PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN, CHẨN ĐOÁN BẢO DƯỠNG KĨ THUẬT HỆ THỐNG THỦY LỰC DẪN ĐỘNG BỘ DI CHUYỂN MÁY ĐÀO PC 3506

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 tro

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 thiê ̣u chung về máy đào 3

1.2.2 Giới thiệu chung về máy đào Komatsu PC350-6 8

1.2.2.1 Kết cấu chung máy xúc đào PC350-6 8

1.2.2.2 Thông số kỹ thuật 10

1.2.2.3 Đặc điểm kĩ thuật 11

1.2.2.4 Sơ đồ hệ thống thủy lực máy đào PC350-6 15

1.3 Tổng quan về hệ thống di chuyển 20

1.3.1 Tổng quan chung về hệ thống di chuyển 20

1.3.2 Tổng quan hệ thống di chuyển máy xúc PC350-6 24

1.3.2.1 Sơ đồ thủy lực hệ thống di chuyển máy xúc đào PC350-6 24

1.3.2.2 Kết cấu bộ di chuyển máy đào PC350-6 25

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC DẪN ĐỘNG BỘ DI CHUYỂN BÁNH XÍCH MÁY ĐÀO PC350-6 32

2.1 Xác định, lựa chọn các thông số cơ bản của máy 32

2.1.1 Cơ sở để chọn các thông số cơ bản 32

2.1.2 Xây dựng sơ đồ nguyên lý và chọn sơ bộ các thông số cơ bản của máy thiết kế 34

2.2 Tính toán các lực tác dụng lên bộ di chuyển 36

2.2.1 Lực cản ma sát trong các bộ phận của cơ cấu di chuyển 36

2.2.2 Lực cản lăn do biến dạng nền đất 37

2.2.3 Lực cản do độ dốc của nền đất 37

2.2.4 Lực cản do lực quay vòng máy đào 37

2.2.5 Tổng lực cản di chuyển 37

2.2.6 Xác định lực bám của máy 37

2.2.7 Xác định lực kéo của máy 38

2.3 Tính toán các phần tử thủy lực của máy đào PC350-6 38

2.3.1 Tính chọn động cơ thủy lực đối với cơ cấu di chuyển 38

2.3.2 Tính chọn bơm thủy lực 41

2.3.3 Tính chọn van phân phối 42

2.3.4 Lựa chọn ống dẫn và cút nối 42

2.3.5 Tính toán chọn thùng chứa dầu thủy lực 43

2.3.6 Tính chọn van áp suất 44

2.3.7 Chọn bầu lọc 45

2.3.8 Tổng kết các phần tử thủy lực tính toán đã chọn 45

2.3.9 Sơ đồ thủy lực thể hiện các phần tử thủy lực đã chọn 46

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN, CHẨN ĐOÁN BẢO DƯỠNG KĨ THUẬT HỆ THỐNG THỦY LỰC DẪN ĐỘNG BỘ DI CHUYỂN MÁY ĐÀO PC 350-6 47

3.1 Phân tích hệ thống điều khiển hệ thống thủy lực dẫn động bộ di chuyển máy đào PC 350-6 47

3.1.1 Giới thiệu chung về hệ điều khiển hệ thống thủy lực 47

3.1.1.1 Hệ thống điều khiển bằng thủy lực 47

3.1.1.2 Hệ thống điều khiển bằng điện 48

3.1.2 Các thành phần chính trong hệ thống điều khiển 48

3.1.2.1 Van LS 48

3.1.2.2 Van LS- EPC 52

3.1.2.3 Van PPC 55

3.1.2.4 Van hợp và chia lưu lượng 58

3.1.2.5 Van giảm áp 60

3.2.1 Chẩn đoán kĩ thuật máy đào 64

3.2.1.1 Khái niệm chung về chẩn đoán 64

3.2.1.2 Mục đích của chẩn đoán kỹ thuật 64

3.2.1.3 Các thông số chuẩn đoán 64

3.2.1.4 Các phương pháp chẩn đoán 65

3.2.1.5 Tổ chức chẩn đoán 67

3.2.1.6 Chẩn đoán hệ thống thủy lực dẫn động bộ di chuyển máy xúc đào PC350-6 67

3.2.2 Bảo dưỡng kỹ thuật máy đào 69

3.2.2.1 Khái niệm chung về bảo dưỡng 69

3.2.2.2 Các tiêu chuẩn bảo dưỡng 71

3.2.2.3 Quy trình công nghệ bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống thủy lực 72

3.2.2.4 Bảo dưỡng động cơ di chuyển 74

3.2.2.5 Bảo dưỡng bơm thủy lực 83

3.2.2.6 Bảo dưỡng ngăn kéo 91

KẾT LUẬN 94

TÀI LIỆU THAM KHẢO 95

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 PC350 được điều khiển bằng hệ thống

động là một trong những vấn đề hết sức quan trọng trên máy đào Hệ thống quan trọngnhư 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 thiê ̣u chung về máy đào

a, Khái niê ̣m, công dụng

* Khái niệm

Máy đào là mô ̣t 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 hiê ̣n các thao tác đào, xúc, múc, đổ đất đá rời hay liền thô và các loại khoáng sản,

vâ ̣t liê ̣u xây dựng rời (có thể vâ ̣n chuyển trong cự li ngắn và rất ngắn) Trong xâydựng, máy đào là mô ̣t loại máy xây dựng chính trong công tác đất, ngoài ra còn thamgia vào các công tác giải phóng mă ̣t bằng, phá dỡ công trình, bốc xếp vâ ̣n chuyển vâ ̣tliê ̣u Máy đào là loại thiết bị nă ̣ng gồm có mô ̣t 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 đô ̣ng Trong đómáy đào thủy lược đóng vai trò quan trọng, hầu như không thể thiếu được trong viê ̣c

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

- Trong xây dựng dân dụng và công nghiê ̣p: đào hố móng, đào rảnh thoát nước,đào rảnh để lắp đă ̣t đường ống cấp thoát nước, đường điê ̣n ngầm, điê ̣n thoại, bốc xếp

vâ ̣t liê ̣u ở các bãi, kho chứ vâ ̣t liê ̣u Ngoài ra có lúc làm viê ̣c 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 đâ ̣p, 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 vâ ̣t phía trên bề mă ̣t đất, khai thác lô ̣thiên (than, đất sét, cao lanh, đá sau nổ mìn…).

- Trong các lĩnh vực khác: nhào trô ̣n vâ ̣t liê ̣u các nhà máy hóa chất (phân lân, caosu,…) Khai thác đất cho các nhà máy gạch, sứ,… Tiếp liê ̣u cho các trạm trô ̣n bê tông,

bê tông át phan… Bốc xếp vâ ̣t liê ̣u 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 việcđược cả phía trên và phía dưới nền máy đứng.

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

* Phân loại theo hệ thống truyền động

Máy xúc truyền động bằng cơ khí (cáp): Ngày nay máy xúc dẫn động bằng cápkhông còn phổ biến như trước do năng suất làm việc thấp, nó chỉ được sử dụng trongmột số công việc nhất định

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 PC350-6

1.2.2.1 Kết cấu chung máy xúc đào PC350-6

KOMATSU PC350-6 là máy đào gầu nghịch, mô ̣t gầu, dẫn đô ̣ng thủy lực Nóđược sử dụng để cơ giới hóa công tác đào, xúc, lấp đất, khai thác mỏ hoă ̣c thay thế chomáy nâng Ngoài ra, nó còn có thể thực hiê ̣n nhiều chức năng khác như: Cần trục, búađóng cọc, nhổ gốc cây…

Hình 1.8 Máy xúc đào komatsu PC350-6

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

Phần máy cơ sở: Cơ cấu di chuyển chủ yếu dùng để di chuyển máy trong công

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

và đổ đất Trên bàn quay người ta bố trí đô ̣ng cơ, các bô ̣ truyền đô ̣ng, cơ cấu điềukhiển… Cabin là nơi tâ ̣p trung cơ cấu điều khiển toàn bô ̣ quá trình hoạt đô ̣ng của máy.Phần thiết bị công tác: Cần mô ̣t 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 viê ̣c ở nền đất cứng

Hình 1.9 Các bộ phận của máy PC350-6

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 liê ̣u.

1.2.2.2 Thông số kỹ thuật

Hình 1.10 Thông số của máy PC350-6 Bảng 1.1 Bảng thông số máy đào PC350-6

D Chiều dài từ tâm bánh dẫn

hướng đến tâm bánh sao

đến 4030

F Khoảng cách giữa tâm hai bánh

xích

H Chiều dài từ tâm quay đến đuôi

đối trọng

iệc Đô ̣ sâu đào tối đa

Đô ̣ sâu đào thẳng đứng tối đa

Tầm đào tối đaTầm đào tối đa tại mặt đấtChiều cao đào tối đa

mmmmmmmmmm

73806480111001092010210Lực cản đào tối đa

(sư dụng tối đa công suất, chức năng)

Tốc đô ̣ quayGóc xoay dốc lớn nhấtTốc đô ̣ di chuyển

Khả năng leo dốcÁp lực lên mă ̣t đất(Đô ̣ rô ̣ng của bánh xe)

kN(kg)

rpmdeg

km/h

deg

kPa(kg/cm2)[mm]

211,9{21,600}

1021Lo: 3,2 (Mi: 4,5)Hi: 5.53562,72{0.64}[600]

Chiều cao tổng thểChiều cao cổng thể của cabin

Đô ̣ cao gầm xeKhoảng sáng gầm máy

Bán kính đuôi quayGóc xoay nhỏ nhấtChiều cao tối thiểu của bô ̣ công tác

Chiều dài dải xích tiếp xúc vs mă ̣t đất

Khoảng cánh của dải xích

Chiều cao máy cơ sở

mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm

1093531903190325531301186498330043108440370025902580

Bảng 1.3 Bảng thông số các bộ phận chính của máy đào PC350-6

Thông số xy lanh – đường

ất Áp xuất danh nghĩa

Momen tối đa

Chạy ở chế đô ̣ cao

kW/rpm{HP/rpm}

Nm/rpm{kgm/rpm}

rpm

172,8/2050{231,7/2050}897,2/1500{91,5/1500}

chuyển biến số loại piston

nhất giữa 2 chốt

Khoảng cánh nhỏ

nhất giữa 2 chốt

mmmm

mmmmmm

gầu

gầu

Pistontác

đô ̣ngkép

Pistontác

đô ̣ngkép

Pistontác

đô ̣ngkép140

100

14803610

2130

160110

16854080

2395

140100

12853275

1990

Thùng chứa

Bô ̣ lọcLàm mát thủy lực

Kiểu thùng kínTrở lại thùng chứaLàm mát bằng không khí

1.2.2.4 Sơ đồ hệ thống thủy lực máy đào PC350-6

Hình 1.11 Sơ đồ hệ thống thủy lực máy đàoPC350-6

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 hệ

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

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

ta điều khiển tại hộp số.

* Bộ truyền thuỷ lực mạch kín thông thường:

1- Bơm thủy lực hai

chiều có điều chỉnh

2- Động cơ thủy lực

hai chiều

3- Bánh xe

Hình 1.20 Bộ truyền thuỷ lực mạch kín thông

thường

Nguyên lý làm việc :

Khi bơm thuỷ lực làm việc sẽ tạo ra dòng dầu có áp suất cao đi đến các động cơthuỷ lực được đặt tại các bánh di chuyển sẽ làm cho máy di chuyển Khi muốn chomáy di chuyển nhanh hay chậm điều khiển cho bơm thuỷ lực tạo ra dòng dầu có ápsuất cao hay thấp Còn khi muốn đi lùi điều khiển thay đổi dòng dầu có áp suất cao đivào động cơ thuỷ lực

1.3.1.2 Sơ đồ truyền động hệ thống di chuyển bánh xích

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).

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 PC350-6

1.3.2.1 Sơ đồ thủy lực hệ thống di chuyển máy xúc đào PC350-6

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

3

Lùi Ti?n P A

P B

P T

T

Trái Ph?i

Hình 1.24 Sơ đồ thủy lực hệ thống di chuyển máy xúc đào PC350-6

Nguyên lí làm việc của hệ thống thủy lực:

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 khiểnbố 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 PC350-6

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

1 Bánh dẫn hướng

Hình 1.27 Cấu tạo dải xích

3 Vòng phớt chắn bụi chính 8 Đế đơn

Hình 1.28 Cấu tạo bánh đỡ

e Con lăn tỳ

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

Hình 1.29 Cấu tạo bánh tỳ

Trục được bố trí một lỗ dầu để cung cấp dầu bôi trơn tới các bề mặt di trượt củabạc lót Mỗi đầu bạc lót được bố trí một vòng phớt để ngăn ngừa sự rò rỉ dầu và sựthâm nhập của bụi cũng như nước

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

- Mặt cắt động cơ di chuyển

Hình 1.31 Mặt cắt 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

3 Ổ lăn 8 Giá hành tinh 1 - bánh răng mặt

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 PC350-6 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

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC DẪN ĐỘNG

BỘ DI CHUYỂN BÁNH XÍCH MÁY ĐÀO PC350-6

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:

A: Thông số các kích thước (m)

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)

v: Thông số về vận tốc (m/s)

Với chỉ số 1 của máy cơ sở, chỉ số 2 của máy thiết kế

a, Chọn sơ bộ các thông số hình học

Dựa vào dung tích hình học của gầu q (m3), chọn sơ bộ các thông số khác theo công thức:

3 q

A k q

626\* MERGEFORMAT (.)Trong đó:

A: Thông số các kích thước (m)

Bảng 2.1: Kích thước hình học chọn sơ bộ

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

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 = 30,8 (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 máy theo công thức:

G  k G k 30800  828\* MERGEFORMAT (.)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

Xilanh điều khiển tay gầu 0,008÷ 0,01 246,4÷ 308 280

Xilanh điều khiển gầu 0,003÷ 0,005 92,4÷ 154 120

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

Hình 2.1: Bộ truyền thủy lực dùng cho cơ cấu di chuyển bánh xích

1- Xích trái 5,6- Động cơ thủy lực

2- Xích phải 7,8- Bơm thủy lực

3,4- Bánh sao 9- Động cơ điêzen

Với nhiệm vụ tính toán thiết kế và chẩn đoán bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống thủylực bộ di chuyển của máy đào pc350-6 để tìm ra các thông số của máy cần thiết kế.Trên cơ sở đó ta chọn sơ bộ các thông số của máy thiết kế

Hình 2.2: Hình chung máy thiết kế

Dựa vào máy tương tự đã có sẵn ta chọn các thông số sau:

Dung tích của gầu: q = 1,4 (m3)

Trọng lượng của máy vận hành: G = 30800 (kG)

Tốc độ di chuyển: v = 3,2 ÷ 5,5 (km/h)

2.2 Tính toán các lực tác dụng lên bộ di chuyển

Lực tác dụng lên bộ di chuyển bánh xích là một trong những yếu tố quan trọngảnh hưởng tới khả năng đi lại máy Do đó trong quá trình tính toán phải xét đầy đủ cácyếu tố để đảm bảo cho máy có thể di chuyển tốt và phát huy hết năng suất của máy.Trong quá trình máy đào di chuyển có rất nhiều lực tác dụng lên bộ di chuyểncủa máy, tuy nhiên trong quá trình kiểm tra tính toán ta chỉ xét tới một số lực cảnthường xuất hiện và có ảnh hưởng nhiều tới quá trình di chuyển của máy

Để tối ưu ta tính toán khi máy đang di chuyển trên nền đất có góc nghiêng 35o vàgầu đang đầy đất, khi đó lực cản sẽ là lớn nhất Máy đào có thể di chuyển được thì nóphải thỏa mãn điều kiện cần và đủ sau:

P bP k W

dc =W 1 + W 2 + W 3 + W 4 (2.5)Trong đó :

Pb : là lực bám của máy đào

W4: lực cản do việc quay vòng máy đào

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

W 1 = (0,05…0,09).(G m +G d ) (2.6)Trong đó:

Gm – trọng lượng máy truyền xuống hai dải xích

Gd – trọng lượng đất trong gầu

(2.7)

d d

kt =1,3: hệ số tơi của đất

Gm – là trọng lượng của máy;

f- hệ số cản lăn, phụ thuộc vào biến dạng nền đất Với cơ cấu di chuyển bánh xích, thường chọn f 0, 06 0,15 ;

- góc nghiêng của mặt nền đất nơi máy làm việc so với phương ngang, chọn

2.2.5 Tổng lực cản di chuyển

W dc =W 1 + W 2 + W 3 + W 4 =20+16,1+187,8+10=233,9 (kN)

2.2.6 Xác định lực bám của máy

Để tính toán ta xác định lực bám nhỏ nhất khi di chuyển được trên độ dốc lớnnhất tức là khi di chuyển trên mặt nền có độ dốc bằng 35o, khi đó:

P G c   G G c  (2.11)Trong đó:

: là hệ số bám của cơ cấu di chuyển bánh xích tra theo bảng 2.4

Bảng 2.4 Giá trị hệ số bám 

Loại địa hình Đường nhựa đường bê tông

Đường đất khô đã được đầm chặt

Gb: trọng lượng chung và trọng lượng bám của máy;

 =35o: độ dốc của nền đất nơi máy di chuyển so với phương ngang.Chọn  =0,9 ta có:

2.3 Tính toán các phần tử thủy lực của máy đào PC350-6

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

Công suất cơ cấu di chuyển máy máy tính theo công thức:

k dc dc

Pk - là lực kéo cần thiết để máy di chuyển được

vdc - là vận tốc di chuyển, theo máy cở sở vdc = 3,2 ÷ 5,5 (km/h) = 0,89 ÷ 1,53 (m/s) Chọn vdc = 1,53 (m/s) Do khi di chuyển ở độ dốc cao máy sẽ phải di chuyển ở tốc độ thấp, ta chọn vdc=0,89(m/s)

ηdc - là hiệu suất cơ cấu di chuyển, chọn ηdc = 0,9

k dc dc