đồ án truyền động thủy khí

Khi tác động cần điều khiển thông qua cơ cấu dẫn động đẩy van trượt cơ cấu phân phối 10 đi lên mở thông đường dầu chính 7 tới xilanh thủy lực 11, dầu từ bơm 2 tới khoang trên của xilanh

Trang 1

Sinh viên:Nguyễn Xuân Quyết Lớp 11C4LT / MSSV 103110062 Trang 1

Mục lục

Trang Lời nói đầu Mục lục 1

I.Các thông số 3

1.Thông số cơ bản của máy xúc KOBELCO SK200 3

2.Thông số cho 3

3.Thông số chọn 4

4 Sơ đồ tổng thể máy 4

5 Bố trí chung trên cơ cấu làm việc 5

II Tính toán thuỷ lực hệ thống 6

1 Sơ đồ phân bố lực 6

2 Các lực tác dung lên xylanh 6

3 Tính toán thủy lục cho xylanh gầu 8

4 Tính lưu lượng 11

III Tính chọn bơm 11

1 Nhiệm vu 11

2 Chọn bơm 12

3 Tính toán các thông số cơ bản của bơm 12

IV Các cấu thành của hệ thống truyền lực trên máy xúc 15

1 Sơ đồ bố trí hệ thống truyền động thủy lực 15

2 Mạch thuỷ lực điều khiển xilanh gầu 16

3 Bơm chính 18

Trang 2

4 Xy lanh thủy lực 19

5 Van một chiều 20

6 Cơ cấu phân phối 20

7 Tiết lưu 22

8 Van an toàn 22

9 Bầu lọc 24

10 Thùng dầu 25

V Đánh giá tính kinh tế kỹ thuật – kinh tế 26

VI Tài liệu tham khảo 27

VII Phụ lục 28

Trang 3

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN TRUYỀN ĐỘNG THỦY KHÍ ĐỘNG LỰC

Tính toán hệ thống truyền động thủy lực của máy xúc một gầu truyền động thủy lực di chuyển bánh xích

I Các thông số

1 Thông số cơ bản của máy xúc KOBELCO-SK 200

Trang 4

Trang 5

5 Bố trí chung trên cơ cấu làm việc và tầm hoạt động của máy

1- Gầu; 2- Xilanh gầu; 3- Tay xúc; 4- Xilanh tay xúc; 5- Cần; 6- Xilanh cần;

7- Buồng điều khiển; 8- Động cơ; 9- Ổ đỡ; 10- Bánh xích

4

6

2 3 1

5

KOB

K B 8760

Trang 6

II Tính toán thủy lực hệ thống

Trang 7

P01= b.K1.Cmax = 0,78.6 0,29 = 1,36 N

Trong đó : P01 lực cản cắt tiếp tuyến [N]

(P01 công thức ( 2.III.45) trang 100 máy làm đất)

Cmax (2.III.7) Bảng phân bố trọng lượng các bộ phận chính của máy (tính theo % so

với trọng lượng làm việc của máy trang 91)

Các kích thước bán kính ở tay cần

r01 = 2,39 m ; rtc = 0,8 m ; rg+d = 2,36 m ; r’

tc = 0,33 m Xác định lực trong xilanh tay cần

Xác định lực trong xilanh quay gầu

Xác định bề dày phôi đất lớn nhất trong trường hợp tay cần ở vị trí (như hình vẽ)

Chiều sâu tầng xúc: H1 = 0,8 m

Trang 8

(Pqg công thức 2.II.50 trong tài liệu máy làm đất trang 102)

3 Tính toán thủy lực cho xilanh cơ cấu gầu

Xét vị trí xilanh gầu đang di chuyển theo phương thẳng đứng

Trang 9

Các thông số cho trước

Tải trọng tác dụng lên tay cần t c

Trọng lượng pittông gầu Gpt = 1471 N

Vận tốc lớn nhất khi có tải vmax = 900 mm/ph = 0,015 m/s

Vận tốc lớn nhất khi không tải vmax = 1500 mm/ph = 0,025 m/s

Hành trình của xilanh gầu x = 0,9 m

S1 : Diện tích pittông buồng công tác

S2 : Diện tích pittông buồng trả

Ft : Tải trọng công tác

Gpt : Trọng lượng pittông gầu

Fmsp : Lực ma sát giữa pittông và xilanh

Trang 10

N: Lực của vòng găng tác dụng lên xilanh

Fmsc = 0,15.f π.d.b.p

f: Hệ số ma sát, vật liệu phốt làm kín bằng cao su thì f = 0,5D = 0,5.0,26 = 0,13 d: Đường kính cần pittông; chọn theo tiêu chuẩn d = 0,7D =0,7.0,26 = 0,18 m

b: Chiều dài tiếp xúc vòng chắn và cần; chọn b = d = 0,18 m

Trang 11

Khi đó Qb = Qmax.c + Qmax.tc + Qmax.đcqt + Qmax.g

Trang 12

Lưu lượng thực của bơm Q = 0,735 lít/s = 7,35.10-4 m3/s

Áp suất làm việc: p = 32 MPa = 32.106 N/m2

Số lượng pittông; chọn z = 7

Góc nghiêng lớn nhất của đĩa: γ= 20 0

(Hiệu suất của bơm chọn theo tài liệu thủy lực và máy thủy lực trang 166)

d

q = z.S.π

Trong đó: S – Hành trình của pittông S = D.sinγ = D tgγx

D – Đường kính làm việc của đĩa nghiêng

Dx – Đường kính vòng tròn chia của rôto

d – Đường kính pittông m: Là tỷ số giữa đường kính vòng tròn chia và đường kính pittông, được xác định theo tỷ lệ sau:

SS

Dx

RAB'O

d

γ

Trang 13

π.d

q = z.m.tgγ.

4

Lưu lượng lý thuyết của bơm

Trang 14

Bơm pittông rôto hướng trục tác dụng kép loại có đĩa nghiêng

Trang 15

IV Các cấu thành của hệ thống truyền lực trên máy xúc một gầu

1 Sơ đồ hệ thống truyền động thủy lực máy xúc một gầu bánh xích

1- Thùng nhiên liệu; 2- Bơm pittông rôto hướng trục; 3- Bầu lọc; 4- Két làm mát;

5-Thiết bị khóa thủy lực; 6- Đồng hồ đo áp suất; 7- Đường dầu chính; 8- Van một chiều; 9-Van an toàn; 10- Xilanh nâng hạ cần; 11- Xilanh co duỗi gầu; 12- Xilanh nâng hạ tay cần; 13- Van tiết lưu; 14- Cơ cấu phân phối điều khiển

nâng hạ tay cần; 15 - Cơ cấu phân phối điều khiển co duỗi tay gầu; 16- Cơ

cấu phân phối điều khiển nâng hạ cần

1

4 15

13

Trang 16

2 Mạch thủy lực điều khiển xilanh gầu

a Mạch thủy lực điều khiển duỗi gầu

Nguyên lý hoạt động của mạch thủy lực khi duỗi gầu

Khi tác động cần điều khiển thông qua cơ cấu dẫn động đẩy van trượt cơ cấu phân phối (10) đi lên mở thông đường dầu chính (7) tới xilanh thủy lực (11), dầu từ bơm (2) tới khoang trên của xilanh thủy lực tác dụng lên pittông đẩy pittông đi xuống (duỗi gầu) Dầu từ khoang dưới xilanh thủy lực quay trở về các khoang trung gian của cơ cấu phân phối cuối cùng mới về thùng

1 2

Trang 17

b Mạch thủy lực điều khiển co gầu

Nguyên lý hoạt động của mạch thủy lực khi co gầu

Thực hiện điều khiển ngược lại thông qua cơ cấu dẫn động đẩy van trượt cơ cấu

phân phối (10) đi xuống mở thông đường dầu chính (7) tới xilanh thủy lực (11), dầu từ

bơm (2) tới khoang trên của xilanh thủy lực tác dụng lên pittông đẩy pittông đi xuống (co gầu) Dầu từ khoang dưới xilanh thủy lực quay trở về các khoang trung gian của cơ cấu phân phối cuối cùng mới về thùng

Trang 18

3 Bơm chính

Bơm chính trong hệ thống truyền động thủy lực của máy đào Kobelco-sk200 là loại bơm pittông rôto hướng trục thay đổi lưu lượng, có nhiệm vụ hút dầu từ thùng chứa đẩy đi tới các cơ cấu trung gian và bộ phận chấp hành với một áp suất làm việc

và lưu lượng nhất định để dẫn động các cơ cấu chấp hành như mô tơ quay toa, mô tơ di chuyển và xilanh thủy lực

Kết cấu bơm chính như hình bao gồm:

1- Trục trước; 2- Trục sau; 3- Khớp nối; 4- Ổ bạc; 5- Ổ bi kim; 6- Vòng đệm ổ bạc; 7- Khối xilanh; 8- Pittông; 9- Đế pittông; 10- Vòng giữ đế; 11- Bạc cầu; 12- Lò xo xilanh; 13- Đĩa đế; 14- Đĩa nghiêng; 15- Bạc nghiêng; 16- Bệ đỡ; 17- Nắp kín; 18- Vỏ bơm; 19- Khối van; 20- Đĩa phân phối trước; 21- Đĩa phân phối sau; 22,23- Bu lông

lỗ vặn; 24- Đầu nối; 25- Chốt nghiêng; 26- Van trợ lực; 27- Nút hãm lớn; 28- Nút hãm nhỏ; 29- Chốt lùi; 30,31,32,33- Vòng đệm; 34- Đệm kín dầu; 35,36- Vòng dự trữ; 37,38- Đai ốc; 39- Vòng chặn; 40- Chốt đĩa phân phối; 41- Chốt định vị; 42- Bu lông vòng; 43,44- Bu lông điều chỉnh

Nguyên lý làm việc:

Trục (1) được ăn khớp với trục khuỷu động cơ và trực tiếp nhận công suất từ động

cơ qua khớp nối (3) dẫn động trục (2) cùng quay Hai trục (1) và (2) quay sẽ làm cho các khối xilanh (7), bạc cầu (11) với trục quay theo Khối xilanh quay làm cho pittông (8) quay theo Pittông (8) nối khớp cầu với đế pittông (9), đế pittông này được giữ bởi

3029

24

23

2221

98

Trang 19

vòng giữ đế (10) và tựa lên bạc cầu (11) được nén bởi lò xo xilanh (12) có xu hướng tỳ

đế pittông (9) lên đĩa đế (13) được gắn lên đĩa nghiêng (14) Vì vậy vị trí của các

pittông trong khối xilanh sẽ thay đổi theo đĩa nghiêng Khi khối pittông quay thì vị trí

của các pittông lần lượt thay thế lẫn nhau Đế pittông nào có xu hướng trượt xuống đĩa

nghiêng thì làm cho thể tích của khoang trong xilanh tăng và áp suất giảm nên các

khoang này được nối với đường hút thông qua đĩa phân phối (20) hoặc (21) và hút dầu

vào các khoang xilanh của bơm Đế pittông nào có xu hướng trượt lên đĩa nghiêng thì

làm cho thể tích của các khoang trong xilanh giảm và áp suất tăng nên các khoang này

được nối với đường ống đẩy thông qua đĩa phân phối (20) hoặc (21) đưa dầu cao áp tới

các bộ phận trung gian và cơ cấu chấp hành Lưu lượng của bơm có thể thay đổi bằng

cách thay đổi góc nghiêng của đĩa nghiêng (14) thông qua bộ điều chỉnh lưu lượng

Xilanh thủy lực bao gồm xilanh cần, xilanh tay cần và xilanh gầu Các xilanh đều

có nguyên lý hoạt động tương tự nhau và có nhiệm vụ biến đổi áp năng của dòng dầu

cao áp thành cơ năng để tạo chuyển động tịnh tiến tương đối giữa cặp xilanh-pittông

Sự phối hợp làm việc của các xilanh trên tạo nên quỹ đạo chuyển động của gầu xúc và

giúp chúng ta thực hiện công việc mong muốn như đào đất, xúc trộn, gạt chướng ngại

vật, phá tường v.v…

15 16

14

12 13 11

10 8

5 4 3

Trang 20

Nguyên lý hoạt động:

Các xilanh thủy lực trong hệ thống truyền động thủy lực trên máy đào đều có nguyên tắc hoạt động hai chiều, khi ta cấp dầu cao áp một đầu thì pittông sẽ có chiều chuyển động về phía đầu bên kia, chẳng hạn như khi ta cấp dầu cao áp phía bên phải pittông thì lực đẩy do áp năng của dầu tác dụng lên bề mặt tiếp xúc của pittông với dầu cao áp

sẽ đẩy pittông chuyển động về phía bên trái, dầu trong khoang phía bên trái pittông sẽ được dẫn về thùng chứa Nếu mà ta đóng van phân phối thì hai bên pittông đều có dầu

5 Van một chiều

Van một chiều có tác dụng cho dầu đi theo một chiều nhất định Van một chiều

có hai bộ phận chính là nắp và lò xo giữ nắp van Khi mở van một chiều phải có sức cản nhỏ nhất để chất lỏng chảy qua dễ dàng ít tổn thất năng lượng Vì vậy lò

xo giữ van phải thật nhỏ, đủ để ép sát nắp van vào đế van và thắng lực ma sát giữa pittông và vỏ van Nếu chất lỏng đi theo chiều ngược lại thì chính áp lực chất lỏng

sẽ ép chặt nắp van vào đế van ngăn cản không cho chất lỏng đi theo chiều ngược lại Dưới đây là kết cấu của van một chiều

6 Cơ cấu phân phối

Cơ cấu phân phối được dùng để đổi nhánh dòng chảy ở các nút của lưới đường ống và phân phối chất lỏng vào trong các đường ống theo một quy luật nhất định Nhờ vậy có thể đảo chiều chuyển động của bộ phận chấp hành hoặc điều khiển nó chuyển động theo một quy luật nhất định

Chất lỏng từ bơm trước khi tới xilanh thủy lực thường qua cơ cấu phân phối Cơ cấu phân phối là nơi tập trung các đầu mối lưu thông của chất lỏng Ở đây chất

Trang 21

lỏng từ bơm tới được phân phối vào các nhánh khác nhau cuản lưới ống Cơ cấu phân phối gồm hai bộ phận chính là vỏ và bộ phận đổi nhánh Ở vỏ, khoét các lỗ lưu thông nối với lưới ống của hệ thống thủy lực Bộ phận đổi nhánh có thể di chuyển tương đối so với vỏ để phân phối chất lỏng vào các nhánh lưu thông Bộ phận đổi nhánh có thể là pittông bậc, ngăn kéo, núm xoay Trong hệ thống thủy lực này ta sử dụng cơ cấu phân phối loại con trượt phân phối

Kêt cấu cơ cấu phân phối kiểu 5/3

1-Thân van; 2-Lò xo, 3-Con trượt; 4-Các cửa dầu

Kết cấu của cơ cấu phân phối gồm pittông bậc 1 và xilanh 2 Trong xilanh có những rãnh có cửa thông với bơm và xilanh thủy lực Khi có chuyển động tương đối của pittông với xilanh,các bậc của pittông sẽ đóng hoặc mở những cửa lưu thông trong xilanh Bởi vậy bằng cách di chuyển pittông tùy ý ta có thể thực hiện việc chuyển mạch lưu thông của chất lỏng trong lưới đường ống theo ý muốn và kết quả đảo được chiều của bộ phận chấp hành

23

2

1

Trang 22

7 Tiết lưu:

Tiết lưu là cơ cấu được dùng để điều chỉnh hay hạn chế lưu lượng chất lỏng trong hệ thống bằng cách gây sức cản đối với dòng chảy Có hai loại tiết lưu là tiết lưu điều chỉnh được và tiết lưu cố định Trong hệ thống này ta sử dụng tiết lưu điều chỉnh được để giữ chênh áp cần thiết giữa hai khoang làm việc của xilanh lực hoặc

để hạn chế dao động áp suất của chất lỏng do va đập của các chi tiết làm việc Hình dạng kết cấu như hình vẽ sau:

Kí hiệu tiết lưu điều chỉnh được

1-Chốt;2-Vít điều chỉnh;3-Cửa vào;4-Cửa thoát

2

1

4

3

Trang 23

Sinh viín:Nguyễn Xuđn Quyết Lớp 11C4LT / MSSV 103110062 Trang 23

Mặt cắt van vă ký hiệu của van an toăn

Kết cấu van an toăn như hình bao gồm: Giâ đỡ (2) được lắp văo thđn van (1) qua đế tựa (5), ụ van (3) được lắp văo giâ đỡ (2), giâ đỡ (2) được cố định văo thđn bởi bu lông điều chỉnh (8) vă vòng đệm (6), ụ van (3) được giữ bởi lò xo (7) vă bu lông chặn (9), khi giữ cố định bu lông (8) vă vặn bu lông (9) ta sẽ điều chỉnh được lực ĩp của lò xo lín ụ van (3) vă điều chỉnh được âp suất cho phĩp của van an toăn, bu lông chặn (9) được khóa trín bu lông (8) bằng đai ốc (10) vă câc vòng đệm (11), nắp chụp (12) được vặn lín bu lông (9), câc vòng đệm (11), (6) có nhiệm vụ lă kín cho van, không cho không khí lọt văo hệ thống

Nguyín lý hoạt động:

Dầu được cấp từ cổng P được dẫn tới khoang C qua lỗ S của giâ đỡ (2) vă khe hở tại mặt trượt giữa ụ van vă giâ đỡ Lực lò xo đủ lớn để ụ van không lăm việc tới khi âp suất trong khoang C đạt tới âp suất điều chỉnh của van an toăn Khi âp suất trong

12

11

11 10 9

lỗ thông S P T

Ký hiệuP

T

Trang 24

khoang C vượt quá áp suất cho phép, thủy lực trở nên lớn hơn lực lò xo và ụ van (3) sẽ tách khỏi đế của giá đỡ (2) Dầu được cấp từ cổng P sau đó theo khe hở giữa ụ van và

đế tựa tới cổng bể chứa T qua lỗ S Chuyển vị của ụ van (3) được giới hạn bởi lưu lượng và áp suất Nếu lưu lượng thể tích tương ứng với áp suất, áp suất dư không đổi; thành ra áp suất hệ thống không vượt quá áp suất điều chỉnh

7 6

5 4 3 2 1

Trang 25

10 Thùng dầu:

Bình chứa chất lỏng

1-Nút tháo; 2- Thanh giằng; 3- Khóa; 5-Van; 4,6- Thành bình; 7- Ống nhỏ; 8- Đai ốc; 9- Thước đo dầu; 10- Phần tử lọc; 11- Miệng rót; 12- Bộ lọc thô; 13- Nắp đậy;

14- Thân bầu lọc; 15- Van an toàn; 16- Bulông; 17- Lỗ thông hơi

Trên các máy xúc thủy lực người ta thường dùng bình chứa chất lỏng loại hở, khoang trong bình được nối thông với khí quyển qua lỗ thông hơi Mặt trong của bình được gia công nhẵn, không có vách ngăn được chống rỉ bằng phủ một lớp hóa chất Thành dưới của bình được cấu tạo dạng vòm có nút tháo để tháo dầu và bẩn Chất lỏng được cấp vào bình đi qua phần tử lọc được đặt trên ống

11 10 9

6

4

1 2

Định dạng
Số trang	27
Dung lượng	491,3 KB