Đề tài tốt nghiệp kết cấu, tính toán và điều khiển hệ thống truyền động thủy lực cơ cấu quay sàn máy xúc pc350 6

1 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: CẤU TẠO VÀ THÔNG SỐ KỸ THUẬT MÁY XÚC PC3506 1.1Quá trình phát triển máy làm đất 1.2 Tình hình nghiên cứu thiết kế chế tạo MXD Việt Nam 1.3 Công dụng, cấu tạo, nguyên lý hoạt động máy xúc thuỷ lực PC350-6 .8 1.3.1 Công dụng máy xúc PC350-6 1.3.2 Cấu tạo máy xúc PC350-6 10 1.3.3 Nguyên lý làm việc máy xúc PC350-6 11 1.3.4 Chế độ làm việc máy xúc PC350-6 12 1.4 Thông số kỹ thuật PC350-6 13 CHƯƠNG II: KẾT CẤU HỆ THỐNG QUAY SÀN MÁY XÚC PC350-6.16 2.1 Công dụng cấu quay sàn 16 2.2 Thành phần cấu quay sàn 16 2.2.1 Thiết bị tựa quay máy xúc PC350-6 16 2.2.2 Dẫn động cấu quay máy xúc PC350-6 18 2.2.3 Bố trí chung cấu quay sàn máy xúc PC350-6 23 2.3 Bơm thủy lực máy xúc PC350-6 24 2.4 Hệ thống truyền động thủy lực cấu quay sàn máy xúc PC350-629 2.4.1 Chức hệ thống TĐTL 29 2.4.2 Hệ thống truyền động thủy lực cấu quay sàn máy xúc PC350-6 31 2.5 Hệ thống tự động điều chỉnh lưu lượng bơm (CLSS) máy xúc PC350-6 .33 2.5.1 Đặc điểm hệ thống CLSS 33 2.5.2 Cấu tạo hệ thống CLSS 33 2.5.3 Nguyên lý hoạt động 34 2.5.4 Van TVC van LS hệ thống CLSS 37 2.5.4.1 Cấu tạo 37 2.5.4.2 Hoạt động 39 CHƯƠNG III: TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG THỦY LỰC CƠ CẤU QUAY SÀN MÁY XÚC PC350-6 55 3.1 Các thông số hệ thống thủy lực truyền động quay sàn máy xúc PC350-6 55 3.2 Đặt toán 56 3.3 Xác định tham số mơ hình 57 3.3.1 Trọng lượng phận máy 57 3.3.2 Các khoảng cách từ điểm tác dụng lực tương ứng đến tâm quay cấu quay sàn quay vị trí xả đất 58 3.4 Xét vị trí đặc trưng 58 3.4.1 Gầu điền đầy đất nâng lên khỏi tầng đào (hình 3.1) 58 3.4.2 Máy thực q tình xả đất, từ vị trí gầu gần đến vị trí xa (hình 3.2) 63 CHƯƠNG IV: MÔ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN THỦY LỰC CƠ CẤU QUAY SÀN BẰNG PHẦN MỀM SIMHYDRAULIC 68 4.1 Giới thiệu phần mềm simhydraulic 68 4.2 Thư viện matlab - simhydraulic 70 4.3 Mô điều khiển thủy lực cấu quay sàn 72 4.3.1 Mục đích .72 4.3.2 Thông số khai báo máy xúc PC350-6 73 4.3.3 Sơ đồ mô 74 KẾT LUẬN 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 PHỤ LỤC: CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN 85 LỜI NÓI ĐẦU Nước ta đẩy mạnh tiến trình cơng nghiệp hóa - đại hóa đất nước, phấn đấu đến năm 2020 trở thành nước công nghiệp Trong tiến trình vấn đề xây dựng sở hạ tầng vấn đề cấp thiết mang tính chiến lược nhằm đáp ứng nhu cầu ngày phát triển đất nước Mục tiêu đòi hỏi đầu tư phát triển toàn diện tất mặt, đặc biệt lĩnh vực khoa học kỹ thuật nói chung ngành xe máy cơng binh nói riêng khẳng định vị trí công phát triển, đổi đất nước Hầu hết trang thiết bị kỹ thuật ngành xây dựng dân dụng như: giao thông vận tải, cầu đường, khai thác nguyên - vật liệu Quân đội cải tiến, đổi ngày đại, máy xúc gầu loại máy làm đất quan tâm hàng đầu, sử dụng rộng rãi công tác thi công đất để xây dựng đường sá, đê đập thuỷ lợi, kênh mương, khai thác mỏ Khối lượng đất thi công máy xúc gầu đảm nhiệm chiếm khoảng 50% tổng khối lượng Với trình độ khoa học công nghệ, kinh tế sở hạ tầng chưa cho phép Việt Nam tự sản xuất loại máy xây dựng Do vậy, Từ năm đầu thập kỷ 90 kỷ XX trở lại đây, hàng loạt máy móc xây dựng nhập vào nước ta vừa nhiều số lượng đa dạng thể loại để phục vụ cho việc xây dựng phát triển sở hạ tầng đất nước, chủ yếu máy qua sử dụng Trong trình khai thác, sử dụng máy thi cơng đất qua sử dụng nói chung máy xúc gầu dẫn động thuỷ lực nói riêng bộc lộ nhiều nhược điểm lớn ô nhiễm mơi trường, thường xun phát sinh hỏng hóc hệ thống truyền động thuỷ lực, hệ thống điều khiển.v.v Nhiều cố kỹ thuật không khắc phục được, mà phải mời đội ngũ chuyên gia nước ( máy đời mới) gây tốn ngoại tệ Từ vấn đề thấy rằng, làm chủ thiết bị trước nhập khẩu, tức nắm nguyên lý hoạt động, cấu tạo, khả máy móc chọn loại máy ưu việt hơn, khai thác hiểu cịn làm sở lý thuyết cho việc tự thiết kế chế tạo máy xúc thủy lực Việt Nam tương lai Với mục đích tạo điều kiện thiết thực cho học viên nghiên cứu kiến thức chuyên ngành cách kỹ lưỡng trước trường, giao nhiệm vụ thực đề tài tốt nghiệp: "Kết cấu, tính tốn điều khiển hệ thống truyền động thủy lực cấu quay sàn máy xúc PC350-6" Nhiệm vụ đồ án cần giải vấn đề sau : Lời nói đầu Chương : Cấu tạo đặc tính kỹ thuật máy xúc PC350-6 Chương : Kết cấu hệ thống quáy sàn máy xúc PC350-6 Chương : Tính tốn kiểm nghiệm hệ thống thủy lực cấu quay sàn Chương : Điều khiển mô truyền động thủy lực cấu quay sàn Kết luận Nội dung cụ thể chương mục giải cụ thể phần sau CHƯƠNG 1: CẤU TẠO VÀ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT MÁY XÚC PC350-6 1.1Q trình phát triển máy làm đất Cơng nghiệp chế tạo máy xây dựng nói chung, máy làm đất nói riêng cơng nghiệp cịn non trẻ q trình phát triển đồng hành với q trình phát triển ngành khoa học công nghiệp loài người Bức tranh tổng thể ngành chế tạo máy làm đất chia thành giai đoạn chính: - Từ kỷ XVI đến thể kỷ XVIII Xuất phương tiện giới giới hoá dùng khâu làm đất, động lực dùng phương tiện giới lúc chủ yếu sức người, sức ngựa bước đầu dùng động nước Loài người chế tạo sử dụng máy xúc gầu, có dung tích gầu q = 0,75m3 - Từ kỷ XIX đến năm 1910 Trong giai đoạn với phát triển cơng trình xây dựng lớn, cơng trình xây dựng giao thơng, giao thơng đường sắt, xuất máy xúc gầu quay tồn vịng - chạy ray, loại máy làm đất khác - Từ sau năm 1910 Khâu làm đất công tác xây dựng tiến hành giới hoá mức độ ngày cao xuất nhiều loại máy làm đất, như: máy xúc đất quay tồn vịng di chuyển bánh lốp, bánh xích, kể máy xúc di chuyển thiết bị tự bước Đồng thời để đáp ứng khối lượng công tác đất ngày lớn xây dựng Nền công nghiệp chế tạo nhiều loại máy làm đất có chức năng, công dụng, kết cấu khác Xu hướng phát triển máy làm đất giai đoạn nâng cao suất làm việc, tăng vận tốc di chuyển máy vận tốc làm việc: sử dụng vật liệu kim loại, phi kim loại chất lượng cao để giảm khối lượng riêng máy, nâng cao độ tin cậy chi tiết máy, giảm thời gian bảo dưỡng q trình sử dụng; hồn thiện thiết bị động lực truyền động hệ thống khác máy - chế tạo công tác (thiết bị làm việc) thay để máy làm việc điều kiện, chế độ khác (tức vạn hoá máy làm đất), nên suất làm việc máy ngày nâng cao Trong năm gần đây, khối lượng số loại máy làm đất giảm nhẹ khoảng 20-30% công suất máy tăng lên khoảng 50-60% Công suất trang bị máy tăng lên, kéo theo hiệu suất làm việc máy tăng lên Cùng với việc khơng ngừng cải tiến, hồn thiện ngun lý, kết cấu máy, người ta sử dụng phận, máy sở chế tạo theo tiêu chuẩn, theo mơdun để hồ nhập xu hướng thống hoá, tiêu chuẩn hoá vạn hoá ngành sản xuất máy làm đất Ở 1.2 Tình hình nghiên cứu thiết kế chế tạo MXD Việt Nam thị trường Việt Nam máy với điều khiển điện thuỷ lực người sử dụng ưa chuộng đạt hiệu điều khiển tốt mà kết cấu đơn giản, sử dụng sửa chữa dễ dàng, giá thành rẻ Số lượng máy xúc bánh xích lưu hành sử dụng chiếm tỷ lệ cao so với máy xúc bánh lốp khả ổn định làm việc cao hơn, áp lực đất nhỏ nên khả di chuyển làm việc đất yếu tốt hơn, giá thành thấp, thời gian triển khai thu hồi nhanh, suất cao Ngoài máy xúc bánh lốp phức tạp trình sửa chữa, khơng nhận ưu người Việt Ở Việt Nam chưa có cơng trình khoa học nghiên cứu chun sâu máy xúc cơng bố; chưa có sở sản xuất thiết kế chế tạo máy xúc Việc chế tạo dừng lại mức độ sản xuất cụm chi tiết đơn giản phục vụ công tác sửa chữa nhỏ Trong công tác sửa chữa phải chấp nhận nhập đại đa số cụm chi tiết từ hãng sản xuất từ nước Trong nhiều năm qua Học viện KTQS, cụ thể đội ngũ giáo viên môn Xe Máy Công Binh - Khoa Động Lực bám sát thực tiễn để giải vấn đề kỹ thuật chuyên ngành cho đơn vị thi cơng giới ngồi qn đội Bộ mơn chủ trì, tham gia nhiều đề tài nghiên cứu, cải tiến, thiết kế chế tạo số loại MXD, nằm dự án thiết kế, chế tạo khí trọng điểm Những đóng góp mơn nói chung ghi nhận đánh giá cao 1.3 Công dụng, cấu tạo, nguyên lý hoạt động máy xúc thuỷ lực PC350-6 Hình 1.1 Máy xúc thuỷ lực gầu ngược kiểu PC 3506 1.3.1 Công dụng máy xúc PC350-6 Máy xúc gầu chủ yếu dùng để đào khai thác đất, cát phục vụ công việc xây dựng sở hạ tầng lĩnh vực: xây dựng dân dụng công nghiệp, khai thác mỏ, xây dựng thuỷ lợi, xây dựng cầu đường Cụ thể, phục vụ việc sau: Trong xây dựng dân dụng công nghiệp: đào hố móng, đào rãnh nước đào rãnh dùng để lắp đặt đường ống cấp thoát nước, đường điện ngầm, điện thoại, bốc xúc vật liệu bãi, kho chứa vật liệu Ngồi có lúc làm việc thay cần trục lắp ống thoát nước hay thay búa đóng cọc để thi cơng móng cọc, phục vụ thi công cọc nhồi, máy xúc thủy lực gầu ln có cổng chờ để lắp đặt thiết bị công tác khác ( mũi khoan, lưỡi cắt bê tông, búa ) tùy vào mục đích thi cơng Lắp thiết bị gầu ngoặm, đào đất nơi thấp so với máy đứng vị trí chật hẹp: (Hình 1.2) Đục phá khối bê tơng tường tồ nhà cao tầng: (Hình 1.3) Hình 1.2 Hình 1.3 Trong xây dựng thuỷ lợi: đào kênh, mương, nạo vét sông ngòi, bến cảng, ao hồ, khai thác đất để đắp đập, đắp đê Trong xây dựng cầu đường: đào móng, khai thác đất, cát để đắp đường, nạo, bạt sườn đồi để tạo ta luy thi công đường sắt sườn núi Trong khai thác mỏ: bóc lớp đất thảm thực vật phía bề mặt đất, khai thác mỏ lộ thiên (than, đát sét, cao lanh, đá sau nổ mìn) Trong lĩnh vực khác: nhào trộn vật liệu nhà máy hoá chất (phân lân, cao su) Khai thác đất cho nhà máy gạch, sứ tiếp liệu cho trạm trộn bê tông, bê tông át phan Bốc xếp vật liệu ga tầu, bến cảng Khai thác sỏi, cát lịng sơng Ngồi máy xúc gầu có tính vạn cao, lắp thiết bị thi cơng khác ngồi thiết bị gầu xúc như: cần trục, búa đóng cọc, thiết bị ấn bấc thấm Một số hình ảnh công dụng khác máy xúc thuỷ lực gầu thể hình 1.4 Hình 1.4 10 Công tác đất chiếm khối lượng lớn công tác xây dựng bản, nên để tiến hành giới hoá khâu làm đất, người ta sử dụng nhiều loại máy làm đất khác máy xúc, máy đào, máy ủi, máy cạp Trong đó, loại máy xúc gầu dẫn động thủy lực sử dụng phổ biến, rộng rãi chiếm tỉ trọng lớn việc thi cơng cơng trình dân dụng qn đội 1.3.2 Cấu tạo máy xúc PC350-6 Cấu tạo máy xúc PC350-6 dẫn động thuỷ lực thể hình 1.5 12 11 10 I Hình 1.5 Sơ đồ kết cấu máy xúc thủy lực PC350-6 Cơ cấu di chuyển; Cơ cấu quay sàn; Bàn quay; Xi lanh nâng hạ cần; Gầu xúc; Xi lanh điều khiển gầu; Tay gầu; Xi lanh điều khiển tay gầu; Cần; 10 Ca bin; 11 Động truyền động; 12 Đối trọng - Cấu tạo thường gồm hai phận chính: Phần máy sở (máy kéo xích) phần thiết bị công tác - Để thực chức chính: Tách đất khỏi khối đất; Đưa đất đào vào phận giữ, chứa đất; Giữ, chứa đất; Chuyển đất đến nơi xả, đổ đất; Quay lại vị trí làm việc Phần xe sở: Cơ cấu di chuyển (1) chủ yếu di chuyển máy công trường Nếu cần di chuyển máy với cự ly lớn phải có thiết bị vận chuyển chuyên