Khảo sát hệ thống truyền động thủy lực trên máy xúc một gàu vạn năng EO - 4121A

ênh lưu thông; Đ- Kênh tháo; E,G- Đường tháo. a1. Cấu tạo ( hình 4.8): Khoang áp lực của bộ phân phối dùng để cung cấp chất lỏng từ bơm đến các khoang công tác. Ở trong đó có bố trí các van một chiều (5) nhằm ngăn không cho chất lỏng chảy từ động cơ thuỷ lực tháo qua kênh chảy và van an toàn (4) đảm bảo cho bơm không bị quá tải khi van trượt ở vị trí trung gian. Các khoang làm việc (2) hướng dòng chất lỏng từ kênh áp lực đến các cơ cấu chấp hành. Khoang tháo (3) cho phép chất lỏng công tác chảy từ kênh tháo của các khoang làm việc về bình chứa hoặc cung cấp cho khoang áp lực của khối phân phối thuỷ lực bốn khoang. a2. Nguyên lý làm việc: Khi chưa tác động vào cần điều khiển, lúc này van trượt được cân bằng ở vị trí trung gian nhờ lò xo hồi vị (7). Chất lỏng được cung cấp từ bơm vào kênh áp lực (C) nhờ áp lực của chất lỏng thắng được lực lò xo của van an toàn (4) đưa chất lỏng vào kênh lưu thông D về kênh tháo Đ trở về bình chứa. Do vậy, bơm bị tháo tải. Khi tác động vào cần điều khiển, làm cho van trượt dịch chuyển đến vị trí làm việc. Kênh lưu thông D bị chặn lại, chất lỏng công tác qua van một chiều (5) cung cấp vào các khoang làm việc của cơ cấu chấp hành và các khoang còn lại của cơ cấu chấp hành được nối với đường E,G để tháo chất lỏng ra ngoài. b. Khối phân phối thuỷ lực bốn khoang: Tương tự như khối phân phối thuỷ lực ba khoang, khối phân phối thuỷ lực bốn khoang gồm có: khoang áp lực, bốn khoang công tác, khoang tháo. Ngoài ra, còn có thêm khoang trung gian để phối hơp sự làm việc của các thiết bị công tác như: cần- tay xúc, cần- gàu.v.v... Do đó, ở đây ta chỉ khảo sát thêm các trường hợp : khoang công tác điều khiển xylanh thuỷ lực cần, khoang trung gian. b1. Khoang công tác điều khiển cần: Hình 4.9. Kết cấu khoang công tác điều khiển cần Trong đó: 1- Thân; 2- Van trượt; 3- Piston; 4- Vòng lót cao su; 5- Nút; 6- Chuôi; 7- Miếng đệm; 8- Nắp; 9- Lò xo; 10- Chốt; 11- Vòng phớt; 12- Lỗ bắt gujông Cấu tạo (hình 4.9): Khác với các khoang công tác trên, van trượt của khoang công tác điều khiển cần được làm rỗng, trong đó có các lỗ hướng tâm K, T và lỗ chiều trục I. Để làm kín đầu cuối của van trượt, ta dùng vòng lót cao su (4) có đệm bảo vệ được lắp trên Bơm piston rotor hướng trục kép (3). Được định vị bằng nút (5) vặn vào lỗ van trượt. Nhờ vậy mà cần có thể đặt xuống một cách cưỡng bức khi bơm làm việc (chế độ bơm) hoặc dưới tác dụng thiết bị công tác (chế độ không bơm). Để bảo vệ cho vòng phớt (11) khỏi bị thủng dưới áp lực của chất lỏng ta nối thông không gian phía trên vòng phớt với kênh tháo D. Nguyên lý làm việc: - Trường hợp bơm không làm việc, cần được hạ xuống: Khi dịch chuyển van trượt theo chiều mũi tên thì chất lỏng công tác từ khoang piston xylanh thuỷ lực cần qua kênh L nối thông với đường G. Lúc này, chất lỏng chảy vào lỗ K qua kênh I đến lỗ T chảy vào đường E theo kênh M cấp vào khoang cần đẩy. Chất lỏng công tácbắt đầu chảy tràn từ khoang piston qua khoang cần đẩy và cần được hạ xuống. Nhưng do thể tích khoang piston lớn hơn thể tích khoang cần đẩy nên một phần chất lỏng chảy tràn thao kênh a vào khoang P nối với ống tháo thuỷ lực. Như vậy, kênh a có nhiêm vụ điều chỉnh tốc độ hạ cần ở chế độ không bơm. - Trường hợp bơm làm việc: Ở cuối hành trình van trượt kênh M được nối thông với đường E. Lỗ T lúc này được đóng kín bởi thân khoang công tác (1), do đó sự lưu thông giữa kênh L và M bị cắt đứt. Đồng thời, chất lỏng công tác từ bơm qua E vào kênh M đến khoang cần đẩy xylanh thuỷ lực và cần được hạ xuống. Chất lỏng từ khoang piston qua kênh L vào đường G theo kênh a về ống tháo qua kênh P. Hơn nữa, nhờ áp lực chất lỏng trong kênh I dọc thân van trượt tác động thêm lên đầu chuôi (6) qua chốt (10) nén lò xo (9) làm cho lực tác động lên tay điều khiển tăng lên. Lúc này, người lái cảm nhận được việc hạ cần bắt đầu chuyển từ chế độ không bơm sang chế độ bơm. Chất lỏng tiết lưu theo kênh a đảm bảo cho việc hạ cần êm hơn. Việc nâng cần bằng cách dịch chuyển van trượt theo chiều ngược lại. b2. Khoang trung gian: Hình 4.10. Kết cấu khoang trung gian của bộ phân phối thuỷ lực bốn khoang Trong đó: 1,4- Van một chiều; 2- Lỗ bắt gujông; 3- Thân Cấu tạo (hình 4.10): Khoang trung gian được cấu tạo từ thân (3) và các van một chiều (1), (4). Trong thân (3) có các kênh: E : Kênh tháo (xuyên suốt) để tháo chất lỏng từ khoang piston xylanh thuỷ lực cần đến khoang tháo của bộ phân phối thuỷ lực. C : Kênh áp lực (không xuyên suốt) được đóng kín từ phía khoang điều khiển cần và được nối với kênh rót Đ bằng kênh D. P : Kênh tháo ( không xuyên suốt) được đóng kín từ phía các khoang phía sau khoang trung gian. Nguyên lý làm việc: Để phối hợp sự làm việc của: cần - tay xúc hoặc cần - gàu .v.v...thì dòng chất lỏng từ khoang cần đẩy của xylanh thuỷ lực cần theo kênh P thắng trở lực của van một chiều (4) đưa chất lỏng vào kênh Đ qua kênh làm việc áp lực của tay xúc, gàu.v.v... Nếu khi thực hiện hoạt động của một cơ cấu chấp hành như : tay xúc, gàu hoặc di chuyển thì chất lỏng công tác từ bơm theo kênh Đ cấp vào kênh áp lực như khối phân phối thuỷ lực ba khoang. 4.3.4. Van giảm áp: Nhiệm vụ: Van giảm áp nhằm duy trì ở đường ra một áp lực cố định mà không phụ thuộc vào áp lực ở đường vào của van. Cũng như các hệ thống thuỷ lực khác, để đảm bảo chế độ làm việc ổn định và truyền động theo ỳ muốn nên trong hệ thống truyền động thuỷ lực của máy xúc người ta trang bị các van : van an toàn, van thônh qua, van một chiều, van giảm áp .v.v... Tuỳ theo cơ cấu chấp hành và áp lực của chất lỏng mà ta bố trí cho phù hợp. Mặc dù, van an toàn có tác dụng tuỳ động vừa bảo vệ cho hệ thống khỏi quá tải vừa ổn định được áp suất làm việc nhưng do kết cấu phức tạp, giá thành đắt nên với việc truyền dẫn công suất không quá lớn, trên máy xúc thuỷ lực EO - 4121A, ta sử dụng van an toàn có tác dụng trực tiếp. Các van an toàn được bố trí ở khoang áp lực bộ phân phối thuỷ lực (9&16) ( hình 4.1), xylanh cần (21), tay xúc (22), gàu (23). Với từng cơ cấu ta có thể điều chỉnh áp lực thông qua van phù hợp. Áp lực cho phép của van an toàn bộ phân phối thuỷ lực: 22 (MPa) Áp lực cho phép xylanh thuỷ lực cần, tay xúc, gàu: 32(MPa) 4.3.4.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc van an toàn: Hình 4.11. Kết cấu của van an toàn Trong đó: 1- Thân; 2-Nút; 3- Đế tựa; 4- Van; 5- Đế; 6- Vòng đệm kín; 7- Cốc; 8- Lò xo; 9- Niêm chì; 10- Vít; 11- Tấm đệm; 12- Nắp đậy a. Cấu tạo: (hình 4.11) Thân (1) của van được chế tạo rỗng trong đó người ta bố trí đế tựa (3). Đồng thời, cốc (7) được liên kết với thân (1) bằng ren và giữ cho đế tựa khỏi di chuyển dọc thân. Van (4) được cân bằng bởi áp lực chất lỏng và lò xo (8) được lắp trong cốc. Nút (2) trượt trong thân đế tựa (3) nhằm đảm bảo cho sự đồng trục của van. Để thay đỗi ứng lực lò xo người ta điều chỉnh bằng vít (10) và được cố định bởi nắp đậy (12). Sau khi điều chỉnh xong tiến hành niêm chì (9) để giữ ở vị trí không đổi. b. Nguyên lý làm việc: Van an toàn được lắp đặt ống dẫn của hệ thống thuỷ lực. Chất lỏng có áp lực đi vào thân (1), tác động lên mặt đầu của van. Nếu áp lực chất lỏng nhỏ hơn ứng lực của lõ xo thì lúc này van chưa làm việc, chất lỏng tiếp tục đi vào cung cấp cho các khoang công tác của các cơ cấu làm việc. Nếu áp lực của chất lỏng đủ lớn thắng được ứng lực của lò xo, lúc này van an toàn hoạt động cho phép chất lỏng chảy qua van (4) thông với đường tháo chất lỏng tránh được quá tải cho hệ thống. 4.3.4.2. Van thông qua (van tràn). Van thông qua: thực chất là một van an toàn nhưng nó làm việc với tần suất cao và lưu lượng chất lỏng chảy qua lớn. Trong hệ thống thuỷ lực máy xúc, người ta sử dụng van thông qua ở cơ cấu di chuyển và cơ cấu quay bàn quay. a. Nhiệm vụ: Van thông qua dùng để điều khiển hành trình máy xúc và bàn quay, đồng thời có tác dụng giảm tải cho động cơ thuỷ lực khỏi bị áp lực quá cao khi phanh hoặc khi tăng tốc. b. Cấu tạo (hình 4.12): Hình 4.12. Kết cấu van thông qua Trong đó: 1- Thân; 2- Ống lót; 3- Bạc rỗng; 4- Cửa van; 5- Lò xo; 6- Cần đẩy; 7- Đai ốc; 8- Vít; 9- Đai ốc hãm Van thông qua bao gồm hai van an toàn giống nhau hoạt động trực tiếp, lắp trong thân (1) nhờ ống lót (2). Bên trong ống lót có lắp bạc rỗng (3), đầu cuối của bạc được tỳ vào cửa van (4) của van an toàn. Cửa van được ép tỳ vào bạc nhờ lò xo (5) và lò xo tỳ vào đai ốc (7) của cần đẩy (6). Để điều chỉnh lực ép của cửa van (4) vào bạc ta dùng vít (8), vít điều chỉnh được hãm lại bởi đai ốc (9). c. Nguyên lý làm việc: Van thông qua được lắp vào giữa hai khoang của động cơ thuỷ lực bàn quay hoặc cơ cấu di chuyển. Do đó, mà mỗi van hoạt động khi áp lực trong van tương ứng tăng lên quá mức. Khi dịch chuyển van trượt đến vị trí làm việc thì chất lỏng từ bơm được cấp vào động cơ thuỷ lực. Thế nhưng do quán tính nên bàn quay hoặc cơ cấu di chuyển không thể tăng tốc tức thời. Lúc này, áp lực chất lỏng bắt đầu tăng lên và một phần chất lỏng tiết lưu qua khoang C của van an toàn thắng được ứng lực của lò xo (5) đẩy cửa van (4) sang phải (như hình vẽ) nối thông khoang A và khoang B. Nhờ vậy, động cơ thuỷ lực được giảm tải đồng thời bàn quay hoặc cơ cấu di chuyển tăng tốc một cách từ từ. Khi van trượt dịch chuyển về vị trí trung gian, chất lỏng công tác cung cấp từ bơm bị đóng lại. Nhưng do quán tính nên động cơ thuỷ lực lúc này chuyển sang làm việc ở chế độ bơm dẫn đến áp lực trong ống tháo (khoang B) tăng lên. Áp lực chất lỏng này tăng lên cho đến khi thắng được ứng lực lò xo của van an toàn, thì khoang B và khoang A được nối thông với nhau và đảm bảo cho bàn quay hoặc cơ cấu di chuyển được hãm lại nhẹ nhàng. 4.3.4.3. Van một chiều bổ sung: a. Nhiệm vụ: Van một chiều bổ sung nhằm bổ sung chất lỏng vào các khoang công tác của động cơ thuỷ lực khi van an toàn hoặc van thông qua làm việc đê tránh gây nên hiện tượng xâm thực, phá hoại các bề mặt làm việc của cơ cấu chấp hành. b. Cấu tạo (hình 4.13): Hình 4.13. Kết cấu van một chiều bổ sung Trong đó: 1- Thân; 2- Piston; 3- Lò xo; 4- Vòng đệm kín; 5- Ống nối Van một chiều bổ sung được nối với ống dẫn bằng ống nối (5) và thân van (1) được nối thông với đường tháo. Lò xo (3) giữ cho piston (2) luôn ép vào thân van. Ngoài ra, vòng đệm (4) để tránh sự rò rĩ chất lỏng qua van. c. Nguyên lý làm việc: Khi van an toàn hoặc van thông qua chưa làm việc thì áp lực chất lỏng được cấp vào van lớn hơn áp lực chất lỏng trong ống tháo. Lúc này piston (2) dưới tác dụng của lò xo (2) và áp lực chất lỏng cấp vào bị ép vào đế tựa và ngăn không cho chất lỏng chảy sang ống tháo. Khi van an toàn hoặc van thông qua làm việc thì áp lực chất lỏng công tác trong ống dẫn bị giảm đến chân không. Dưới tác dụng của áp lực chất lỏng trong ống tháo piston (2) được mở ra và chất lỏng chảy vào khoang công tác của xylanh hoặc động cơ thuỷ lực. Khi áp lực trong khoang công tác đạt đến mức cho phép thì nhờ lực đấy của lò xo (3) làm cho piston (2) đóng lại, lúc này quá trình bổ sung chất lỏng được hoàn thành. 4.3.4.4.Van giảm áp: a.Nhiệm vụ: Van giảm áp dùng để giảm áp lực chất lỏng tăng quá cao trong ống tháo. Hình 4.14. Kết cấu van giảm áp Trong đó: 1- Thân; 2- Lò xo; 3- Vòng đệm; 4- Nắp; 5- Piston b. Cấu tạo: Van giảm áp lắp song song bộ tản nhiệt (47) (hình 4.1), được lắp trước bộ lọc (46),(48) và nối với các đường ống vào, ra bằng nắp (4) và thân (1). Trong thân có lò xo (2), piston (5) nhằm thay đỗi tiết diện lưu thông của chất lỏng qua van. c. Nguyên lý làm việc: Chất lỏng sau khi làm việc theo ống tháo dẫn đến bên phải van (như hình vẽ). Tùy theo sự chênh lệch áp lực chất lỏng và ứng lực lò xo (2) tác dụng lên piston mà tiết diện lưu thông thay đổi phù hợp. Khi áp lực chất lỏng lớn, cửa lưu thông mở rộng hơn chất lỏng chảy qua nhiều hơn và ngược lại. Vì một lý do nào đó, áp lực sau piston tăng lên đẩy piston (5) dịch chuyển sang phải đóng bớt cửa lưu thông lại do đó sẽ hạn chế được áp lực chất lỏng tăng quá cao trong ống tháo. 4.3.3. Hệ thống điều khiển: Để máy xúc được vận hành theo ý muốn, ta phải tiến hành điều khiển các van trượt di chuyển. Việc điều khiển có thể thực hiện bằng: tay, nam châm điện, thuỷ lực.v.v... Điều khiển bằng tay (khớp - đòn bẩy): Ưu điểm: Sự điều khiển này cho phép không cần phải sử dụng các cơ cấu phụ để điều khiển các van trượt của bộ phân phối thuỷ lực. Do đó, giảm được một phần tiêu hao công suất để dẫn động các cơ cấu phụ như: bơm điều khiển, động cơ điện.v.v... Nhược điểm: Phức tạp, cồng kềnh khó bố trí trên máy xúc Điều khiển khó khăn trong những trường hợp có phụ tải quá lớn Điều khiển bằng nam châm điện: Việc điều khiển được thực hiện bằng các công tắc từ, khi đóng hoặc ngắt mạch điện thì van trượt sẽ dịch chuyển tương ứng. Điều khiển bằng thuỷ lực (điều khiển tuỳ động): Đây là hình thức được sử dụng rất phổ biến trên các máy xúc thuỷ lực vạn năng hiện nay. Bằng cách này ta có thể điều khiển nhẹ nhàng những phụ tải rất lớn. Thât vậy, để điều khiển van trượt chính ta điều khiển bằng cơ cấu phân phối phụ, chứ không phải điều khiển trực tiếp động cơ thuỷ lực có phụ tải lớn. 4.4.4.1. Hệ thống điều khiển máy xúc thuỷ lực một gàu vạn năng EO - 4121A: Đối với hệ thống thuỷ lực máy xúc EO - 4121A, do việc sử dụng bộ phân phối thuỷ lực kiểu nhiều buồng nên các van trượt của bộ phân phối thuỷ lực này được điều khiển bằng cơ khí (khớp - đòn bẫy) là hợp lý hơn. Bởi vì, như chúng ta đã biết thì kết cấu của bộ phân phối thuỷ lực này bao gồm nhiều buồng riêng lẻ ghép lại, do đó điều khiển bằng cơ khí sẽ thuận lợi hơn trong việc sửa chữa và thay thế. Hình 4.15. Cần điều khiển của máy xúc EO - 4121A Trong đó: 1- Cần; 2,9- Cơ cấu quay; 3,8- Cơ cấu di chuyển; 4- Tay xúc và gàu; 5-Phanh di chuyển; 6- Phanh bàn quay; 7- Tay ga động cơ Diesel Hệ thống điều khiển gồm có: hai cần điều khiển (3)&(8) được bố trí hai bên ghế ngồi để điều khiển chuyển động cho máy xúc. Phía trước hai cần (1)&(4) để điều khiển các thiết bị công tác, trong đó cần (1) điều khiển cần, cần (4) đảm nhận hai thiết bị: tay xúc và gàu. Ngoài ra, việc thực hiện quay bàn quay được điều khiển bởi hai bàn đạp (2)&(9). Cần (5)&(6) là tay gạt của thiết bị khoá điều khiển phanh. 4.4.4.2. Thiết bị khoá thuỷ lực điều khiển phanh: a. Nhiệm vụ: Thiết bị khoá thuỷ lực nhằm điều khiển việc đóng, mở dòng chất lỏng cung cấp cho xylanh thuỷ lực phanh. b. Cấu tạo (hình 4.16): Hình 4.16. Thiết bị khoa điều khiển phanh Đây là thiết bị được tiêu chuẩn hoá, dùng để điều khiển cơ cấu phanh bàn quay hoặc bộ phận di chuyển của máy xúc thuỷ lực EO - 4121A. Nó bao gồm: nút (1) quay trong thân (11)nhờ tay gạt (5). Lò xo (7) và bi (8) dùng để định vị nút (1) tại một vị trí cố định. Thân (11) được đậy kín bằng hai nắp (10)&(13) được gắn chặt bằng bulông (3). Nút (1) có bốn hốc lõm, hai lỗ hướng tâm vuông góc nhau và các lỗ được bố trí dọc theo chiều cao. c. Nguyên lý làm việc: Khi chưa tác động vào tay gạt (5), thì lúc này nút (1) ở vị trí thứ nhất: khoang xylanh thuỷ lực thông với đường tháo, phanh vẫn ở vị trí thường đóng, chất lỏng từ bơm bámh răng (28) (hình 4.1) tràn qua van an toàn (29) trở về bình chứa. Muốn nhả phanh, ta quay tay gạt một gócĠ, nút (1) chuyển sang vị trí thứ hai, các khoang của xylanh thuỷ lực nối thông với khoang chất lỏng do bơm bánh răng cung cấp. Việc này thực hiện trước khi muốn quay bàn quay hoặc di chuyển máy xúc. 4.5. CƠ CẤU CHẤP HÀNH: 4.5.1. Xylanh thuỷ lực: Xylanh thuỷ lực là một động cơ thuỷ lực đơn giản, khâu đi ra của nó thực hiện chuyển đọng tịnh tiến qua lại. Xylanh thuỷ lực được chia làm hai loại: Xylanh momen: với chuyển động tương đối giữa piston và xylanh là chuyển động quay. Xylanh lực: ở đây chuyển động tương đối giữa piston và xylanh là chuyển động tịnh tiến. Trong đó, xylanh lực là loại được sử dụng hầu hết trên các máy xúc thuỷ lực hiện nay. Theo số chiều tác dụng, ta có: Xy lanh một chiều : chất lỏng làm việc chỉ tác động ở một phía, tạo nên một chiều chuyển động Xy lanh hai chiều : chất lỏng làm việc chỉ tác động từ hai phía, tạo nên hai chiều chuyển động Theo kết cấu xy lanh: Xy lanh có cần một phía: cần piston bố trí về một phía của xy lanh Xy lanh có cần hai phía: cần piston bố trí về hai phía của xy lanh Thông thường, xy lanh thuỷ lực piston tác dụng một chiều được trang bị trên máy xúc thường sử dụng trong hệ thống điều khiển và để dẫn động một số cơ cấu phụ.Còn để dẫn động các thiết bị công tác như: cần, tay xúc, gàu.v.v... thì người ta thường dùng xy lanh thuỷ lực hai chiều có cần một phía. Tuỳ theo, từng loại thiết bị công tác được dẫn động mà ta có nhưng xylanh với kích thước: D (đường kính trong xy lanh), d(đường kính cần đẩy), S(hành trình piston).v.v... Hình 4. 17.Xylanh thuỷ lực máy xúc EO - 4121A Trong đó: 1,14- Tai sau, tai trước; 2- Đai ốc; 3- Chốt chẻ; 4- Piston; 5- Vòng đệm; 6- Vòng phớt; 7- Cần đẩy; 8- Ống vỏ; 9,16- Vòng bít; 10- Ống lót; 11- Nắp trước; 12- Vòng chắn bùn; 13- Chốt; 15- Bạc lót. a. Cấu tạo (hình 4.13): Thể tích công tác chính của xy lanh được tạo thành bởi : ống vỏ (8) cùng với tai (1) lồng ống lót (10). Cần đẩy (7) được đặt trong xy lanh, một đầu được liên kết với tai trước (14) đầu kia được bắt chặt với piston (4) bằng đai ốc (2) và chốt chẻ (3). Để giảm bớt ma sát và mài mòn ta phủ lên lớp đồng trên bề mặt piston (4). Trên thân piston có các rãnh, ở đó được bố trí vòng đệm (5), vòng phớt (6) nhằm tránh chất lỏng qua lại giữa các khoang. Ngoài ra, trên ống lót (10) ta cũng lắp vòng bít (9),(16) để ngăn chất lỏng rò rỉ ra ngoài. Để giữ cho ống lót không di chuyển, nắp trước (11) được vặn vào ống lót (8) bằng ren và trong nắp người ta lắp vòng chắn bùn (12) để làm sạch cần đẩy. b. Nguyên lý làm việc: Chúng ta có thể dễ dàng biết được nguyên lý làm việc của xy lanh thuỷ lực, khi chất lỏng có áp được cấp vào một trong hai của xy lanh thuỷ lực và piston sẽ dịch chuyển về phía tương ứng. 4.5.2. Động cơ thuỷ lực: a. Nhiệm vụ: Động cơ thuỷ lực dùng để biến đổi năng lượng dòng chảy của môi trường công tác thành năng lượng của khâu đi ra, tức là làm quay trục rotor để dẫn động cơ cấu thừa hành. Động cơ thuỷ lực được trang bị máy xúc thuỷ lực thường là động cơ thuỷ lực piston hướng kính sử dụng để dẫn động cơ cấu quay bàn quay hoặc cơ cấu di chuyển. Hình 4.18. Kết cấu động cơ thuỷ lực Trong đó: 1- Bulông; 2,7,13- Nắp; 3- Bộ phân phối; 4- Vỏ bộ phân phối; 5- Lổ tia; 6- Thanh truyền; 7-Nắp; 8- Bộ lọc; 9- Piston; 10- Võ của môtơ thủy lực; 11- Vòng chặn; 12- Ổ đũa chặn; 14- Tr ục; 15- Van an toàn; 16- Tấm đỡ; 17- Khớp nối b. Cấu tạo (hình 4.18): Động cơ thuỷ lực piston hướng kính được cấu tạo từ hai phần: Phần tĩnh Stato: gồm có vỏ (4), Võ của môtơ thủy lực (10) và các nắp làm kín (2), (7), (13). Trong vỏ (4) có các kênh để hướng dòng chất lỏng công tác đến bộ phân phối (3) và từ bộ phân phối này lại thông qua các kênh để cấp vào, võ của môtơ thủy lực (10). Ngoài ra, van an toàn (15) được lắp trên thân để tránh quá tải cho bơm. Phần quay rotor: Trục lệch tâm (14) được lắp trên hai ổ đỡ (12), một ổ lắp trên thân (10), một ổ lắp trên nắp (13). Năm thanh truyền (6) được đặt tiếp xúc với trục (14), dưới tác dụng áp lực chất lỏng piston (9) làm việc kéo thanh truyền và trục quay theo. Đồng thời, bộ phân phối (3) cũng quay theo trục nhờ khớp nối (17). Cơ cấu khuỷu- thanh truyền là thân của bơm, ở đây phần tỉnh stator 1 làm chức năng thanh truyền, tâm chung O còn các xilanh được đặt trong phần quay rôto 2. Khi quay rôto quanh tâm O lạch cách tâm O một khoảng (e), thì pittông thực hiện chuyển động xuay tròn cùng với rôto và chuyển động tịnh tiến qua lại so với rôto Chất lỏng được đưa vào dưới pittông và bị pittông đẩy ra theo hai kênh 3 dọc trong trục rôto. Chát lỏng được bơm ra (bơm đẩy ra) khi quay pittong từ điểm A đến điểm C và khi dịch chuyển nó đến tâm (trục) O khi làm việc, cần thiết phải để cho pittông ép vào stator. Thực hiện được điều này là nhờ lò xo lắp dưới pittông, hoặc nhờ con trượt di chuyển trong rãnh của stator, hoặc nhờ bơm phụ ép pittông sát vào stator trong khoang hút của bơm. Trong môtơ thủy lực kiểu tương tự, pittông bị ép sát vào stator nhờ áp lực của chất lỏng cung cấp phía dưới pittông. Nếu như đổi vị trí khoảng lệch e trong bơm bằng cách chuyển vị trí của stator thì sẽ thay đổi tác dụng ngược lại của khoang hút và xả. Thay đổi khoảng lệch tâm e dẩn dến việc thay đổi tương ứng lượng chất lỏng cung cấp của bơm. Động cơ thủy lực piston hướng kính sử dụng để tạo ra áp suất đến 25MPa và cung cấp từ (5lít/ phút khi tần số quay của môtơ từ (15006000) vòng/ phút. c. Nguyên lý làm việc: Chất lỏng có áp lực từ ống dẫn cao áp đưa vào vỏ (4) , sau đó đi vào bộ phân phối (3). Chất lỏng từ khoang tăng áp của bộ phân phối qua kênh A nối thông thân (9) của động cơ thuỷ lực. Lúc này, chất lỏng chảy vào các khoang xylanh và dưới áp lực của chất lỏng piston (8) bắt đầu dịch chuyển trong xylanh, thông qua thanh truyền (6) làm quay trục (14). Trong thời gian động cơ thuỷ lực làm việc, piston bị dịch chuyển ra xa tâm đẩy chất lỏng qua lổ trong xylanh chảy vào võ của môtơ thủy lực (10) và vỏ (4) qua bộ phân phối (3). Từ kênh B chất lỏng tiếp tục chảy vào đường tháo của hệ thống thuỷ lực. Nếu áp lực chất lỏng được cấp vào vượt quá trị số cho phép thì van an toàn (15) sẽ mở ra và cho một phần chất lỏng chảy qua chảy về đường tháo. Để đảo chiều chuyển động của động cơ, chất lỏng công tác được cấp vào kênh B. Lúc này, đường tháo sẽ trở thành đường cấp chất lỏng cho động cơ thuỷ lực. 4.5.3. Cơ cấu quay bàn quay: Trong quá trình làm việc của máy xúc, thì việc quay thiết bị công tác đến vj trí dỡ tải và ngược lại vùng đào là một trong những động tác không thể thiếu. Để đảm nhận được nhiệm vụ này, đòi hỏi trên các máy xúc đều phải trang bị cơ cấu quay. Tuỳ theo cách dẫn động cơ cấu quay mà ta có được: Máy xúc quay không trọn vòng: Ở máy xúc loại này, cơ cấu được dẫn động bởi xylanh thuỷ lực. Dựa vào kết cấu thừa hành thì bộ phận quay có nhiều loại: cáp, xích, thanh răng.v.v... nhưng thông thường trên các máy xúc dẫn động thuỷ lực thì người ta sử dụng bộ phận quay kiểu xích - thanh răng được bố trí trên thân xylanh. Máy xúc quay trọn vòng: Cơ cấu quay của máy xúc trọng vòng là cơ cấu quay được dẫn động bởi động cơ thuỷ lực, thông qua bộ truyền động bánh răng để quay bàn quay. Đây là loại được sử dụng hầu hết trên các máy xúc thuỷ lực vạn năng hiện nay, chúng bao gồm có hai loai: Động cơ thuỷ lực momen cao: Với loại này, động cơ thuỷ lực trực tiếp dẫn động bánh răng di động, thường xuyên ăn khớp với vành răng của ổ quay, đồng thời đảm bảo được trị số momen xoắn ở trục ra. Động cơ thuỷ lực momen thấp: Bằng cách sử dụng hộp giảm tốc được lắp đặt giữa động cơ thuỷ lực và bánh răng di động cho nên momen xoắn ở trục ra được thay đổi. Do đó, với động cơ thuỷ lực momen thấp ta sẽ dễ dàng có giá trị momen xoắn thích hợp để dẫn động bánh răng di động. Máy xúc thuỷ lực vạn năng EO - 4121A là một trong những máy xúc thuộc nhóm kích thước N4 có khối lượng thao tác lớn. Do đó, các cơ cấu chấp hành đặc biệt là các động cơ thuỷ lực trang bị trên máy xúc phải tạo ra momen đủ lớn. Để đáp ứng được điều này đòi hỏi áp lực chất lỏng cung cấp lớn, dẫn đến bơm lớn.v.v... và làm cho hệ thống thuỷ lực cồng kềnh hơn. Vì thế động cơ thuỷ lực momen thấp thông qua hộp giảm tốc của bộ phận quay sẽ khắc phục được những nhược điểm trên và được lựa chọn để lắp trên máy xúc thuỷ lực vạn năng EO - 4121A. Hình 4.19.Cơ cấu quay bàn quay Trong đó: 1- Trục ra; 2- Bánh răng di động; 3- Vòng ổ quay; 4- Khung bàn quay; 5,7- Bánh răng truyền động; 6- Vỏ hộp giảm tốc; 8- Động cơ thuỷ lực; 9- Trục bánh răng; 10- Bulông a. Cấu tạo (hình 4.19): Bộ phận quay của bàn quay gồm có: động cơ thuỷ lực (8), trục ra của động cơ này được liên hệ với trục bánh răng (9) của hộp giảm tốc. Qua các cặp bánh răng truyền động (5), (7), chuyển động quay được truyền đến bánh răng dịch chuyển (2) lắp trên trục ra (1) và ăn khớp với vành răng của vòng ổ quay (3). Nhờ khung bàn quay được hàn với ổ quay và hộp giảm tốc, do đó khi Môtơ thuỷ lực piston hướng kính làm việc thì bàn quay quay theo. Ngoài ra, để giữ cho bàn quay không bị quay khi động cơ thuỷ lực không làm việc, người ta lắp đặt thêm cơ cấu phanh ở trục vào hộp giảm tốc. b. Nguyên lý làm việc: Trước khi quay bàn quay người lái gạt cần điều khiển phanh hãm bàn quay (6) (hình 4.11) đến vị trí nhả phanh. Sau đó, tác động vào cần điều khiển van trượt đến vị trí mở, lúc này chất lỏng công tác được cấp từ bơm vào khoang làm việc của động cơ thuỷ lực làm quay rotor động cơ. Khi động cơ làm việc, momen xoắn được tạo ra qua hộp giảm tốc dẫn động bánh răng di động (2) và làm quay bàn quay. Khi tăng tốc vì lực quán tính nên bàn quay không thể tức khắc đạt tốc đọ lớn nhất mà chỉ tăng lên từ từ. Đồng thời, lúc này chỉ một phần chất lỏng do bơm cung cấp qua động cơ thuỷ lực, phần còn lại qua van an toàn trở về ống tháo. Điều này cho phép điều chỉnh được tốc đọ quay lớn nhất của bàn quay. Muốn hãm bàn quay ta di chuyển van trượt về vị trí trung gian và chất lỏng công tác cung cấp từ bơm bị đóng lại. Măc dù vậy nhưng động năng dự trữ để quay bàn quay làm cho động cơ thuỷ lực vẫn hoạt động và làm việc ở chế độ bơm. Bởi vì, chất lỏng cung cấp bị khoá lại nên không có chất lỏng cung cấp cho bơm. Lúc này, chất lỏng từ đường tháo qua van một chiều bổ sung và van thông qua cấp vào khoang công tác cho đến khi động cơ thuỷ lực dừng hoàn toàn. 4.5.4. Cơ cấu di chuyển: Hầu hết trên các máy xúc hiện nay, người ta thường trang bị một trong hai cơ cấu di chuyển sau: Bánh xích Bánh hơi Ứng với mỗi kiểu sẽ có những ưu và nhược riêng, tuỳ theo công việc cụ thể mà ta có những lựa chọn thích hợp: Bánh xích: Ưu điểm : - Cho phép giảm áp lực đè lên nền - Hệ số bám lớn do đó tận dụng được sức kéo từ động cơ tốt hơn - Khả năng vượt dốc cao Nhược điểm: - Trọng lượng lớn, có khi chiếm tới 40% trong lượng toàn bộ máy - Cấu tạo phức tạp, chóng mòn, làm việc ồn - Thời gian phục vụ ngắn khoảng 1500( 2000 (h) - Tốc độ di chuyển thấp Phạnvi sử dụng: Thường sử dụng để thi công ở những địa hình : cát, đất lầy lội.v.v... Bánh hơi: Ưu điểm: - Thời gian phục vụ dài khoảng 30( 40 (nghìn km) - Tốc độ di chuyển lớn hơn cơ cấu di chuyển bánh xich - Nhẹ nhàng, làm việc êm, hiệu suất cao. Nhược điểm: - Lực bám yếu do bề mặt tiếp xúc bánh xuống nền nhỏ - Khả năng vượt dốc kém Phạm vi: Với những khuyết điểm trên, ngày nay người ta đã cải thiện một cách đáng kể và bánh hơi ngày càng được sử dụng phổ biến. Máy xúc thuỷ lực vạn năng EO - 4121A là một trong những máy xúc được trang bị cơ cấu di chuyển kiểu bánh xích. Với mỗi bánh xích được dẫn động từ một động cơ thuỷ lực riêng biệt, điều này cho phép máy xúc có thể quay được nhờ sự chuyển động của hai dải xích khác nhau. Ở cơ cấu di chuyển kiểu bánh xích thì không cần sang số truyền động mà tốc độ của máy xúc sẽ tự động điều chỉnh bởi động cơ thuỷ lực. Hình 4.20. Cơ cấu di chuyển bánh xích Trong đó: 1- Giải xích; 2- Vòng ổ quay; 3- Khung bàn quay; 4- Khung giữa; 5- Hộp giảm tốc; 6- Động cơ thuỷ lực; 7- Dầm ngang; 8- Bánh xe dẫn hướng; 9- Khung bánh xích; 10- Bánh đỡ xích; 11- Bánh xe chủ động; 12- Bộ góp trung tâm. a. Cấu tạo (hình 4.20) : Tải trọng từ khung bàn quay (3) được truyền lên thiết bị di động qua vòng ổ quay (2). Dầm ngang (7) của khung giữa (4) gối trên khung (9) của bánh xích. Trên khung (9) người ta lắp đặt bánh xe chủ động (11) bánh xe dẫn hướng (8) các bánh đỡ xích (10), trong đó bánh xe chủ động được truyền chuyển động quay từ động cơ thuỷ lực (6) qua hộp giảm tốc (5) làm cho máy xúc di chuyển. Bộ góp trung tâm (12) nhằm để cung cấp chất lỏng từ bơm đến động cơ thuỷ lực. b. Nguyên lý làm việc: Để đảm bảo chức năng chuyển động của máy xúc thì cơ cấu di chuyển phải thực hiện khả năng di chuyển: thẳng và quay. Muốn di chyển thẳng thì ta gạt đồng thời hai cần điều khiển (3)&(8) (hình4.). Lúc này, các van trượt tương ứng đều ở cùng vị trí làm việc, chất lỏng từ bơm được cấp vào hai động cơ thuỷ lực. Sau khi, động cơ làm việc truyền chuyển động quay qua hộp gảm tốc đến bánh xe chủ động làm cho máy xúc chuyển động theo đường thẳng. Khi vào cua hoặc quay máy xúc thì ta cũng tác động vào một trong hai cần điều khiển và sẽ làm cho máy xúc quay tương ứng. 4.5.4.1. Thiết bị căng xích: Thiết bị căng xích thường lắp đặt ở bánh xe dẫn hướng dùng để căng giải xích của cơ cấu di chuyển. Hình 4.21. Thiết bị căng xích Trong đó: 1- Bánh xe dẫn hướng; 2- Con trượt; 3- Chạc; 4- Xylanh thuỷ lực; 5- Ống dầu; 6- Bơm dầu; 7- Trục; 8- Ổ bi; 9- Khung bánh xích Bánh xe dẫn hướng (1) được lắp với ổ bi đũa (9) nằm trên trục (8). Trục (8) liên kết với con trượt (2) bằng then, đồng thời chạc (3) cũng bắt chặt với con trượt (2) bằng bulông và hình thành một khối có thể di chuyển được trong khung bánh xích. Giải xích được căng nhờ xylanh thuỷ lực (4), đầu nối của nó tựa vào gối của chạc (3). Dầu được cấp vào xylanh thuỷ lực (4) qua bơm dầu (6) dẫn đến piston, cùng chạc (3), bãnh xe (1) di chuyển về phía bên trái (như hình vẽ) kéo căng xích. Để nới lỏng xích ta vặn ống nối (5) theo chiều ngược lại để tháo bớt một phần chất lỏng ra ngoài. 4.5.4.2. Bộ góp trung tâm: Nhiệm vụ: Bộ góp trung tâm dùng để cung cấp chất lỏng từ bộ phân phối thuỷ lực đến các động cơ thuỷ lực và xylanh thuỷ lực phanh của cơ cơ cấu di chuyển. Cấu tạo (hình 4.22): Hình 4.22. Cấu tạo (a) và sơ đồ (b) bộ góp trung tâm Trong đó: 1,12- Vòng đệm; 2- Vú mở; 3- Đai ốc; 4- Ổ bi; 5- Nắp trên; 6,7,8,9,13,14- Các khoang; 10- Vòng chặn; 11- Vòng phớt; 15- Cột; 16- Gujông; 17- Tấm thép Bộ góp được cấu tạo từ hai bộ phận: - Bộ phận cố định: cột (15), trong đó cáo các kênh hướng tâm và dọc trục. - Bộ phận di động bao gồm: sáu khoang di động (6-9,13,14) bên ngoài và quay theo bàn quay. Để tạo ra độ kín khít ta lắp các vòng phớt (11), giữa các vòng phớt được lắp các vòng chặn (10). Đồng thời, giữa các khoang được lắp vòng đệm (12), các khoang được kẹp bằng các gujông (16). Bộ phận ngoài của bộ góp được hãm tương đối với bàn quay bằng các tấm thép (17) có vành khuyết để bọc lấy các gujông bộ góp. Nguyên lý làm việc: Bộ phận ngoài của bộ góp được liên kết với bàn quay, do đó các khoang quay tương đối với cột (15). Chất lỏng công tác từ bộ phân phối thuỷ lực đi vào các khoang, được chế tạo rỗng, bao quay cột cố định (15). Lúc này chất lỏng thông qua kênh hướng tâm và kênh dọc trục qua ống nối cấp vào các khoang công tác của xylanh thuỷ lực phanh và động cơ thuỷ lực. Như vậy, mặc dù các thiết bị cung cấp chất lỏng lắp đặt trên bàn quay nhưng thông qua bộ góp trung tâm vẫn đảm bảo được chất lỏng cấp cho xylanh thuỷ lực phanh và động cơ của cơ cấu di chuyển hoạt động. 4.6.THIẾT BỊ THUỶ LỰC PHỤ: 4.6.1.Bình chứa: Bình chứa chất lỏng dùng để cung cấp chất lỏng và làm mát một phần chất lỏng công tác. Hình 4.23. Bình chứa chất lỏng Trong đó: 1- Nút tháo; 2- Thanh giằng; 3- Khoá chặn; 4,8- Đai ốc; 5- Van; 6- Thành bình; 7- Ống nhỏ; 9- Thước đo dầu; 10- Phần tử lọc; 11- Miệng rót; 12- Bộ lọc thô; 13- Nắp đậy; 14- Thân bộ lọc; 15- Van an toàn; 16- Bulông; 17- Lổ thông hơi; 18- Giá đỡ Trên các máy xúc thuỷ lực người ta thường dùng bình chứa chất lỏng loại hở, khoang trong bình được nối thông với khí quyển qua lỗ thông hơi (17). Mặt trong của bình được gia công nhẵn, không có vách ngăn được chống rĩ bằng cách phủ một lớp hoá chất. Thành dưới (đáy) của bình được cấu tạo dạng vòm có nút tháo (1) để tháo dầu và chất bẩn. Chất lỏng được cấp vào bình qua lỗ của cốc (14), đi qua phần tử lọc (10) đặt trên ống (7) và được giữ lại bằng đai ốc (8). 4.7.1.Bầu lọc: Trong quá trình làm việc chất lỏng bị phân huỷ và nhiểm bẫn bởi nhiều loại tạp chất như: mạt kim loại do các bề mặt ma sát bị mòn, tạp chất do dầu biến chất, bị oxi hoá.v.v... Để loại bỏ những tạp chất trên, nhất là các tạp chất cơ học, đòi hỏi người ta phải trang bị các thiết bị lọc. Theo khả năng thông qua (kích thước và số lượng của tạp chất thông qua bầu lọc), ta chia bộ lọc ra làm hai loại: Lọc thô và lọc tinh. Trên các máy xúc thuỷ lực, bầu lọc thô với phần tử lọc là lưói lắp trên miệng rót của bình chứa còn với bầu lọc tinh thường lắp trên đường tháo của chất lỏng. Mặc dù, không bảo vệ được bơm khỏi các tạp tạp chất lẫn trong chất lỏng nhưng tránh được hiện tượng xâm thực xảy ra do tắt bầu lọc. Hình 4.24. Bầu lọc dầu máy xúc EO - 4121A Trong đó: 1- Nắp; 2- Vòng đệm kín; 3- Cốc; 4-Lõi; 5- Phần tử lọc; 6- Bulông; 7- Đầu nối Bầu lọc chính được lắp trên máy xúc thuỷ lực EO - 4121A là bầu lọc tinh với phần tử lọc bằng giấy có độ lọc 25 micrômet. Nó được cấu tạo từ : nắp (1), cố (3), phần tử lọc (5), lõi (4) , vòng đệm kín (2) và bulông (6) để gài phẩn tử lọc. Chất lỏng công tác chảy vào kênh A và qua các bộ phận lọc đi đến kênh C. Trong trường hợp lọc tắt thì áp lực chất lỏng tr ong kênh A sẽ tăng lên, van an toàn (không thể hiện trên hình vẽ ) mở ra, lúc này chất lỏng thông qua kênh C mà không qua phần tử lọc. 4.7.2.Thiết bị làm mát: Để đảm bảo nhiệt làm việc của chất lỏng công tác ổn định, giữ cho độ nhớt của chất lỏng không đổi, đảm bảo khả năng bôi trơn, người ta dùng két làm mát chất lỏng. Thông thường có hai cách làm mát: Dùng nước làm mát Dùng không khí làm mát Mặc dù, két làm mát chất lỏng bằng không khí có giá thành đắt hơn do phải sử dụng vật liệu quý (đồng) và chế tạo khó. Nhưng với khả năng làm mát tốt, kết cấu gọn nhẹ, thuận lợi cho việc bố trí trên xe, do đó trên các máy xúc thuỷ lực đều trang bị két làm mát chất lỏng bằng không khí. Hình 4.25. Kát làm mát dầu bằng không khí Trong đó: 1,2- Lổ dầu vào, ra; 3- Thân két; 4- Tai; 5- Phiến tản nhiệt; 6- Vách ngăn Két làm mát thường đặt trên đường tháo của chất lỏng chảy về bình. Chất lỏng sau khi làm việc sau khi làm việc xong theo ống dẫn qua lổ (1) vào két. Chất lỏng được dẫn qua dàn ống lắp trong két, bao quay các ống là các phiến tản nhiệt. Các phiến này trực tiếp trao đổi nhiệt giữa chất lỏng công tác và không khí. Không khí này được tạo ra chủ yếu từ quạt được dẫn động bởi động cơ Diesel. Sau khi trao đổi nhiệt, nhiệt độ chất lỏng giảm xuống và theo lổ (2) trở về bình chứa. 5. TÍNH TOÁN VÀ KIỂM NGHIỆM BỀN NĂM RĂNG GÀU XÚC THỦY LỰC MỘT GÀU VẠN NĂNG EO - 4121A: 5.1. Ý nghĩa của việc tính toán sực bền răng gàu. - Trong quá trình làm việc của máy xúc những chi tiết quan trọng thường hay bị mài mòn đó là răng gàu, với những chi tiết đó thường bị mài mòn chúng ta có thể phục hồi lại bằng cách dùng kim loại chống mài mòn hàn đắp phần kim loại bị mài mòn của răng gàu để đảm bảo bền cũng như ổn định vì vậy chúng ta phải tính toán kiểm nghiệm sức bền răng gàu xúc sau khi phục hồi 5.2. Các thông số tính toán và sơ đồ phân tích lực Hình 5.1. Sơ đồ phân tích lực Trong đó: Áp suất của van xả. P = 250 (KG/cm) = 250.9,81(N/cm)= 250.9,81.10(N/m) Đường kính xilanh cần. dc = 100 (mm) = 0,1(m) Đường kính xilanh gàu. d = 100 (mm) =0,1(m) Theo sơ đồ tính toán ta có các thông số hình học của xilanh cần và xilanh gàu như sau. A = 513 (mm) = 0,513(m) B = 390 (mm) = 0,390(m) C = 392 (mm) = 0,392(m) D = 1287 ( mm) =1,287(m) E = 400 (mm)= 0,4(m) F = 3750 (mm) =3,75(m) Trong quá trình đào bới, răng gàu sẽ chịu hai lực như sau Fs : lực do xilanh cần gây ra FB: Lực do xilanh gàu gây ra Gọi FXLC là lực đẩy của pittông cần FXLC = = = 192521 (N) Vậy FXLC =19625 (kG) là lực đẩy của pittông xilanh cần Gọi FXLG là lực đẩy pittông xilanh gàu FXLG = = = 192521 (N) Vậy FXLG =19625 (kG) là lực đẩy của pittông xilanh gầu Từ sơ đồ phân tích lực lấy mômen tại (g), ta có phương trình cân bằng mômen FB D = Bỏ qua tổn thất do ma sát trong các khớp ta có lực sinh ra tại răng gầu. FB = = = 7862,6 (kG) Tương tự ta tính FS lực do xilanh pittông cần gây ra Lấy phương trình cân bằng mômen tại (b) Ta có phương trình: FXLC E = FS F Lực cắt Fs do xilanh pittông cần gây ra FS = Thay số vào ta có: FS = = 1805,3 (kG) Như vậy lực do xilanh pittông gàu gây ra tại răng gàu là FB = 77132 (N) Và lực do xilanh pittông cần gây ra tại răng gàu là FS = 17709,9 (N) Qua quá trình tính toán ta thấy, để đảm bảo đủ bền răng gàu xúc ta phải kiểm nghiệm ứng suất của răng gàu lớn nhất khi FB gây ra tại răng gàu xúc là. Tổng số răng gàu có là 5 cái Như vậy mổi răng gàu chịu lực là FRG = = = 15426,4(N) Xét mặt cắt nguy hiểm lớn nhất của răng gàu ta có Tiết diện mặt cắt của răng gàu là a1 = 90(mm) = 0,09 (m) b1= 50 (mm) = 0,05 (m) Ứng suất lại răng gàu là. RG = = = 3428089 (N/m) Như vậy ứng suất tại răng gàu xúc là. RG= 3428089 (N/m) Ứng suất cho phép = 116900(KG/cm)= 116800.9,81(N/cm) = 11467890000 (N/m) Như vậy ta thấy răng máy xúc đủ bền 6.TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM BƠM CHíNH . 6.1.CÁC THÔNG SỐ CỦA BƠM. Số vòng quay n = 1700(v/ph) Lưu lượng Q = 195 (l/ph) Áp suất p =250 at Số piston z = 7 Góc nghiêng lớn nhất a = 250 Hiệu suất của bơm hQ = 0,95 g Hình 6.1 Bơm píton rôto Ta có: Thể tích mà một piston chuyển được trong một vòng quay của rôto là: (6.1) Trong đó: d : là đường kính xilanh. S : hành trình piston. Đối với trường hợp bơm có Z piston thì lưu lượng của bơm trong một vòng quay là: (6.2) Trong đó: D: đường kính vòng chia. được xác định theo tỷ lệ ở bảng (6.1) 6.1.1.Xác định lưu lượng lý thuyết của bơm. Ta có Trong đó: Qlt : lưu lượng lý thuyết của bơm Q : lưu lượng thực của bơm. hQ : Hiệu suất của bơm, hQ = 0,95. Thay số vào ta có . (l/ph) Lưu lượng riêng lý thuyết Ta có: Trong đó: Qlt : là lưu lượng lý thuyết (l/ph) n : số vòng quay của bơm (v/p) Thay số ta có: (l/vòng) Từ công thức (6.2) ta có: (cm) Ta chọn z =7 nhằm giảm hệ số dao động lưu lượng. Thay số ta có: (cm) Ta có d = 2,47 (cm) Từ (6.1) ta có: (cm) Đường kính vòng chia rôto. (mm) Ta có: Dx = 7,655 (cm) Đường kính làm việc của đĩa nghiêng. 6.1.2.Tính hệ số dao động lượng của bơm Lưu lượng tức thời do mỗi piston piston tạo nên thay đổi theo thời gian, phụ thuộc vào vận tốc v của piston xilanh. 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 ở tâm . rút gọn lại =0,228 Với R=4,225 n =1700(v/ph) d=2,47 6.1.3.Hệ số dao động lưu lượng 6.2.1.TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM BƠM MỚI. 6.2.2.CÁC THÔNG SỐ CỦA BƠM. Số vòng quay n = 1700(v/ph) Lưu lượng Q = 195 (l/ph) Áp suất p =250 at Số piston z = 9 Góc nghiêng lớn nhất a = 250 Hiệu suất của bơm hQ = 0,95 Ta có Thể tích mà một piston chuyển được trong một vòng quay của rôto là: (6.1) Trong đó: d : là đường kính xilanh. S : hành trình piston. Đối với trường hợp bơm có Z piston thì lưu lượng của bơm trong một vòng quay là: (6.2) Trong đó: D : đường kính vòng chia. được xác định theo tỷ lệ 6.2.3.Xác định lưu lượng lý thuyết của bơm. Ta có Trong đó: Qlt : lưu lượng lý thuyết của bơm Q : lưu lượng thực của bơm. hQ : Hiệu suất của bơm, hQ = 0,95. Thay số vào ta có. (l/ph) Lưu lượng riêng lý thuyết Ta có: Trong đó: Qlt : là lưu lượng lý thuyết (l/ph) n : số vòng quay của bơm (v/ph) Thay số ta có: (l/vòng) Từ công thức (6.2) ta có: (cm) Ta chọn z =9 nhằm giảm hệ số dao động lưu lượng. Thay số ta có: (cm) Ta lấy d = 2,2 (cm) Từ (6.1) ta có: (cm) Đường kính vòng chia rôto. (mm) Ta chọn Dx = 7,5 (cm) Đường kính làm việc của đĩa nghiêng. T ính hệ số dao động lượng của bơm Lưu lượng tức thời do mỗi piston piston tạo nên thay đổi theo thời gian, phụ thuộc vào vận tốc v của piston xilanh. 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 ở tâm . rút gọn lại =0,176 Với R=4,14 n =1700(v/ph) d=2,2 6.2.4. Hệ số dao động lưu lượng Kết luận: Qua tính toán ta thấy hệ số dao động lưu lượng của bơm piston hướng trục có 9 xilanh nhỏ hơn so với bơm piston hướng trục có 7 xi lanh 7. VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA MÁY XÚC THUỶ LỰC: 7.1. VẬN HÀNH MÁY XÚC: 7.1.1. Điều khiển máy xúc: Để có thể vận hành được máy xúc, yêu cầu người lái cần phải nắm vững cách bố trí, công dụng của các cần gạt và bàn điều khiển. Ngoài ra, còn nắm được công dụng, mục đích của hệ thống đèn hiệu, đèn báo.v. .v. Cần điều khiển H3-14 Bộ phận được điều khiển Hoạt động của bộ phận được điều khiển Đẩy khỏi mình Về phía mình Về bên phải Về bên trái 1 4 2 9 3 8 7 5 6 Cần Tay xúc & Gàu Quay Quay Xích trái Xích phải Tay ga động cơ Phanh di chuyển Phanh quay Hạ cần Co tay Quay phải Quay trái Tiến Tiến Tăng ga Nhả Nhả Nâng cần Duỗi tay - - Lùi Lùi Giảm ga Đóng Đóng Duỗi tay xúc Co gàu - - - - - - - Co tay xúc Duỗi gàu - - - - - - - Bảng 7.1. Bảng điều khiển cần gạt và bàn đạp của máy xúc EO - 4121A: 7.1.2. Vận chuyển máy xúc: Tuỳ thuộc vào kiểu của máy xúc và khoảng cách cần vận chuyển mà ta có những phương pháp vận chuyển phù hợp: Với khoảng cách xa, người ta thường vận chuyển máy xúc bằng phương tiện đường sắt Khoảng cách (100 km: Máy xúc bánh xích: thường vận chuyển bằng rơmóc Máy xúc bánh hơi: thường cho tự hành hoặc lai dắt Khoảng cách (5 10) thì vận chuyển bánh xích bằng cách tự hành Đối với các máy xúc có kích thước lớn (dung tích gàu 12m) ta phải tháo rời từng bộ phận khi vận chuyển. Khi vận chuyển máy xúc trên các toa xe hoặc bằng các rơmóc phải tuân theo các quy tắc xếp và buộc đã được bộ giao thông vận tải quy định. 7.1.3. Tổ chức thi công: Tuỳ theo đặc điểm của công trình cần thi công mà người ta bố trí và tổ chức các phương tiện sao cho có thể sử dụng được tốt nhất, năng suất lao động cao nhất và giá thành thấp nhất. Gàu ngược: dùng để đào hào, hố, kênh mương hoặc làm việc ở các bãi khai thác Gàu ngoạm: được sử dụng để đào đất cao ở mức thấp hơn so với chỗ máy đứng, đào giếng sâu hẹp và đào các hố không lớn nhưng sâu Gàu bốc xếp: thường khai thác những mô đất cao hơn chỗ máy đứng và chuyển đất đi Ngoài ra, tuỳ thuộc vào đặc tính đất đá của từng công trình mà ta đưa ra lựa chọn phù hợp cho từng loại máy Chẳng hạn, máy xúc EO - 4121 với trang bị gàu ngược A thường dùng để đào các loại đất đá thuộc nhóm I IV. Tên đất Nhóm đất Tỷ trọng trung bình (kg/m) Cát than bùn Đất canh tác I 1600 Đất sét mỡ mềm Sõi nhỏ cỡ 15mm, đá dăm II 1750 Đất sét nặng Sõi lớn, vật liệu vụn III 1950 Đất sét khô Hoàng thổ , băng tích IV 2000 Đât đồi núi khô cứng Đất đồi núi nỗ mìn, quặng V ¸ VI 2200 7.2. BẢO DƯỠNG KỸ THUẬT MÁY XÚC: Bảo dưỡng kỹ thuật máy xúc là một công việc bắt buộc phải thực hiện trong một khoảng thời gian sử dụng nhằm mục đích: + Kiểm tra phát hiện những hư hỏng đột xuất + Chăm sóc các hệ thống, các cơ cấu để đảm bảo cho hệ thống làm việc lâu dài + Giữ gìn hình thức bên ngoài Đối với máy xúc thuỷ lực EO - 4121A ta chia ra các cấp bảo dưỡng như sau: Bảo dưỡng theo ca : là công việc được thực hiện trước và sau ca làm việc Kiểm tra cung cấp nhiên liệu, dầu mở, nước làm mát .v..v. Kiểm tra sự làm việc bình thường của hệ thống ,các cụm máy được bố trí trên máy xúc Sau ca làm việc phải xả áp lực trong hệ thống thuỷ lực, đặt cần điều khiển ở vị trí trung gian Bảo dưỡng cấp 1: là cấp bảo dưỡng được tiến hành sau 60 giờ động cơ làm việc Kiểm tra hệ thống và các cụm của máy xúc khi cần thiết phải siết chặt các mối ghép Lau sạch dầu cặn, bơm mở ở các khớp nối Kiểm tra, điều chỉnh và thay thế các loại van , bầu lọc trong hệ thống Kiểm tra và điều chỉnh độ căng giải xích Kiểm tr a và siết chặt các mối nối ống dẫn của hệ thống thuỷ lực Bảo dưỡng cấp 2: Được tiến hành sau 240 giờ động cơ làm việc với mức độ phức tạp hơn bảo dưỡng cấp 1 Kiểm tra hệ thống và các cụm của máy xúc khi cần thiết phải siết chặt các mối ghép Kiểm tra hành trình của van trượt (17 Kiểm tra thanh giằng của bộ góp trung tâm Bảo dưỡng cấp 3: được tiến hành sau 960 giờ động cơ làm việc Thực hiện các công việc của bảo dưỡng cấp 2 Thay thế các bầu lọc Thay dầu trong các hộp giảm tốc Kiểm tra độ mở của của đĩa phanh (5 Kiểm tra và điều chỉnh giá trị áp lực làm việc của các van an toàn Bảo dưỡng theo mùa: được thực hiện chủ yếu ở các nước có khí hậu lạnh và theo mùa trong năm Thay chất lỏng công tác trong hệ thống thuỷ lực Thay dầu nhờn trong các hộp giảm tốc của bộ phận quay, bộ phận di chuyển Kiểm tra sự làm việc của bộ gia nhiệt, hệ thống suởi buồng lái hoặc sự làm việc quạt gió 7.3.SỬA CHỮA VÀ THAY THẾ CÁC THIẾT BỊ CÔNG TÁC CỦA MÁY XÚC: 7.3.1. Sửa chữa máy xúc: Công tác sửa chữa nhằm khắc phục khả năng làm việc của các chi tiết, cụm tổng thành của máy xúc đã bị hư hỏng trong quá trình vận hành. Tuỳ theo quy mô sửa chữa mà ta phân ra làm hai loại: Sửa chữa thường kỳ: Việc sửa chữa này nhằm khắc phục những hư hỏng đột xuất của các chi tiết, cụm máy do công nhân có tay nghề thực hiện tại nơi máy xúc làm việc hoặc tại các trạm sửa chữa lưu động. Sửa chữa lớn (đại tu): Được thực hiện sau một số kỳ Bảo dưỡng nhất định, lúc này các cụm chi tiết sẽ được giải thể, kiểm tra và sửa chữa. Phương thức sửa chữa dây chuyền máy xúc thuỷ lực: Hình 6.2. Sơ đồ phương thức sửa chữa dây chuyền 7.3.2. Thay thế các thiết bị công tác: Như chúng ta đã biết máy xúc thuỷ lực một gàu vạn năng rất thích hợp cho loại công việc khác nhau là do ta có thể thay thế được các thiết bị công tác. Đây là một điều rất kinh tế và phù hợp với điều kiện ở nước ta hiện nay. Thay thế gàu ngược bằng gàu ngoạm: Hạ cần lên giá đỡ Tháo các chốt liên kết gàu với tay xúc rồi lấy gàu ra Tháo xylanh thuỷ lực gàu Tháo các tay đòn liên kết với gàu Lắp giá treo gàu ngoạm vào trục tay xúc Lắp gàu ngoạm và dùng chốt liên kết với tay xúc Lắp các ống dẫn thuỷ lực cho xylanh thuỷ lực gàu ngoạm Thay thế gàu ngược bằng gàu ngoạm: Hạ cần lên giá đỡ Tháo các ống dẫn thuỷ lực ở các xylanh thuỷ lực cần,tay xúc, gàu Tháo xylanh cần, tay xúc, gàu Tháo cần, tay xúc và gàu Lắp cần, tay xúc của gàu ngoạm và dùng các chốt liên kết với nhau Lắp các xylanh thuỷ lực cần, tay xúc Lắp gàu bốc xếp và dùng các chốt liên kết với tay xúc Lắp xylanh gàu Nối các ống dẫn thuỷ lực vào các xylanh cần, tay xúc và gàu 7.4.KỸ THUẬT AN TOÀN CỦA MÁY XÚC: 7.4.1. Kỹ thuật an toàn của máy xúc khi làm việc: Để đảm bảo an toàn cho máy xúc khi làm việc, người vận hành cần phải nghiêm chỉnh chấp hành những quy tắc về kỹ thuật an toàn khi vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa máy xúc Trước khi tiến hành công việc làm đất cần biết nơi thi công có hệ thống ngầm hay không. Nếu có phải dùng ký hiệu đánh dấu các đường ngầm đó. Buổi tối và ban đêm cần có điện chiếu sáng chỗ khai thác, nơi đổ đất và tuyến đường đi lại trong vùng đào. Khi vùng đào nằm ở nơi đông dân cư thì khu vực làm việc của máy xúc phải có rào chắn, có bảng chú ý. Tất cả các bộ phận quay, chi tiết quay phải được đậy nắp chắc chắn, có rào bảo vệ. Trong thời gian làm việc cấm người lạ đứng trên máy xúc hoặc đứng trong vùng hoạt động của nó. Vùng nguy hiểm là vùng ở trong vòng tròn có tâm là tâm của bàn quay và bán kính lớn hơnĠ lần so với bán kính đào lớn nhất Khi động và các bộ phận của máy xúc đang làm việc không được vặn hoặc bôi trơn bất cứ bộ phận nào. Khi làm việc máy xúc phải đứng trên bề mặt đã được san phẳng trước khi làm việc. Khi đổ đất vào ôtô cấm đưa gàu của máy xúc ngang qua đầu người hoặc trên buồng lái ôtô. Để tránh hỏng thiết bị công tác, chỉ quay bàn quay cùng với gàu đã xúc đầy sau khi đưa gàu ra khỏi vùng đào. Khi dừng máy, phải đặt cần dọc theo trục của máy xúc và đặt gàu trên mặt đất. Khi di chuyển máy xúc đặt cần dọc theo trục đường di chuyển và đặt gàu ở độ cao cách mặt đất không lớn hơn (1m). Cấm di chuyển máy xúc khi gàu đang đầy tải. 7.4.2. Các biện pháp phòng hỏa: Trong buồng lái cần có bình chữa cháy. Các loại dầu nhờn và nhiên phải được cất đặt theo quy tắc phòng hoả. Cấm để xăng, dầu, các vật liệu dễ cháy trong buồng lái. Cấm hút thuốc khi tiếp nhiên liệu, dầu bôi trơn và khi xem xét kiểm tra thùng nhiên liệu. Nghiêm cấm dùng ngọn lửa trực tiếp để đốt nóng động cơ khi khởi động. Không cho phép một sự rò rỉ của nhiên liệu hoặc dầu nhờn. Các dụng cụ cứu hoả phải luôn ở trong tình trạng tốt và đặt nơi thuận tiện để dể lấy nó. KẾT LUẬN Sau hơn ba tháng làm việc liên tục, trong quá trình khảo sát hệ thống truyền động thuỷ lực, tính toán kiểm nghiệm các thiết bị công tác trên máy xúc thuỷ lực một gàu vạn năng EO - 4121A, đồng thời tìm hiểu đo đạc thực tế trên các máy xúc tương đương. Ở đồ án tốt nghiệp này em đã trình bày hai nội dung chính: 1. Khảo sát hệ thống truyền động thuỷ lực trên máy xúc một gàu vạn năng EO- 4121A 2. Tính toán kiểm tra bền một số thiết bị công tác của máy xúc Hệ thống thuỷ lực máy xúc một gàu v.v... được thiết kế đạt các chỉ tiêu kỹ thuật. Nguyên lý làm việc đơn giản. Đặc biệt, hệ thống van thông qua mà ở một số máy xúc khác ta không thường gặp. Trong phần kiểm nghiệm bền một số thiết bị công tác trên máy xúc thuỷ lực em chỉ nêu ra và lựa chọn trường hợp làm việc điển hình nhất để từ đó làm cơ sở tính toán, mà không xét từng trường hợp trong quá trình làm việc của máy xúc. Do đó, ở đề tài này chỉ giúp ta giải quyết được vấn đề ở mức độ đơn giản chứ không phức tạp như trong thực tế làm việc. Rất mong các thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến và bổ sung cho đề tài này càng được hoàn thiện hơn. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1- Đinh Ngọc Ái- Đặng Huy Chi- Nguyễn Phước Hoàng- Phạm Đức Nhuận THUỶ LỰC VÀ MÁY THUỶ LỰC Tập II Nhà Xuất Bản Đại Học và Trung Học Chuyên Nghiệp- Hà Nội- 1972. 2- Người Dịch: Hoành Quang- Nguyễn Văn Kính TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP Nhà Xuất Bản Xây Dựng- Hà Nội- 1984. 3- Lê Viết Giảng - Phan Kỳ Phùng SỨC BỀN VẬT LIỆU Tập I Nhà Xuất Bản Giáo Dục- 1997. 4- Người Dịch: Nguyễn Văn Trọng- Nguyễn Xuân Chính MÁY XÚC THUỶ LỰC MỘT GÀU VẠN NĂNG Nhà Xuất Bản Mir- Maxcơva, Liên Xô- 1984. 5- Vũ Thế Lộc- Vũ Thanh Bình MÁY LÀM ĐẤT Nhà Xuất Bản Giao Thông Vận Tải- Hà Nội- 1997.