Khảo sát hệ thống thuỷ lực trên máy ủi KOMAT’SU D275A - 5

đẩy sang phải bởi sức căng của lò xo (1) khi đó đĩa (3) và tấm ma sát (4) được ép lại để dừng trống ngoài phanh (5) nên hai bán trục của dẫn động cuối được phanh lại. - Khi quay vòng ( cần điều khiển ở vị trí trung gian và đạp vào một trong hai bàn đạp phanh): Hình 4.20. Ly hợp phanh được điều khiển quay vòng Khi muốn quay vòng người điều khiển đạp bàn đạp phanh, van điều khiển điện từ của phanh làm thay đổi áp suất dầu tác động vào phía sau piston phanh (1). Lúc này mạch dầu được xả, khi đó chỉ có phanh làm việc, ly hợp lái giữ vị trí mở và trục ra (2) dừng lại. Người điều khiển tác động vào bàn đạp phanh nào thì máy quay vòng bên đó. 4.3.4.2. Van điều khiển điện từ (ECMV) của phanh lái và ly hợp lái. Van điều khiển điện từ bao gồm 1 van điều khiển áp suất và 1 công tắc điền đầy. * Van điều khiển áp suất: Van điều khiển áp suất cho phép van điện từ nhận 1 dòng điện từ bộ điều khiển lái và chuyển dòng điện đến áp suất dầu. * Công tắc điền đầy: Khi ly hợp đầy dầu bộ phận này có nhiệm vụ sau: - Khi ly hợp được điền đầy dầu, lúc này có một tín hiệu được cấp đến bộ điêù khiển và truyền đến thiết bị cuối. - Khi áp lực dầu tác động đến ly hợp, tín hiệu được cấp đến bộ điều khiển và truyền toàn bộ áp suất dầu. * Nguyên lý hoạt động của ECMV: + Khi cần điều khiển ở vị trí trung gian và bàn đạp phanh ở vị trí tự do: Hình 4.21a. Sơ đồ điều khiển phanh lái và ly hợp lái 1,5- Cuộn dây điện từ ; 2,6- Van bi; 3,8- Van trượt; 4,7 -Lò xo van. Khi cần điều khiển ở vị trí trung gian và bàn đạp phanh ở vị trí tự do, dòng điện vào cuộn dây điện từ (1) của van điện từ ly hợp được mở và van bi (2) được đẩy sang trái để đóng kín đường dầu. Dầu từ bộ truyền lực chảy qua van an toàn chính đến cửa Pc của van điện từ ly hợp. Sau đó, dầu tiếp tục chảy qua lỗ a đến khoang F và đẩy van (3) sang trái để mở thông giữa cửa Pc và cửa C và đóng đường thông giữa cửa C và cửa Dr. Dầu từ cửa C chảy đến phía sau của ly hợp để đóng ly hợp. Cuộn dây điện từ (5) của van điện từ phanh được mở và van bi (6) được đẩy sang trái để đóng kín. Dầu trong cửa Pb chảy đến cửa E và đẩy van (8) sang trái để mở đường thông giữa cửa Pb và cửa B và đóng đường thông giữa B và Dr. Dầu trong cửa B chảy đến phía sau của piston phanh. Khi áp suất dầu phía sau tăng, piston phanh di chuyển sang trái và nén lò xo phanh để nhả phanh. + Khi cần điều khiển được kéo sang trái hết một nửa hành trình của nó: Hình 4.22b. Phanh trái nửa tách , ly hợp trái nhả. 1,3 - Cuộn dây điện từ; 2,4 - Van bi; 5 - Van trượt; 6 - Lò xo van Khi không có dòng điện vào cuộn dây điện từ (1) của ECMV ly hợp trái, van bi (2) mở. Dầu từ bơm truyền động chảy qua cửa Pc, đến lỗ tiết lưu “a ”rồi tác động vào van bi (2). Vì vậy, đường thông giữa của Pc và cửa C được đóng và đường thông giữa cửa C và Dr được mở. Như vậy dầu trong cửa C được xả qua cửa xả Dr, ly hợp được tách ra. Khi có dòng điện tác động vào cuộn dây điện từ (3) của ECMV phanh trái, van bi (4) được đẩy sang trái để làm kín. Dầu từ trong cửa Pb chảy đến cửa E và đẩy van trượt (5) sang trái. Áp suất dầu vào cửa B và mạch dầu được điều khiển bởi dòng điện từ bộ điều khiển đến cuộn dây điện từ (3) theo độ dịch chuyển của cần điều khiển. Dòng điện đến vào cuộn dây điện từ (3) sinh ra lực điện từ. Áp suất dầu được ổn định tại thời điểm mà lực điện từ này được cân bằng với tổng lực đẩy của áp suất dầu trong phanh và lực trả lại của lò xo van (6). Vì vậy, nếu hành trình cần điều khiển ngắn, áp suất dầu trong cửa B được điều khiển cao và phanh nửa tách. Nếu hành trình điều khiển dài, áp suất dầu được điều khiển ở mức thấp và phanh được đóng hoàn toàn. 4.4. CÁC THIẾT BỊ CỦA MẠCH THUỶ LỰC CÔNG TÁC . 4.4.1. Bơm cung cấp dầu cho thiết bị công tác. * Nhiệm vụ: Dùng để cung cấp năng lượng dầu cho các thiết bị công tác như: nâng hạ nghiêng ben, nâng hạ nghiêng lưỡi cào. Đây là kiểu bơm piston rôto hướng trục áp suất cao, lưu lượng 256 l/ph, tốc độ 2286 v/ph, áp suất bơm 280 kG/cm2, điều chỉnh lưu lượng bằng đĩa nghiêng cố định. * Cấu tạo: Thân xylanh được gắn lên trục (1) bằng then dẫn hướng (13) và trục (1) được đỡ bởi ổ bi đũa trước và sau. Đầu piston (8) có dạng hình cầu lõm và gắn tiếp xúc vào đế (5) tạo hành một khối. Cam lắc (4) và đế (5) luôn ép sát và trượt lên nhau khi quay. Khoảng di chuyển trong xylanh (9) của piston (8) phụ thuộc vào góc nghiêng của cam lắc (4). Van đĩa (10) nhằm đóng mở đúng vị trí đường hút và đẩy của bơm khi bơm làm việc. Cánh quạt (12) được cố định với trục (1) và quay cùng trục (1), nó làm cho dầu dễ dàng hút vào ở các cửa hút của xylanh nhờ lực ly tâm tạo áp suất. Hình 4.23 . Kết cấu của bơm công tác. 1- Trục; 2- Vỏ; 3- Giá lắc; 4- Cam lắc (đĩa nghiêng); 5- Đế; 6- Piston trợ động; 7- Cần điều khiển; 8- Piston; 9- Thân xylanh; 10- Van đĩa; 11- Nắp; 12- Cánh quạt; 13- Then dẫn hướng. * Nguyên lý làm việc. Động cơ quay, truyền động làm quay trục bơm, nhờ góc nghiêng của đĩa nên piston chuyển động trong xylanh và thực hiện quá trình hút, nén tạo áp suất dầu để truyền động cho các cơ cấu chấp hành. Bơm thay đổi được lưu lượng ra nhờ thay đổi góc nghiêng của đĩa. Khối xylanh (9) quay cùng với trục (1) và đế (5) trượt trên mặt A. Khi đó cam lắc (4) di chuyển dọc theo mặt trụ B, góc a được tạo thành bởi tâm trục (1) và tâm của cam lắc (4), lưu lượng bơm phụ thuộc vào góc nghiêng a, góc a được điều khiển bởi cần điều khiển (7) tác động đến cam lắc (4). 4.4.2. Van điều chỉnh công suất của bơm dầu công tác( Van LS). * Nhiệm vụ: Điều chỉnh góc nghiêng của đĩa nghiêng trong bơm nhằm thay đổi công suất bơm phù hợp với điều kiện làm việc. * Nguyên lý làm việc của mạch thuỷ lực van LS : + Khi van điều khiển tại vị trí chờ: - Van LS là van điều chỉnh 3 cửa với áp suất bơm chính PP tác động vào cửa d và áp suất điều khiến PLS ( pressure load signal) từ cửa ra của van điều khiển mạch dầu công tác tác động vào cửa a. - Piston (4) của van điều chỉnh góc nghiêng đĩa bơm được tác động bởi lực của lò xo (3) và vị trí của piston (4) được xác định bởi áp suất dầu tác động vào diện tích các mặt piston (4) và lực lò xo (3). -Áp suất dầu bơm chính PP luôn tác động tới cửa d và e. Áp suất điều khiển PLS vào khoang g từ cửa a Hình 4.24. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của van LS khi bơm chưa hoạt động 1- Piston tỉ lệ; 2- Cần gạt; 3- Lò xo; 4- Piston - Trước khi động cơ khởi động, piston tỉ lệ (1) được đẩy hết qua phải ( Hình 4.25) Sau khi động cơ khởi động, nếu cần điều khiển ở vị trí chờ, áp suất dầu điều khiển PLS bằng không (mạch dầu được xả ở van trượt điều khiển). Khi đó, piston (4) được đẩy qua trái, cửa d và cửa c được nối thông. Áp suất dầu bơm chính vào cửa f tác động vào phía đường kính lớn của piston (1), do chênh lệch đường kính của hai phía piston nên piston (1) di chuyển qua trái làm cho góc nghiêng của đĩa bơm nhỏ nhất. . Hình 4.25. Vị trí ban đầu của cần gạt 1- Piston tỉ lệ; 2 - Cần gạt; 5 – Lò xo tỳ + Tăng lưu lượng bơm (Hình 4.26) . Khi tăng áp suất điều khiển PLS, piston (4) di chuyển qua phải nhờ lực lò xo (3) kết hợp với áp suất điều khiển PLS lớn hơn áp suất bơm chính PP tác động vào buồng h, khi đó cửa b và cửa c được nối thông, áp suất dầu từ cửa f được xả về thùng, áp suất dầu do bơm tác động vào đầu đường kính nhỏ của piston (1) làm piston di chuyển qua phải, thông qua cần gạt (2) làm tăng góc nghiêng đĩa bơm và ngược lại là giảm lưu lượng bơm. Hình 4.26. Khi tăng lưu lượng bơm + Khi piston tỉ lệ cân bằng ( Hình 4.27). Nếu áp suất bơm chính PP cân bằng với tổng hợp lực là áp suất điều khiển PLS ở khoang g và lực lò xo (3), piston tỉ lệ (1) đứng yên tại một vị trí trung gian và góc nghiêng đĩa được giữ cố định tại một vị trí. Lúc này lực đẩy phía đường kính nhỏ và phía đường kính lớn piston tỉ lệ (1) được cân bằng. Hìình 4.27. Vị trí cân bằng của van điều khiển góc nghiêng đĩa bơm 4.4.3 Van tiết lưu * Nhiệm vụ : Van tiết lưu được đặt giữa van điều chỉnh góc nghiêng của đĩa bơm và cửa vào phía đường kính lớn của piston tỉ lệ để: - Để giảm tốc độ của đĩa nghiêng giữa MAX và MIN ở áp suất cao, giảm lực tác động lên cần điều gạt và bộ phận khác của bơm chính và ngăn chặn sự trả lại quá mức của cần điều khiển. - Để ngăn chặn sự sủi bọt ở cửa hút vì sự gia tăng đột ngột thể tích hút khi thay đổi từ MIN đến MAX. * Nguyên lý hoạt động: Khi áp suất đẩy của bơm cao. Hinh 4.28. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của van tiết lưu khi áp suất bơm cao 1- Piston tỉ lệ;2- Cần gạt; 3- Lò xo; 4- Cần 5- Van điều chỉnh góc nghiêng đĩa bơm; 6- Van tiết lưu. Trong van tiết lưu (6) , dầu từ bơm chính có áp suất PP qua van LS (5) và đến cửa b và vào khoang f. Khi áp suất dầu từ bơm chính PP cao, nếu lớn hơn lực lò xo (3) do chênh lệch tiết diện đường kính piston ở buồng f, cần (4) di chuyển sang trái. Nếu cần (4) di chuyển sang trái, đường thông từ cửa a đến cửa c được thu hẹp, vì vậy lưu lượng của dầu đi vào phần đường kính lớn của piston tỉ lệ (1) từ cửa d bị giảm xuống và tốc độ di chuyển của piston tỉ lệ (1) trở nên chậm hơn. Khi áp suất đẩy của bơm thấp. Hinh 4.29. Khi áp suất đấy của bơm thấp Khi áp suất dầu ở bơm chính PP thấp, dầu đi vào buồng f từ cửa b, áp suất dầu ở đây thấp, nhỏ hơn lực lò xo(3), vì thế cần (4) được đẩy sang phải. Tiết diện lưu thông từ khoang a đến khoang c trở nên lớn hơn, vì thế áp suất dầu qua van LS được truyền toàn bộ đến phía đường kính lớn của piston tỷ lệ (1). 4.4.4 Van giảm áp * Chức năng Giảm áp suất đẩy của bơm chính và cung cấp áp suất dầu điều khiển đến van điện từ, van nâng hạ nghiêng ben ủi, * Nguyên lý hoạt động Khi động cơ ngừng hoạt động : Hình 4.30. Sơ đồ hoạt động của van giảm áp 1- Van piston; 2- Lò xo; 3- Lọc; 4- Lò xo đẩy van kim; 5- Van kim; 6- Lò xo; 7- Van piston P1 : dầu từ bơm P2 : đến van điều khiển PR : Cung cấp đến van nâng hạ nghiêng ben ủi, Van kim (5) được đẩy tỳ vào đế bởi lò xo (4) và đường thông giữa khoang T và khoang PR được đóng. Van piston (7) được đẩy xuống bởi lò xo (6) và đường thông giữa cửa P1 và PR được mở. Van (1) được đẩy sang trái bởi lò xo (2) và đường thông giữa cửa P1 và P2 được đóng. Khi có tải, áp suất tại P2 tăng : Hình 4.31. Hoạt động của van giảm áp khi có tải Khi có tải áp suất tại P2 tăng và áp suất đẩy của bơm tăng do sự hoạt động của thiết bị công tác, áp suất tại P1 gây ra áp lực thắng lực lò xo (2) và áp lực do áp suất PR sinh ra, van (1) di chuyển sang phải đến hết hành trình của nó. Kết quả là tiết diện lưu thông giữa cửa P1 và P2 tăng , dầu từ bơm dến cụm van điều khiển và van LS . Nếu áp suất tại PR tăng trên áp suất định mức. Van kim (5) mở và dầu chảy từ cửa PR qua lỗ kim a trong piston (7) và mở van kim (5) đến thùng chứa dầu. Vì vậy,sự chênh lệch áp suất được sinh ra giữa trước và sau lỗ kim a trong piston (7) và piston (7) di chuyển lên để đóng đường thông giữa cửa P1 và PR. Áp suất dầu tại cửa P1 giảm xuống và giữ ở áp suất định mức và bằng với áp suất PR. Khi áp suất tăng cao quá mức cho phép: Hình 4.32. Hoạt động của van giảm áp khi quá tải Nếu áp suất tại cửa PR trên van giảm áp tăng cao đột ngột, van bi (9) được nâng lên chống lại lực lò xo ép (8) và dầu chảy từ cửa PR đến thùng chứa. Vì vậy, áp suất PR giảm thiết bị thuỷ lực được bảo vệ an toàn. 4.4.5. Các thiết bị thuỷ lực phụ trợ 4.4.5.1. Xi lanh thuỷ lực nâng hạ lưỡi ủi Máy ủi komatsu D275A -5 có hai xy lanh thủy lực nâng hạ lưỡi ủi cùng chung một đường dầu, là loại xilanh thuỷ lực tác dụng hai chiều, nó có hai khoang công tác. Khoang của xilanh thuỷ lực có cần piston gọi là khoang cần piston, còn khoang ở vị trí đối diện gọi là khoang piston. * Kết cấu: Hình 4.33. Kết cấu xy lanh máy ủi KOMATSU D275A-5 1-Lỗ bắt chốt; 2- Ống lót;3-. Nắp đệm; 4- Đầu xy lanh; 5- Xy lanh; 6- Cần piston; 7- Ống lót; 8- Nắp xylanh; 9. Phớt làm kín; 10- Đệm lót; 11- Phớt làm kín; 12- Van piston; 13- Piston; 14- Đế van . * Nguyên lý làm việc : Khi dòng chất lỏng có áp suất cao được van điều khiển cung cấp vào một trong hai khoang của xylanh thuỷ lực thì piston và cần piston sẽ dịch chuyển về phía tương ứng. Xy lanh thuỷ lực có nhiệm vụ nâng hạ lưỡi ủi của máy ủi khi làm việc cũng như khi đang di chuyển không tải, trên piston xy lanh thuỷ lực có gắn 3 van piston (12), van này nằm trong ổ đặt , đặt lệch nhau 1200, có tác dụng đảm bảo áp suất dầu xy lanh không tăng lên khi piston kết thúc hành trình 4.4.5.2. Van giảm chấn ( Van piston). * Chức năng : Van piston được lắp đặt trên piston trong xy lanh nâng hạ lưỡi ủi, khi cần piston dịch chuyển đến cuối hành trình, van piston có tác dụng làm giảm áp suất dầu đựơc cung cấp từ bơm, làm cho lưỡi ủi được nâng hạ một cách êm dịu. * Nguyên lý làm việc : - Khi van piston đóng: Hình 4.34.Van piston đóng 1- Cần piston; 2- Piston; 3- Van piston; 4-Đế van; 5-Xilanh; 6- Nắp xilanh Cần piston (1) dịch chuyển qua lại trong xy lanh dưới tác dụng của dầu có áp suất , khi dầu vào khoang cần piston trong xy lanh (5), lúc này van piston (3) bị đẩy về bên phải theo hướng mũi tên tỳ vào đế van (4) làm đóng kín mạch dầu đi qua nó. Vì vậy, áp suất dầu trong xilanh tăng làm cho piston (2) di chuyển sang phải. Khi van piston mở: Hình 4.35. Van piston mở Khi hành trình cần piston (1) kết thúc, đuôi piston (2) chạm vào nắp xy lanh (6) làm cho van piston (3) mở ra và cho dầu đi qua khoang piston của xy lanh, áp suất trong khoang cần piston trong xy lanh giảm xuống. Như vậy van được mở tự động để giảm áp suất vừa tăng lên ở cuối quá trình nâng hay hạ của cần piston (1) trong xy lanh, làm cho piston (2) không chạm vào nắp xy lanh gây va đập, vì thế dao ủi được nâng hạ nhẹ nhàng,êm dịu 4.4.5.3.Bình tích năng cho van điều khiển thiết bị công tác (van PPC) * Chức năng: Bình tích năng thuỷ lực được bố trí giữa bơm cung cấp dầu cho van điều khiển thiết bị công tác và van điều khiển thiết bị công tác . Bình tích năng có nhiệm vụ tích trữ năng lượng dư thừa khi van PPC không dùng hết và cung cấp thêm năng lượng khi yêu cầu của van PPC vượt khả năng của bơm. * Thông số kỹ thuật: Loại khí sử dụng: khí Nitơ Thể tích khí: 300 cm3 Áp suất lớn nhất: 32 KG/cm2 Áp suất nhỏ nhất: 12 KG/cm2 * Kết cấu : Hình 4.36. Kết cấu bình tích năng thuỷ lực 1- Nút ; 2- Vỏ; 3- Piston màng; 4 -Vòng kẹp; 5- Đầu ống nối * Nguyên lý làm việc : - Khi động cơ ngừng, khi van PPC ở vị trí trung gian . Hình 4.37. Trước khi vận hành van PPC Dầu với áp suất cao được dồn vào buồng B đẩy piston màng (3) đi lên nén khí Nitơ trong buồng A lại. Như vậy dầu đã tích cho piston màng một thế năng và cho khí Ni tơ một áp năng. - Khi van PPC được vận hành . Hình 4.38. Khi vận hành van PPC Áp suất dầu trong khoang B giảm xuống và áp suất của khí Nitơ trong buồng A giãn nở ra đẩy piston màng (3) hạ xuống, đẩy dầu ra khỏi bình, vì vậy áp suất dầu trong buồng B hoạt động như là áp suất dầu điều khiển và vận hành van điều khiển chính. 4.4.5.4. Van điện từ đóng chốt thiết bị xới * Chức năng: Van điện từ đóng chốt được điều khiển bằng cách xoay công tắc đến vị trí ON/OFF. Khi đó sẽ thay đổi lưu lượng dầu trong mạch đến xi lanh đóng chốt và đặt chốt của bộ răng xới đến vị trí “đẩy vào ” ( bộ răng xới làm việc) hoặc “ kéo ra” ( bộ răng xới không làm việc). * Nguyên lý làm việc : - Công tắc đóng chốt bật: Hình 4.39. Vị trí gài chốt 1- Van piston; 2- Thân van; 3- Lò xo; 4- Xi lanh gài chốt ; 5- Chốt gài bộ răng xới;6- Bộ răng xới; 7- Cuộn dây điện từ; 8- Thanh đẩy Khi đó không có dòng điện đến cuộn dây điện từ (7) và van điện từ không hoạt động. Khi đó khoang P và khoang A được nối thông , dầu từ bơm truyền động chảy từ khoang P đến khoang A và đi vào khoang C của xilanh gài chốt (4 ). Khi dầu đi vào khoang C của xilanh (4) và áp suất trong mạch bắt đầu tăng lên đẩy chốt bộ răng xới (5) sang phải gài vào bộ răng xới (6), khi đó răng xới làm việc. - Công tắc đóng chốt ngắt : Hình 4.40. Vị trí rút chốt Dòng điện kích thích được cấp tới cuộn dây điện từ (7) , lực điện từ sinh ra trong cuộn dây này đẩy cần (8) và piston (1) di chuyển sang trái theo hướng mũi tên. Khi đó, đường thông giữa khoang P và khoang A được đóng lại còn khoang P và B được nối thông. Vì vậy dầu từ bơm truyền động chảy từ khoang P đến khoang B và chảy đến khoang D trong xilanh gài chốt (4). Khi dầu đi vào khoang D và áp suất dầu trong mạch tăng lên, đẩy chốt gài bộ răng xới (5) sang trái ra khỏi bộ răng xới (6), khi đó răng xới không làm việc. 4.4.5.5. Ống dẫn Gồm các ống dẫn dùng để dấn chất lỏng (năng lượng) từ bơm đến xy lanh thuỷ lực và từ xy lanh thuỷ lực trở về thùng dầu, tuỳ theo điều kiện làm việc mà người ta có thể dùng loại ống dẫn mềm và ống dẫn cứng. Vì các ống dẫn ở hệ thống truyền động thường chịu áp suất cao nên cần chú ý đến sức bền của ống và độ khít ở các mối nối, mặt khác khi lắp ráp các ống có áp suất cao cần tránh lắp quá căng, gây ứng suất trong thành ống để tránh nứt vỡ ống. 4.5. SƠ ĐỒ, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH THUỶ LỰC CÔNG TÁC MÁY ỦI KOMATSU D275A -5 * Nguyên lý chung : Sơ đồ mạch thuỷ lực này bao gồm các hệ thống công tác như nâng, hạ lưỡi ủi, nghiêng lưỡi ủi, nâng hạ lưỡi xới, nghiêng lưỡi xới và điều khiển quạt làm mát động cơ. Cả mạch được cung cấp dầu bởi bơm HPV95 qua hệ thống 4 van trượt phân phối được điều khiển bởi hai cần điều khiển để cung cấp dầu cho các bộ phận công tác của ben ủi và xới. Một nhánh của mạch dầu được đưa đến làm quay môtơ quạt làm mát sau khi qua các van điều khiển với tín hiệu điều khiển là các cảm biến nhiệt độ làm mát nước. Trong mạch này có nhiều van tiết lưu, van an toàn, van một chiều. Nhờ sự phối hợp hợp lý các loại van trong mạch truyền động thuỷ lực, chúng ta có thể tạo nên được chế độ làm việc ổn định của truyền động theo ý muốn. Hình 4.41. Sơ đồ mạch thuỷ lực của máy ủi Komatsu D275A-5 4.5.1. Sơ đồ mạch thuỷ lực nâng hạ khi lưỡi ủi ở vị trí giữ Hình 4.42. Sơ đồ mạch thuỷ lực nâng hạ khi lưỡi ủi ở vị trí giữ 1 - Van điều khiển nâng hạ lưỡi ủi; 2- Van khoá; 3- Bình tích năng thuỷ lực; 4 - Van phân phối điều khiển bằng thuỷ lực; 5 - Van an toàn; 6 - Van giảm áp; 7 - Cụm bơm dầu công tác; 8 - Xilanh phải nâng hạ lưỡi ủi; 9 - Xilanh trái nâng hạ lưỡi ủi; 10 - Thùng chứa dầu. * Nguyên lý làm việc : Khi lưỡi ủi ở vị trí giữ, cần gạt của van điều khiển (1) ở vị trí trung gian, van phân phối (4) ở vị trí đóng đường từ cụm bơm (7) đến các xilanh công tác (8) và (9), đồng thời đóng luôn đường dầu từ xilanh về thùng chứa, lưỡi ủi được giữ tại vị trí cố định. Dầu từ thùng chứa dầu (10) qua bơm dầu (7) đi đến van giảm áp (6) và van an toàn (5), từ van an toàn (5) chia thành ba đường dầu : - Cung cấp dầu cao áp cho van điều chỉnh góc nghiêng đĩa bơm (van LS) của cụm bơm dầu (7). - Cung cấp dầu cao áp đến van phân phối (4) để điều khiển nâng hạ lưỡi ủi. - Cung cấp dầu điều khiển cho van LS để điều khiển việc điều chỉnh góc nghiêng đĩa bơm (điều chỉnh công suất bơm dầu mạch thuỷ lực công tác) Dầu cao áp qua van giảm áp (6) cung cấp áp suất dầu điều khiển cho van điều khiển nâng hạ lưỡi ủi (1), ở vị trí giữ của lưỡi ủi dầu điều khiển qua van này được xả hết về thùng chứa dầu (10). 4.5.2. Sơ đồ mạch thuỷ lực nâng lưỡi ủi. Hình 4.43. Sơ đồ mạch thuỷ lực khi nâng lưỡi ủi. 1 - Van điều khiển nâng hạ lưỡi ủi; 2- Van khoá; 3- Bình tích năng thuỷ lực; 4 - Van phân phối điều khiển bằng thuỷ lực; 5 - Van an toàn; 6 - Van giảm áp; 7 - Cụm bơm dầu công tác; 8 - Xilanh phải nâng hạ lưỡi ủi; 9 - Xilanh trái nâng hạ lưỡi ủi; 10 - Thùng chứa dầu. * Nguyên lý làm việc : - Khi nâng lưới ủi, đẩy cần điều khiển của van (1) nghiêng về bên phải (như hình 4.43), dầu từ thùng chứa dầu số (10) được bơm lên từ bơm dầu số (7) qua van giảm áp số (6 ) cung cấp một áp suất dầu điều khiển để đẩy van phân phối (4) sang trái so với vị trí ban đầu ( vị trí giữ của lưỡi ủi) để nối thông đường dầu cao áp từ bơm tới khoang cần piston của hai xilanh nâng hạ lưỡi ủi (8) và (9) đồng thời nối đường dầu từ khoang piston về thùng chứa để thực hiện việc nâng lưỡi ủi. Một lượng nhỏ dầu từ bơm qua lọc và van tiết lưu đến cung cấp cho mạch điều khiển van LS để điều chỉnh công suất bơm cho hợp lý. - Hành trình hạ lưỡi ủi, cần điều khiển của van (1) nghiêng sang trái, khi đó van phân phối (4) được đẩy sang trái mở thông đường dầu từ bơm đến khoang piston trong xilanh (8) và (9) để thực hiện quá trình hạ lưỡi ủi. 4.5.3. Sơ đồ mạch thuỷ lực nghiêng lưỡi ủi: Hình 4. 44. Sơ đồ mạch thuỷ lực nghiêng lưỡi ủi. 1 - Van điều khiển nghiêng lưỡi ủi; 2- Van khoá; 3- Bình tích năng thuỷ lực; 4 - Van trượt phân phối điều khiển bằng thuỷ lực; 5 - Van an toàn; 6 - Van giảm áp; 7 - Cụm bơm dầu công tác; 8 - Cụm van điều chỉnh lưu lượng bơm; 9 - Xilanh nghiêng lưỡi ủi; 10 - Thùng chứa dầu. * Nguyên lý làm việc : Van trượt phân phối số (4) ở vị trí trung gian, các cửa lưu thông đều được đóng, dầu thuỷ lực từ bình dầu số (10) được hút lên bơm dầu (7) đến van an toàn (5) không đến được xilanh nghiêng lưỡi ủi (9) và dầu từ các khoang trong xilanh này được thông về thùng chứa (10). Trên sơ đồ này van điều khiển số (1) ở vị trí trung gian, dầu từ bơm qua van giảm áp (6) đến van điều khiển (1), mạch dầu điều khiển của van này không tác động đến van số (4) mà được thông với thùng chứa (10). Lúc này lúc này thì cần piston trong xilanh (9) được giữ nguyên không di chuyển và lưỡi ủi được nằm tại một vị trí cố định. Áp suất dầu ở lại hai khoang phía trước và phía sau piston trong xi lanh nghiêng lưỡi ủi được cân bằng. 5. TÍNH TOÁN BƠM DẦU TRUYỀN ĐỘNG. 5.1. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA BƠM BÁNH RĂNG Đây là bơm bánh răng dùng để cung cấp dầu cho các thiết bị truyền động như: ly hợp, hộp số, hệ thống lái. * Các thông số đã biết: Lưu lượng thực tế : Q = 188 l/ph Số vòng quay trục bơm : n = 2300 v/ph Áp suất dầu làm việc : p = 32,7 at * Thông số chọn : Môdun m của bánh răng : m = 6 mm = 0,0006 m Hiệu suất lưu lượng : ηQ = 0,9 Hiệu suất cơ khí : ηck = 0,85 * Giả sử thể tích của mỗi răng là a, số vòng quay của bơm là n, nếu bánh răng chủ động và bánh răng bị động giống nhau và có số răng là z, thì lưu lượng lý thuyết trung bình của bơm với số vòng quay n trong một đơn vị thời gian là: Qlt = 2.z.a.n trong đó : với là bước răng. D - đường kính vòng lăn. b - chiều dày bánh răng. h - chiều cao ăn khớp (h = 2.m). m – mô dun của bánh răng . Như vậy : Qlt = 2.p.D.m.b.n (5 - 1) Nếu như số răng của hai bánh răng không như nhau thì sẽ lấy số răng của bánh răng chủ động để tính. Đối với các bánh răng có số răng nhỏ ( Z = 6 ÷ 12) thì thể tích của rãnh răng lớn hơn thể tích của răng , thay số π trong công thức (5- 1) bằng hệ số 3,5 nên ta có: Qlt = 7.D.m.b.n (5 - 2) Trong thực tế lưu lượng thu được Q ít hơn, vì một phần chất lỏng bị rò rỉ theo các khe hở chảy về bọng hút. Vậy lưu lượng thực tế của bơm bánh răng là: Q = ηQ .Qlt = 7. ηQ.D.m.b.n (5 -3) Trong đó ηQ là hiệu suất lưu lượng, kể tới các tổn thất lưu lượng của bơm. Từ công thức tính lưu lượng gần đúng của bơm ta có: Q = 7. ηQ.D.m.b.n = 7. ηQ.m3.b’.Z2.n m3/ph (5 -4) Trong đó : D – đường kính của vòng lăn được xác định theo m và Z bằng : D = m.Z b’ – chiều rộng tương đối của bánh răng. b’ = ; b’ được chọn phụ thuộc vào áp suất p của chất lỏng làm việc như sau: (Trang 262 - Bài tập Thuỷ lực và Máy thuỷ lực - NXB Đại học và THCN) P (at) > 10 > 25 > 70 b’ 1 ÷ 0,65 0,7 ÷ 0,5 0,4 ÷ 0,25 Từ biểu thức tính lưu lượng (5-4) ta xác định được số răng của mỗi bánh răng: Z = (5 -5) Trong đó : Q – tính bằng m3/ph n – vg/ph Áp suất dầu làm việc là p = 32,7 at nên chọn : b’ = 0,6 Thế số vào (5 -5) ta có: Z = = 10 Các kích thước khác của bánh răng ( đối với bánh răng không dịch chỉnh) được xác định theo m và Z như sau: - Chiều rộng bánh răng : b = b’.m.Z = 0,6.6.10 = 36 mm - Đường kính vòng lăn : D = m.Z = 6.10 = 60 mm - Chiều cao ăn khớp : h = 2.m = 2.6= 12 mm - Đường kính vòng tròn đỉnh : D2 = D + h = D + 2m = m.( Z + 2) = 6.( 10 + 2) = 72 mm - Đường kính vòng tròn cơ sở : D0 = m.Z.cosα0, α0 là góc ăn khớp của thước ren, thông thường αo = 200 ; vậy D0 = 6.10.cos200 = 48 mm - Khoảng cách tâm giữa hai bánh răng : L = m.Z = 6.10 = 60 mm - Đường kính của ống hút và ống đẩy được xác định theo lưu lượng chất lỏng qua bơm và vận tốc cho phép của dòng chất lỏng trong đường ống. Từ công thức tính lưu lượng : Q = Ta có: d = (m) (5 -6) Trong đó: Q - lưu lượng tính bằng m3/s v - vận tốc dòng chất lỏng tính bằng m/s - Đối với ống hút: vh ≤ 1,5 ÷ 2 m/s , chọn vh = 2 m/s - Đối với ống đẩy: vd ≤ 3 ÷ 5 m/s , chọn vd = 4 m/s Từ công thức (6 -6) ta có: + Đường kính ống hút : dh = = 0,0446 m = 44,6 mm Ta lấy chẵn dh = 44 mm + Đường kính ống đẩy: dd = = 31,6mm Ta lấy chẵn dd = 32 mm 5.2. TÍNH CÔNG SUẤT CỦA BƠM. - Công suất thuỷ lực của bơm: Ntl = γd.Q.H = p.Q = 32,7.9,81.104.0,0031 = 10051 W với Q = m3/s - Công suất của động cơ dẫn động trục bơm: Ndc = = 13183 W ≈ 13,1 KW 5.3. TÍNH HỆ SỐ DAO ĐỘNG CỦA BƠM *Lưu lượng trung bình của bơm có thể xác định theo công thức Qlttb = 2..n.b.m2.( Z+ sin2 ) Trong đó :n = 2300(v/ph) b = 3,6 cm m = 0,6 cm Z = 10 sin2 = sin220 = 0,177 Nên ta tính được Qlttb = 187450 (cm3/ ph) = 187,5( l/ph) *Lưu lượng lý thuyết cực đại của bơm: Qltmax = 2..n.b.( 2Rm + m2 ) = 2..n.b(Z+1) Trong đó :n = 2300(v/ph) b = 3,6 cm m = 0,6 cm Z = 10 Nên ta tính được Qltmax = 57198(cm3/ph) = 57,2( l/ph) *Lưu lượng lý thuyết cực tiểu của bơm: Qltmin= 2..n.b(2.Rm+ m2 – l2max) = 2..n.b.m2( Z+1-K2lmax) Trong đó : Klmax = : Là tỷ số giữa chiều dài lớn nhất của đường ăn khớp và môđun của bánh răng lmax = : Chiều dài lớn nhất của đường ăn khớp Klmax = = K2lmax = = = 2,176 Qltmin = 2.3,14.2300.0,62.(10+1 – 2,176 ) = 45883,39(cm3/ ph) = 45,9 (l/ph) * Vậy hệ số dao động của bơm là: = = = 0,06 6. TÍNH TOÁN BƠM DẦU CÔNG TÁC KIỂU PISTON RÔTO. 6.1. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA BƠM 6.1.1. Lưu lượng trung bình. Thể tích chất lỏng mà piston chuyển được trong một vòng quay của rôto là : (S là hành trình của piston ; d đường kính piston ) Nếu máy có Z piston thì lưu lượng của máy trong một vòng quay là. q = Hình 6.1. Sơ đồ bơm piston rôto hướng trục. Xylanh; 2- Piston; 3- Đĩa nghiêng Nguyên lý chuyển động của máy: piston (2) và xilanh (1) đều quay quanh trục của bơm, nhưng tay quay (3) lại quay quanh trục của nó , trong kết cấu cụ thể của máy tay quay (3) được thay bằng một đĩa nghiêng (đặt trong mặt phẳng quay của tay quay). Nhờ có mặt phẳng quay của tay quay (đĩa nghiêng) bố trí nghiêng một góc γ so với trục của bơm nên tạo ra được chuyển động tương đối giữa piston (2) và xilanh (1) với hành trình S. Như vậy để thực hiện sự chuyển động tương đối của piston trong xilanh chỉ cần một trong hai bộ phận roto hoặc đĩa nghiêng quay. Lưu lượng lý thuyết (chưa kể đến tổn thất ) trung bình của máy với n là số vòng quay trong một đơn vị thời gian là: (6 -1) mà D - Đường kính làm việc của đĩa nghiêng. Dx - Đường kính của rôto trên đó phân bố các xylanh. Nên công thức (6 -1) được viết dưới dạng : hoặc (6 -2) 6.1.2. Lưu lượng tức thời. Để tính lưu lượng tức thời của bơm, ta sẽ tìm phương trình chuyển động và xác định vận tốc tức thời của các piston. Nguyên lý chuyển động của piston trong xylanh của máy piston rôto hướng trục theo nguyên lý chuyển động của thanh truyền tay quay (Hình 6.1) . Gọi x là quảng đường chuyển động của piston trong xylanh ứng với góc quay j của đĩa nnghiêng ( khi quay từ A đến B ) ta có : X = AB’.sing = (OA - OB’) sing = (OA - OB.cosj). sing = (R - Rcosφ)sinγ = R (1 - cosφ)sinγ Trong đó: R = là bán kính quay của tay quay (đĩa nghiêng). Vận tốc chuyển động tương đối của piston là : Với = rad/s Lưu lượng tức thời do mỗi piston tạo nên thay đổi theo thời gian, phụ thuộc vào vận tốc v của piston xylanh . hay Lưu lượng tức thời của máy được xác định bằng tổng lưu lượng tức thời do các piston có ở buồng đẩy tạo nên. Nếu toàn bộ số piston là Z và số lượng piston ở buồng đẩy là (m +1) thì lưu lượng tức thời của bơm là . Trong đó a là góc giữa 2 trục của piston liền nhau đo ở tâm rôto. Rút gọn lại: (6 -3) Ta thấy lưu lượng tức thời của bơm thay đổi theo góc quay của rôto. 6.2.3. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA BƠM PISTON ROTO HƯỚNG TRỤC Bao gồm: - Đường kính piston d - Đường kính vòng tròn chia Dx - Hành trình piston S * Các thông số đã cho: Lưu lượng thực tế của bơm: Q = 256l/ph Số vòng quay trục bơm : n = 2286 v/ph Áp suất làm việc của dầu: p = 280 at * Các thông số chọn: Số xilanh : Z = 11 Góc nghiêng tối đa đĩa bơm : γ = 200 Hiệu suất lưu lượng : ηQ = 0,95 Hiệu suất cơ khí : ηck = 0,9 Ta có lưu lượng của bơm trong một vòng quay : qlt = (6 -4) Với m = , lấy m = 4,5 vì m được xác định theo tỉ lệ sau: (Trang 256 - Bài tập Thuỷ lực và Máy thuỷ lực –Nguyễn Phước Hoàng - NXB Đại học và THCN) Z 7 9 11 m 3,1 3,6 4,5 Lưu lượng lý thuyết của bơm: Qlt = = 269 l/ph Lưu lượng riêng lý thuyết: qlt = = = 117 cm3/vg - Đường kính piston, từ công thức (6 -4) ta có: d = = = 2,022 cm = 20,22 mm Lấy d = 20 mm. - Hành trình piston : S = = = 3,38cm = 33,8mm - Đường kính vòng chia roto: Dx = = = 93mm - Chu vi vòng chia: C = π.Dx = π. 93 = 292 mm - Ta có khoảng cách giữa hai lỗ xilanh tính tại vòng chia là: = = 6,5 mm 6.2. TÍNH CÔNG SUẤT CỦA BƠM - Công suất thuỷ lực của bơm : Ntl = γd.Q.H = p.Q = 280.9,81.104.0,0042 = 115365 W Với Q = 0,0042 m3/s - Công suất trên trục bơm (hay công suất động cơ): Nđc = = 134930 W ≈ 135 KW 6.3. XÁC ĐỊNH HỆ SỐ DAO ĐỘNG LƯU LƯỢNG CỦA BƠM. Để tìm được trị số góc quay φ ứng với trị số cực đại của lưu lượng Qmax ta lấyđạo hàm của công thức tính lưu lượng tức thời : (6-4) theo φ và cho nó bằng số không ta có: cosφ + cos (φ +a) + ... + cos (φ + ma) = 0 hay: cos φ +cosφcosa – sinφsina + ... + cosφcosma – sinφsinma = 0 Rút ra : tgφ = (6- 5) - Bơm có Z = 11 xilanh, a = = 0,57 rad (hoặc 32,70 ), số piston có trong buồng đẩy m = 5. Ta có : tgφ = = 0,145 Suy ra: φ = 8,250 Khi φ = 8,250 ta có: Qmax = .[ sin8,250 + sin (8,250 + 32,70) + sin (8,250 + 2.32,70) + sin (8,250 + 3.32,70) + sin (8,250 + 4.32,70 )+sin(8,25+5.32,70)] Trong đó: d = 0,02 m R = = 0,049m 239 rad/s sinγ = sin200 = 0,34 Suy ra : Qmax = 8,79.10-3 m3/s Khi rôto quay quanh đĩa nghiêng một vòng . Từ công thức ( 6- 4) ta có Qmin khi φ =00. Qmin = .[ sin 32,70 + sin 2.32,70 + sin 3.32,70 +sin4.32,70+sin5.32,70 ] Thay số vào ta có: Qmin = 8,707.10-3 m3/s Hệ số dao động lưu lượng : Với Q = 256 l/ph = 4,27.10-3 m3/s. 6.4. SO SÁNH VỚI BƠM CÙNG LOẠI NHƯNG CÓ SỐ XILANH KHÁC NHAU. 6.4.1. Với bơm có 9 xilanh: * Các thông số chọn: Số xilanh : Z = 9 Góc nghiêng tối đa đĩa bơm : γ = 200 Hiệu suất lưu lượng : ηQ = 0,95 Hiệu suất cơ khí : ηck = 0,9 Ta có lưu lượng của bơm trong một vòng quay : qlt = (6 -4) Với m = , lấy m = 3,6 vì m được xác định theo tỉ lệ sau: (Trang 256 - Bài tập Thuỷ lực và Máy thuỷ lực - NXB Đại học và THCN) Z 7 9 11 m 3,1 3,6 4,5 Lưu lượng lý thuyết của bơm: Qlt = = 269 l/ph Lưu lượng riêng lý thuyết: qlt = = = 117 cm3/vg - Đường kính piston, từ công thức (6 -4) ta có: d = = = 2,33 cm = 23,3 mm Lấy d = 23 mm. - Hành trình piston : S = = = 3,13 cm = 31,3 mm - Đường kính vòng chia roto: Dx = = = 86 mm - Chu vi vòng chia: C = π.Dx = π. 86 = 270 mm - Ta có khoảng cách giữa hai lỗ xilanh tính tại vòng chia là: = = 7 mm - Hệ số dao động của bơm: Để tìm được trị số góc quay φ ứng với trị số cực đại của lưu lượng Qmax ta lấyđạo hàm của công thức tính lưu lượng tức thời : (6-4) theo φ và cho nó bằng số không ta có: cosφ + cos (φ +a) + ... + cos (φ + ma) = 0 hay: cos φ +cosφcosa – sinφsina + ... + cosφcosma – sinφsinma = 0 Rút ra : tgφ = (6- 5) - Bơm có Z = 9 xilanh, a = = 0,7 rad (hoặc 400 ), số piston có trong buồng đẩy m = 4. Ta có : tgφ = = 0,172 Suy ra: φ = 9,760 Khi φ = 9,760 ta có: Qmax = .[ sin9,760 + sin (9,760 + 400) + sin (9,760 + 2.400) + sin (9,760 + 3.400) + sin (9,760 + 4.400)] Trong đó: d = 0,023 m R = = 0,045m 239 rad/s sinγ = sin200 = 0,34 Suy ra : Qmax = 4,34.10-3 m3/s Khi rôto quay quanh đĩa nghiêng một vòng . Từ công thức ( 6- 4) ta có Qmin khi φ =00. Qmin = .[ sin 400 + sin 2.400 + sin 3.400 +sin4.400 ] Thay số vào ta có: Qmin = 4,2.10-3 m3/s Hệ số dao động lưu lượng : Với Q = 256 l/ph = 4,26.10-3 m3/s. . 6.4.2.Với bơm có 7xilanh: * Các thông số chọn: Số xilanh : Z = 7 Góc nghiêng tối đa đĩa bơm : γ = 200 Hiệu suất lưu lượng : ηQ = 0,95 Hiệu suất cơ khí : ηck = 0,9 Ta có lưu lượng của bơm trong một vòng quay : qlt = (6 -4) Với m = , lấy m = 3,1 vì m được xác định theo tỉ lệ sau: (Trang 256 - Bài tập Thuỷ lực và Máy thuỷ lực - NXB Đại học và THCN) Z 7 9 11 m 3,1 3,6 4,5 Lưu lượng lý thuyết của bơm: Qlt = = 269 l/ph Lưu lượng riêng lý thuyết: qlt = = = 117 cm3/vg - Đường kính piston, từ công thức (6 -4) ta có: d = = = 2,66 cm Lấy d = 26 mm. - Hành trình piston : S = = = 3,15cm = 31,5 mm - Đường kính vòng chia roto: Dx = = = 86,5 mm - Chu vi vòng chia: C = π.Dx = π. 86,5 = 271,6mm - Ta có khoảng cách giữa hai lỗ xilanh tính tại vòng chia là: = = 12,8 mm - Hệ số dao động của bơm: Để tìm được trị số góc quay φ ứng với trị số cực đại của lưu lượng Qmax ta lấyđạo hàm của công thức tính lưu lượng tức thời : (6-4) theo φ và cho nó bằng số không ta có: cosφ + cos (φ +a) + ... + cos (φ + ma) = 0 hay: cos φ +cosφcosa – sinφsina + ... + cosφcosma – sinφsinma = 0 Rút ra : tgφ = (6- 5) - Bơm có Z = 7 xilanh, a = = 0,897 rad (hoặc 51,40 ), số piston có trong buồng đẩy m = 3. Ta có : tgφ = = 0,23 Suy ra: φ = 130 Khi φ = 130 ta có: Qmax = .[ sin130 + sin (130 + 51,40) + sin (130 + 2.51,40) + sin (130 + 3.51,40)] Trong đó: d = 0,026 m R = = 0,046m 239 rad/s sinγ = sin200 = 0,34 Suy ra : Qmax = 4,453.10-3 m3/s Khi rôto quay quanh đĩa nghiêng một vòng . Từ công thức ( 6- 4) ta có Qmin khi φ =00. Qmin = .[ sin 51,40 + sin 2.51,40 + sin 3.51,40 ] Thay số vào ta có: Qmin = 4,28.10-3 m3/s Hệ số dao động lưu lượng : Với Q = 256 l/ph = 4,26.10-3 m3/s. Từ đó ta có nhận xét: Với số xilanh nhiều hơn thì bơm có hệ số dao động nhỏ hơn , Bơm làm việc ổn định hơn 7.Tính toán van tràn cho bơm bánh răng. Ở đây ta chọn van tràn cho hệ thống là loại van piston tác dụng trực tiếp. Hình 7-1. Kiểu van piston tác dụng trực tiếp 7.1 Ở chế độ làm việc bình thường của hệ thống (chế độ toàn tải). * Các thông số làm việc: - Lưu lượng qua van: ở chế độ toàn tải của hệ thống, ta chọn lưu lượng dầu qua van tràn bằng 20% lưu lượng của bơm cung cấp. Qv = 0,2.QB = 0,2.3,13.10-3 = 6,26.10-4 [m3/s] - Áp suất của dầu ở cửa vào của van là: pv = pB = 32,7.9,81.104.10-3 = 3207,8 [kN/m2] - Áp suất dầu ở cửa ra của van: do cửa ra nối đến thúng chứa dầu thông với khí trời và ta tính trên nền áp suất dư nên: pr = 0 Tiết diện có ích của van: Từ công thức tính lưu lượng của dầu qua van: S0 = Trong đó: m - hệ số lưu lượng của van. Chọn m = 0,5 S0 - diện tích tiết diện thông qua của van. Δp - độ chênh áp trước và sau van. ∆p = pv – pr = 3207,8[kN/m2] r - khối lượng riêng của dầu. Dầu dùng trong hệ thống là dầu Shell Tellus T-22, ta có r = 872 [kg/m3] g = 9,81 [m/s2] – gia tốc trọng trường. Ta có: S0 = = = 4,66.10-6 [m2] - Đường kính của piston van là: chọn dvan = 6mm Từ công thức tính diện tích có ích của van: S0 = p.d.x Trong đó: d - đường kính của piston van. x - khoảng dịch chuyển của piston van. Ta chọn d = 6mm, khoảng dịch chuyển của piston van sẽ là: X = = 0,247 [ mm] * Lực của lò xo van là: Từ phương trình cân bằng của piston van (bỏ qua lực ma sát giữa piston và vỏ van): p.S = Flx Ta suy ra: Flx = p. = 3207,8.103. = 90,6 [ N] 7.2. Ở chế độ làm việc quá tải của hệ thống. Khi hệ thống bị quá tải áp suất dầu trên đường nén của bơm vượt quá giá trị áp suất khi hệ thống làm việc toàn tải. Chọn pqt = 1,1.p. Áp suất trong hệ thống khi quá tải là: pqt = 1,1. 3207,8 = 3528,6 [kN/m2] Khi hệ thống bị quá tải, van an toàn phải mở để tháo toàn bộ dầu do bơm cung cấp về lại thùng chứa. Lúc này lưu lượng dầu qua van tràn là QB = 0,00313 [m3/s]. * Tiết diện có ích của van khi quá tải : Tương tự ta có : Sqt = = 2,22.10-5[m2] - Khoảng dịch chuyển của piston van. Ta có: Xqt = = = 1,2 [mm] *Lực của lò xo van là: Từ phương trình cân bằng của piston van (bỏ qua lực ma sát giữa piston và vỏ van): p.S = Flx Ta suy ra: Flxqt = p. = 3528,6.103.= 92,08[ N] 8. BẢO DƯỠNG KỸ THUẬT MÁY ỦI KOMAT’SU D275A-5. 8.1. KHÁI NIỆM CHUNG Bảo dưỡng kỹ thuật nhằm tạo điều kiện làm việc bình thường cho máy, cụm máy và tránh cho chúng không bị hao mòn trước thời hạn và hư hỏng bất thường, làm cho tốc độ hao mòn ở mức độ tốt nhất trong quá trình sử dụng. Khi bảo dưỡng kỷ thuật phải tiến hành : lau, rửa, xem xét, tra dầu mỡ, kiểm tra xiết chặt, điều chỉnh…. - Vệ sinh công nghiệp là công việc bắt buộc phải làm khi tiến hành bảo dưỡng kỹ thuật, phải thựchiện nó thường kỳ và trước lúc tiến hành các biện pháp khác của bảo dưỡng kỹ thuật. - Công tác xiết chặt là phục hồi độ chặt cần thiết của các mối ghép. Trong quá trình máy làm việc độ tin cậy các mối ghép bị giảm dưới tác dụng của lực rung động. - Khi thực hiện công tác kiểm tra hiệu chỉnh chúng ta sẽ phục hồi các khe hở cần thiết trong các mối ghép. - Công tác bôi trơn, nhằm mục đích giảm cường độ mài mòn của chi tiết máy ở các mối ghép bằng cách tạo ra giữa các bề mặt tiếp xúc các lớp vật liệu bôi trơn, tăng sự làm việc ổn định của liên kết. Qua đó giảm ma sát ở mối ghép hoặc đảm bảo sự làm việc ổn định trong trường hợp ma sát thủy động, kéo dài tuổi thọ chi tiết và cụm chi tiết. Cần phân biệt các nội dung bảo dưỡng kỹ thuật sau đây : + Bảo dưỡng kỹ thuật trong sử dụng; + Bảo dưỡng kỹ thuật trong khi chờ đợi; + Bảo dưỡng kỹ thuật khi bảo quản; + Bảo dưỡng kỹ thuật trong vận chuyển; +Bảo dưỡng kỹ thuật theo mùa. Đối với máy đang sử dụng, phải tiến hành bảo dưỡng kỹ thuật ca, và bảo dưỡng kỹ thuật định kỳ. Bảo dưỡng kỹ thuật ca được thực hiện cho mỗi ca làm việc của máy. Bảo dưỡng kỹ thuật định kỳ , được tiến hành theo một trình tự có kế hoạch phù hợp với quy định hướng dẩn. Tùy theo đặc điểm, khối lượng tính chất công việc và thời gian thực hiện người ta chia ra : bảo dưỡng cấp I, bảo dưỡng cấp II, bảo dưỡng cấp III. Việc chia cấp bảo dưỡng thường áp dụng đối với các máy làm đất cỡ lớn có kết cấu phù hợp. Nội dung công việc bảo dưỡng kỹ thuật ca thường gồm: kiểm tra xem xét, bôi trơn, nạp nhiên liệu, điều chỉnh, xiết chặt, làm vệ sinh máy. Bảo dưỡng kỹ thuật định kỳ thực hiện vào thời gian quy định cho từng cấp bảo dưỡng. Nội dung bảo dưỡng kỹ thuật định kỳ của cấp tiếp theo sẽ bao gồm công việc của cấp bảo dưỡng trước và công việc mà cấp bảo dưỡng ấy phải làm thêm, theo quy định cụ thể của tài liệu hướng dẫn của nhà máy chế tạo hoặc những chỉ dẫn riêng. Mọi công việc bôi trơn, điều chỉnh, kiểm tra, vệ sinh máy đều phải tiến hành theo một quy trình nhất định bắt buộc. Công việc điều chỉnh, xiết chặt và sửa chữa vặt thực hiện cụ thể theo sự cần thiết khi kiểm tra các cơ cấu, cụm máy. Nội dung và định kỳ bảo dưỡng kỹ thuật được quy định theo điều kiện sử dụng trung bình. Trong những điều kiện quá khác biệt với điều kiện sử dụng trung bình ( vùng núi , nóng ẩm …) thì định kỳ của từng cấp bảo dưỡng và nội dung bảo dưỡng phải được cụ thể hóa thêm, song vẩn là bội số của nhau. 8.2. CHƯƠNG TRÌNH BẢO DƯỠNG * Trước khi nổ máy. - Kiểm tra màn hinh máy. - Kiểm tra, bổ sung mức nước làm mát. - Kiểm tra, bổ sung mức nhiên liệu. - Kiểm tra, bổ sung mức dầu động cơ. - Xả nước, cặn bẩn từ hệ thống nhiên liệu. - Kiểm tra, bổ sung mức dầu trong hộp số. - Kiểm tra hành trình của bàn đạp phanh. - Kiểm tra, bổ sung dầu thuỷ lực. - Kiểm tra hệ thống điện đèn, còi. - Điều chỉnh gương. - Điều chỉnh các cần điều khiển. - Khi động cơ làm việc kiểm tra quan sát sự rò rỉ của dầu, nhiên liệu, nước trong các hệ thống. * Sau 250 giờ đầu tiên (đối với máy mới). - Thay dầu máy và lõi lọc dầu. - Thay lọc nhiên liệu và lõi lọc. - Thay dầu hộp số, làm sạch lọc hút mạt hộp số. - Thay dầu truyền động cuối. - Làm sạch lọc hút mạt dầu thuỷ lực, thay dầu thuỷ lực ở thùng chứa. * Sau mỗi 250 giờ chạy máy. - Bơm mỡ, bôi trơn tất cả các vị trí có vú mỡ. - Kiểm tra và điều chỉnh độ căng dây đai máy phát điện. - Kiểm tra mức dung dịch ắc quy. - Kiểm tra hiệu quả phanh. - Kiểm tra và bổ sung mức dấu trong hộp giảm chấn. * Sau mỗi 500 giờ chạy máy. - Thay dầu và lõi lọc dầu máy. - Thay lõi lọc nhiên liệu. - Thay lọc dầu hộp số và lọc dầu lái. - Kiểm tra, bổ sung mức dầu trong hộp truyền động cuối. - Thay thế lọc thông hơi của thùng dầu thuỷ lực và lọc tách nước của hệ thống nhiên liệu. * Sau mỗi 1000 giờ chạy máy. - Thay thế lọc tinh nhiên liệu. - Thay dầu hộp số, vệ sinh lưới lọc dầu hộp số. - Vệ sinh thùng chứa nhiên liệu. - Kiểm tra siết chặt các chi tiết của tăng áp. * Sau mỗi 2000 giờ chạy máy. - Thay thế dầu thuỷ lực, phin lọc dầu thuỷ lực và làm sạch lọc hút mạt. - Thay dầu ở hộp tryền động cuối. - Thay dầu trong hộp giảm chấn và làm sạch lọc thông hơi. - Kiểm tra và bổ sung mức dầu trong bi trụ đứng. - Kiểm tra và bổ sung mức dầu trong cụm lò xo căng xích. - Vệ sinh các lỗ lọc thông hơi. - Kiểm tra máy phát điện và môtơ khởi động. - Kiểm tra toàn bộ kim phun. * Sau mỗi 4000 giờ chạy máy. - Kiểm tra bơm nước. - Làm sạch và kiểm tra tăng áp. - Kiểm tra, điều chỉnh khe hở supáp. - Thay thế cụm kim phun. - Kiểm tra khung gầm chính và thiết bị công tác. * Sau mỗi 8000 giờ chạy máy. - Thay thế kẹp ống cao áp. - Thay thế nắp bảo vệ phần áp suất cao của nhiên liệu. 9. KỸ THUẬT AN TOÀN. Để đảm bảo an toàn khi máy ủi làm việc, người vận hành phải nghiêm chỉnh chấp hành những quy tắc về kỹ thuật an toàn khi vận hành, bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa. Người vận hành phải là người có trình độ chuyên môn đã được hướng dẫn về kỹ thuật an toàn làm việc trên máy ủi. Người vận hành phải được trang bị đầy đủ bảo hộ lao động cần thiết phù hợp với điều kiện làm việc. 9.1. KỸ THUẬT AN TOÀN KHI MÁY LÀM VIỆC. Trước khi tiến hành công việc cần phải biết rõ nơi thi công có đường ngầm, hầm hố không và phải có ký hiệu để đánh dấu những nơi có thể xảy ra mất an toàn. Nên điều khiển máy ủi ở một tốc độ nhất định, nên tránh những điều sau: Tăng tốc, phanh đột ngột. Cho máy chạy quanh co. Cho máy lao theo quán tính. Khi làm việc vào ban đêm cần có đủ ánh sáng ở những nơi làm việc và trên các lối đi. Khi làm việc ở những vùng đông dân cư thì khu vực làm việc phải được rào cản lại và có đèn chiếu sáng ở hàng rào. Trước khi khởi động động cơ và các bộ phận máy, người vận hành phải bật các tín hiệu đề phòng. Khi khởi động động cơ phải đặt vị trí các cần điều khiển ở vị trí trung gian. Phải chấp hành các quy định về vệ sinh trên máy ủi, không để những đồ vật không cần thiết trong buồng lái, những dụng cụ sửa chữa, nguyên nhiên liệu phải để đúng nơi quy định. Trong thời gian làm việc cấm người không có phận sự ở trong buồng lái và trong vùng máy đang làm việc. Khi động cơ và các bộ phận máy đang làm việc không được sửa chữa, vặn chặt hoặc bôi trơn bất cứ bộ phận nào. Khi nổ mìn trong vùng làm việc cần phải đưa máy ra xa đến khoảng cách an toàn, người vận hành phải đứng vào chỗ kín. Khi sự cố xảy ra phải lập tức tắt động cơ, khoá van để ngừng cung cấp nhiên liệu, cắt mass cho ắc quy. Kéo phanh tay sang vị trí đậu xe khi dừng hoặc đậu đỗ thiết bị. Cấm bỏ mặt không trông coi động cơ khi nó đang làm việc. Người giao ca phải báo cáo trước cho người nhận ca biết tất cả những điều không bình thường của máy ủi mà mình nhận thấy trong quá trình làm việc để đề phòng. 9.2. KỸ THUẬT AN TOÀN KHI VẬN CHUYỂN Để thi công các công trình, người ta phải vận chuyển máy từ kho bảo quản đến công trình, ngược lại củng cần vận chuyển máy từ công trường này đến công trường khác, hoặc từ công trường đến cơ sở bảo dưỡng sửa chữa . Tùy theo đặc điểm, kết cấu máy, đặc điểm đường sá, khoảng cách cần vận chuyển mà có thể áp dụng các hình thức vận chuyển khác nhau : tự hành; kéo theo; vận chuyển bằng đường sắt; đường thủy; chở trên rơ moóc chuyên dùng. Khi tổ chức vận chuyển máy dù bằng phương tiện nào củng cần tuân thủ những quy định chung về giao thông đường bộ, giao thông đường sắt hay đường thủy, trong một số trường hợp cần thiết được sử dụng các cơ quan chuyên trách. Khi di chuyển máy, phải biết chắc đoạn đường di chuyển không bị lầy, dễ lún hay nền đất yếu. Chú ý nhìn chung quanh xem có người hay chướng ngại vật trên đường di chuyển hay trên vòng cua của máy. Luôn cho máy chạy chậm ở những chỗ đông người, nhường đường cho xe chở nặng, hoặc ở các chỗ hẹp. Khi máy di chuyển nhớ nâng lưỡi ủi lên cách mặt đất từ 40 đến 50cm. Không đi vào các đoạn đường quá độ dốc hay độ nghiêng cho phép. Cấm bước lên hay xuống máy ủi khi đang di chuyển. . 9.3. KỸ THUẬT AN TOÀN KHI ĐẬU ĐỖ. . Trong quá trình làm việc hay quá trình vận chuyển máy ủi cần phải chú ý đến kỹ thuật đậu đỗ để đảm bảo an toàn cho máy cũng như cho người vận hành . -Khi đỗ máy ủi, phải đỗ ở chỗ an toàn ngoài khu vực làm việc hay ở những nơi quy định. Mặt đất nơi đỗ phải bằng phẳng, không sợ đá rơi, đất lở hay ngập lụt. - Nếu buộc phải đỗ máy ủi trên dốc, nên đỗ máy ủi theo hướng thẳng lên hay xuống dốc và chèn xích để tránh cho máy khỏi trôi. Khi đỗ xe theo hướng xuống dốc nên hạ lưỡi ủi xuống đất để tăng độ an toàn. - Khi đỗ máy ủi nên đặt cần số vào vị trí trung gian, cài phanh và đặt tất cả các cần điều khiển vào vị trí khoá, rút chìa khoá ra khỏi ổ và khoá cửa xe cẩn thận. 9.4. KỸ THUẬT AN TOÀN KHI BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA. Hệ thống bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chũa máy là tổng hợp các hoạt động về tổ chức, kế hoạch, công nghệ, cung ứng vật tư và sử dụng nhân lực lao động nhằm duy trì và khôi phục trạng thái kỹ thuật tốt nhất của máy trong suốt thời hạn phục vụ nhằm đảm bảo an toàn và nâng cao hiệu quả sử dụng máy. Các biện pháp duy trì và khôi phục khả năng làm việc của máy được tiến hành trong kế hoạch do chể độ bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa quy định. Chế độ bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa là tập hợp các quy định và hướng dẫn thống nhất, nhằm xác định hình thức tổ chức, nội dung và sửa chữa máy có kế hoạch, để máy duy trì khả năng làm việc của nó trong suốt thời hạn phục vụ, trong những điều kiện sử dụng cho trước . Chế độ bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa cho phép lập kế hoạch bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa, lập dự trù về nhân lực , vật tư kỹ thuật , tiền vốn cho công tác này. * Khi bảo dưỡng: Tiến hành bảo dưỡng kỹ thuật khi động cơ đã ngừng hoạt động. Trong khi thực hiện công việc bảo dưỡng, sửa chữa máy không được phép cho máy tiếp xúc với nguồn lửa , các vật dễ gây cháy nổ. Tiên hành kiểm tra cẩn thận lớp cách điện của dây dẫn, các điểm tiếp vì chúng có khả năng xuất hiện tia lửa gây hoả hoạn. Khi kiểm tra mức nhiên liệu trong bình chứa phải dùng thướt đo, không cho phép hiện tượng rò rỉ ở hệ thống nhiên liệu và bôi trơn, khi phát hiện rò rỉ phải sửa chữa và lau sạch sẽ ngay. Không dùng miệng để hút hoặc thổi ống xăng, không rửa tay bằng xăng, nếu xăng bị đổ vào da thì phải rửa ngay bằng dầu hoả hoặc dầu Diezen, sau đó rửa lại bằng nước xà phòng, khi rửa các chi tiết bằng dầu hoả, nên đeo găng tay bằng cao su hoặc da, đặc biệt khi sử dụng dung dịch xút phải đầy đủ bảo hộ như găng tay và mặt nạ có kính bảo vệ mắt . . . A xít bắn vào da sẽ gây bỏng, hơi a xít làm nhức niêm mạc mắt và đường hô hấp, vì vậy khi chuẩn bị dung dịch xít phải tiến hành trong tủ hút hoặc ở ngoài nhà nơi thoáng đãng với các bảo hộ như tạp dề, găng tay, kính đeo mắt. Khi pha dung dịch a xít thì phải rót a xít vào nước không được làm ngược lại. Khi bị bỏng do a xít hoặc các chất khác cần phải rửa ngay chỗ bỏng bằng nước có áp lực nhỏ hơn 2kG/cm2 với thời gian từ 15 đến 20 phút. Cấm đứng trên nắp ắc quy hoặc để các dụng cụ sửa chữa lên ắc quy vì chúng có thể làm ngắn mạch điện. Khí thải của động cơ có chứa các hỗn hợp cacbon ôxít độc hại, vì thế cần phải đảm bảo độ kín khít trên tất cả các chỗ nối trên ống xả của động cơ. * Khi sửa chữa : Trong lúc làm việc cần phải mặc áo quần bảo hộ, đội mũ bảo hiểm và đầu tóc gọn gàng. Khi sửa chữa phải sử dụng những dụng cụ tốt, chắc chắn, dùng cưa thì lưỡi phải được lắp chắc vào khung, dũa thì phải có cán gỗ, thực hiện các thao tác cưa, dũa, siết hoặc mở bulông phải đúng cách. Khi hàn các bình chứa nhiên liệu phải hong khô và đổ đầy nước trước đó một ngày sau đó sấy khô và phải mở hết tất cả các nắp. Khi làm việc ở máy mài phải đeo kính phòng hộ để bảo vệ mắt, không để khe hở giữa vòng mài và cữ chặn lớn hơn 3mm để đề phòng vật mài cuốn theo đá, đá mài tuyệt đối không được sứt mẻ, nứt. Khi thay đá mài mới phải chú ý đến tốc độ cho phép của đá và tốc độ máy mài. Khi làm việc trên máy khoan không được cúi đầu thấp xuống chỗ khoan để tránh cho mũ, tóc, quần áo bị cuốn vào mâm cặp hoặc mũi khoan. Không được đeo găng tay và dùng tay cầm giẻ lau ướt để làm mát mũi khoan. Cấm giữ vật khoan bằng tay mà phải kẹp chặt vào bàn khoan. Làm việc bằng các công cụ cơ khí cầm tay dùng điện, khí nén là không an toàn, đặc biệt ở trong buồng kín hoặc ngoài trời ẩm ướt, do đó cần phải kiểm tra dụng cụ trước khi sử dụng và với các dụng cụ sử dụng điện thì phải nối dường tiếp địa trước khi nối các pha vào dụng cụ. Khi ngừng làm việc, phải đặt dụng cụ về một phía không nên cầm nó trên tay, khi kết thuc công việc phải cắt ngay nguồn điện hoặc nguồn khí nén ra khỏi dụng cụ. 9.5. CÁC BIỆN PHÁP PHÒNG HỎA Trang bị bình chữa cháy trong buồng lái. Các loại dầu nhờn và nhiên liệu phải được cất giữ theo nguyên tắc phòng hỏa. Các kho nhiên liệu ngoài trời phải đặt cách xa chỗ làm việc của máy trên 20m. Cấm để các loại xăng, dầu hoả và các chất dễ cháy khác ở trong buồng lái. Cấm dùng các đồ vật kim loại đập vào nắp thùng chứa nhiên liệu để mở nó. Không cho phép bất cứ sự rò rỉ nào của nhiên liệu hoặc dầu nhờn. Nếu không thể đem các chi tiết ra ngoài máy khi cần hàn, xì thì phải áp dụng các biện pháp đặc biệt để phòng hoả. Các dụng cụ cứu hoả phải luôn ở trong tình trạng tốt và được để ở những nơi dễ thấy, dễ lấy.