Bài viết Nghiên cứu tính toán thiết kế và điều chỉnh hệ truyền động máy đào rãnh dạng xích trình bày cơ sở khoa học tính toán thiết kế và điều chỉnh hệ truyền động đồng bộ từ động cơ tới bộ phận công tác máy đào rãnh cỡ nhỏ dạng xích.
Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, ĐHXDHN, 2022, 16 (3V): 150–161 NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN THIẾT KẾ VÀ ĐIỀU CHỈNH HỆ TRUYỀN ĐỘNG MÁY ĐÀO RÃNH DẠNG XÍCH Dương Trường Gianga,∗, Tăng Văn Trườngb , Nguyễn Tiến Dũnga a Khoa Cơ khí, Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam b Công ty TNHH xuất nhập TMD, số 29, Liền kề 9, khu đô thị Xa La, phường Phúc La, quận Hà Đông, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 07/4/2022, Sửa xong 12/7/2022, Chấp nhận đăng 18/7/2022 Tóm tắt Máy đào rãnh dạng xích sử dụng rộng rãi giới phục vụ đào rãnh nông nghiệp, đặt cáp ngầm, đào hào Trong năm gần đây, sử dụng truyền động thủy lực tối ưu hóa kết cấu xu hướng sản xuất loại máy Vấn đề quan trọng thiết kế cần hợp lý hóa truyền động có khả điều chỉnh để nâng cao hiệu sử dụng Trong nghiên cứu chúng tơi trình bày sở khoa học tính tốn thiết kế điều chỉnh hệ truyền động đồng từ động tới phận công tác máy đào rãnh cỡ nhỏ dạng xích Ngồi tốn điều chỉnh hệ truyền động máy đào rãnh dạng xích xây dựng khảo sát, mục tiêu phát huy hết khả nguồn dẫn động Kết nghiên cứu xác định thông số kỹ thuật liệu cho việc điều chỉnh chế độ làm việc máy đào Phương pháp tính tốn nghiên cứu ứng dụng cho thiết kế máy đào rãnh dạng xích cỡ nhỏ máy tương tự khác Từ khố: cơng suất động cơ; hệ truyền động; áp suất; máy đào rãnh; lưu lượng STUDY ON THE DESIGN AND ADJUSTMENT OF THE DRIVEN OF THE CHAIN TRENCHER Abstract The chain trenchers are widely used in the construction for digging trenches in agriculture, especially for laying pipes, installing cables, or in preparation for trench warfare In recent years, using the hydraulic transmission in driven systems and optimizing the structure was the trend in manufacturing those machines The important issue in designing is the need to optimize the drive and have the ability to adjust to improve energy efficiency In this study, the basis of calculation and design of the driven of the chain trencher was presented along with the adjustments to the hydraulic transmission system of the micro trencher In addition, the problem of the driven of the chain trencher was built and solved in the aspect of performance optimization The result of this research is to determine the working parameters and have the data used to adjust the machine in each working mode This calculation method can be applied to designing micro trenchers and similar machines Keywords: engine capacity; hydraulic transmission; pressure; trencher; flow https://doi.org/10.31814/stce.huce(nuce)2022-16(3V)-12 © 2022 Trường Đại học Xây dựng Hà Nội (ĐHXDHN) Giới thiệu Máy đào rãnh hẹp sử dụng phổ biến giới có nhiều ưu điểm, phù hợp với công việc đào rãnh nông nghiệp, đào rãnh đặt cáp ngầm, đào rãnh đặt ống thoát nước Xu hướng chung [1, 2] thiết kế máy đào rãnh cỡ nhỏ sử dụng cơng tác dạng xích dẫn động ∗ Tác giả đại diện Địa e-mail: giangdt@huce.edu.vn (Giang, D T.) 150 Giang, D T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng thủy lực thiết kế đồng bộ, máy có kết cấu gọn nhỏ cho phép làm việc nhiều dạng địa hình khác Đứng trước nhu cầu xã hội Việt Nam có số cơng trình nghiên cứu khoa học máy đào rãnh hẹp giai đoạn vừa qua Trong [3] sâu nghiên cứu công tác dạng rô to máy đào rãnh cỡ nhỏ với mục tiêu tiết kiệm lượng đào đất Trong [4] tính tốn lực cản thiết bị cơng tác dạng xích lựa chọn máy sở máy xúc lật MS500 Trung Quốc để thiết kế máy đào rãnh hẹp, chiều sâu rãnh H = 0,7 m, chiều rộng rãnh B = 0,2 m, đất cấp III Các nghiên cứu kể có nhiều ưu điểm, nhiên có hạn chế cơng tác [3] không đào đất đất rắn hay lẫn rễ cây, phương án sử dụng cơng tác dạng xích [4] sử dụng máy sở có sẵn, khối lượng kích thước máy lớn Các nghiên cứu [4] không thiết kế điều chỉnh hệ truyền động, tập trung chủ yếu nghiên cứu tương tác mơi trường đất cơng tác Tính tốn máy đào rãnh cỡ nhỏ giới Việt Nam có nhiều nghiên cứu cho phép ta xác định lực công suất cơng tác [3–5] Ngồi sở lý thuyết chung hệ truyền động thủy lực, phương pháp tính tốn hiệu suất hệ truyền động thủy lực khí nêu [6–15] Nghiên cứu hệ truyền động máy để phát huy hết khả nguồn dẫn động góp phần tăng suất tiết kiệm lượng cần thiết Tuy nhiên vấn đề thiết kế hệ truyền động, đặc biệt hệ truyền động thủy lực cho máy đào rãnh tự hành cỡ nhỏ dạng xích cịn chưa thấy cơng bố rộng rãi bí cơng nghệ Trong phạm vi nghiên cứu chúng tơi trình bày sở khoa học tính tốn thiết kế điều chỉnh hệ truyền động thủy lực máy đào rãnh cỡ nhỏ dạng xích Do máy cỡ nhỏ, theo xu hướng chung hệ truyền động máy thiết kế đồng từ động đốt tới công tác Bài báo xây dựng toán khảo sát số, mục tiêu phát huy hết công suất nguồn dẫn động Phần mềm Automation Studio Matlab sử dụng để mô nguyên lý, khảo sát số Phương pháp tính tốn nghiên cứu góp phần phục vụ thiết kế máy đào rãnh dạng xích cỡ nhỏ máy tương tự khác Nghiên cứu thiết kế điều chỉnh hệ thống truyền động 2.1 Hệ truyền động Máy đào rãnh dạng xích Máy đào rãnh cỡ nhỏ dạng xích dẫn động thủy lực nghiên cứu thiết kế mơ tả Hình tới Hình 4, Hình mơ hình máy đào rãnh rãnh cỡ nhỏ chế tạo thử nghiệm (thiết kế hệ truyền động đồng bộ, nguồn động lực động đốt trong) Máy gồm cấu công tác cấu quay dải xích để cắt đào đất, cấu nâng hạ xích để điều chỉnh chiều sâu rãnh đào Hình Máy đào rãnh cỡ nhỏ dạng xích thiết kế 151 Giang, D T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Hình Sơ đồ mạch truyền động thủy lực máy đào rãnh dạng xích mơ phần mềm Automation Studio cấu di chuyển máy Nguồn động lực động đốt dẫn động bơm thủy lực qua truyền khí có tỉ số truyền in Bánh xích chủ động quay dải xích lắp trực tiếp vào mô tơ thủy lực cấu, cấu di chuyển dẫn động từ mô tơ thủy lực thơng qua truyền khí có tỉ số truyền i Để đảm bảo kết cấu nhỏ gọn thùng dầu phần khung máy, van điều khiển lắp lên tay điều khiển Máy thiết kế cho chế độ làm việc kết hợp độc lập cấu gồm: chế độ nổ máy không tải; chế độ đào cắt đất, di chuyển điều chỉnh độ sâu rãnh đào; chế độ di chuyển, đào cắt đất độ sâu không đổi; chế độ di chuyển tự hành; chế độ thả trôi cấu di chuyển Để phù hợp với điều kiện thực tế, phần tử thủy lực hệ truyền động sử dụng loại phổ biến cho phép điều khiển trực tiếp Dựa vào yêu cầu nghiên cứu sử dụng phần mềm Automation Studio 6.0 Famic [16] mô thiết kế mạch thủy lực đảm bảo nguyên lý làm việc (Hình 2) Hệ thủy lực thiết kế động thủy lực mắc song song làm việc đồng thời tương ứng với chế độ làm việc khác 152 1- Hộp phân phối điều khiển; 2- Động cơ; – Bộ truyền khí Bơm thủy lực; 4- Xy lanh nâng hạ xích; 5- Cụm cơng tác cắt đào đất; 6- Khung máy, thùng dầu; – Cơ cấu di chuyển Hình Cấu tạo chung máy Giang, D T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng (a) Sơ đồ dẫn động cấu công tác cắt đào đất 1- Mô tơ thủy lực; 2- Bánh xích chủ động; 3- Xích cắt; 4- Bánh xích bị động; 5- Vít gạt đất (b) Sơ đồ dẫn động cấu di chuyển 1- Mô tơ thủy lực; 2- Đĩa xích chủ động; 3- Bộ truyền khí; 4- Đĩa xích bị động; 5- Bánh xe chủ động Hình Sơ đồ dẫn động cấu máy đào rãnh dẫn động thủy lực 2.2 Tính toán điều chỉnh tốc độ cấu Các thơng số tính chế độ làm việc tổng quát đào cắt đất, di chuyển điều chỉnh độ sâu rãnh đào Công suất lý thuyết cần thiết trục động thủy lực gồm: Ndc = Mdc ndc 9, 55.10 ; Nx = Mx nx 9, 55.10 ; N xl = Fv 1000 (1) nbx tốc độ quay mô tơ dẫn động cấu di chuyển, (v/ph); n x tốc độ quay mô tơ dẫn động cấu quay xích, (v/ph); v vận tốc xy lanh thủy lực cấu điều chỉnh độ sâu rãnh đào, (m/s); Ndc , N x , N xl công suất trục động thủy lực cho cấu di chuyển, quay xích, xi lanh nâng hạ công tác, (kW) Công suất cần thiết Ndt (kW) nguồn chế độ làm việc tổng quát, cấu làm việc đồng thời: N x + Ndc + N xl (2) Ndt = η0 η0 hiệu suất chung Lưu lượng riêng mơ tơ thủy lực quay xích q x (mm3 /v) di chuyển qdc (mm3 /v) xác định tính tốn thơng số thủy lực thông số trục mô tơ Khi theo [7–10] ta có: qx = 2πM x ; pηe qdc = 2πMdc pηe (3) p áp suất định mức, (N/mm2 ); ηe hiệu suất bơm mô tơ thủy lực Chúng sử dụng sức cản thủy lực van tiết lưu lắp vào đường ống để điều chỉnh tốc độ động thủy lực máy đào rãnh dạng xích Đây phương án đơn giản cho chi phí thấp [7–10] Vận tốc động thủy lực đặt van tiết lưu phụ thuộc vào thơng số hệ thủy lực, diện tích khe hở van, dạng khe hở, trọng lượng riêng dầu thủy lực mơi trường Xét sơ đồ tính Hình 5, phương trình cân lưu lượng sau: Qb = Qr + Q s f + Qc1 + Q x + Qc2 + Qdc + Qc3 + Q xl 153 (4) Giang, D T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng đó, Q s f tổng lưu lượng dầu qua van an toàn tràn thùng dầu; Qr lưu lượng dầu rò gỉ qua phần tử thủy lực; Qc1 , Qc2 , Qc3 lưu lượng biến dạng đàn hồi dầu; Q x , Qdc , Q xl lưu lượng dầu cần thiết cấp cho mô tơ thủy lực xy lanh thủy lực Đơn vị lưu lượng thể tích chất lỏng đơn vị thời gian, (mm3 /s) 1- Đĩa xích chủ động có cấu quay xích; 2- Đĩa xích chủ động cấu di chuyển; 3- Đĩa xích bị động trục bánh xe Hình Sơ đồ tính tốn bố trí van tiết lưu điều chỉnh tốc độ động thủy lực Bỏ qua tổn thất rò rỉ, biến dạng đàn hồi dầu thủy lực Lưu lượng dầu qua động thủy lực quay xích, di chuyển xy lanh thủy lực phụ thuộc vào việc điều chỉnh sức cản thủy lực lắp đặt vào đường ống Theo [7–10] lưu lượng qua sức cản thủy lực tính cơng thức phụ thuộc diện tích khe hẹp, độ chênh áp, hệ số lưu lượng, trọng lượng riêng dầu Từ sơ đồ điều chỉnh tốc độ động thủy lực (Hình 5), phương trình (4) thay thơng số lưu lượng qua van tiết lưu biến đổi thành phương trình (5) Tiếp tục biến đổi ta có phương trình (6) thay cơng thức tính tốn lưu lượng bơm thủy lực thông số bơm truyền bỏ qua áp suất thùng dầu pT : Qb = Q s f + µA1 2g(p10 − pT ) + µA2 γ qb ndt ηe − Qs f = µ in 2g(p20 − pT ) + γ µA3 2g(p30 − pT ) γ Ap Ac 2g √ √ √ Ap A1 p10 + A2 p20 + A3 p30 ; γ Ac pT = (5) (6) µ hệ số lưu lượng; γ trọng lượng riêng dầu thủy lực, (N/mm2 ); g gia tốc trọng trường, (mm/s2 ); A1 , A2 , A3 diện tích khe hở van tiết lưu lắp đặt, (mm2 ); p10 , p20 , p30 áp suất đầu vào van tiết lưu, (N/mm2 ); in tỉ số truyền truyền khí từ động dẫn động bơm thuỷ lực; A p , Ac diện tích pít tơng phía xy lanh cấu điều chỉnh chiều sâu rãnh đào, (mm2 ); qb lưu 154 Giang, D T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng lượng riêng bơm thủy lực, (mm3 /v); ndt tốc độ quay động đốt tương ứng công suất thiết kế, (v/s); ηT áp suất đầu hồi (có thể bỏ qua tính tốn dầu đưa thùng) Với thông số đơn vị lưu lượng bơm Qb (mm3 /s) Phương trình cân lực động thủy lực điều kiện làm việc nặng nhọc nhất, áp suất dầu lớn giới hạn van an tồn thiết kế khơng vượt q 10%: qx (pmax − p10 )ηe = M xmax + J1 ω ˙ (7) 2π W j Dbx qdc max (pmax − p20 )ηe = Mdc + 2π 2iη x (A p pmax − Ac p30 )η xl = Fmax + m˙v (8) (9) đó, pmax áp suất lớn hệ thống thủy lực, thông thường lấy vượt 10% áp suất max định mức, (N/mm2 ); Fmax , M xmax , Mdc lực (N) mô men (Nmm) tác dụng vào xy lanh mô tơ thủy lực thời kỳ chuyển động ổn định; Dbx đường kính bánh xe dẫn động, (mm); J1 mơ men qn tính quy đổi trục mơ tơ dẫn động xích, (kgmm2 ); ω vận tốc góc cấu quay xích, (rad/s2 ); m khối lượng chuyển động tịnh tiến cấu điều chỉnh chiều sâu rãnh đào, (kg); i tỉ số truyền truyền khí cấu di chuyển máy; η x hiệu suất truyền khí; W j lực cản di chuyển máy quán tính, (N) Giá trị W j xác định theo [17]: W j = [m M + J2 (0, 5Dbx )2 (10) ]˙vdc m M khối lượng máy (kg); J2 mô men quán tính trục bánh xe dẫn động di chuyển, (kgmm2 ); v˙ dc gia tốc di chuyển máy đào đất, (m/s2 ) Rút giá trị áp suất p10 , p20 , p30 phương trình cân lực thay vào (6) ta có phương trình (11) W j Dbx qdc qx max − pmax ηe − Mdc pmax ηe − M xmax − J1 ω ˙1 2π 2iη x A1 2π + A2 qx qdc ηe ηe 2π 2π (11) A p pmax η xl − Fmax − m˙v A p = qb ndt ηe − Q s f + A3 Ac ηe Ac in 2g µ γ Theo sơ đồ nguyên lý mạch thủy lực Hình 5, giá trị vận tốc thực tế động thủy lực theo thông số van tiết lưu thông số động là: µA1 n x = 60 2g(p10 − pT ) γ ; q x ηe µA2 ndc = 60 2g(p20 − pT ) γ ; qdc ηe µA3 v= 2g(p30 − pT ) γ 1000Ac ηe (12) tốc độ quay mơ tơ quay xích n x di chuyển ndc có đơn vị (v/ph), tốc độ xi lanh v (m/s) Các phương trình (11) (12) cho phép tính tốn xác kiểm tra lại thông số lựa chọn nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, thiết kế điều khiển hệ truyền động thủy lực 155 Giang, D T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng 2.3 Xây dựng toán điều chỉnh hệ truyền động máy đào rãnh dạng xích Xác định diện tích sức cản thủy lực A1 , A2 , A3 van tiết lưu, mục tiêu sử dụng hết lưu lượng bơm theo chế độ làm việc góp phần tăng suất tiết kiệm lượng Trong lưu lượng bơm thủy lực Qb xác định theo phương trình (8) biến đổi qua thơng số điều chỉnh phương trình (11) Giả thiết toán bỏ qua tổn thất lưu lượng rò rỉ, tổn thất lưu lượng biến dạng đàn hồi dầu thủy lực, thông số dầu thủy lực số không phụ thuộc vào nhiệt độ, dạng khe hở sức cản thủy lực với hệ số lưu lượng µ xác định, van phân phối đường ống gây tổn thất không đáng kể so với sức cản thủy lực Hiệu suất chung hệ truyền động hiệu suất phần tử thủy lực, khí coi giá trị cho trước Quy luật giá trị lực, mô men tác dụng vào động thủy lực xác định Khi theo ngun lý làm việc máy mơ tả mục 2.1, giả thiết nêu trên, toán đặt chế độ làm việc sau: - Chế độ đào cắt đất, di chuyển máy điều chỉnh độ sâu rãnh đào (các động thủy lực làm việc): Qb = f (A1 , A2 , A3 ); Q s f = 0; A1 ≥ 0, A2 ≥ 0, A3 ≥ (13) - Chế độ làm việc đào cắt đất, di chuyển với chiều sâu rãnh đào không đổi (A3 = van phân phối điều khiển xy lanh thủy lực vị trí trung gian O): Qb = f (A1 , A2 ); Q s f = 0; A3 = 0; A1 ≥ 0, (14) A2 ≥ - Chế độ di chuyển tự hành (A1 = 0, A3 = van phân phối điều khiển mô tơ quay xích xy lanh thủy lực vị trí trung gian O): Qb = f (A2 ); Q s f → min; A1 = 0; A3 = 0; (15) A2 ≥ Với điều kiện trên, chế độ làm việc xác định mối quan hệ điều chỉnh diện tích khe hở van tiết lưu Căn vai trị cấu chúng tơi khảo sát để xác định giá trị thông số A1 , A2 , A3 cụ thể theo điều kiện toán Bảng Các số liệu cho trước xác định thông số hệ truyền động máy đào rãnh dạng xích dẫn động thủy lực Thơng số M x = M xmax (Nmm) max Mdc = Mdc (Nmm) F = Fmax (N) n x (v/ph) ndc (v/ph) v (m/s) Giá trị 920000 850000 Thông số Dbx (mm) 1000 55 12 0,5 η0 ηe ηx i 0,8 0,92 0,9 1,08 g (mm/s ) Giá trị 600 9,81.10 Thông số µ γ (N/mm3 ) J1 (kgmm2 ) J2 (kgmm2 ) ω ˙ (rad/s2 ) v˙ dc (m/s2 ) Giá trị 0,6 8,53.10−6 0,1875.106 0,225.106 2,617 0.15 2 Thông số v˙ (m/s ) m (kg) m M (kg) A p (mm ) Ac (mm ) pT (N/mm2 ) Giá trị 0,2 80 250 1256 942 Ví dụ tính tốn khảo sát Các số liệu cho trước Bảng máy đào rãnh dạng xích đào rãnh rộng 150 mm sâu 915 mm, đào đất cấp (Hình 1) Kết tính tốn thơng số cho Bảng Chọn 156 Giang, D T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng miền áp suất định mức theo dãy tiêu chuẩn [18] để thiết kế p = 16 N/mm2 , áp suất lớn thiết kế cho phép vượt 10% so với áp suất định mức Dựa kết tính tốn, động đốt HONDA GX390 chọn để lắp cho máy, theo đặc tính kỹ thuật có cơng suất định mức 8,7 kW số vòng quay 3600 v/ph hay 60 v/s [19] Căn kết tính Bảng 2, theo dãy tiêu chuẩn [20] chọn bơm thủy lực có lưu lượng riêng qb = 4.104 mm3 /v, mô tơ thủy lực cho cấu quay xích di chuyển q x = qdc = 4.105 mm3 /v Hình tới Hình 10 kết tính tốn khảo sát mối quan hệ diện tích sức cản thủy lực chế độ làm việc sử dụng toàn lưu lượng bơm thủy lực tốn mơ tả mục 2.3, tương ứng truyền khí có tỉ số truyền in Bảng Kết tính tốn thơng số hệ truyền động thủy lực máy đào rãnh dạng xích dẫn động thủy lực Thông số Ndt (kW) pmax (N/mm2 ) qb (mm3 /v) q x (mm3 /v) Giá trị 8,58 17,6 (16) 3,97.104 4.105 Thông số qdc (mm3 /v) p10 (N/mm2 ) p20 (N/mm2 ) p30 (N/mm2 ) Giá trị 3,7.105 6,47 2,89 22,24 Hình Diện tích van tiết lưu cho cấu chế độ tổng quát đào cắt đất, di chuyển điều chỉnh độ sâu rãnh đào (trường hợp in = 1) Hình Diện tích van tiết lưu cho cấu chế độ tổng quát đào cắt đất, di chuyển điều chỉnh độ sâu rãnh đào (trường hợp in = 2) 157 Giang, D T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Hình Diện tích van tiết lưu cho cấu chế độ tổng quát đào cắt đất, di chuyển điều chỉnh độ sâu rãnh đào (trường hợp in = 6) Hình Diện tích van tiết lưu cho cấu chế độ đào cắt đất, di chuyển với độ sâu rãnh đào không đổi (trường hợp in = 2) Hình 10 Diện tích van tiết lưu cho cấu chế độ đào cắt đất, di chuyển với độ sâu rãnh đào khơng đổi (trường hợp in = 6) Kết tính tốn khảo sát, điều chỉnh diện tích van tiết lưu chế độ đào cắt đất, di chuyển máy điều chỉnh độ sâu rãnh đào (các động thủy lực làm việc) cho Bảng (Hình tới Hình 8) Trường hợp khảo sát tỉ số truyền truyền khí dẫn động bơm thủy lực in = 1, in = in = 6, diện tích sức cản thủy lực điều chỉnh dựa sở đảm bảo phát huy hết lưu lượng nguồn Tuy 158 Giang, D T., cs / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng Bảng Điều chỉnh diện tích van tiết lưu tốc độ cấu chế độ làm việc đào cắt đất, di chuyển điều chỉnh độ sâu rãnh đào Trường hợp in = 1, Q s f = Thông số A1 (mm ) A2 (mm2 ) A3 (mm2 ) n x (v/ph) ndc (v/ph) v (m/s) Giá trị 12 4,5 143 36 0,94 59,68 12,77 0,56 7,98 0,156 Trường hợp in = 2, Q s f = Giá trị 1,6 3,6 Trường hợp in = 6, Q s f = Giá trị 1,8 1 21,5 nhiên tốc độ động thủy lực trường hợp in = tăng nhiều so với thông số yêu cầu, trường hợp in = xấp xỉ so với thông số yêu cầu, trường hợp in = nhỏ so với thông số yêu cầu Vì xem lực tác dụng vào cơng tác xác định cơng suất động chọn không đủ trường hợp in = Kết tính tốn khảo sát, điều chỉnh diện tích van tiết lưu chế độ đào cắt đất, di chuyển máy với độ sâu rãnh đào không đổi cho Bảng (Hình Hình 10) Khảo sát xác định diện tích van tiết lưu trường hợp in = in = 6, tương tự chế độ làm việc điều chỉnh độ sâu đào, tốc độ mô tơ thủy lực tăng so với thông số u cầu Kết tính tốn khảo sát, điều chỉnh diện tích van tiết lưu chế độ di chuyển tự hành cho Bảng cho trường hợp in = in = Kết tính tốn cho thấy chế độ cho phép tốc độ di chuyển lớn tăng gấp 15 lần in = lần in = so với tốc độ làm việc thiết kế chế độ tổng quát làm việc nặng nhọc Bảng Điều chỉnh diện tích van tiết lưu tốc độ cấu chế độ đào cắt đất, không điều chỉnh độ sâu rãnh đào Trường hợp in = 2, Q s f = Thông số A1 (mm ) A2 (mm2 ) A3 (mm2 ) n x (v/ph) ndc (v/ph) v (m/s) Giá trị 12,3 143,2 32 14,36 Trường hợp in = 6, Q s f = Giá trị 3,8 1,8 45,35 Bảng Điều chỉnh diện tích van tiết lưu tốc độ cấu chế độ di chuyển tự hành Trường hợp in = 2, Q s f = Thông số A1 (mm2 ) A2 (mm2 ) A3 (mm2 ) n x (v/ph) ndc (v/ph) v (m/s) Giá trị 22,5 0 179,6 0 59,87 Trường hợp in = 6, Q s f = Giá trị 7,5 159 Giang, D T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Sau khảo sát phân tích số liệu trên, xác định thông số thiết kế điều chỉnh máy đào rãnh dạng xích Bộ truyền khí dẫn động bơm thủy lực chọn in = Các van tiết lưu có diện tích lưu thơng lớn cần thiết cho cấu quay xích A1 max ≥ 12 mm2 , cho cấu di chuyển A2 max ≥ 22,5 mm2 , cho cấu điều chỉnh độ sâu rãnh đào A3 max ≥ 3,6 mm2 Khi thiết kế chọn van tiết lưu có điều khiển với diện tích khe hở lưu thông cần phải lớn giá trị nêu Việc điều chỉnh chế độ làm việc vận hành máy thiết kế sau: - Chế độ đào cắt đất, di chuyển máy điều chỉnh độ sâu rãnh đào (các động thủy lực làm việc): A1 = mm2 , A2 = 1,6 mm2 , A3 = 3,6 mm2 - Chế độ đào cắt đất, di chuyển máy độ sâu rãnh đào không đổi: A1 max = 12 mm2 , A2 max = mm2 - Chế độ di chuyển tự hành: A2 max = 22,5 mm2 Bảng So sánh thông số cần thiết giá trị thiết kế chế độ làm việc đào cắt đất, di chuyển điều chỉnh độ sâu rãnh đào Các thông số thiết kế điều chỉnh, p = 16N/ mm2 , in = 2, A1 = mm2 , A2 = 1,6 mm2 , A3 = 3,6 mm2 Thông số Cần thiết Giá trị thiết kế Sai lệch (%) Lưu lượng bơm, (mm3 /s) Tốc độ mơ tơ quay xích, (v/ph) Tốc độ mô tơ di chuyển (v/ph) Tốc độ đẩy xy lanh, (m/s) Mơ men quay mơ tơ quay xích, (Nmm) Mô men quay mô tơ di chuyển, (Nmm) Lực đẩy xy lanh lớn với pmax = 17,6N/mm2 , (N) 1095781 55 12 0,5 920000 850000 1000 1104000 59,68 12,77 0,56 937579 937579 1000 0,74 8,5 6,4 12,7 1,88 9,34 Lựa chọn thông số dựa chế độ làm việc nặng nhọc động làm việc, chế độ khác điều chỉnh diện tích sức cản thủy lực để tăng suất (khi lực cản nhỏ giá trị thiết kế) cho phép phát huy hết lưu lượng nguồn Bảng so sánh đánh giá điều kiện làm việc thông số yêu cầu thơng số sau tính tốn lựa chọn thiết kế lưu lượng, tốc độ lực Sự sai lệch thông số yêu cầu thiết kế thông số bơm hay dộng thủy lực thông số chọn theo dãy tiêu chuẩn phù hợp với thực tế Kết luận Trong báo chúng tơi trình bày sở khoa học tính tốn thiết kế điều chỉnh hệ truyền động thủy lực máy đào rãnh cỡ nhỏ dạng xích Kết nghiên cứu có đóng góp giá trị khoa học Nội dung báo đạt kết sau: - Nghiên cứu tính tốn thiết kế đồng hệ truyền động từ động đốt tới cấu công tác - Xây dựng toán điều chỉnh hệ truyền động máy đào rãnh dạng xích tính tốn khảo sát, mục tiêu phát huy hết khả nguồn dẫn động, góp phần tăng suất tiết kiệm lượng - Kết nghiên cứu thơng qua ví dụ cụ thể mô nguyên lý, xác định thông số kỹ thuật, thông số điều chỉnh tương ứng chế độ làm việc - Phương pháp tính tốn nghiên cứu ngồi việc phục vụ thiết kế máy đào rãnh dạng xích cỡ nhỏ, ứng dụng cho máy khác có nguyên lý tương tự 160 Giang, D T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Tài liệu tham khảo [1] Barreto Manufacturing, Inc Barreto 13STKH/16STKB Track Trencher Truy cập ngày 29/3/2022 [2] Ditch Witch Factory Trenching machine Truy cập ngày 29/3/2022 [3] Dung, P Q., et al Nghiên cứu, thiết kế máy chế tạo máy đào cỡ siêu nhỏ có chế độ làm việc liên tục Đề tài NCKH mã số 01C-01/06-2013-2, thành phố Hà Nội [4] Dung, P Q., Nam, N T., Minh, P V (2017) Xác định thông số thiết bị công tác lựa chọn máy sở máy đào rãnh hẹp Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng (KHCNXD) - ĐHXDHN, 11 (4):134– 138 [5] Mellor, M (1975) Mechanics of cutting and boring USA Army Cold Research and Engineering Laboratory, Hanover, New Hampshire [6] Giang, D T (2020) Lựa chọn phương pháp điều khiển sức cản thủy lực hệ thống thủy lực cấu lắp dựng cần trục tháp Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng (KHCNXD) - ĐHXDHN, 14(3V): 140–148 [7] Herbert, E M (1967) Hydraulic control systems John Wiley & Sons, Inc [8] Peter, C (2015) Principles of hydraulic systems design Momentum Press, LLC, New York [9] Andrew, A P (1999) Hydraulics and pneumatics Elsevier Science & Technology Books [10] JonhS, C (2010) Fluid power circuits and control CRC Press [11] Xiong, S., Wilfong, G., Lumkes, J (2019) Components sizing and performance analysis of hydromechanical power split transmission applied to a wheel loader Energies, 12(9):1613 [12] Wang, W., Cai, X (2019) A study on the design approach and theory for the hydrostatic propulsion drive system of a tamping machine IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 692(1): 012019 [13] Jangnoi, T., Pinsopon, U (2018) Velocity control of electro-hydraulic pump control system using gear pump International Journal of Innovative Computing, Information and Control, 14:2307–2323 [14] Zavadinka, P., Kriˇssˇák, P (2012) Simulation of vehicle working conditions with hydrostatic pump and motor control algorithm Journal of Automation Mobile Robotics and Intelligent Systems, 6:40–46 [15] Sumair, S., Sunny, P., Siddhesh, O., Sandeepan, B (2014) Hydrostatic transmission as an alternative to conventional gearbox International Journal of Research in Engineering and Technology, 03(05):136– 142 [16] Famic Technologies Inc Technologies included in automation studio Truy cập ngày 29/3/2022 [17] Hung, N N., Dung, P Q., Mai, N T (2001) Máy xây dựng Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [18] ISO 2944:2000 Fluid power systems and components - Nominal pressures International Organization for Standardization [19] Honda Engines Group Engine overview Truy cập ngày 29/3/2022 [20] ISO 3662:1976 Hydraulic fluid power - Pumps and motors - Geometric displacements International Organization for Standardization 161 ... cứu thiết kế điều chỉnh hệ thống truyền động 2.1 Hệ truyền động Máy đào rãnh dạng xích Máy đào rãnh cỡ nhỏ dạng xích dẫn động thủy lực nghiên cứu thiết kế mơ tả Hình tới Hình 4, Hình mơ hình máy. .. học tính tốn thiết kế điều chỉnh hệ truyền động thủy lực máy đào rãnh cỡ nhỏ dạng xích Kết nghiên cứu có đóng góp giá trị khoa học Nội dung báo đạt kết sau: - Nghiên cứu tính tốn thiết kế đồng hệ. .. thiết kế điều chỉnh hệ truyền động thủy lực máy đào rãnh cỡ nhỏ dạng xích Do máy cỡ nhỏ, theo xu hướng chung hệ truyền động máy thiết kế đồng từ động đốt tới công tác Bài báo xây dựng toán khảo sát