Giáo trình Phân tích mạch thủy lực, kiểm tra và điều chỉnh hệ thống thủy lực (Nghề Sửa chữa máy thi công xây dựng – Trình độ trung cấp): Phần 1 gồm có những nội dung về: Khái quát về mạch thủy lực trên máy xây dựng, mạch thủy lực điều khiển bơm, mạch thủy lực điều khiển cần, mạch thủy lực điều khiển gầu, mạch thủy lực điều khiển tay gầu. Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm nội dung chi tiết.
Trang 1BO GIAO THONG VAN TAI
TRƯỜNG 0A0 ĐĂNG BIA0 THÔNG VẬN TẢI TRUNG ƯUNG I
2
TRINH DO TRUNG CAP
NGHE: SUA CHUA MAY THI CONG XAY DUNG
Ban hành theo Quyét dinh sé 1955/QD-CDGTVTTWI-DT ngay 21/12/2017
của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng GTVT Trung ương I
Trang 3LOI NOI DAU
Mô-đun Phân tích mạch thủy lực, kiểm tra và điều chỉnh hệ thống thủy lực
là một trong những mô - đun công nghệ mới trong chương trình đào tạo, bồi dưỡng cho Học sinh, sinh viên cao đẳng nghề nghề sửa chữa máy xây dựng
Đây là một mô - đun quan trọng trong chương trình bồi đưỡng kỹ năng
nghề, mô - đun này giúp cho người học nâng cao được kỹ năng nghề nghiệp cả về lý thuyết và kỹ năng nghề cho sinh viên
Nội dung mô đun cập nhật những kiến thức mới, hiện đại phần nào đáp ứng
được các kỹ năng sửa chữa hệ thống thủy lực, kiểm tra và điều chỉnh hệ thống thủy
lực trên các máy xây dựng ngày nay
Mô - đun này có thể tiến hành học trước hoặc học song song với các mô -
đun chuyên môn khác
Tài liệu này dùng để bồi dưỡng các kỹ năng cơ bản về vận hành, bảo dưỡng một số loại máy thi công xây dựng cơ bản như máy xúc, máy ủi, máy san, máy lu
cho giảng viên, giáo viên trình độ cao đẳng nghề, nghề Sửa chữa máy thi công xây dựng
Trong quá trình biên soạn mặc dù đã có nhiều cô gắng, song không thể tránh khỏi những thiếu sót, hạn chế, chúng tôi rất mong được sự góp ý, bổ sung của độc
giả để nội dung tài liệu được hoàn thiện hơn
Trang 4MUC LUC
Bai 1: KY HIEU VA QUI UOC TRONG SO DO HE THONG THUY LUC MÁY XÂY DỰNG HH HH Hà 5
1 Ký hiệu các phần tử trong mạch thủy lực máy xây dựng - 5
Bai 2: BOM THUY LUC KIEU PISTON
1 Cấu tạo bơm thủy lực máy xúc PC200-5
2 Nguyên lý điều khiển bơm máy xúc PC 200-5 ¿+ ¿+2 +52s+++s++ 34 Bài 3: HỆ THÓNG ĐIỀU KHIÊN THỦY LỰC MÁY XÚC
1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của bơm thủy lực máy xúc PC200-6
2 Các van điều khiển bơm .- - ¿+ 2221132222111 13221 112251122235 36 3 Hoạt động của hệ thống CLSS - ¿+22 2221122213221 ss+ 81
Bài 4: : Mạch thúy lực điều khiển cần - 5+ + «<< ++<<<= 116
1 Sơ đồ mạch thủy lực điều khiển cần - + + 2< c+222<ccsszz se 121 Bài 5: : Mạch thủy lực điều khiến tay gầu - «5 << «s<+<<<<++ 121
1 Sơ đồ mạch thủy lực điều khiển tay gầu mm 121 2.Các dạng hư hỏng, nguyên nhân hư hỏng của hoạt động tay gau 125
Bài 6: : Mạch thủy lực điều khiển gầu «- «+ s+++<+> 126 1 Sơ đồ mạch thủy lực điều khiển gâu - ¿+ +22 + 222522 *+zzxs>2 126 2.Các dang hư hỏng, nguyên nhân hư hỏng của hoạt động gầu 130 Bài 7: : Mạch thủy lực điều khiển quay toa << 5< ««++<<s++<s+ 130
1 Sơ đồ mạch thủy lực điều khiển quay toa - 2-2222 22222 12s c++s<x 130
2.Các dạng hư hỏng, nguyên nhân hư hỏng của hoạt động quay toa 134
Bài 8: : Mạch thủy lực điều khiển di chuyển «<< «++<+ 135 1 Sơ đồ mạch thủy lực điều khiển di chuyền -+++2++52<++52 135 2.Các dạng hư hỏng, nguyên nhân hư hỏng của hoạt động quay toa 140 Bài 9: : Mạch thủy lực điều khiển kết hợp «+ «<< «+ «<< 140
1 Sơ đồ mạch thủy lực điều khiển kết hợp - ¿+ +2 + c+2zs>2s52 140 Bài 10: Kiểm tra và điều chính hệ thống thủy lực «+ 144
1 Công việc chuẩn bị (kiểm tra điều chỉnh hệ thống thủy lực CAT 320) 144
Trang 53 Kiểm tra các tính năng hoạt động 4 Điều chỉnh áp suất
5 Sự cố và xử lý sự cổ hệ thống thủy lực máy xúc Komatsu
Trang 6Bai 1: KY HIEU VA QUI UGC TRONG SO DOHE THONG THUY LUC MAY XAY DUNG
MUC TIEU:
Sau khi học xong bài này người học có khả năng:
- Đọc và hiểu được các ký hiệu trong sơ đồ mạch thủy lực trên máy xây dựng - Giải thích được các qui ước trên sơ đồ mạch thủy lực
NOI DUNG
1 Ký hiệu các phần tử trong mạch thủy lực máy xây dựng 1.1 Lý thuyết liên quan
1.1.1 Ký hiệu các phần tử trong mạch thủy lực
Để hiểu và đọc được các mạch thủy lực thì yêu cầu người thợ phải nhớ được các ký hiệu các phần tử và thiết bị thủy lực đã được tiêu chuẩn hóa theo tiêu chuẩn
Quốc tê 7S trong bảng dưới đây:
Trang 7Bơm thủy lực | chiêu lưu lượng cô định
Bơm thủy lực 1 chiều lưu lượng thay đôi Bom thuy lực 2 chiêu lưu lượng cô định Bơm thủy lực 2 chiêu lưu lượng thay đôi Motor thủy lực 1 chiêu lưu lượng cô định AL = `~ Motor thủy lực 1 chiêu lưu lượng thay đôi Ji -Ý}- Motor thủy lực 2 chiêu lưu lượng cô định > 4
Motor thủy lực 2 chiêu lưu lượng thay đôi ⁄
Bơm/motor thủy lực thuận nghịch lưu II
lượng cô định pare
Bom/motor thủy lực thuận nghịch lưu || za
lượng thay đôi
Trang 9Thùng dau hở Motor điện Khớp nơi —=ÌE Động cơ nơ Oe Lị xo WW
Chỉ hướng dòng chảy “if
Chi chiéu quay ae
7S
Đường ống và đầu nối
Trang 12- Trén mach thủy lực nói chung va mach thủy lực trên máy xây dựng nói
riêng các bộ phận chỉ tiết đều phải tuân thủ các ký hiệu theo tiêu chuẩn như bảng
trên
- Để đơn giản hóa trong sơ đồ mạch thủy lực được thẻ hiện thùng chứa dầu
(thực tế chỉ có 1 thùng chứa dầu thủy lực) được đặt ở nhiều vị trí khác nhau trong
sơ đề nhằm giảm thiểu độ đài các đường dẫn dầu trong sơ đồ
~- Trong từng hoạt động độc lập hoặc phối hợp nhiều hoạt động thao tác máy thì trên mạch thủy lực chỉ thể hiện các mạch dầu thủy lực có liên quan đến một
hoặc nhiều hoạt động đó mà thôi
Trang 13Bai 2: BOM THUY LUC KIEU PISTON MỤC TIÊU
Sau khi học xong bài này người học có khả năng:
- Trình bày được đặc điểm, cấu tạo bơm thủy lực kiểu Piston
- Giải thích được nguyên lý điều khiển của bơm thủy lực kiểu Piston NOI DUNG
1 Cấu tạo bơm thủy lực máy xúc PC200-5
1.1 Cấu tạo chung:
* Các bộ phận chính trong bơm
Hình 2.1: Các bộ phận chính trong bơm: 1 Van trợ động phía trước
2 Van NC, CO phía trước ( Negative Control, Cut Off ) 3 Van NC, CO phía sau
4 Van trợ động phía sau
5 Van TVC ( Torque Valueve Control)
6 Bơm điều khiển
7 Bơm chính phía sau § Bơm chính phía trước
* Vi tri cdc cira dau điều khiển bơm
Trang 14
Hình 2.2 Vị trí các cửa dầu điều khiển bơm
a, b Là cửa vào của mạch dầu có áp suất P, và Pạ từ các cảm biến phản hồi của van điều khiển chính đến van NC của bơm trước
c,d: Là cửa vào của mạch dầu có áp suất Pt và Pd từ các cảm biến phản hồi của van điều khiển chính đến van NC của bơm sau
e; ƒ Là cửa vào của mạch dầu có áp suất Pso, và Psu: từ van điện từ hủy chế độ cắt đến van CO của bơm trước và bơm sau
1.2 Cấu tạo bơm trước và bơm sau:
* Các cửa dẫu trong bơm:
Hình 2.3: Cửa dầu ra của bơm chính phía trước và phía sau
a Cửa dầu có áp suất ra Ppị, của bơm trước b Cửa dầu có áp suất ra Pp;, của bơm sau
Trang 15ge tgs nig owl
MOF] ROA
a a) 3
Vaw %
Hình 2.4: Các cửa dau trong bơm thủy lực máy xúc PC200-5 c Cửa dầu có áp suất hút P„ Áp của bơm trước và bơm sau
d Cửa dầu có áp suất ra Pc¡p, của van trợ động bơm sau e Cửa dầu có áp suất ra Pc¡ của bơm điều khiển
f Cửa dầu có áp suất ra P„¡ của bơm chính phía trước
g Cura dầu có áp suất ra Pc¡A của van trợ động h Cửa dầu có áp suất ra Pc;A của van trợ động
¡ Cửa dầu có áp suất ra Ppị của bơm chính phía trước j Cửa dầu có áp suất ra Pp; của bơm chính phía trước
k Cửa dầu có áp suất ra P,z của bơm điều khiển 1 Cửa dầu có áp suất ra Pc›pg của van trợ động
Trang 164 Cam lắc bơm trước 5 Piston bom trước 6 Xi lanh bơm trước 7 Đĩa van bơm trước
8 Nap sau của bơm trước
9 Bơm cánh lắp giữa bơm trước và sau
10 Khớp nói bơm 11 Nắp sau của bơm sau 12 Đĩa van bơm sau 13 Xi lanh bơm sau 14 Piston bơm sau
15 Cam lắc bơm sau Vỏ bơm sau
Trang 171.4.1 Van trg déng (Servo valve)
* Chức năng: Van trợ động có chức năng điều khiên trực tiếp piston trơn động làm cam lắc thay đổi góc nghiêng, dẫn đến lưu lượng ra Q¡; Q; của bơm chính thay đổi khi áp suất Pp, va Pp; thay đổi (tải thay đổi) Quá trình thay đổi này được thực
hiện độc lập và tự động nhờ tổ hợp các van điều khiển bơm, ta sẽ lần lượt tìm hiểu tổ hợp các loại van này
* Cấu tạo:
- Các đường dâu trong van trợ động:
Hình 2.7: Các đường dầu trong van trợ động
a; b; c Các cửa dầu kích hoạt van trợ động
d Cửa dầu có áp suất P; từ van NC đến van trợ động e Cửa dầu có áp suat Py, tir van trợ dong hdi vé bom chinh
† Cửa dầu có áp suất P;z từ bơm sau qua van trợ động
ø Cửa dầu có áp suất Pạ¡ từ bơm trước qua van trợ động
h Cửa dầu có áp suất Pạ, hồi từ cụm van CO;NC qua van trợ động ¡ Cửa dầu có áp suất P; từ cụm van CO;NC vào van trợ động
j Cửa dầu có áp suất Pyo (P.) từ bơm điều khiển vào van trợ động
k Cửa dầu có áp suất Pp; từ bơm sau qua van trợ động
Trang 181 Cửa dầu có áp suất Pp¡ từ bơm trước qua van trợ động
~ Cấu tạo chỉ tiết trong van trợ động: 1 rp Rs / \ | ị \ / / | / i | \) \ ý \ i _ \ J LÌ 2 ĩ + \ \ \ \ | \ \ \ \ `, \ | | \ \ 1 " 1 1 Hình 2.8: Hình: Cấu tạo van trợ động 1 Đai ốc hãm 2 Nắp 3 Đĩa tỳ 4 Lò so 5 Than van 6 Lò so 7 Tay đòn 8 chốt 9 Piston điều khiển 10 Đai ốc hãm * Nguyên lý hoạt động 11 Đĩa tỳ 12 Đai ốc hãm 13 Nắp 14 Vỏ lõi van 15 lõi van 16 Lò so 17 Đĩa tỳ 18 Nắp 19 Đai ốc hãm
- Hoạt động để lưu lượng của bơm tăng (Góc nghiêng của cam lắc là lớn nhất)
Hình vẽ 2.8 sẽ mô tả nguyên lý làm việc của van trợ động trong trường hợp
tăng lưu lượng ra của bơm cụ thể:
Trang 19Khi máy đã làm việc dầu thủy lực có áp suất (Pc) được bơm điều khiển đưa tới chờ ở cửa dầu (a) của van trợ động Đồng thời áp suất dầu thủy lực Pi từ van NC được đưa tới cửa dầu (b) và vào khoang (e) của van trợ động
Khi tín hiệu áp suất Pi tăng làm áp suất trong khoang c tăng lên đây cho Piston điều khiển 9 sang trái theo hướng mũi tên trên (hình 2.8) Piston 9 chỉ đừng
lại khi cân bằng với sức căng của lò so 4 và 6 Đồng thời tay đòn 7 đầu trên tỳ vào đầy lõi van 15, đầu dưới tỳ vào Piston trợ động 20, kết quả làm lõi van 15 dịch sang trái
Sự dịch chuyền của lõi van 15 là cho cửa dầu (a) và (d) đóng lại, cửa (d) nối
thông với khoang (f) của piston trợ động 20 qua cửa (g) và nối thông về thùng
chứa qua cửa (e), đồng thời cửa dầu (a) nối thông với cửa dầu (h) Dầu thủy lực có áp suất (Pc) qua cửa (h) và cửa () đê về khoang (1) làm piston trợ động 20 dịch
chuyền sang trái theo chiều mũi tên làm cho góc nghiêng cam lắc của bơm tăng lên
Trang 20Khi piston 20 dich chuyển sang phải đến một vị trí tương ứng với áp suất (Pi) thì tay đòn 7 quay theo chiều kim đồng hồ quanh chốt 8 làm cho lõi van 15
dịch sang phải, cửa dầu (a) không nối thông với cửa (d) và (h) Piston 20 dừng lại
và lưu lượng ra tự động không tăng nữa
- Hoạt động giảm lưu lượng của bơm (Góc nghiêng của cam lắc là nhỏ nhất) Hình vẽ 2.9 sẽ mô tả nguyên lý làm việc của van trợ động trong trường hợp giảm lưu lượng ra của bơm cụ thể:
Trang 21Sự dịch chuyền của lõi van 15 sang phải làm cho cửa dầu a và d nối thông, cửa h nối thông với khoang j của piston trợ động 20 qua cửa ¡ và nối thông về thùng chứa qua cửa e, đồng thời cửa dầu a nối thông với cửa dầu d Dầu thủy lực có áp suất Pc qua cửa d và cửa g để về khoang f làm piston trợ động 20 dịch
chuẩn sang phải theo chiều mũi tên làm cho góc nghiêng cam lắc của bơm giảm đi dẫn đến lưu lượng ra của bơm giảm đi
Khi piston 20 địch chuyển sang phải đến một vị trí tương ứng với áp suất Pi
thì tay đòn 7 quay theo chiều kim đồng hồ quanh chốt 8 làm cho lõi van 15 dich chuyển sang trái, cửa dầu a không nối thông với cửa d và h Piston 20 dừng lại khi đó lưu lượng ra tự động không giảm nữa mà có giá trị tương ứng với giá trị của áp
suất Pi tại thời điểm đó
1.4.2 Van TCV (Torque Variable Control Vale) - Van điều khiển mô men quay
* Chức năng: Van TVC có nhiệm vụ nhận tín hiệu điện từ bộ điều khiển và tín
hiệu áp suất dầu thủy lực từ các bơm đề điều khiển lưu lượng ra của bơm phù hợp với theo tín hiệu từ bộ điều khiển và chế độ làm việc của máy
* Cấu tạo:
Cấu tạo của van TVC được minh họa trên hình 2.10
Trang 22ee hl Hie ee TH NT ed B =
Hình: 2.11 Cau tạo của van TVC
Các chỉ tiết trong van TVC Các cửa dâu trên van TC:
1 Lò so a Cửa vào có áp suất Ppọ từ bơm điều khiển đến 2 Lõi van b Cửa vào có áp suất Pp¡ từ bơm trước đến
3 Piston c Cửa vào có áp suất Ppz từ bơm sau đến
4 Piston d Cửa dầu hồi có áp suất Pạ; từ van TVC 5 Măng xông e Cửa ra có áp suất P„; từ vanTVC
6 Piston 7 Thân van
8 Van điện từ
* Nguyên lý hoạt động:
- Khi tín hiệu dòng điện từ bộ điều khiển đến van TC nhỏ và bộ điều khiển
bơm hoạt động bình thường
Trang 23Filwe |co wale | valve a — Serve paton | L =) Decrease Lj] —— Incease Discharge TH j£onernl + Cave PS vive t= lcoe4roliar ——_— | j nu “] f TC prolis swach Resistor eFC Cy | 4 i ab
Hình: 2.12 Nguyên lý hoạt động của van TVC (Khi tín hiệu dòng điện từ bộ điều khiển đến van TVC nhỏ và bộ điều khiển bơm hoạt động bình thường)
Khi có tín hiệu điện từ bộ điều khiển đến van điện từ có đầy cho chốt 9 va piston 2 dịch chuyền (Hình 1-10) Nó chỉ dừng lại khi tổng các lực thành phần gồm
( Lực điện từ, lực đấy lò so 1 và áp suất ra Pa của van TVC tác động lên piston 3 là
cân bằng Khi điều này diễn ra tín hiệu dòng điện từ bộ điều khiển đến van điện từ là rất nhỏ, vì vậy Piston 2 cân bằng tại vị trí đáy của nó Kết quả là của dau a và cửa dầu b mở hoàn toàn vì thế lưu lượng xả ra của bơm là lớn nhất (P(2=Pc ; Pi
max; Qmax)
- Khi tín hiệu dòng điện từ bộ điều khiển đến van TVC lớn và bộ điều khiển bom
hoạt động bình thường
Trang 24TVC wplve Servo valve Servo peten i Decrease = L„ increase L Discharge [Control |,’ | Conircd | Fave | F|vahe n a Pump H-~4 oor Caan TVC prot: sevitch Resistor IUSF38T1/
Hình: 2.13 Nguyên lý hoạt động của van TVC: (Khi tín hiệu dòng điện từ
bộ điều khiển đến van TVC lớn và bộ điều khiển bơm hoạt động bình thường.) Khi có tín hiệu điện từ bộ điều khiển đến van điện từ có đây cho chốt 9 và piston 2 dịch chuyên (Hình 1-11) Nó chỉ dừng lại khi tổng các lực thành phần gồm ( Lực điện từ, lực đấy lò so 1 và áp suất ra Pa của van TVC tác động lên piston 3 là
cân bằng Khi điều này diễn ra tín hiệu dòng điện từ bộ điều khiển đến van điện từ
là rất lớn, vì vậy Piston 2 cân bằng tại vị trí đỉnh của nó Kết quả là của dầu a và cửa dầu b bị tiết lưu đồng thời của đầu b và e được mở rộng hơn làm áp suất ra Pt2
từ van TVC giảm xuống đo đó lưu lượng xả ra của bơm cũng giảm (P¿<Pc ; P¡ mạ:
Qhnin)-
Trang 25TVG wale Serve vahe aie | Decrease LT = incrnane Discharge —m | ï 7 Contre |g p/Contral,, Svahe |" iaive ƒ- dự É „ _ — 8 Cand T¥C profix switch Resistor 20D,
Hình: 2.14 Nguyên lý hoạt động của van TVC: (Khi bơm chính tạo áp suất
thấp , bộ điều khiển bơm ở chế độ không bình thường công tắc Prolix ở chế độ ON Khi áp suất xả ra của bom chinh Pp1 va Pp2 thấp ( tải nhỏ) nên sức căng của
lò so 1 lớn hơn áp sực do áp suất của bơm chính sinh ra ( Fs > P,1+Pp2) lam piston
2 bị day xuống ( Hình 1.14) kết quả cửa dầu a và b mở đến khi Pt2=Pe ( Piston 2
cân bằng tại vị trí đáy) đo đó Pa ma: Pị ma: Quái
- Khi bơm chính tạo áp suất cao bộ điều khiển bơm ở chế độ không bình
thường công tac Prolix ở chế độ ON)
Trang 26YVC valxe Pi Servo wate | Serve piston — Decrease =— LJ increase Discharge — a [FEre leuntrellerF^^-†® lurr —- `—” œ TT mulx mmitch Resistor 2S
Hình: 2.15 Nguyên lý hoạt động của van TVC: (Khi bơm chính tạo áp suất
cao bộ điều khiển bơm ở chế độ không bình thường công tăc Prolix ở chế độ ON)
Khi áp suất xả ra của bơm chính Ppl và Pp2 tăng (áp suất cao) nên sức căng của lò so l không thắng được áp lực đo áp suất của bơm chính (Fis < P,1+P,2) sinh ra tác động vào piston 4 và 6 làm lõi van và piston 2 đi lên ( Hình 1.15) kết quả cửa dầu a và b bị tiết lưu đến khi P¿=P; ( Piston 2 cân bằng tại vị trí
day) do d6 Pr max3 Pi max} Qmax
1.4.3 Van CO ( Cut Off valve)
* Chức năng của van CO: Trong quá trình làm việc nếu áp suất tăng đến giá trị áp suất giảm áp (áp suất an toàn) thì van CO thực hiện chức năng Cut Off để làm giảm lưu lượng xả ra và giảm thất thoát năng lượng của bơm và động cơ Cùng lúc
đó áp suất điều khiển của van điện từ có chức năng hủy chế độ cắt cũng được kích hoạt để thực hiện chức năng này
* Cấu fạo của van CO
- Các chỉ tiết chính
Trang 272 7 ‡ 1 $ 4 18 5 W 12
Hình: 2.16 Các chỉ tiết chính trong cụm van CO và NC * Các chỉ tiết trong cụm van CO * Các chỉ tiết trong cụm van NC 1 Đĩa tỳ 7 Đĩa tỳ 2 Piston § Ống măng xông 3 Lò so 9 Piston 4 Lõi van 10 Lõi van 5 Piston 11 Lồ so 6 Đĩa tỳ 12 Đĩa tỳ - Vị trí các cửa dầu trên cụm van CO, NC: Được thể hiện qua hình 2.16 ~A oe + xt =~ cones At | se “N° » 5 da of i - a = + 3| @» + eh | i s2 | on” Gey tae =A
Hình: 2.17 Vị trí các cửa dầu trên cum van CO, NC a Cửa ra áp suất Pro từ bơm điều khiển
Trang 28b Cửa ra áp suất Pp1 hoặc Pp2 của bơm chính trước hoặc sau c Cửa ra áp suất Pp2 hoặc Pp1 của bơm chính sau hoặc trước d.Cửa vào áp suất Pt2 từ van TVC
e Cửa hồi áp suất Pdr từ van TVC
£ Cửa vào áp suất Pcf hoặc Pcr từ van điện từ hủy chế độ cắt (CO cancel)
ø Cửa ra áp suất P(2 nói bơm trước và bơm sau
h Cửa vào áp suất Pd từ cảm biến gíclơ trên cụm van điều khiển chính
¡ Cửa vào áp suất Pt từ cảm biến gíclơ trên cụm van điều khiển chính
* Nguyên lý hoạt động:
Van CO hoạt động dựa trên nguyên lý về sự cân bằng giữa lực của lò so với tổng áp suất do bơm chính và áp suất ra Peo của van CO Ta xét hai trường hợp sau: - Khi áp suất ra của bơm chính nhỏ hơn áp suất giảm áp: 6A Pi ac valve | Bersnwalwe Servo gestion | | Decrease Ï¡Ï~hcmamse Oischarge eet, 1 r[ ng Hình: 2.18 Hoạt động của van CO: (Khi áp suất ra của bơm chính nhỏ hơn áp suất giảm áp)
Trên hình 2.18 khi áp suất xả của bơm chính ( PpI) nhỏ hơn P giảm áp (Pg.a) không thắng được sức căng của lò so 3, day cho lõi van 4 cùng piston số 5 đi xuống làm cửa dầu a ni thông cửa dầu b, lõi van 4 chỉ dừng lại ứng với vị trí Pt2=
Trang 29Pco tức là Pco đạt giá trị Max dẫn đến Pi max làm tăng góc nghiêng và lưu lượng ra của bơm được tăng lên đến giá trị max
- Khi áp suất ra của bơm chính lớn hơn Ps suất giảm áp: [ear cancel IS “ave Sarvo wale Servo piston | L } Decrease =— LJ increase Discharge {Controt|y _{Contral} Brahe | 3S vave R Hình: 2.19 Hoạt động của van CO: (Khi áp suất ra của bơm chính lớn hơn áp suất giảm áp)
Trên hình 2.19 khi áp suất xả của bơm chính ( Pp1) lớn hơn P giảm áp (Pg.a) thắng được sức căng của 1d so 3, day cho lõi van 4 cing piston sé 5 đi lên bởi Piston 5 lam cửa đầu a và cửa dầu b bị tiết lưu thu hẹp đông thời cửa dầu b và e được mở rộng làm một phan áp suất Peo hồi về thùng ( Pco< Pt2) khi đó Pco đạt giá trị Min dẫn đến Pi min làm giảm góc nghiêng và lưu lượng ra của bơm được giảm đi
- Khi chức năng hủy bỏ chế độ cắt được thực hiện bởi van điện từ
Trên hình 2.20khi van solenoi ngừng cắt được kích hoạt áp suất điều khiển
Pso tác dụng vào Piston 2 kết hợp với lực lò so đây lõi van đi xuống Kết quả nhờ có áp suất Pso (Van cancel CO kích hoạt) nên mặc dù áp suất xả của bơm chính Pp
tăng và đạt được áp suất xả nhưng Piston 4 vẫn bị tác động bởi lực lò so 3 và áp suất Pso làm cho áp suất ra Pco của van CO đạt giá trị lớn nhất làm cho lưu lượng ra của bơm cũng lớn nhất
Trang 30| Servo vahar — ‘Serva piston Deoresse j= bxrease Discharge oe ví if (A C)
Hình: 2.20 Hoạt động của van CO: (Khi chức năng hủy bỏ chế độ cắt được thực hiện bởi van điện từ)
1.4.4 Van NC (Negative Control valve)
* Chirc nang cia van NC:
- Van NC có nhiệm vụ điều khiển lưu lượng ra của bơm theo hành trình làm việc
của van điều khiển chính Đồng thời có chức năng kiểm soát lưu lượng ra của bơm nhằm giảm mức thất thốt cơng suất đến tối đa
Trang 31Hình: 2.21 Các chỉ tiết chính trong cum van CO va NC * Các chỉ tiết trong cụm van CO 1 Đĩa tỳ 2 Piston 3 Lò so 4 Lõi van 5 Piston 6 Đĩa tỳ * Các chỉ tiết trong cụm van NC 7 Đĩa tỳ § Ơng măng xơng 9 Piston 10 Lõi van 11 Lò so 12 Đĩa tỳ - Vị trí các cửa dầu trên cụm van CO, NC: Được thê hiện qua hình 2.22 0) (Gi i h to» aw
Hinh: 2.22 Vị trí các cửa dầu trên cụm van CO, NC
a Cửa ra áp suất Pro từ bơm điều khiển
b Cửa ra áp suất Pp1 hoặc Pp2 của bơm chính trước hoặc sau c Cửa ra áp suất Pp2 hoặc PpI của bơm chính sau hoặc trước
d.Cửa vào áp suất Pt2 từ van TVC e Cửa hồi áp suất Pdr từ van TVC
£ Cửa vào áp suất Pcf hoặc Pcr từ van điện từ hủy chế độ cắt (CO cancel) ø Cửa ra áp suất Pt2 nối bơm trước và bơm sau
h Cửa vào áp suất Pd từ cảm biến gíclơ trên cụm van điều khiển chính
Trang 32Van NC hoạt động dựa trên sự chênh lệch về tổng áp lực do áp suất Pt, Pd
tạo ra và tổng áp lực do áp suất Pd và sức căng của lò xo Flx trong van NC tao ra Áp suất Pt và Pd là hai tins hiệu áp suất phản hồi từ van điều khiển chính thông qua hai van kiểm soát tín hiệu ngược quay trở về van NC để điều khiển bơm
- Khi các cần điều khiển ở vị trí trung gian (Control vale at Neutral) Hinh: 2.23 Enerrgl va Sryu valws Servo piston test bena
Hình: 2.23 Hoạt động của van NC khi các cần điều khién ở vị trí trung gian Khi độ chênh lệch về áp suất Pt và Pd ( Pt-Pd) là lớn nhất khi đó áp suất Pt tác động lên piston 10 thăng được áp lực do áp suất Pd và sức căng của lò so 12 làm cho lõi van 11 đi xuống kết quả cửa đầu c và cửa dầu b đóng lại, đồng thời cửa dầu a và b được mở ra đề hồi về thùng chứa Lúc này áp suất ra của van NC là
Pi< áp suất vào Pco tức là tín hiệu áp suất Pi đến van trợ động giảm dẫn đến lưu lượng (Q)ra của bơm cũng giảm theo
- Khi các cần điều khiển ở vị trí hoạt động (Control vale is Operated) Hinh: 2.24 Khi các van điều khiển ở vị trí được kích hoạt thì độ chênh lệch về áp suất Pt và
Pd (Pt-Pd) là nhỏ nhất khi đó áp suất Pt tác động lên piston 10 không thắng được áp lực do áp suất Pd và sức căng của lò so 12 làm cho lõi van 11 đi lên kết quả cửa
Trang 33dầu c và cửa dầu b mở ra, đồng thời cửa dầu a và b được đóng lại Lúc này áp suất ra của van NC là Pi đạt đến giá trị áp suất vào Pco tức là tín hiệu áp suất Pi đến van trợ động tăng dẫn đến lưu lượng (Q)ra của bơm cũng tăng theo Control vaiew Seren abe | | ‘Sarwe penton pane gL Darasse Lj] — incre}
Hình: 2.24 Hoạt động của van NC khi các cần điều khién ở vị trí hoạt động 2 Nguyên lý điều khiển bơm máy xúc PC 200-5:
- Phần dẫn động gồm: Động cơ bón kỳ Điêzen dẫn động bơm thủy lực( Bơm trước, bơm sau và bơm điều khiển)
- Phần điều khiển: Có chức năng điều khiền lưu lượng và áp suất của bơm ở chế độ tự động nhờ bộ điều khiển bơm, bộ điều khiển động cơ, tổ hợp các van TVC, CO, NC, Servo và các van điều khiển bộ công tác ( Cấu tạo và chức năng
của các van này đã được nghiên cứu ở mô đun Cấu tạo và chức năng hệ thống thủy lực trên máy xúc)
- Cơ cấu chấp hành: Là các thiết bị tiêu thụ năng lượng dưới dạng áp suất thủy lực đề chuyền đổi thành năng lượng cơ học dưới dạng chuyên động quay hoặc
tịnh tiến ( Mô tơ thủy lực hoặc xi lanh thủy lực)
Trang 34Motor C) = Engine M Controtier
Hình: 2.25: Sơ đồ nguyên lý điều khiển bơm
Khi máy hoạt động khi người vận hành tác động vào tay điều khiển thì các
tín hiệu điều khiển được đưa đến tô hợp các van trên để bơm tự động điều khiển lưu lượng và áp suất ra của bơm
Tín hiệu điều khiển bao gồm: Tín hiệu phản hồi từ các cảm biến áp suất và
tín hiệu tốc độ động cơ được đưa về các bộ điều khiên bơm và bộ điều khiển động
Trang 35hoi dưới dang áp suất ra từ các bơm và van điều khiển chính cũng được đưa về tổ hợp các van TVC, CO, _NC, Servo đề có tín hiệu áp suất ra điều khiển góc nghiêng của bơm làm cho lưu lượng và áp suất tự động thay đổi theo tải và chế độ làm việc của máy theo ý muốn của thợ vận hành
Bai3: HE THONG DIEU KHIEN THUY LUC MAY XUC MUC TIEU
Sau khi học xong bài này người học có khả năng:
- Trình bày được cấu tạo các bộ phận chính trong hệ thống thủy lực máy xúc - Giải thích được nguyên lý điều khiển thủy lực của máy xúc
NOI DUNG
1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của bơm thủy lực máy xúc PC200-6:
1.1 Cấu tạo của bơm thủy lực máy xúc PC200-6:
Bơm thuỷ lực gồm 2 bơm kiểu pit tong đĩa lắc có công suất biến đổi, Ivan
PC, I van LS và l van EPC
| 1 3 4 5 § 1 4 Ạ 10 ụ A
Spline Setine
SAPO3438
Hình 3.1: Cầu tạo bơm thủy lực máy xúc PC200-6
Cụm xi lanh (7) được đỡ trên trục bơm (1) nhờ một rãnh then, và trục (1)
Trang 36được đỡ bởi các giá đỡ trước và sau Đầu piston (6) là một viên bi lõm, và con trượt (5) được gắn lên nó tạo thành một đơn vị Pit tông (6) và con trượt (5) tạo
thành một giá đỡ hình cầu Cam lắc (4) có mặt phẳng A, và con trượt (5) luôn áp sát mặt phăng này khi trượt theo chuyển động tuần hoàn Cam lắc (4) mang dầu áp
suất cao ở mặt hình trụ B tới giá đỡ (2) được gắn chặt vào hộp vỏ, và tạo ra một
vòng đệm áp suất tĩnh khi trượt Pit tông (6) thực hiện chuyền động tương đối theo
hướng trục bên trong mỗi buồng xi lanh của cụm xi lanh (7)
Cụm xi lanh đóng chặn dầu áp suất tới đĩa van (8) và thực hiện chuyển động
quay tương đối Bề mặt này được thiết kế sao cho sự cân bằng áp suất dầu được duy trì ở mức thích hợp Dau trong mỗi buồng xi lanh của cụm xi lanh (7) được hút vào và bơm ra thông qua đĩa van (8) 1.2 Nguyên lý hoạt động F €5 § \ - fF TrfTr / s = _ ‘al 3 = T Ĩ a pone “\ = x } E / š 4 1 SDP01411 $0P91410 S0P01409
Hình 3.2: Nguyên lý hoạt động bơm thủy lực máy xúc PC200-6
Cụm xi lanh (7) quay cùng với trục (1), và con trượt (5) trượt trên mặt phẳng A, Khi điều này diễn ra, cam lắc (4) di chuyển đọc theo mặt hình trụ B, vì vậy góc œ giữa đường tâm X của cam lắc (4) và hướng trục của cụm xi lanh (7) thay đổi (Góc œ được gọi là góc đĩa lắc)
Đường tâm X của cam lắc (4) duy trì một góc đĩa lắc œ với hướng trục của
cụm xi lanh (7), và mặt phẳng A chuyền động như một cam tương quan với con
Trang 37trượt (Š).Theo cách này, pit tông (6) trượt bên trong cụm xi lanh (7), vì vậy một sự chênh lệch thẻ tích giữa buồng E và F được tạo ra bên trong cụm xi lanh (7) Quá trình hút vào và bơm ra được thực hiện nhờ sự chênh lệch F - E Nói cách khác,
khi cụm xi lanh (7) quay và thể tích của buồng E trở lên nhỏ hơn, dầu bi day ra trong hành trình chuyển động đó Mặt khác, thể tích của buồng F tăng lên, và khi
thể tích lớn hơn, dầu được hút vào
Nếu đường tâm X của cam lắc (4) trùng với hướng trục của cụm xi lanh (7) (tức góc đĩa lắc = 0), sự chênh lệch thể tích giữa buồng E và E bên trong cụm xi lanh (7) bằng 0, vì vậy bơm không thực hiện bất kỳ sự hút dầu vào hay bơm dầu ra
nào (Trên thực tế, góc đĩa lắc không bao giờ bằng 0)
2 Các van điều khiến bơm
Nếu góc đĩa lắc œ lớn hơn, chênh lệch thẻ tích giữa hai buồng E và F cũng sẽ lớn hơn và lượng dầu bị đây ra ngoài Q tăng 3
Hinh 3.3: Nguyén ly diéu khién bom © Géc dia lắc œ được điều chỉnh nhờ pit tông trợ động (12)
Pit tong tro động (12) chuyền động qua lại (©>) theo áp suất tín hiệu từ các
van PC và LS Sự chuyển động theo đường thắng này được truyền qua thanh
truyền (13) tới cam lắc (4), và cam lắc (4) được đỡ gắn vào giá đỡ (2) nhờ mặt hình trụ, sẽ trượt trong một chuyên động quay theo hướng (0
® - Với pit tông trợ động (12), diện tích tiếp nhận áp suất ở bên trái và bên phải
Trang 38khác nhau, vì vậy áp suất do bơm chính đây ra (áp suất tự có) PP luôn luôn được đưa tới buồng nhận áp ở đầu pit tông có đường kính nhỏ
Áp suất đầu ra (Pen) cia van LS duoc đưa tới buồng nhận áp ở dau pit tong có đường kính lớn Mối tương quan về độ lớn của áp suất PP ở đầu pit tông có đường kính nhỏ và áp suất (Pen) ở đầu pit tông có đường kính lớn và tỉ lệ giữa
điện tích nhận áp của pit tông đường kính nhỏ va pit tong đường kính lớn điều chỉnh sự hoạt động của pit tông trợ động (12)
2.1 Van LS
2.1.1 Chức năng cia van LS
Van LS dò biết được lượng tải và điều chỉnh lượng dầu bơm ra
Van này điều chỉnh lượng dầu Q do bơm chính bơm ra theo áp suất chênh A PLS
(=PP - PLS) [được gọi là áp suất chênh LS] (là chênh lệch áp suất PP của bơm
chính với áp suất PLS của cửa xả van điều chỉnh)
Áp suất PP của bơm chính, áp suất PLS (được gọi là áp suất LS) đến từ cửa
ra van điều chỉnh, và áp suất PSIG (được gọi là áp suất bộ chọn LS) đến từ van hình ống tỉ lệ đi vào van này Mối tương quan giữa lượng dầu xả ra Q và ap suat
chénh A PLS = PP - PLS (su chênh lệch giữa áp suất PP của bơm chính va áp suất
PLS ở van LS) thay đồi như được mô tả ở đồ thị sau, theo dòng chọn Isig của van LS-EPS » ` a Puno discharee amount 0 : Nees +— 05418 5) — ? 1121 5] InPatke/ce’l)
LS differential eressure APLS SWP056E9
Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn độ biến thiên của A PLS
Khi tín hiệu dòng điện Isig dao động trong khoảng từ 0 đến 1A, áp suất thiết đặt của lò xo thay đôi theo và điểm chọn cho lượng dầu xả của bơm thay đôi ở giá
trị trung tâm định mức trong khoảng 0,74 <> 2,2 MPa (7,5 <> 22,5 kg/cm’)
Trang 392.1.2 Nguyên lý hoạt động của Van LS
Khi van điều chính ở vị trí trung gian
Van LS là một van chọn lựa 3 cách, với áp suất PLS (áp suất của van LS) từ
cửa nạp của van điều chỉnh được đưa tới buồng lò xo B, và áp suất xả PP của bơm chính được đưa tới cửa H của ống vỏ (8) Độ lớn của áp suất PLS của van LS này cộng với lực Z, của lò xo (4) và áp suất của bơm chính (áp suất tự có) PP quyết
định vị trí của ống dây (6) Tuy nhiên, độ lớn của áp suất đầu ra PSIG (áp suất Ye A LS-EPC Valve VZ77777777/ ñ iz E PC Valve PT A PLs nạo | Y [1 Contrel ier Be 2 j = yo j 4 | {ELLA DLE ILL ORLA DR 2 Z7720777777777/ ñ | prrrrrrrcczrrc 2 02722222zzzzzz 8 BF Ú ñ Ủg=== Ũ ñ ñ Ạ Godin 4G Y Y A YZ Y 4 | ° Ũ Ũ HI i A 4 Ho Ũ Y y
seit-Redveine | AE an sive] | ; cm! vi it Ú —°đ * 44 —$§_ ñ tr Ú pune
Yl: os] BAG 4 l HỆ = Ạ y Y Ũ ñ H Yj i ¿| | \ H 4 § 8 A A Y Y 4 | 4 3 Ũ ze ee eS == Minimum direction
Hình 3.4: Nguyên lý hoạt động của Van LS ở vị trí trung gian
chọn lựa LS) cua van EPC cho van LS đi vào cửa G cũng làm thay đồi vị trí của
ống dây (6) (Áp suất thiết đặt của lò xo thay đổi)
Trước khi động cơ được khởi động, pit tông trợ động (11) được day sang phai (xem so do bén phai)
Khi động cơ được khởi động và cần điều khiến ở vị trí trung hoà, áp suat PLS
của van LS là 0 MPa (0 kg/cm”) (Nó được kết nối với hệ thống thốt thơng qua
ống van điều chỉnh.)
Trang 40Tại điểm này, ống đây (6) được đây sang trai, va cira C và cửa D được nối thông với nhau Áp suất PP của bơm đi vào đầu pit tông có đường kính lớn từ cửa K, và cũng áp suất PP của bơm lại đi vào cửa J tại đầu pit tông có đường kính nhỏ, vì vậy, đĩa lắc được di chuyển tới góc nhỏ nhất do sự chênh lệch diện tích tiếp xúc
cua pit tong (11)
Hoạt động theo hướng tăng lượng xả của bơm
Khi chênh lệch giữa áp suất PP của bơm chính và áp suất PLS của LS, hay
nói cách khác là áp suất chênh APLS của LS, trở nên nhỏ hon (vi dụ, khi điện tích
mở của van điều chỉnh tăng và áp suất PP của bơm giảm), ống dây (6) được day sang phải nhờ tổng lực của áp suất PLS của LS và lực của lò xo (4) ⁄⁄⁄⁄/7/⁄7Z LL LS-EPC Valve 4 1 PC Valve PT PLS PsiG [7 PP Ũ |1 Cont lier AO th 7 O =a tA Z / / Y lá AY E Ay fh elit selt-teducine | o——4 BE al ee oressure valve| Pi 4 eum SS Small diameter eng 27777277//27/7/2/7/7/777/////2/2 \Ì cọ
sa Maximum direction
Hình 3.5: Nguyên lý hoạt động của Van LS khi tăng lưu lượng ra của bơm Khi ống dây (6) di chuyền, cửa D và cửa E thông nhau và được nối với van PC Khi điều này xảy ra, van PC được nối với cửa thoát, vì vậy hệ thống mạch D ~ K
trở thành nơi chứa áp suất thoát PT (Hoạt động của van PC được phân tích sau.)