn giúp đỡ để e có thể hoàn thành được tốt hơn. 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 cám ơn thầy giáo Phạm Như Nam đã tận tình hướng dẫn cho em thực hiện đề tài này.

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐÀO 2

1.1 Mục đích và ý nghĩa của đề tài 2

1.2 Tổng quan về máy đào 3

1.2.1 Giới thiệu chung về máy đào 3

1.2.2 Giới thiệu chung về máy đào Komatsu PC200-6 8

1.3 Tổng quan về hệ thống di chuyển 18

1.3.1 Tổng quan chung về hệ thống di chuyển 18

1.3.2 Tổng quan hệ thống di chuyển máy xúc PC200-6 22

1.4 Cấu tạo của bộ máy quay 30

1.4.1.Vị trí của bộ máy quay toa 30

1.4.2 Mô tơ quay 31

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BƠM TỔNG HỆ THỐNG THỦY LỰC DẪN ĐỘNG BỘ DI CHUYỂN BỘ PHẬN QUAY VÀ BỘ PHẬN CÔNG TÁC BÁNH XÍCH MÁY ĐÀO PC200-6 35

2.1 Xác định, lựa chọn các thông số cơ bản của máy 35

2.1.1 Cơ sở để chọn các thông số cơ bản 35

2.1.2 Xây dựng sơ đồ nguyên lý và chọn sơ bộ các thông số cơ bản của máy thiết kế 37

2.2.1 Lực cản ma sát trong các bộ phận của cơ cấu di chuyển 39

2.2.2 Lực cản lăn do biến dạng nền đất 40

2.2.3 Lực cản do độ dốc của nền đất 40

2.2.4 Lực cản do lực quay vòng máy đào 40

2.2.5 Tổng lực cản di chuyển 40

2.2.6 Xác định lực bám của máy 40

2.2.7 Xác định lực kéo của máy 41

2.3 Tính toán các phần tử thủy lực của máy đào PC200-6 41

2.3.1 Tính chọn động cơ thủy lực đối với cơ cấu di chuyển 41

2.4.2 Nguyên lý hoạt động 46

2.4.3 Tính chọn loại động cơ thủy lực 46

2.4.4 Tính chọn động cơ thủy lực 46

2.5 Hệ thổng thủy lực bộ công tác 51

2.5.1 Xác định chiều dày phoi cắt lớn nhất, lực cản đào và tích đất 51

2.5.2 Xác định lực trong xilanh tay gầu 52

2.5.3 Xác định lực trong xy lanh nâng cần 56

2.5.4: Xác định lực trong xi lanh gầu 59

2.5.5 Tính chọn xylanh 61

2.5.6 Tính chọn bơm dầu thuỷ lực 64

2.6 Tính chọn bơm tổng hệ thống thủy lực 65

2.7 Tính chọn van phân phối 65

2.8 Lựa chọn ống dẫn và cút nối 66

2.9 Tính toán chọn thùng chứa dầu thủy lực 66

2.10 Tính chọn van áp suất 68

2.11 Chọn bầu lọc 68

2.12 Tổng kết các phần tử bơm tổng thủy lực tính toán đã chọn 69

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH KẾT CẤU BƠM TỔNG VÀ CỤM VAN PHÂN PHỐI CỦA MÁY ĐÀO PC 200-6 70

3.1 Giới thiệu chung về hệ thống thuỷ lực trên máy đào 70

3.3 Nguyên lý hoạt động 72

3.4 Điều khiển thay đổi lưu lượng bơm 73

3.5 Van Phân Phối Trên Máy Đào Pc200-6 74

CHƯƠNG 4 77

CHẨN ĐOÁN BẢO DƯỠNG KỸ THUẬT BƠM TỔNG VÀ CỤM VAN PHÂN PHỐI 77

4.1 Chẩn đoán và bảo dưỡng bơm tổng 77

4.1.1 Chẩn đoán kĩ thuật máy đào 77

4.2 Bảo dưỡng kỹ thuật máy đào 82

4.2.1 Khái niệm chung về bảo dưỡng 82

4.2.2 Các tiêu chuẩn bảo dưỡng 83

4.2.3 Quy trình công nghệ bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống thủy lực 85

4.2.4 Bảo dưỡng động cơ di chuyển 86

4.2.5 Bảo dưỡng cụm van phân phối 94

KẾT LUẬN 98

TÀI LIỆU THAM KHẢO 99

LỜI NÓI ĐẦU

Sau thời gian gần 5 năm học tại trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải,được sự dạy dỗ và chỉ bảo tận tình của các thầy, cô giáo Em đã tiếp thu được nhữngkiến thức cơ bản mà thầy, cô giao đã truyền đạt Mỗi sinh viên khi ra trường cần phảiqua 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 nhằmgiúp cho sinh viên tổng hợp lại những kiến thức mà mình đã học, đồng thời nó là tiếngnói của sinh viên trước khi ra trường

Sau khi hoàn tất cả các môn học trong chương trình đào tạo, nay em được giaonhiệm vụ là:“Tính toán thiết kế và chẩn đoán bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống thủy lựcbơm tổng và cụm van phân phối của máy đào pc200-6” Ở nước ta hiện nay, quá

trình xây dựng các công trình thuỷ lợi, thuỷ điện, các công trình giao thông, khai tháccác loại khoáng sản: than, đá, quặng Đòi hỏi cần phải giải quyết những công việc nhưđào mà vận chuyển đất đá với khối lượng lớn mà lao động phổ thông không đáp ứngđược Do đó máy xúc một gầu Komatsu PC200-6 có hệ thống truyền động thuỷ lựcnên có rất nhiều ưu điểm về kết cấu và thao tác và có khả năng tự động hoá, do đónâng cao được năng suất và kinh tế trong quá trình sử dụng

Trong quá trình làm đồ án do trình độ còn hạn chế, tài liệu tham khảo còn ít nênchắc chắn không tránh khỏi sai sót Em rất mong được các thầy trong bộ môn giúp đỡ

để e có thể hoàn thành được tốt hơn

Cuối cùng cho em được gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả quý thầy cô trongnhà trường đã truyền đạt kiến thức cho em trong thời gian qua Em xin chân thành cám

ơn thầy giáo Phạm Như Nam đã tận tình hướng dẫn cho em thực hiện đề tài này

Hà Nội, ngày tháng năm 2018

Sinh viên thực hiện

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐÀO

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 và đangphát triển một cách nhanh chóng và toàn diện ở nước ta

Chúng ta cần có những cơ sở hạ tầng rộng khắp, phục vụ đắc lực cho mọi hoạtđộng kinh tế xã hội Các công trình đó từ chỗ được thực hiện chủ yếu bằng tay chân,đến nay đã tiến lên cơ giới hóa ở mức độ cao nhằn giảm sức lao động của con người

và mang tính hiệu quả kinh tế cao

Trước những nhu cầu đó, đòi hỏi chúng ta phải có những lựa chọn hợp lý đối vớicác phương tiện thi công cơ giới cần thiết Trong đó máy xây dựng đóng vai trò hết sứcquan trọng có thể nói là không thể thiếu trong các công trình xây dựng

Các thiết bị máy xây dựng có nhiều chủng loại và đa dạng, để tiện cho việcnghiên cứu và phát triển có thể phân loại máy xây dựng theo công dụng, nguồn độnglực, phương pháp điều khiển hay hệ thống di chuyển Theo công dụng có các loại máynhư: máy nâng vận chuyển, máy làm đất, máy thi công, máy sản xuất vật liệu xâydựng, chủ yếu các máy dựa vào nguồn động lực là động cơ điện, động cơ đốt trong vàđộng cơ thủy lực, người ta chế tạo ra các loại máy đi bằng bánh lốp, bánh xích

Trong đề tài này, chúng ta tìm hiểu về máy đào là máy nằm trong hệ thống máylàm đất, tìm hiểu sâu hơn là hệ thống thủy lực hoạt động trên máy đào này

Máy đào được sử dụng rộng rãi, bởi vì chúng dễ thích nghi với nhiều loại côngviệc nhờ sử dụng các thiết bị công tác thay thế các loại truyền động và các bộ phận dichuyển khác Trong đó máy đào đạt năng suất hơn nhiều so với một số loại máy khác,ngoài ra máy đào còn tăng mức độ cơ giới một cách đáng kể khi sử dụng vào các côngviệc làm đất khác nhau

Để đáp ứng cho những công trình trên, hàng loạt máy xây dựng hiện đại có tínhnăng tiến được nhập vào Việt Nam chủ yếu từ các nước: Nhật Bản, Đức, Mỹ, Liên Xô

cũ, Tùy theo yêu cầu công việc và khả năng đầu tư mà các doanh nghiệp có nhữnglựa chọn phù hợp cho mình Máy đào Komatsu PC200 được điều khiển bằng hệ thống

như truyền tải công suất và mô men từ trục khuỷu động cơ thành mô men và công suất

có ích cho máy đào, tạo ra lực kéo cần thiết để máy đào di chuyển và thực hiện cácchuyển động của bộ công tác khi đào đất đá

1.2 Tổng quan về máy đào

1.2.1 Giới thiệu chung về máy đào

a, Khái niệm, công dụng

* Khái niệm

Máy đào là một loại máy móc cơ giới sử dụng đa năng, chủ yếu dùng trong xâydựng, khai khoáng Máy đào là tổ hợp các thiết bị máy móc, được bố trí lắp ráp để làmthực hiện các thao tác đào, xúc, múc, đổ đất đá rời hay liền thô và các loại khoáng sản,vật liệu xây dựng rời (có thể vận chuyển trong cự li ngắn và rất ngắn) Trong xâydựng, máy đào là một loại máy xây dựng chính trong công tác đất, ngoài ra còn thamgia vào các công tác giải phóng mặt bằng, phá dỡ công trình, bốc xếp vận chuyển vậtliệu Máy đào là loại thiết bị nặng gồm có một cần và tay gầu, gầu đào và cabin gắptrên mâm quay

*Công dụng

Chúng ta thấy rằng, ngày nay, bất kì công trình xây dựng quy mô lớn nào cũngkhông thể thiếu vai trò hỗ trợ của các thiết bị máy móc, công cụ lao động Trong đómáy đào thủy lược đóng vai trò quan trọng, hầu như không thể thiếu được trong việc

cơ giới hóa công tác đất Cụ thể nó phục vụ các công việc sau:

- Trong xây dựng dân dụng và công nghiệp: đào hố móng, đào rảnh thoát nước,đào rảnh để lắp đặt đường ống cấp thoát nước, đường điện ngầm, điện thoại, bốc xếpvật liệu ở các bãi, kho chứ vật liệu Ngoài ra có lúc làm việc thay cần trục khi lắp cácống thoát nước hoạc thay các búa đóng cọc để thi công móng cọc, phục vụ thi côngcọc nhồi…

- Trong xây dựng thủy lợi: đào kênh, mương, nạo vét xông ngoài, bến cảng, ao,hồ… khai thác đất để đắp đập, đắp đê…

- Trong xây dựng cầu đường: đào móng, khai thác đất, cát để đắp đường, nạo bạtsườn đồi để tạo ta luy khi thi công đường sát sườn núi…

- Trong khai thác mỏ: bóc lớp đất tấm thực vật phía trên bề mặt đất, khai thác lộthiên (than, đất sét, cao lanh, đá sau nổ mìn…)

- Trong các lĩnh vực khác: nhào trộn vật liệu các nhà máy hóa chất (phân lân, caosu,…) Khai thác đất cho các nhà máy gạch, sứ,… Tiếp liệu cho các trạm trộn bê tông,

bê tông át phan… Bốc xếp vật liệu trong các ga tàu, bến cảng Khai thác sỏi, cát ở lòngsông…

Ngoài ra, máy cơ sở của máy đào 1 gầu có thể lắp các thiết bị công tác khácngoài thiết bị gầu đào như: cần trục, búa đóng cọc,…

b, Phân loại

* Phân loại theo kết cấu gầu

Máy xúc gầu thuận: Máy thường làm việc phía trên nền máy đứng, có gầu xúctích đất, đá vào theo hướng từ máy xúc đi ra phía trước dưới tác dụng của hai lực kếthợp là cơ cấu nâng - hạ gầu và cơ cấu tay gầu

Hình 1.1: Máy xúc gầu thuận

Máy xúc gầu nghịch: có gầu xúc tích đất, đá theo hướng từ ngoài vào trong dướitác dụng của hai lực kết hợp là cơ cấu nâng - hạ gầu và cơ cấu tay gầu Máy làm việc

Hình 1.2: Máy xúc gầu nghịch

Máy xúc gầu ngoạm: quá trình bốc xúc đất đá được thực hiện bằng cách kéokhép kín dần hai nửa thành gầu dưới tác dụng của cơ cấu kéo cáp và cơ cấu nâng Cơcấu bốc xúc kiểu gầu ngoạm có thể thay thế bằng cơ cấu móc gọi là máy xúc cần cẩu

Hình 1.3 : Máy xúc gầu ngoạm

* Phân loại theo cơ cấu di chuyển

Máy xúc chạy bằng bánh xích: Có thể làm việc ở rất nhiều loại địa hình khácnhau, đặc biệt máy làm việc ổn định trên nền địa chất yếu

Hình 1.4: Máy xúc di chuyển bánh xích

Máy xúc chạy bằng bánh lốp: khi di chuyển máy không phá hỏng mặt đường, tốc

độ di chuyển nhanh

Hình 1.5: Máy xúc di chuyển bánh lốp

* Phân loại theo hệ thống truyền động

Máy xúc truyền động bằng cơ khí (cáp): Ngày nay máy xúc dẫn động bằng cáp

Hình 1.6: Máy xúc truyền động bằng cáp

Máy xúc truyền động bằng thủy lực: Máy được sử dụng rộng rãi, do máy làmviệc ổn định, năng suất cao và dễ sử dụng

Hình 1.7: Máy xúc truyền động thủy lực

Kết cấu của máy đào gồm có hai phần chính: Phần máy cơ sở và phần thiết bịcông tác (thiết bị làm việc) Bộ công tác có hai dạng dẫn động chính: dẫn động cơ khí

và truyền động thủy lực Bộ công tác có nhiệm vụ chính là đào và đổ đất ngoài ra cònđược dùng để phá dỡ hoặc như cẩu hàng tùy theo công việc mà người ta lắp thêm đầucặp hay búa phá

1.2.2 Giới thiệu chung về máy đào Komatsu PC200-6

1.2.2.1 Kết cấu chung máy xúc đào PC200-6

KOMATSU PC200-6 là máy đào gầu nghịch, một gầu, dẫn động thủy lực Nóđược sử dụng để cơ giới hóa công tác đào, xúc, lấp đất, khai thác mỏ hoặc thay thế chomáy nâng Ngoài ra, nó còn có thể thực hiện nhiều chức năng khác như: Cần trục, búađóng cọc, nhổ gốc cây…

Hình 1.8: Máy xúc đào komatsu PC200-6

Kết cấu của máy gồm 2 phần chính: Phần máy cơ sở (máy kéo xích) và phầnthiết bị công tác (thiết bị làm việc)

Phần máy cơ sở: Cơ cấu di chuyển chủ yếu dùng để di chuyển máy trong côngtrường Nếu cần di chuyển máy 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 người ta bố trí động cơ, các bộ truyền động, cơ cấu điềukhiển… Cabin là nơi tập trung cơ cấu điều khiển toàn bộ quá trình hoạt động của máy.Phần thiết bị công tác: Cần một đầu được lắp khớp trụ với bàn quay còn đầu kiađược lắp với tay cần Cần được nâng lên hạ xuống nhờ xy lanh cần Gầu thường đượclắp them các răng để làm việc ở nền đất cứng

Hình 1.9: Các bộ phận của máy PC200-6

1 Xy lanh thủy lực gầu; 2 Tay gầu; 3 Cần; 4 – Xy lanh thủy lực tay gầu;

5 Ống dẫn; 6 Gầu; 7 Xy lanh thủy lực cần; 8 Cabin điều khiển; 9 Mô tơ thủy lực cơ cấu quay; 10 Động cơ Điezen; 11 Bánh xích; 12 Bàn quay;

13 Vòng ổ quay; 14 Cơ cấu di chuyển; 15 Khối phân phối thủy lực; 16 Bơm thủy lực; 17 Đối trọng; 18 Ca bô; 19 Bình nhiên liệu.

Chiều sâu đào tường đứng lớn

Chiều cao đào lớn nhất 9305 mmChiều cao đổ chất tải lớn nhất 6475 mm

Tốc độ di chuyển

Thấp: 3.0Trung bình: 4.1Cao: 5.5

km/h

(kg/cm2)

Chiều cao từ mặt đất đến phần đối trọng 1085 mm

Bảng 1.2: Bảng thông số kĩ thuật máy đào PC200-6 Bảng 1.3: Bảng thông số hệ thông thủy lực của máy đào PC200-6

nhất giữa hai chốt 1870 2075 1680 mmThùng dầu thuỷ lực Kiểu hộp

Làm lạnh dầu Làm lạnh bằng không khí

Hình 1.11: Sơ đồ hệ thống thủy lực máy đàoPC200-6

a Bơm thủy lực

- Kết cấu bơm thủy lực:

Hình 1.12: Kết cấu bơm thủy lực

1-Bơm trước PLS1R- Áp lực phía sau van LS

2-Bơm sau PLS1F-Áp lực phía trước van LS.

3-Van điều chỉnh mômen (TVC), van cảm nhận tải trọng (LS) của bơm sau 4-Van điều chỉnh mômen (TVC), van cảm nhận tải trọng (LS) của bơm trước PS- cổ hút

Pd1F- Bơm thoát nước.

PAF- Cung cấp phía trước

Psig- Van LS điều khiển áp lực.

PAR- Cung cấp phía sau.

PP2F- Áp lực bơm phía trước cung cấp.

PP2R- Áp lực bơm phía sau cung cấp.

Bơm là bộ phận của truyền động thủy lực Nó biến đổi cơ năng chính (động cơdiezel) thành năng lượng của dòng chất lỏng công tác Chất lỏng công tác chảy theoống đến động cơ thủy lực Động cơ thủy lực biến đổi năng lượng của chất lỏng thành

cơ năng của khâu bị động cơ thủy lực để làm chạy cơ cấu chấp hành

Bơm thủy lực là một phần tử hết sức quan trọng, được ví như trái tim trong hệthống thủy lực, dùng phổ biến trong các máy công trình hiện nay

Hình 1.13: Cấu tạo bơm chính

1 Trục bơm trước; 2 Giá đỡ đĩa nghiêng; 3 Vỏ bơm trước;

4 Đĩa nghiêng; 5 Đế piston; 6 Piston; 7 Xilanh;

8 Đĩa phân lượng (chia dầu); 9 Mặt bích nối giữa hai bơm;

10 Trục bơm sau; 11 Vỏ bơm sau; 12 Piston tự động

- Nguyên lý hoạt động của bơm:

Hình 1.14: Hoạt động của bơm

Xylanh 7 quay được nối với trục 1 nhờ then hoa Trục 1 được dẫn động bởi động

cơ Khi trục 1 quay làm xy lanh 7 và piston 6 quay theo Đế piston 5 trượt trên mặt phẳng A của đĩa cam 4 Mặt A nghiêng so với trục 1 góc α Các piston chuyển động

tịnh tiến lên xuống trong xylanh do sự chênh lệch thể tích giữa vùng hút (F) và vùng đẩy (E), piston thực hiện quá trình hút và đẩy chất lỏng Hành trình hút tương ứng với hành trình piston đi lên và ngược quá trình đẩy.

Lưu lượng và áp suất của bơm phụ thuộc vào góc α của đĩa cam 4 Góc nghiêng càng lớn thì lưu lượng bơm càng lớn Khi α=0 không có dầu ra khỏi bơm

b Van phân phối

Hình 1.15: Van phân phối

Van điều khiển này bao gồm 7 đường dầu và 3 van dịch vụ Có chức năng chia và hợp nhất lưu lượng, mỗi đường ống được kết nối với từng bộ phận công tác Van này thiết kế để hỗ trợ bơm, van với dòng chảy lớn, có cấu trúc đơn giản

Hình 1.16: Mặt cắt A-A van phân phối

1- van tải lên 9-van phân phối ( dịch vụ)

2- van phân phối( hạ gầu) 10-van phân phối ( hạ tay cần)

3- van phân phối (di chuyển ) 11-van phân phối ( di chuyển trái )

4- van phân phối (quay trái) 12-van phân phối (hạ cần)

5- van phân phối ( nâng cần) 13-van phân phối ( quay phải)

6-van phân phối (di chuyển ) 14-van phân phối(di chuyển phải ) 7-van phân phối ( nâng tay gầu) 15-van phân phối ( nâng gầu)

8-van phân phối ( dịch vụ) 16-van cứu trợ chính

Hình 1.17: Mặt cắt B – B van phân phối

1- Điều khiển tay gầu 6- Điều khiển gầu

2- Di chuyển bên phải 7- Công tác

4- Điều khiển cần 9- Van an toàn

5- Di chuyển bên trái 10- Quay ngược lại

1.3 Tổng quan về hệ thống di chuyển

1.3.1 Tổng quan chung về hệ thống di chuyển

Hệ thống di chuyển làm thay đổi vị trí của máy công tác từ vị trí này sang vị tríkhác trong quá trình làm việc hoặc di chuyển máy Ngoài ra nó còn có tác dụng truyềntải trọng của máy xuống nền Một số loại máy hệ thống di chuyển cũng chính là hệthống công tác

Hệ thống di chuyển có các dạng như sau :

- Bộ di chuyển bánh lốp

- Bộ di chuyển bánh xích

1.3.1.1 Sơ đồ truyền động hệ thống di chuyển bánh lốp

a Truyền động cơ học :

Khi muốn di chuyển nhanh chậm, lùi, thay đổi ở hộp số

b Truyền động thủy lực:

* Bộ truyền thủy lực mạch hở :

1-bơm thủy lực

2-động cơ thủy lực hai

chiều 3- hộp số

ta điều khiển tại hộp số

* Bộ truyền thuỷ lực mạch kín thông thường:

1- Bơm thủy lực hai

1.3.1.2 Sơ đồ truyền động hệ thống di chuyển bánh xích

a Truyền động cơ khí

Nguyên lý làm việc :

Động cơ diezen truyền động lực đến bơm thuỷ lực (9), làm cho bơm hoạt độngtạo ra dòng dầu có áp suất cao đi đến động cơ thuỷ lực (8) làm động cơ thuỷ lực quaytruyền mô men thông qua bộ chuyển hướng và li hợp bên đến bánh sao chủ động (3)(4), làm cho xích (1) (2) quay và máy di chuyển

Khi muốn lượn vòng, người ta điều khiển cắt li hợp bên tương ứng với chiềulượn vòng (lượn vòng sang phải thì cắt li hợp bên phải hoặc ngược lại) Khi muốn đilùi người ta thay đổi chiều dòng dầu cao áp vào động cơ thuỷ lực (8)

Động cơ Diezen truyền mô men tới bơm thuỷ lực (7) và (8), làm cho bơm thuỷlực quay tạo ra dòng dầu có áp suất cao đi đến động cơ thuỷ lực (5) và (6), sinh ra mômen làm cho bánh sao chủ động quay và máy di chuyển.

Khi muốn lượn vòng ngời ta có thể điều khiển cho động cơ thuỷ lực bên cần lượn(bên phải hoặc bên trái) sẽ quay với tốc độ chậm hơn so với bên kia hoặc cho quayngược chiều với chiều tiến Khi muốn đi lùi người ta điều khiển thay đổi dòng dầu có

áp suất cao đi vào động cơ thuỷ lực

1.3.2 Tổng quan hệ thống di chuyển máy xúc PC200-6

1.3.2.1 Sơ đồ thủy lực hệ thống di chuyển máy xúc đào PC200-6

P 2

P 1 T

Van TVC

Bom tru?c

Van LS-EPC

Bom sau Van LS

? c quy

thu? l?c

C C A DR E D

B B D DR A E

Mô to di chuy?n

Tr?c chia d?u Ti?n Lùi P A

P B

P

P 4

Chuy?n d?ng ph?i Lùi Ti?n

T 2

P 10

P 9

Chuy?n d?ng trái Lùi Ti?n

2

Ðu?ng d?u cao áp Ðu?ng d?u h?i Ðu?ng d?u di?u khi?n Ðu?ng d?u hút

Van h?p, chia luu lu?ng (V03)

4 5

Trái Ph?i

Dầu áp lực được cung cấp từ bơm chính đến hệ thống di chuyển thông qua cácđường dầu được bố trí trên sơ đồ

Dòng dầu đi đến cụm van phân phối và động cơ di chuyển, dầu thủy lực ở trongđộng cơ di chuyển và cụm van phân phối sẽ được điều khiển bằng bằng van điều khiển

bố trí trên cabin Cụ thể là các tay cần điều khiển

Cửa dầu đi vào cụm van phân phối gồm có cửa P4, P10, P9, P3, được nối với vanđiều khiển và động cơ di chuyển đặt ở dưới xích Điều khiển hai động cơ di chuyểntrái và phải, thực hiện quá trình tiến hoặc lùi đến nơi làm việc

1.3.2.2 Kết cấu bộ di chuyển máy đào PC200-6

a Khung di chuyển

Hình 1.25: Kết cấu bộ phận di chuyển

1 Bánh truyền động trước (bánh dẫn hướng); 2 Khung bánh xích;

3 Con lăn đỡ xích; 4 Bánh truyền động sau (bánh sao chủ động)

5 Con lăn tì; 6 Đế xích; 7 Giá đỡ con lăn; 8,12 chốt;

9 Ổ đỡ bánh dẫn hướng

b Bánh dẫn hướng

Cấu tạo của bánh dẫn hướng gồm các chi tiết cơ bản sau:

Hình 1.26: Cấu tạo bánh dẫn hướng

Hình 1.27: Cấu tạo dải xích

1 Vòng chắn bụi 6 Bạc lót chính

2 Chốt thường 7 Bạc lót thường

3 Vòng phớt chắn bụi chính 8 Đế đơn

4 Chốt chính 9 Đầu bu lông

d Con lăn đỡ

Cấu tạo con lăn đỡ xích gồm các chi tiết cơ bản sau:

f Động cơ di chuyển thủy lực

Động cơ thuỷ lực của bộ phận di chuyển là động cơ pít tông rô to hướng trục.Động cơ loại này có ưu điểm là bọng hút và bọng đẩy được bố trí riêng rẽ trên đĩaphân phối nên có thể chế tạo với kích thước lớn mà không làm tăng kích thước chung.

Do đó cho phép nâng cao số vòng quay để có lưu lượng lớn hơn so với các động cơ vàbơm kiểu pít tông rôto hướng kính

Ngoài ra động cơ pít tông rô to hướng trục còn có đặc điểm là mô men quán tínhcủa rô to tương đối nhỏ, điều này có ý nghĩa quan trọng Số xy lanh trong động cơthuỷ lực rô to hướng trục thường từ 7 đến 9 xy lanh Góc điều chỉnh đĩa nghiêng thayđổi lưu lượng của động cơ lên tới 30 độ Số vòng quay của máy thường là n = 500 đến

3000 vòng/phút Phạm vi áp suất và lưu lượng của động cơ pít tông rô to hướng trục từ

210 đến 380 bar (tương đương 21 đến 38 Mpa)

- Cấu tạo

P: đường cấp dầu vào

T : đường hồi

PA: van điều khiển

PB : van điều khiển

MA: đường dầu ra

MB: đường dầu vào

Hinh 1.30: Động cơ di chuyển

- Nguyên lý hoạt động motor di chuyển

Van điện tử không được kích hoạt Do dó, dòng dầu điều khiển từ bơm chínhkhông chảy đến cổng P Vì vậy, van điều chỉnh (9) bị đẩy sang bên phải theo hướngmũi tên bởi lò xo (10) Chính vì lý do này, nó đẩy van một chiều (22) và dầu chịu áplực chảy từ van điều khiển ngừng lại ở nắp (8) do bị đóng bằng van điều chỉnh (9).Điểm tựa của đĩa nghiêng (4) bị lệch tâm điểm so với điểm đặt lực b (tổng của các lựcđẩy xi-lanh (6) Do đó, lực đẩy tổng hợp của piston tại lúc đó hoạt động như là đĩanghiêng, nghiêng một góc lớn nhất Cùng lúc đó, dầu chịu nén ở piston điều chỉnh (15)

đi qua lỗ c trong van điều chỉnh (9) và chảy ra ngoài Kết quả là, đĩa nghiêng (4) di

chuyển theo hướng có góc nghiêng tối đa và công suất động cơ tối đa Hệ thống đượcxác lập ở chế độ tốc độ thấp.

g Bộ truyền động cuối

- Cấu tạo

Hình 1.32: Cấu tạo bộ truyền động cuối

1 Vành răng 5 Bánh răng hành tinh 2 (bánh)

2 Bánh răng mặt trời 1 6 Tấm xích

3 Bánh răng mặt trời 2 7 Động cơ thuỷ lực

4 Bánh răng hành tinh 1(3 bánh) 8 Đĩa xích

- Sơ đồ truyền động của bộ máy di chuyển:

Hình 1.33: Sơ đồ truyền động bộ máy di chuyển

1 Đĩa xích chủ động 6 Bánh răng mặt trời 1

4 Tấm xích trời

5 Bánh răng hành tinh 2 9 Giá hành tinh 2 (cố định)

- Nguyên lí làm việc của bộ máy di chuyển

Động cơ thuỷ lực (2) dẫn động bánh răng mặt trời 1 (6) quay Bánh răng mặt trời(6) làm cho bánh răng hành tinh (7) quay Bánh răng hành tinh (7) được lắp trên giáhành tinh (8) đồng thời là bánh răng mặt trời 2, khi (7) quay làm (8) quay sẽ kéo theobánh răng hành tinh 2 (5) quay Bánh răng hành tinh (5) và (7) quay sẽ làm đĩa xíchquay Đĩa xích quay kéo xích quay làm máy di chuyển

1.3.2.3 Kết luận

Máy đào KOMATSU PC200-6 là một trong những máy đào được trang bị cơ cấu

di chuyển kiểu bánh xích Ở cơ cấu di chuyển kiểu bánh xích thì không cần sang sốtruyền động mà tốc độ của máy đào sẽ tự động điều chỉnh bởi động cơ thủy lực

Để đảm bảo chức năng chuyển động của máy đào thì cơ cấu di chuyển phải thựchiện chức năng di chuyển: thẳng và quay

Muốn di chuyển thẳng thì ta gạt đồng thời hai cần điều khiển Lúc này van trượttương ứng đều ở cùng vị trí làm việc, chất lỏng từ bơm được cấp vào hai động cơ thủylực Sau khi chuyển động quay qua hộp số giảm tốc đến bánh xe chủ động làm chomáy đào chuyển động thẳng theo dường thẳng Khi vào cua hoặc quay máy thì ta cũngtác động vào một trong hai cần điều khiển và sẽ làm cho máy đào quay tương ứng

1.4 Cấu tạo của bộ máy quay

1.4.1.Vị trí của bộ máy quay toa

Hình 1.44 Sơ đồ vị trí của bộ máy quay toa.

1 Động cơ thuỷ lực

2 Hộp giảm tốc hành tinh

3 Ổ lăn toa quay

 Nguyên lý làm việc của bộ máy quay toa

Nguyên lí làm việc:

Động cơ thuỷ lực (1) quay làm cho bánh răng mặt trời (2) quay Bánh răng hànhtinh thứ nhất (3) ăn khớp với bánh răng mặt trời (2) và vành răng cố định Khi (2) quay

sẽ kéo (3) quay đồng thời làm giá hành tinh (4) quay theo

Giá hành tinh (4) quay làm cho bánh răng hành tinh thứ hai (7) quay xungquanh vành răng cố định, vành răng được gắn chặt với khung đỡ máy Toàn bộ cơ cấuquay toa được liên kết với sàn máy bằng bu lông, sự quay xung quanh vành răng cốđịnh (8) của bánh răng hành tinh (7) sẽ kéo toa quay theo.

1.4.2 Mô tơ quay

6- Đĩa ma sát 14- Lò xo van an toàn

7- Piston phanh 15- Van an toàn

8- Khoang

+ Nguyên lý hoạt động

Hình 1.47: Hoạt động của mô tơ

Đây là loại động cơ piston hướng trục có góc nghiêng cố định Khi cấp dầu vàocửa nạp, dầu sẽ tràn vào trong các khoang xy lanh do có sự chênh lệch áp suất giữa cáckhoang block xylanh làm cho block xylanh quay, từ đó làm cụm piston bên trong quaytheo Mà block xylanh được liên kết với trục bằng then hoa nên khi block xylanh quay

sẽ làm cho trục động cơ quay theo Do cụm piston xy lanh tỳ lên mặt nghiêng bêntrong bơm nên sẽ gây ra sự thay đổi áp suất trong khoang khi quay, giúp đẩy dầu ra

1.5 Cấu tạo của bộ công tác

Dựa vào tính chất cơ lý của từng loại đất

Theo phương pháp thi công bằng cơ giới đất được chia thành 11 cấp

Trong đó, từ cấp (I ÷V) có thể thi công bằng máy làm đất Các đặc trưng cơ tính củađất từ cấp (I ÷V) được xác định như trong bảng 1.II.1 [3]

Đào đất là tổ hợp hai quá trình:

Quá trình cắt đất thuần túy , làm cho đất bị tách khỏi nền cơ bản và trượt trên bề mặtcủa dao cắt

Quá trình tích đất vào trong bộ công tác (gầu xúc, thùng cạp…), hoặc tích đất trước bộcông tác (bàn ủi, bàn san,…)

Dựa vào công thức N G Dombrovski để tính thành phần lực P1:

P1 = K1.B.h

Trong đó: K1: hệ số lực cản đào và tích đất, hoặc còn gọi là lực cản đào riêng; tra bảng1.III.1.[3]

Dựa vào các giả thiết đã cho trước:

Các lực trên được xác định dựa vào các đặc điểm của quá trình đào và tích đất, cụ thể

Dựa vào các lực tác dụng lên bộ phận công tác:

Trọng lượng của cần Gc, của tay gầu Gt, của gầu và đất Gg+đ

Lực cản đào tiếp tuyến tại răng gầu P1 ở cuối giai đoạn đào và tích đất vào gầu

Lực cản đào tại răng gầu do chướng ngại vật gây ra, Pđ

Lực nâng và hạ cần làm việc Pc, dưới tác dụng của Pc cần sẽ quay quanh khớp O1.Lực để quay tay gầu quanh khớp O (Pt)

Lực quay gầu quanh khớp O2 (Pg).

tc G

Hình 1.48: Sơ đồ lực tác dụng lên máy đào KOMATSU PC200-6

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BƠM TỔNG HỆ THỐNG THỦY LỰC DẪN ĐỘNG BỘ DI CHUYỂN BỘ PHẬN QUAY VÀ BỘ PHẬN

CÔNG TÁC BÁNH XÍCH MÁY ĐÀO PC200-6

2.1 Xác định, lựa chọn các thông số cơ bản của máy

2.1.1 Cơ sở để chọn các thông số cơ bản

Chọn các thông số cơ bản dựa vào quy luật đồng dạng so với máy cơ sở theocông thức của N.G.Dombropxki:

G: Thông số về khối lượng (tấn)

N: Thông số về công suất (mã lực)

q: Thông số về dung tích gầu (m3)

t: Thông số về thời gian chu kỳ làm việc của máy (s)

626\* MERGEFORMAT (.)Trong đó:

A: Thông số các kích thước (m)

q: Thông số về dung tích hình học của gầu (m3) với q =0,8(m3)

kq: Hệ số tỷ lệ, tra theo bảng 2.1

Dựa và trọng lượng máy thì các kích thước của máy xúc một gầu cũng như các

bộ phận chính của nó có thể được xác định dựa vào trọng lượng máy theo công thức:

 

3

l k G m 727\* MERGEFORMAT (.)Trong đó:

G- Trọng lượng chung của máy, với G = 19,1 (tấn)

kG- Hệ số tỉ lệ giữa các kích thước và trọng lượng máy, chọn theo bảng (2.2)

Bảng 2.2: Kích thước sơ bộ

Các thông số kích thước (m) Ký hiệu Hệ số kG Giá trị sơ bộ Giá trị chọn

Chiều dài tay gầu Ltc 1,5 ÷ 1,6 4,7 ÷ 5,02 4,9

Chiều cao đào lớn nhất Hđ 2,05 ÷ 2,15 6,43 ÷ 6,74 6,6

Chiều cao xả lớn nhất Hx 1,5 ÷ 1,6 4,7 ÷ 5,02 4,9

Bán kính đào lớn nhất Rđ 2,52 ÷ 2,65 7,9 ÷ 8,31 8,1

Bán kính xả lớn nhất Rx 2,25 ÷ 2,35 7,05 ÷ 7,37 7,2

Chiều cao khớp chân cần h 0,65 ÷ 0,7 2,04 ÷ 2,19 2,1

b, Chọn sơ bộ trọng lượng các bộ phận chính của máy

Trọng lượng các bộ phân chính trong máy có quan hệ với trọng lượng chung của

Trong đó:

ki- hệ số tỉ lệ giữa trọng lượng của các bộ phận Gi và trọng lượng chung của máy

G, cho bảng (2.3)

Bảng 2.3: Chọn sơ bộ trọng lượng các bộ phận (kG)

Tên các bộ phận chính của máy

Giá trịchọnGầu của máy đào gầu thuận và

Ngỗng trục trung tâm của vòng

quay

0,006÷ 0,008 184,8÷ 246,4 200Dầm dưới đỡ vòng tựa quay 0,07÷ 0,1 2156÷ 3080 2600Khung xích di chuyển 0,065÷ 0,07 2002÷ 2156 2100Bánh chủ động, bánh dẫn hướng,

2.1.2 Xây dựng sơ đồ nguyên lý và chọn sơ bộ các thông số cơ bản của máy thiết kế

Dựa vào nhiệm vụ thiết kế

Dựa vào máy tương tự

Dựa vào phương án lựa chọn cơ cấu di chuyển