Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên máy ủi KOMATSU D65EX 12

Khoa học kỉ thuật trong những thập kỉ gần đây phát triển rất mạnh mẽ, đặc biệt là trong lĩnh vực điện tử và công nghệ tin học. Nó tạo ra một tạo ra một tác động rất mạnh mẽ trong tất cả các lĩnh vực của đời sống, và đặc biệt mạnh mẽ trong các ngành công nghiệp chế tạo máy đặc biệt là trong ngành công nghiệp ô tô và máy công trình.Trong những năm trở lại đây trên các phương tiện xe máy (ô tô và máy công trình) đều được trang bị các hệ thống điện tử nhằm nâng cao tính tự động hóa của máy móc thiết bị, tối ưu hoá quá trình điều khiển và vận hành nhằm nâng cao hiệu suất làm việc và tính năng kinh tế của ô tô và máy công trình.Máy ủi là loại máy chuyên dùng để ủi, san lấp, vận chuyển đất đá, là thiết bị rất quan trọng và không thể thiếu trong các công trình xây dựng, cầu đường, thuỷ lợi, thuỷ điện và khai thác các loại khoáng (than đá, quặng…).Máy ủi được sử dụng rộng rãi vì chúng dễ thích nghi với nhiều loại công việc nhờ sử dụng các thiết bị công tác thay thế, các loại truyền động và những bộ phận di chuyển khác nhau.Máy ủi Komat’su D65EX 12 là loại máy ủi với lưỡi ủi đa năng, có thể nâng, hạ, nghiêng lưỡi ủi dễ dàng nhờ hệ thống làm việc bằng thủy lực giúp cho máy ủi có nhiều nổi trội hơn. Nó giúp cho quá trình điều khiển các thao tác được đơn giản hơn, đặc biệt tính kinh tế của nó cao hơn so với các loại máy đào truyền động cơ khíXuất phát từ những ưu điểm về kết cấu và thao tác của máy, cũng như khả năng sử dụng máy trong nhiều lĩnh vực khác nhau đã đem lại hiệu quả kinh tế cao trong quá trình sử dụng nó vào các công trình xây dựng cơ bản, mà em đã chọn đề tài “Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực máy ủi Komat’su D65EX 12”, nhằm tìm hiểu kỹ càng, nắm rõ nguyên lý làm việc, cách sử dụng và phương pháp vận hành, bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa, để nâng cao trình độ chuyên môn phục vụ cho quá trình công tác sau khi tốt nghiệp. Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY ỦI1.1.MỤC ĐÍCHGiúp sinh viên ứng dụng những kiến thức đã học, cũng cố kiến thức để nhớ lâu, cặn kẽ. Đồng thời tạo điều kiện cho sinh viên tìm hiểu, nghiên cứu thêm các hệ thống truyền động thủy lực trên m, xy lanh thủy lực, van….Thông qua đó nắm bắt được quy trình làm việc, quá trình tính toán của máy công trình.Biết sử dụng các phần mềm để mô phỏng các mạch thủy lực làm việc của máy công trình và ứng các máy công trình. Nhằm giúp cho sinh viên biết được các cấu tạo của các loại bơdụng vào thực tiễn.1.2.Ý NGHĨAGiúp sinh viên tổng hợp kiến thức đã được học và ứng dụng kiến thức đó vào trong thực tế sản xuất. Để sinh viên tiếp cận gần hơn về các máy công trình, biết cách mô phỏng các đường đi của mạch thủy lực. Nhằm giúp sinh viên tự tin hơn khi ra trường khi chưa có nhiều kinh nghiệm.Cải thiện điều kiện lao động nhờ điều khiển tự động hóa, tạo ra khả năng nâng cao năng suất hiệu quả làm việc, tiết kiệm được nguồn năng lượng, nhân công….Xuất phát từ những khả năng sử dụng máy trong các lĩnh vực xây dựng đã đem lại hiệu quả kinh tế cao trong quá trình sử dụng nó vào các công trình xây dựng cơ bản, mà em đã chọn đề tài này, nhằm tìm hiểu kỹ càng và nắm nguyên lý làm việc, cách sử dụng và phương pháp vận hành, bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa, để nâng cao trình độ chuyên môn phục vụ cho quá trình công tác sau khi tốt nghiệp.1.3.GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MÁY ỦI1.3.1.Công dụng máy ủi Máy ủi là loại điển hình của máy đào chuyển đất, đang được sử dụng rộng rãi trên thế giới. Ví dụ: Ở Mỹ máy ủi được sử dụng nhiều gấp 2 lần so với máy san và 5 lần so với máy cạp; Ở Nhật, máy ủi được sử dụng nhiều gấp 2 lần so với máy cạp và máy san; Còn ở Liên Bang Nga và Ucraina, máy ủi nhiều hơn 3,6 lần so với máy cạp và 8 lần so với máy san. Các hãng máy ủi nổi tiếng trên thế giới hiện nay như: hãng ChTZ của Liên Bang Nga, Tập đoàn Doosan, hãng máy xây dựng Hitachi, Tập đoàn công nghiệp nặng Huyndai, hãng máy xây dựng Mỹ Kobelco….Máy ủi dùng để đào vận chuyển đất ở cự ly thích hợp nhỏ hơn 100m. Đồng thời nó cũng được dùng để san sơ bộ mặt bằng.Trong thực tế, máy ủi thường được sử dụng làm các công việc sau:Đào hồ ao, kênh mương nông và rộng;Đào các móng nhà lớn;Đào đắp đường có độ cao không quá 2m;San sơ bộ, tạo mặt bằng lớn để xây dựng sân quảng trường, sân vận động, khu công nghiệp và các đô thị mới;San lấp rãnh đặt đường ông hoặc móng nhà, sau khi đã thi công xong;Thu dọn vật liệu phế thải trên hiện trường sau khi công trình đã hoàn thành;Dồn vật liệu thành đống cao để tạo điều kiện thuận lợi cho máy một gàu xúc vật liệu đổ lên ô tô;Trợ lực đẩy cho máy cạp khi máy cạp đào đất gặp đất rắn;Kéo các phương tiện khác.1.3.2.Phân loại máy ủiBộ phận làm việc chính của máy ủi là bàn ủi.a)Dựa vào góc đặt của bàn ủi so với trục dọc của máy:Máy ủi vạn năng: Bàn ủi được liên kết với khung ủi qua khớp cầu nên bàn ủi có thể quay được trong mặt phẳng ngang và đặt nghiêng so với trục dọc của máy một góc 45 hình vẽ (1.1). Hình 1.1. Thiết bị ủi vạn năngGóc quay này được sử dụng khi máy ủi thực hiện san lấp rãnh đặt ống, móng nhà sau khi thi công, san các mặt bằng nói chung và cho năng suất cao hơn máy ủi thường.Máy ủi thường (hay còn gọi là máy ủi cố định): Bàn ủi luôn luôn được đặt vuông góc với trục dọc của máy. Máy ủi thường được thể hiện ở hình 1.2. Hình 1.2. Thiết bị ủi thườngb)Dựa vào phương pháp điều khiển thiết bị ủi:Máy ủi điều khiển bằng thủy lực;Máy ủi điều khiển bằng cáp;Trong đó máy ủi điều khiển bằng thủy lực đang được sử dụng rộng rãi vì điều khiển nhẹ nhàng, êm và chắc chắn, kết cấu gọn, chăm sóc và bảo quản đơn giản dễ dàng.Lưỡi ủi ấn sâu vào trong khi đào, một phần nhờ trọng lượng thiết bị ủi, phần còn lại chủ yếu nhờ áp lực của dầu. Do đó trọng lượng của thiết bị ủi giảm đi từ 5 10% so với thiết bị ủi của máy điều khiển bằng cáp cùng công suất. Đồng thời máy ủi điều khiển bằng thủy lực có thể đào được đất rắn hơn máy ủi điều khiển bằng cáp.Ngoài ra còn có máy ủi điều khiển từ xa bằng điện từ, mới được người Nhật Bản áp dụng thí điểm cho những máy ủi khai thác khoáng sản dưới đại dương. Tuy nhiên loại máy ủi này có cấu tạo phức tạp, công nghệ chế tạo hiện đại, giá thành cao nên chưa được sử dụng phổ biến.c)Dựa vào công suất và lực kéo của máy, có thể phân loại theo bảng dưới đây:Phân loại máy ủi theo công suất và lực kéoLoại máy ủiCông suất động cơ (kW)Lực kéo (F)Rất nhỏĐến 15Đến 2,5Nhỏ15 602,5 7,5Trung bình60 1107,5 15Lớn110 22015 20Rất lớn 220 30Xu hướng phát triển máy ủi: Chế tạo những máy ủi có công suất nhỏ và trung bình, điều khiển bằng thủy lực vì máy ủi nhỏ và trung bình có năng lượng riêng (công suất trên một đơn vị trọng lượng) lớn hơn nhiều so với máy ủi có công suất lớn.d)Dựa vào cơ cấu di chuyển:Máy ủi bánh xích, có áp suất xuống đất nhỏ, bán kính quay vòng nhỏ, khả năng bám vào mặt đất tốt nên có thể hoạt động ở những nơi có nền đất yếu, những nơi có độ dốc lớn, địa hình chật hẹp.Máy ủi bánh hơi, có tốc độ di chuyển nhanh hơn, nhưng áp suất xuống đất lớn hơn so với máy ủi bánh xích cùng trọng lượng.1.3.3.Yêu cầu chung:Chọn hợp lí và sử dụng nguồn năng lượng. Đối với động cơ dẫn động thường được chọn là động cơ đốt trong, tổ hợp động cơ đốt trong, có độ bền và tuổi thọ cao.Kích thước gọn nhẹ, dễ vận chuyển, dựng lắp; có khả năng thi công trong địa hình chật hẹp, điều kiện khắc nghiệt, khả năng thay đổi cơ cấu công tác, khả năng thay thế, sửa chữa.Đảm bảo yêu cầu vệ sinh môi trường cũng như vệ sinh công nghiệp theo quy định lao động, an toàn khi vận hành, thuận tiện trong làm việc….Giá thành hợp lí, thõa mãn tính kinh tế, tính mỹ thuật công nghệ….. Chương 2: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MÁY ỦI KOMATSU D65EX 122.1.GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CỦA MÁY ỦITruyền động dùng để truyền công suất, truyền động từ động cơ đến bộ công tác, trên máy ủi có thể sử dụng truyền động cơ học, truyền động cơ điện, truyền động thủy lực, truyền động khí nén hoặc sử dụng truyền động kết hợp.2.1.1.Truyền động cơ học:Truyền động cơ học bao gồm các bộ truyền động cơ khí cơ cấu đảo chiều, truyền động bằng cáp….Truyền động bằng cáp có cấu tạo đơn giản, nhưng chỉ truyền theo một chiều nâng ủi còn muốn hạ xuống chỉ cần nhả phanh thì dưới tác dụng của trọng lượng thân lưỡi ủi sẽ hạ xuống Hình 2.1. Sơ đồ truyền động bằng cáp1.Bộ công tác, 2. Cáp nâng, 3. Cụm dẫn động.2.1.2.Truyền động thủy lựcTruyền động thủy lực là phương pháp truyền động được sử dụng phổ biến và trở thành một trong những khuynh hướng phát triển của loại máy này. Truyền động thủy lực được chia làm hai loại sau:Truyền động thủy lực thủy động: Trong truyền động thủy lực thủy động, việc truyền cơ năng giữa các bộ phận máy chủ yếu được thực hiện bằng động năng của dòng chất lỏng. Truyền động thủy động có hai loại: khớp nối thủy lực và biến tốc thủy lực, thường được dùng nhiều trong ngành cơ khí động lực và vận chuyển.Truyền động thủy lực thể tích: Trong truyền động thủy lực thể tích, việc truyền cơ năng giữa các bộ phận máy chủ yếu được thực hiện bằng áp năng của dòng chất lỏng, thường dùng các máy thủy lực thể tích. Truyền động thể tích có rất nhiều dạng khác nhau như: truyền động thủy lực thể tích có chuyển động tịnh tiến, truyền động thủy lực thể tích có chuyển động quay, truyền động thủy lực thể tích có chuyển động tùy động, được dùng rất phổ biến trong các ngành chế tạo máy và các hệ thống điều khiển tự động.Chất lỏng làm việc trong các máy thủy lực và truyền động thủy lực có nhiều loại như nước, các loại dầu, không khí ….

máy ủi KOMATSU D65EX - 12

MỞ ĐẦU

Khoa học kỉ thuật trong những thập kỉ gần đây phát triển rất mạnh mẽ, đặc biệt

là trong lĩnh vực điện tử và công nghệ tin học Nó tạo ra một tạo ra một tác độngrất mạnh mẽ trong tất cả các lĩnh vực của đời sống, và đặc biệt mạnh mẽ trong cácngành công nghiệp chế tạo máy đặc biệt là trong ngành công nghiệp ô tô và máycông trình

Trong những năm trở lại đây trên các phương tiện xe máy (ô tô và máy côngtrình) đều được trang bị các hệ thống điện tử nhằm nâng cao tính tự động hóa của máymóc thiết bị, tối ưu hoá quá trình điều khiển và vận hành nhằm nâng cao hiệu suất làmviệc và tính năng kinh tế của ô tô và máy công trình

Máy ủi là loại máy chuyên dùng để ủi, san lấp, vận chuyển đất đá, là thiết bị rấtquan trọng và không thể thiếu trong các công trình xây dựng, cầu đường, thuỷ lợi,thuỷ điện và khai thác các loại khoáng (than đá, quặng…)

Máy ủi được sử dụng rộng rãi vì chúng dễ thích nghi với nhiều loại công việcnhờ sử dụng các thiết bị công tác thay thế, các loại truyền động và những bộphận di chuyển khác nhau

Máy ủi Komat’su D65EX - 12 là loại máy ủi với lưỡi ủi đa năng, có thể nâng,

hạ, nghiêng lưỡi ủi dễ dàng nhờ hệ thống làm việc bằng thủy lực giúp cho máy ủi cónhiều nổi trội hơn Nó giúp cho quá trình điều khiển các thao tác được đơn giản hơn,đặc biệt tính kinh tế của nó cao hơn so với các loại máy đào truyền động cơ khí

Xuất phát từ những ưu điểm về kết cấu và thao tác của máy, cũng như khả năng

sử dụng máy trong nhiều lĩnh vực khác nhau đã đem lại hiệu quả kinh tế cao trongquá trình sử dụng nó vào các công trình xây dựng cơ bản, mà em đã chọn đề

tài “Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực máy

ủi Komat’su D65EX - 12”, nhằm tìm hiểu kỹ càng, nắm rõ nguyên lý làm việc, cách

sử dụng và phương pháp vận hành, bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa, để nâng cao trình

độ chuyên môn phục vụ cho quá trình công tác sau khi tốt nghiệp

máy ủi KOMATSU D65EX - 12

Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY ỦI

1.1 MỤC ĐÍCH

Giúp sinh viên ứng dụng những kiến thức đã học, cũng cố kiến thức để nhớ lâu,cặn kẽ Đồng thời tạo điều kiện cho sinh viên tìm hiểu, nghiên cứu thêm các hệ thốngtruyền động thủy lực trên m, xy lanh thủy lực, van….Thông qua đó nắm bắt được quytrình làm việc, quá trình tính toán của máy công trình

Biết sử dụng các phần mềm để mô phỏng các mạch thủy lực làm việc của máycông trình và ứng các máy công trình Nhằm giúp cho sinh viên biết được các cấu tạocủa các loại bơdụng vào thực tiễn

1.3 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MÁY ỦI

1.3.1 Công dụng máy ủi

Máy ủi là loại điển hình của máy đào chuyển đất, đang được sử dụng rộng rãitrên thế giới Ví dụ: Ở Mỹ máy ủi được sử dụng nhiều gấp 2 lần so với máy san và 5lần so với máy cạp; Ở Nhật, máy ủi được sử dụng nhiều gấp 2 lần so với máy cạp vàmáy san; Còn ở Liên Bang Nga và Ucraina, máy ủi nhiều hơn 3,6 lần so với máy cạp

và 8 lần so với máy san Các hãng máy ủi nổi tiếng trên thế giới hiện nay như: hãng

máy ủi KOMATSU D65EX - 12ChTZ của Liên Bang Nga, Tập đoàn Doosan, hãng máy xây dựng Hitachi, Tập đoàncông nghiệp nặng Huyndai, hãng máy xây dựng Mỹ- Kobelco….

Máy ủi dùng để đào vận chuyển đất ở cự ly thích hợp nhỏ hơn 100m Đồng thời

nó cũng được dùng để san sơ bộ mặt bằng

Trong thực tế, máy ủi thường được sử dụng làm các công việc sau:

- Đào hồ ao, kênh mương nông và rộng;

- Đào các móng nhà lớn;

- Đào đắp đường có độ cao không quá 2m;

- San sơ bộ, tạo mặt bằng lớn để xây dựng sân quảng trường, sân vận động,khu công nghiệp và các đô thị mới;

- San lấp rãnh đặt đường ông hoặc móng nhà, sau khi đã thi công xong;

- Thu dọn vật liệu phế thải trên hiện trường sau khi công trình đã hoàn thành;

- Dồn vật liệu thành đống cao để tạo điều kiện thuận lợi cho máy một gàu xúcvật liệu đổ lên ô tô;

- Trợ lực đẩy cho máy cạp khi máy cạp đào đất gặp đất rắn;

- Kéo các phương tiện khác

1.3.2 Phân loại máy ủi

Bộ phận làm việc chính của máy ủi là bàn ủi

a) Dựa vào góc đặt của bàn ủi so với trục dọc của máy:

Máy ủi vạn năng: Bàn ủi được liên kết với khung ủi qua khớp cầu nên bàn ủi cóthể quay được trong mặt phẳng ngang và đặt nghiêng so với trục dọc của máy một góc

45 ¿ 60o hình vẽ (1.1).

máy ủi KOMATSU D65EX - 12

Hình 1.1 Thiết bị ủi vạn năngGóc quay này được sử dụng khi máy ủi thực hiện san lấp rãnh đặt ống, móngnhà sau khi thi công, san các mặt bằng nói chung và cho năng suất cao hơn máy ủithường

Máy ủi thường (hay còn gọi là máy ủi cố định): Bàn ủi luôn luôn được đặtvuông góc với trục dọc của máy Máy ủi thường được thể hiện ở hình 1.2

Hình 1.2 Thiết bị ủi thườngb) Dựa vào phương pháp điều khiển thiết bị ủi:

Máy ủi điều khiển bằng thủy lực;

Máy ủi điều khiển bằng cáp;

máy ủi KOMATSU D65EX - 12Trong đó máy ủi điều khiển bằng thủy lực đang được sử dụng rộng rãi vì điềukhiển nhẹ nhàng, êm và chắc chắn, kết cấu gọn, chăm sóc và bảo quản đơn giản dễdàng.

Lưỡi ủi ấn sâu vào trong khi đào, một phần nhờ trọng lượng thiết bị ủi, phầncòn lại chủ yếu nhờ áp lực của dầu Do đó trọng lượng của thiết bị ủi giảm đi từ 5 ¿

10% so với thiết bị ủi của máy điều khiển bằng cáp cùng công suất Đồng thời máy ủiđiều khiển bằng thủy lực có thể đào được đất rắn hơn máy ủi điều khiển bằng cáp

Ngoài ra còn có máy ủi điều khiển từ xa bằng điện từ, mới được người NhậtBản áp dụng thí điểm cho những máy ủi khai thác khoáng sản dưới đại dương Tuynhiên loại máy ủi này có cấu tạo phức tạp, công nghệ chế tạo hiện đại, giá thành caonên chưa được sử dụng phổ biến

c) Dựa vào công suất và lực kéo của máy, có thể phân loại theo bảng dưới đây:

Phân loại máy ủi theo công suất và lực kéoLoại máy ủi Công suất động cơ (kW) Lực kéo (F)

d) Dựa vào cơ cấu di chuyển:

Máy ủi bánh xích, có áp suất xuống đất nhỏ, bán kính quay vòng nhỏ, khả năngbám vào mặt đất tốt nên có thể hoạt động ở những nơi có nền đất yếu, những nơi có độdốc lớn, địa hình chật hẹp

Máy ủi bánh hơi, có tốc độ di chuyển nhanh hơn, nhưng áp suất xuống đất lớnhơn so với máy ủi bánh xích cùng trọng lượng

máy ủi KOMATSU D65EX - 12

1.3.3 Yêu cầu chung:

Chọn hợp lí và sử dụng nguồn năng lượng Đối với động cơ dẫn động thườngđược chọn là động cơ đốt trong, tổ hợp động cơ đốt trong, có độ bền và tuổi thọ cao

Kích thước gọn nhẹ, dễ vận chuyển, dựng lắp; có khả năng thi công trong địahình chật hẹp, điều kiện khắc nghiệt, khả năng thay đổi cơ cấu công tác, khả năng thaythế, sửa chữa

Đảm bảo yêu cầu vệ sinh môi trường cũng như vệ sinh công nghiệp theo quyđịnh lao động, an toàn khi vận hành, thuận tiện trong làm việc…

Giá thành hợp lí, thõa mãn tính kinh tế, tính mỹ thuật công nghệ…

máy ủi KOMATSU D65EX - 12

Chương 2: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MÁY ỦI KOMATSU D65EX - 12

2.1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CỦA MÁY ỦI

Truyền động dùng để truyền công suất, truyền động từ động cơ đến bộ công tác,trên máy ủi có thể sử dụng truyền động cơ học, truyền động cơ điện, truyền động thủylực, truyền động khí nén hoặc sử dụng truyền động kết hợp

Truyền động thủy lực thủy động: Trong truyền động thủy lực thủy động, việctruyền cơ năng giữa các bộ phận máy chủ yếu được thực hiện bằng động năng của

máy ủi KOMATSU D65EX - 12

dòng chất lỏng Truyền động thủy động có hai loại: khớp nối thủy lực và biến tốc thủy lực, thường được dùng nhiều trong ngành cơ khí động lực và vận chuyển.

Truyền động thủy lực thể tích: Trong truyền động thủy lực thể tích, việc truyền

cơ năng giữa các bộ phận máy chủ yếu được thực hiện bằng áp năng của dòng chấtlỏng, thường dùng các máy thủy lực thể tích Truyền động thể tích có rất nhiều dạng

khác nhau như: truyền động thủy lực thể tích có chuyển động tịnh tiến, truyền động thủy lực thể tích có chuyển động quay, truyền động thủy lực thể tích có chuyển động tùy động, được dùng rất phổ biến trong các ngành chế tạo máy và các hệ thống điều

khiển tự động

Chất lỏng làm việc trong các máy thủy lực và truyền động thủy lực có nhiềuloại như nước, các loại dầu, không khí …

Hình 2.2 Sơ đồ truyền động thủy lực

1 Bình dầu, 2 Bộ lọc, 3 Bơm thủy lực, 4 Van an toàn, 5 Cơ cấu điều khiển, 6 Đường ống dẫn dầu, 7 Piston, 8 Xylanh thủy lực, 9 Cán

piston.

máy ủi KOMATSU D65EX - 122.2 GIỚI THIỆU VỀ MÁY ỦI KOMATSU D65EX – 12

2.2.1 Kết cấu chung:

A

B

D F

máy ủi KOMATSU D65EX - 12

2.2.2 Các thông số kỷ thuật chính của máy ủi Komatsu D65EX – 12:

Bảng 2-2 Các thông số kỷ thuật chính của máy ủi Komatsu D65EX – 12

ST

T

8 Chiều cao bàn ủi làm việc trên mặt đất lớn nhất 1180 mm

9 Chiều cao bàn ủi làm việc dưới mặt đất lớn nhất 460 mm

hướng trục

Áp suất lớnnhất Lưu lượng Svq

47 MPa183,2(l/min)

1908 rpm

máy ủi KOMATSU D65EX - 12

2.2.3 Quá trình làm việc của máy ủi

Máy ủi là loại điển hình của máy đào đất và chuyển đất đang được sử dụngrộng rãi Cự ly đào chuyển đất thích hợp của máy ủi < 100m Máy ủi làm việc theo chu

kỳ Một chu kỳ làm việc của máy ủi gồm các giai đoạn sau:

- Cắt đất và tích lũy đất trước bàn ủi

- Chuyển đất về phía trước và đổ đất

- Chạy không tải về vị trí cũ và tiếp tục chu kỳ mới

Để nâng cao năng suất máy ủi, cần phải sử dụng hợp lý chế độ lực kéo trongtừng giai đoạn để rút ngắn thời gian chu kỳ làm việc của máy, trong đó giai đoạn cắtđất và tích đất trước bàn ủi là quan trọng nhất

Hiện nay việc nghiên cứu quá trình cắt đất và tích lũy đất trước bàn ủi, cácthông số liên quan đến quy luật thay đổi chiều sâu cắt và quỹ đạo chuyển động của daocũng như các yếu tố ảnh hưởng đến lực cản cắt đất tác dụng lên máy ủi vẫn đang đượccác nước nghiên cứu để tối ưu hóa quá trình việc của máy ủi

Quá trình cắt đất và tích đất của máy ủi có thể tiến hành theo 3 sơ đồ ( hình )

Sơ đồ ( a ): Cắt đất và tích đất có chiều dày phoi cắt không đổi trên suốt quãngđường đào đất L1 Như thế không sử dụng hợp lý chế độ lực kéo của máy, chiều dàiquãng đường đào đất lớn, dẫn đến thời gian chu kỳ làm việc dài hơn và năng suất máythấp

Bởi vậy sơ đồ này ít sử dụng trong thi công Chỉ khi máy ủi làm việc xuống dốcvới độ dốc lớn mới áp dụng sơ đồ này Trong trường hợp đó lực cản di chuyển máygiảm đi nhiều vì lực cản dốc đã biến thành lực đẩy

Sơ đồ ( b ): Thường chỉ dùng khi thi công gặp đất rắn có lực cản cắt riêng lớn

Sơ đồ ( c ): Theo sơ đồ này quá trình đào đất và tích đất trước ủi gồm hai giaiđoạn:

- Ấn sâu dần dao cắt vào đất đến khi đạt được chiều sâu cắt lớn nhất

- Nâng dần bàn ủi lên để giảm chiều sâu cắt, đến khi đạt được chiều sâu cắtnhỏ nhất, vết cắt có dạng hình thang

máy ủi KOMATSU D65EX - 12

Sơ đồ này cho phép sử dụng hợp lý chế độ lực kéo, rút ngắn thời gian chu kỳlàm việc cũng như rút ngắn chiều dài quãng đường cắt đất và tích đất nên cho năngsuất cao Hầu hết máy ủi đều tiến hành cắt đất theo sơ đồ này và áp dụng cho mọi địahình thi công

a)

b)

c)

L3 L2

Sau khi cắt đất, tiếp theo là giai đoạn đổ đất, máy ủi đổ đất theo hai phươngpháp:

Nếu nơi máy đang thi công cần lấy đất để san lấp thì máy ủi đổ đất theo cáchsan rải đất thành lớp

máy ủi KOMATSU D65EX - 12Khi san lấp rãnh với bờ thoải có chiều sâu nhỏ, máy ủi thường di chuyển theođường chéo giao nhau (góc tạo bởi các đường chéo này thường từ 40 ¿ 45 o ) Nhưvậy máy vừa rải đất, vừa có tác dụng đầm chặt đất được nhiều lần

Hình 2.5: Sơ đồ san lấp rãnh có chiều sâu nhỏKhi san lấp hồ ao với bờ dốc đứng và có chiều sâu lớn, máy ủi thường san lấptheo phương pháp lấn dần tức là đất được đổ dần dần từ bờ ra Phương pháp này làmgiảm độ dốc thi công cho máy ủi tức là giảm lực cản di chuyển khi máy chạy lùi khôngtải, sau khi đã đỗ đất xong; nhưng có nhược điểm là độ chặt của đất không được đồngđều

Hình 2.6: Sơ đồ san lấp hồ ao có chiều sâu lớnNếu nơi máy thi công không cần lấy đất để san lấp rãnh hoặc hồ ao thì máy ủitiến hành đổ đất theo phương pháp: nâng dần bàn ủi lên để vun đất thành đống cao hơnmặt bằng thi công, tạo điều kiện thuận lợi cho máy đào một gầu, xúc lượng đất đó đổlên ôtô, chuyển đi nơi khác, góp phần làm tăng năng suất cho máy đào một gầu

máy ủi KOMATSU D65EX - 12Sau khi đổ đất xong, máy ủi di chuyển không tải về vị trí cũ để tiếp tục chu kìlàm việc mới Thông thường, máy ủi chạy lùi không tải ( mà không quay đầu máy ) về

vị trí cũ để rút ngắn thời gian chu kì làm việc, tăng năng suất máy

Song đôi khi, nếu chiều dài quãng đường làm việc của máy lớn hơn chiều dàigiới hạn vận chuyển đất thì có thể cho máy ủi quay đầu, rồi chạy tiến với số tiến caonhất về vị trí cũ để tiếp tục chu kì làm việc mới

2.3 CÁC HỆ THỐNG CHÍNH TRÊN MÁY ỦI KOMATSU D65EX- 12

2.3.1 Hệ thống động lực

Đây là hệ thống đóng vai trò hết sức quan trọng trên máy ủi, có nhiệm vụtruyền tải công suất từ trục khuỷu động cơ thành mômen và tốc độ cho máy ủi, tạo ralực kéo cần thiết để máy ủi thực hiện các chuyển động

Bảng 2-3: Các thông số kỹ thuật của động cơST

T

2 Nhiên liệu dùng cho động cơ Diezen

máy ủi KOMATSU D65EX - 12Công suất phát ra từ bánh đà là 142 HP Nguồn động lực phụ là động cơ điệnmột chiều với máy phát có hiệu điện thế 24V, cường độ dòng điện 35A Máy khởiđộng có hiệu điện thế 24V, công suất 7,5 kW

Nguồn Acquy gồm có hai bình, mỗi bình có hiệu điện thế 12V, cường độ dòngđiện 140 Ah

2.3.2 Hệ thống truyền lực

Hệ thống truyền lực có nhiệm vụ biến đổi cơ năng do thiết bị động lực tạo rathành năng lượng truyền thích hợp, điều khiển và phân phối năng lượng truyền đó đếncác cơ cấu và bộ phận công tác Nó cho phép biến đổi momen, quy luật chuyểnđộng… Kết cấu của hệ thống truyền lực được thể hiện ở hình dưới đây:

21

Hình 2.7: Sơ đồ đường truyền lực

1 Động cơ, 2 Biến mô, 3 Trục các đăng, 4 Bộ truyền lực, 5 Van điều khiển

hộp số, 6 Ly hợp, 7 Phanh, 8 Bánh sau chủ động, 9 Xích

Nguồn động lực từ động cơ (1) được truyền đến cụm truyền động trung gianthông qua bánh đà động cơ Nguồn động lực từ đó sẽ truyền qua khớp nối (3) đến trục

sơ cấp của hộp số Sự lựa chọn tỷ số truyền phù hợp cho ly hợp bố trí trong hộp số nhờ

sự hoạt động của van điều khiển (5) được lắp trên vỏ của hộp số, nguồn động lực phù

máy ủi KOMATSU D65EX - 12được truyền theo cách thức là từ động cơ truyền đến biến mô thủy lực, truyền đến hộp

số và được truyền đến bên phải bởi cặp bánh răng nón

Ly hợp (6) được lắp đặt tại hai đầu trục của bánh răng nón có tác dụng ngăn cản

và điều khiển động lực từ bánh răng nón truyền đến ly hợp cuối cùng

Hướng di chuyển của máy được thay đổi bởi hoạt động của van điều khiển bốtrí trên nắp của hộp lái để cắt nguồn động lực của ly hợp ở phía mà máy muốn dichuyển

Động lực từ ly hợp chính lại được truyền đến ly hợp cuối cùng và được giảmtốc thêm một lần nữa trước khi làm quay bánh sau chủ động (8) Sự quay vòng củabánh sau chủ động dẫn động hệ thống xích (9) quay vòng và xe chuyển động dịchchuyển theo ý muốn của người điều khiển

Bánh sau chuyển động trên dải xích làm nó chuyển động đi xuống Chuyểnđộng quay tròn của bánh sau do lực dẫn động từ động cơ Tuy nhiên nếu bánh saunhận hết lực truyền động từ động cơ thì nó sẽ quay rất nhanh và làm giảm hiệu suấtsinh công, vì vậy giữa bánh sau và động cơ người ta lắp thêm cơ cấu giảm tốc

Đầu tiên vận tốc được làm giảm ở hộp số, sau đó tại trục sau của bánh rănggiảm tốc và cuối cùng nó lại tiếp tục được giảm xuống ở cơ cấu giảm tốc cuối Hơnnữa, giảm tốc càng nhiều thì vận tốc máy càng thấp và tạo ra lực kéo càng lớn

2.3.3 Hệ thống truyền động trên máy ủi Komatsu D65EX – 12

Hệ thống dùng để truyền công suất, truyền động từ động cơ đến bộ phận côngtác, hệ truyền động trên máy ủi Komatsu D65EX – 12 được sử dụng bằng hệ thốngtruyền động thủy lực và chính xác thực tế là hệ truyền động thủy lực thể tích

máy ủi KOMATSU D65EX - 12

Hình 2.8: Sơ đồ hệ thống

1 Thùng dầu; 2 Bơm; 3 Van an toàn; 4 Van điều khiển; 5 Bình lọc dầu; 6 Xylanh; 7 Van một chiều ( nạp co ); 8 Van một chiều ( nạp duỗi ); 9 Van một

chiều

Dầu từ bình dầu số 1 được truyền qua bơm bánh răng số 2 qua van điều khiển 4

Từ cụm van điều khiển dầu được phân phối đi tới xylanh nâng hạ bộ công tác Mọihoạt động chuyển hướng của đường dầu đều do sự điều khiển của cụm van số 4, và hệtruyền động được chỉnh vận tốc trong phạm vi rộng và tự động điều chỉnh vận tốctruyền động với công suất lớn, để đảo chiều chuyển động của bộ công tác, dễ dàngthay đổi quy luật chuyển động, chuyển động tịnh tiến hoặc ngược lại đảm bảo cho máylàm việc ổn định không phụ thuộc tải trọng bên ngoài, kết cấu gọn nhẹ, lực quán tínhnhỏ, truyền động không có tiếng ồn, độ chính xác cao khi điều hành, tính ổn định caokhi chuyển động của bộ công tác, điều khiển nhẹ nhàng, làm việc an toàn tự động bôitrơn, song tổn thất công suất do rò rỉ chất lỏng trong và ngoài được ống dầu

2.3.4 Cơ cấu di chuyển

Cơ cấu di chuyển máy ủi Komatsu D65EX – 12 là cơ cấu di chuyển bằng xích.Các bộ phận chính của cụm di động xích được thể hiện trên hình vẽ

máy ủi KOMATSU D65EX - 12

Hình 2.9: Kết cấu bộ phận di chuyển bằng xích

1 Bánh chủ động hình sao; 2 Dãi xích; 3 Bánh đè xích; 4 Cụm bánh đè xích; 5 Bánh dẫn hướng; 6 Giá tựa bộ căng xích; 7 Lò xo; 8 Lò xo giảm chấn của

cụm bánh đè xích; 9 Khung máy keo; 10 Bánh đỡ xích.

Bánh sao chủ động 1 nhận mômen quay từ truyền lực cuối cùng, kéo dải xíchchuyển động và làm cho máy ủi di chuyển

Dãi xích 2 gồm nhiều mắt xích riêng biệt nối với nhau bằng khớp bản lề thànhdải kín Nó bao quanh các bánh chủ động, bánh dẫn hướng, các bánh đè xích và bánh

đỡ xích, tạo diện tích tiếp xúc giữa hai dải xích khá lớn Ngoài ra các mắt xích còn cócác mấu bám đất và gờ tạo rãnh lăn cho các bánh đè xích ở phía trong

Các bánh đè xích có tác dụng nâng đỡ bánh bị động trên của dải xích và giữ cho

nó khỏi lắc lư ngang trong khi chuyển động Bánh dẫn hướng 5 và cơ cấu tăng xích cónhiệm vụ dẫn hướng chuyển động và căng xích, giảm chấn cho bộ phận di động xích

Bộ phận di chuyển làm việc như sau:

Mômen chủ động truyền đến bánh sao chủ động 1 lắp trên trục bị động củatruyền lực cuối cùng, làm cho nó quay kéo theo dải xích lăn dưới các bánh đè xích.Khi đó xuất hiện các phản lực tiếp tuyến của đất tại vùng tiếp xúc, lực này truyền lênkhung và đẩy máy kéo chuyển động khi mà các bánh đè lăn theo các đường gờ bêntrong dải xích như lăn trên một đường ray vô hạn

Bộ phận di chuyển bằng xích có nhiều ưu điểm như: khả năng bám và tính cơđộng cao, áp suất riêng trên đất nhỏ nên lực cản lăn nhỏ Đồng thời chúng có nhượcđiểm như : Cấu tạo phức tạp, giá thành bộ phận di chuyển bằng xích cao, tốn nhiềuthời gian và chi phí trong chăm sóc và bảo dưỡng

máy ủi KOMATSU D65EX - 12

2.3.5 Giới thiệu về bộ công tác của máy ủi Komatsu D65EX – 12

Hình 2.10: Cấu tạo bộ công tác của máy ủi Komatsu D65EX – 12

1 Vị trí lắp xylanh nâng bộ công tác; 2 Xylanh quay lưỡi ủi; 3 Bàn ủi; 4 Khớp cầu; 5 Xylanh nghiêng bàn ủi; 6 Khung ủi; 7 Vị trí lắp khớp bản lề liên kết

khung ủi với máy ủi.

Nguyên lí hoạt động:

Toàn bộ bộ công tác của máy ủi liên kết với máy qua khớp bản lề (7) và cặpxylanh nâng hạ bộ công tác, như vậy bộ công tác sẽ quay quanh khớp bản lề Khi ủiđất cặp xylanh sẽ hạ bộ công tác xuống đồng thời nó còn tác dụng thêm lực để ấn sâu

bộ công tác vào nền đất để ủi Khi muốn ủi đất sang một bên thì cặp xylanh (2) sẽ tácđộng vào lưỡi ủi đẩy lưỡi ủi quay đi một góc ϕ so với trục dọc của máy, khi ấy đấttrên bàn ủi sẽ được chuyển sang một bên

Xylanh (5) có tác dụng tạo góc nghiêng cho lưỡi ủi, khi cần nghiêng lưỡi ủi đểtạo độ chênh cao một phía của nền đất thì xylanh này sẽ đẩy làm cho lưỡi ủi quayquanh khớp cầu (4)

máy ủi KOMATSU D65EX - 12Lưỡi ủi còn có tác dụng san đất nên nó không có tấm chắn ở hai bên, do đó khi

ủi đất làm lượng đất rơi vãi đi nhiều, thể tích khối lăn giảm sẽ làm giảm năng suất máyủi

máy ủi KOMATSU D65EX - 12

Chương 3: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG

THỦY LỰC TRÊN MÁY ỦI KOMATSU D65EX - 12

3.1 KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC

3.1.1 Công dụng về truyền động thủy lực

Truyền động thủy lực là tổ hợp các cơ cấu thủy lực và máy thủy lực, dùng môitrường chất lỏng làm không gian để truyền năng lượng từ bộ phận dẫn động đến bộphận công tác, trong đó có thể biến đổi tốc độ, momen và biến đổi dạng theo quy luậtchuyển động

3.1.2 Yêu cầu về truyền động thủy lực

Chất lỏng làm việc trong truyền động thủy lực cần phải hoàn thành chức năng

cơ bản là môi trường trung gian để truyền động, đồng thời cũng là chất bôi trơn các bộphận làm việc Vì vậy khi chọn chất lỏng làm việc cần đòi hỏi phải giải quyết hợp lýcác yêu cầu để giảm bớt sự rò rỉ qua các bộ phận làm kín, chọn chất lỏng có độ nhớtlớn để giảm ma sát và tổn thất thủy lực…

Đảm bảo hiệu quả, khả năng làm việc và tuổi thọ của các bộ phận trong truyềnđộng thủy lực Khi chọn chất lỏng làm việc cần chú ý các yêu cầu như: tính chống rỉ,tính chịu nhiệt tốt, độ chính xác các bộ phận…

3.1.3 Ưu, nhược điểm của truyền động thủy lực

Truyền động thủy lực có những ưu điểm chung là:

Kết cấu gọn nhẹ, dùng nhiều trong hệ thống tự động, truyền động êm dịu và chophép đảo chiều chuyển động khi làm việc thực hiện ngay khi làm việc

Đảm bảo cho máy làm việc ổn định, không phụ thuộc sự thay đổi tải bên ngoài

Có thể phòng sự cố khi máy quá tải nhờ van an toàn

Có khả năng truyền động với năng suất lớn và áp suất cao, điều chỉnh vận tốclàm việc tinh cấp hoặc vô cấp

Dễ theo dõi quan sát mạch thủy lực với sự hỗ trợ của áp kế, đòi hỏi bảo dưỡngchăm sóc ít

máy ủi KOMATSU D65EX - 12Khâu ra của hệ thống dễ dàng biến đổi từ chuyển động quay – tịnh tiến, tịnhtiến – quay.

Nhờ vào quán tính nhỏ của máy bơm và động cơ, khả năng chịu nén cao củadầu mà hệ thống có thể làm việc với tốc độ cao mà không cần tính toán yếu tố va đậpnhư hệ thống điện và cơ khí

3.1.4 Nhược điểm của truyền động thủy lực

Hiệu suất không cao do mất mát đường ống, rò rỉ các phần tử hay không khíbên ngoài lọt vào Để khắc phục được nhược điểm này cần chế tạo kết cấu phức tạp,khó khăn

Khi mới khởi động, nhiệt độ hệ thống thay đổi dẫn tới thay đổi độ nhớt chấtlỏng và kéo theo thay đổi vận tốc làm việc

Khó giữ được vận tốc không đổi khi phụ tải thay đổi do tính nén của chất lỏng

và tính đàn hồi của đường ống dẫn

3.1.5 Phạm vi sử dụng

Hệ thống truyền động thủy lực được sử dụng nhiều trong lĩnh vực côngnghiệp như: máy ép áp lực, máy nâng chuyển, máy công cụ gia công cơ khí, máy dập,máy đào, tời kéo, các hệ thống lái trên ôtô, thiết bị máy bay, tàu thủy…

3.2 CÔNG DỤNG CỦA MÁY ỦI KOMATSU D65EX – 12

Bộ công tác của máy ủi komatsu D65EX – 12 là bộ công tác vạn năng nên cókhác với máy ủi thường Liên kết giữa bàn ủi với khung ủi nhờ khớp cầu Do đó bàn ủi

có thể quay dễ dàng trên mặt phẳng ngang và mặt phẳng thẳng đứng nhờ các xylanh

Nhờ khả năng quay lưỡi ủi theo phương ngang nên ngoài việc ủi đất theo hướngdọc, theo phương chuyển động của máy, nó còn có thể ủi đất sang một bên, như vậytác dụng của nó giống như máy san khi san đất

Ngoài khả năng quay được theo phương ngang, bàn ủi còn có thể quay đượctheo phương thẳng đứng Việc quay này rất dễ dàng nhờ một xylanh đặt nằm ngang

Do đó máy còn có khả năng tạo độ chênh cao cho địa hình thi công Như vậy với khảnăng ưu việt này của máy ủi sẽ góp phần làm tăng năng suất san của máy

máy ủi KOMATSU D65EX - 12Với máy ủi vạn năng, ngoài khả năng làm việc ưu việt của nó, kết cấu của máycòn gọn hơn máy ủi thường nhờ việc đặt khung ủi bên trong bộ di chuyển xích Nhưthế kết cấu của khung ủi sẽ nhỏ hơn Tuy nhiên với kết cấu nhỏ gọn như vậy cũng làmgiảm khả năng làm việc của máy, máy sẽ làm việc yếu hơn so với máy ủi thường Do

đó bàn ủi vạn năng còn dùng để san đất nên kết cấu của lưỡi ũi không có tấm chắn haiđầu bàn ủi, lượng đất rơi vãi sang hai bên nhiều sẽ làm giảm năng suất của máy

3.3 GIỚI THIỆU VỀ CÁC MẠCH THỦY LỰC LÀM VIỆC CỦA MÁY ỦIKOMATSU D65EX – 12

3.3.1 Mạch thủy lực di chuyển và công tác

máy ủi KOMATSU D65EX - 12

11 4

7

Hình 3.1: Mạch thủy lực di chuyển và công tác

1 Van điều khiển nâng hạ lưỡi ủi; 2 Van điều khiển nghiêng lưỡi ủi; 3 Van điều khiển hệ thống lái; 4 Xylanh nghiêng lưỡi ủi; 5 Xylanh phải nâng lưỡi ủi; 6 Xylanh trái nâng lưỡi ủi; 7 Cụm lái; 8 Van an toàn; 9 Cụm bơm cung cấp dầu cho mạch công tác; 10 Bơm bánh răng; 11 Môtơ; 12 Van phân phối điều khiển nâng hạ lưỡi ủi; 13 Van phân phối điều khiển nghiêng lưỡi ủi; 14 Van phân phối điều khiển di chuyển; 15 Van xả kiểm tra; 16 Thùng chứa dầu.

Nguyên lý chung :

máy ủi KOMATSU D65EX - 12

Sơ đồ mạch thuỷ lực này bao gồm các hệ thống công tác như nâng, hạ lưỡi ủi,nghiêng lưỡi ủi, nâng hạ lưỡi xới, nghiêng lưỡi xới và điều khiển quạt làm mát động

cơ Cả mạch được cung cấp dầu bởi bơm HPV95 qua hệ thống 3 van trượt phân phốiđược điều khiển bởi hai cần điều khiển để cung cấp dầu cho các bộ phận công tác

Trong mạch này có bơm bánh răng SBR(1)-010, các van tiết lưu, van an toàn,van một chiều Nhờ sự phối hợp hợp lý các loại van trong mạch truyền động thuỷ lực,chúng ta có thể tạo nên được chế độ làm việc ổn định của truyền động theo ý muốn

Dầu được bơm từ thùng dầu (16), bơm bánh răng (10) bơm dầu từ thùng đi quavan an toàn (8) đưa dầu đến bôi trơn đồng thời đến van điều khiển các chế độ làm việc,chế độ điều khiển di chuyển của xe, từ đó tác động đưa dòng dầu đến cụm van phânphối để điều khiển van làm lưu thông dòng dầu cao áp từ bơm piston rôto hướng trụcđến các xylanh cơ cấu chấp hành thực hiện quá trình làm việc

máy ủi KOMATSU D65EX - 12

3.3.2 Mạch thủy lực nâng hạ lưỡi ủi

7

Hình 3.2 Sơ đồ mạch thủy lực làm việc nâng hạ lưỡi ủi

1 Van điều khiển nâng hạ lưỡi ủi; 2 Xylanh phải nâng lưỡi ủi; 3 Xylanh trái nâng lưỡi ũi 4 Van an toàn; 5 Cụm bơm cung cấp dầu cho mạch công tác; 6 Bơm bánh răng; 7 Van phân phối điều khiển nâng hạ lưỡi ủi; 8 Van xả kiểm

tra; 9 Thùng chứa dầu.

Nguyên lý làm việc

máy ủi KOMATSU D65EX - 12Khi nâng lưỡi ủi, đẩy cần điều khiển của van (1) nghiêng về bên phải, dầu từthùng chứa dầu được bơm lên từ bơm dầu số (5) qua van giảm áp số (4) cung cấp một

áp suất dầu điều khiển để đẩy van phân phối (7) sang trái so với vị trí ban đầu, để nốithông đường dầu cao áp từ bơm tới khoang cần piston của hai xylanh nâng hạ lưỡi ủi(2) và (3) đồng thời nối đường dầu từ khoang piston về thùng chứa để thực hiện việcnâng lưỡi ủi

Hành trình hạ lưỡi ủi, cần điều khiển của van (1) nghiêng sang trái, khi đó vanphân phối (7) được đẩy sang trái mở thông đường dầu từ bơm đến khoang piston trongxilanh (2) và (3) để thực hiện quá trình hạ lưỡi ủi

máy ủi KOMATSU D65EX - 12

3.3.3 Mạch thủy lực nghiêng lưỡi ủi

3

6 1

4

5

7

8

Ðuong dau cao ap

Ðuong dau dieu khien

Ðuong dau xa

2

Hình 3.3 Sơ đồ mạch thủy lực nghiêng lưỡi ủi

1 Van điều khiển nghiêng lưỡi ủi; 2 Xylanh nghiêng lưỡi ủi; 3 Van an toàn; 4 Cụm bơm cung cấp dầu cho mạch công tác; 5 Bơm bánh răng; 6 Van phân phối điều khiển nghiêng lưỡi ủi; 7 Van xả kiểm tra; 8 Thùng chứa dầu.

Nguyên lý làm việc

máy ủi KOMATSU D65EX - 12Khi nghiêng lưỡi ủi, đẩy cần điều khiển của van (1) nghiêng về bên phải, dầu từthùng chứa dầu được bơm lên từ bơm dầu số (5) qua van giảm áp số (4) cung cấp một

áp suất dầu điều khiển đến van (1) rồi làm đẩy van phân phối (6) sang trái so với vị tríban đầu, để đưa dầu nối thông đường dầu cao áp từ bơm tới xylanh nghiêng lưỡi ủiđồng thời nối đường dầu từ khoang piston về thùng chứa

Hành trình đưa lưỡi ủi trở lại ban đầu, cần điều khiển của van (1) nghiêng sang trái,khi đó van phân phối (6) được đẩy sang trái mở thông đường dầu từ bơm đến khoangpiston trong xilanh (2) để thực hiện đưa lưỡi ủi trở lại Góc ngiêng của lưỡi so với trụcdọc của máy một góc 45

máy ủi KOMATSU D65EX - 12

2

Ðuong dau cao ap

Ðuong dau dieu khien

Ðuong dau xa

5

7

Hình 3.4 Sơ đồ mạch thủy lực di chuyển

1 Van điều khiển hệ thống lái; 2 Van an toàn; 3 Cụm bơm cung cấp dầu cho mạch công tác; 4 Bơm bánh răng; 5 Mô tơ ; 6 Van phân phối điều khiển di

chuyển; 7 Cụm lái; 8 Van xả kiểm tra; 9 Thùng chứa dầu.

máy ủi KOMATSU D65EX - 12Nguyên lý làm việc

Bơm bánh răng (4) bơm dầu từ thùng dầu qua van an toàn (2) đến van điềukhiển hệ thống lái (1), van tác động trực tiếp của người điều khiển, chọn chế độ làmviệc, dầu được đưa đến van phân phối điều khiển di chuyển (6) mở đưa dầu nối thôngvới đường dầu cao áp đến mô tơ di chuyển tác động đến cụm lái làm cho xe di chuyển.3.4 KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MỘT SỐ BỘ PHẬN TRONGMÁY ỦI KOMATSU D65EX - 12

3.4.1 Bơm bánh răng

Bơm bánh răng được sử dụng rộng rãi bởi các ưu điểm sau : kết cấu đơn giản,

dễ chế tạo, độ tin cậy cao, kích thướt nhỏ gọn, có khả năng chịu quá tải trong một thời gian ngắn

Hình 3.5 Kết cấu bơm bánh răng

1 Bánh răng chủ động; 2 Vòng hãm; 3 Bạc đỡ; 4 Vỏ bơm; 5 Phớt chắn dầu; 6 Ống lót; 7 Bạc lót; 8 Bánh răng dẫn động; 9 Bulông; 10 Trục và bánh răng

bị động; 11 Cuôn dây; 12 Bulông bắt dây điện; 13 Thanh lõi từ; 14 Lò xo lá; 15 Đĩa van; 16 Ắc co nối van một chiều; 17 Nắp chụp; 18 Lõi lọc dầu;

19 Cửa đẩy dầu; 20 Cửa hút dầu; 21 Lò xo; 22 Van bi

Nguyên lý làm việc

Khi bơm làm việc, bánh răng chủ động quay kéo bánh răng bị động quay theo,chất lỏng và dầu thủy lực chứa đầy trong các rãnh bánh răng ngoài vùng ăn khớp được

máy ủi KOMATSU D65EX - 12răng) Vì thể tích chứa dầu thủy lực trong bọng đẩy giảm khi các răng của hai bánhrăng khớp, nếu chất lỏng bị chèn ép và dồn vào ống đẩy với áp suất cao quá trình nàygọi là quá trình đẩy của bơm Đồng thời với quá trình đẩy, thì ở bọng hút xảy ra quatrình hút như sau: Thể tích chứa dầu thủy lực tăng (khi các răng ăn khớp), áp suất giảmxuống thấp hơn áp suất trên mặt thoáng của bề mặt dầu, làm cho chất lỏng là dầu thủylực chảy qua ống hút vào bơm.

Theo nguyên lý làm việc của bơm ta thấy rằng nếu bơm không có khe hở thì ápsuất dầu chỉ tăng khi nào dầu được chuyển đến bọng đẩy, như vậy áp suất do bơm tạonên chỉ phụ thuộc phụ tải (áp suất trên ống đẩy) Nhưng trong thực tế bao giờ cũng cókhe hở giữa đỉnh răng với vỏ bơm, giữa mặt đầu bánh răng với vỏ bơm và giữa cácmặt răng, nếu dầu thủy lực được tăng áp suất sớm hơm trước khi đến bọng đẩy, chínhcác khe hở này đã gây nên tổn thất lưu lượng của bánh răng, để hạn chế khả năng tăng

áp suất của bơm Nếu áp suất phụ tải cao quá mức thì lưu lượng của bơm hoàn toàn bịtổn thất Vì vậy cần hạn chế áp suất làm việc tối đa của bơm thì ta bố trí van an toàntrên đượng ống đẩy

3.4.2 Bơm piston rôto hướng trục

Hình 3.6 Sơ đồ bơm piston rôto hướng trục

1 Xylanh; 2 Piston; 3 Đĩa nghiêng

Đây là loại bơm có nhiều piston quay hướng trục Điểm khác với bơm hướngkính là các trục của các piston đều song song với trục của rôto và cách trục rôto mộtkhoảng, piston nằm trong lỗ khoan trong của rôto Cán piston được khớp với cơ cấucác đăng hoặc tì lên mặt phẳng nghiêng Nhờ vậy khi rôto quay sẽ mang theo pistoncùng quay và piston còn chuyển động qua lại trong rôto Cứ mỗi vòng quay của rô to

máy ủi KOMATSU D65EX - 12thì mỗi piston thực hiện được một lần hút đẩy Năng suất thể tích của loại bơm nàycũng phụ thuộc vào các yếu tố như: đường kính của piston d; số piston z; khoảng chạy

s và số vòng quay của rôto n

Nguyên lý làm việc

Nguyên lý chuyển động của máy: piston (2) và xilanh (1) đều quay quanh trụccủa bơm, nhưng tay quay (3) lại quay quanh trục của nó , trong kết cấu cụ thể của máytay quay (3) được thay bằng một đĩa nghiêng (đặt trong mặt phẳng quay của tay quay).Nhờ có mặt phẳng quay của tay quay (đĩa nghiêng) bố trí nghiêng một góc γ so vớitrục của bơm nên tạo ra được chuyển động tương đối giữa piston (2) và xilanh (1) vớihành trình S

Như vậy để thực hiện sự chuyển động tương đối của piston trong xilanh chỉ cầnmột trong hai bộ phận roto hoặc đĩa nghiêng quay

3.4.3 Van an toàn

12 11

10 9

8

Hình 3.7: Kết cấu van an toàn

1 Thân van; 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.

Nguyên lý làm việc

Van an toàn được lắp trên đường ống dẫn dầu của hệ thống thủy lực Chất lỏng

có áp lực đi vào thân van 1 tác động lên mặt của van Nếu áp lực chất lỏng nhỏ hơn áplực của lò xo thì van chưa làm việc Nếu áp lực chất lỏng lớn thắng lực lò xo, lúc nàyvan an toàn hoạt động cho phép chất lỏng chảy qua van thông với đường tháo chất

máy ủi KOMATSU D65EX - 12

3.4.4 Xylanh thủy lực

Máy ủi Komatsu D65EX-12 có hai xy lanh thủy lực nâng hạ lưỡi ủi cùngchung một đường dầu, là loại xilanh thuỷ lực tác dụng hai chiều, nó có hai khoangcông tác

Khoang của xilanh thuỷ lực có cần piston gọi là khoang cần piston, còn khoang ở vị tríđối diện gọi là khoang piston

1213

1415

16

6

9 65

Hình 3.8: Kết cấu xy lanh

1- Ổ đỡ; 2- Tai cần; 3- Phớt khử chất bẩn; 4- Vòng bít; 5- Nắp trước; 6- Đai

ốc hãm; 7- Giảm chấn; 8- Vòng giữ phớt; 9 Vòng phớt piston; 10- Piston; 11- Đai ốc giữ piston; 12- Xy lanh; 13- Vòng bít; 14- Cần đẩy; 15- Vòng

phớt cần đẩy; 16- Bạc nắp trước

Nguyên lý làm việc :

Khi dòng chất lỏng có áp suất cao được van điều khiển cung cấp vào một tronghai khoang của xylanh thuỷ lực thì piston và cần piston sẽ dịch chuyển về phía tươngứng Xy lanh thuỷ lực có nhiệm vụ nâng hạ lưỡi ủi của máy ủi khi làm việc cũng nhưkhi đang di chuyển không tải

máy ủi KOMATSU D65EX - 12

3.4.5 Van PPC điều khiển nâng lưỡi, nghiêng lưỡi

Hình 3.9: Kết cấu van PPC điều khiển nâng lưỡi, nghiêng lưỡi

1 Ống dây quấn; 2 Lò xo định lượng; 3 Lò xo định tâm; 4 Piston; 5 Đĩa; 6 Khớp nối; 7 Chỗ nối; 8 Tấm kim loại; 9 Chốt định vị; 10 Thân van.

máy ủi KOMATSU D65EX - 12Khi áp suất tại cổng P1 trở nên cao, ống 1 bị đẩy lùi và lỗ điều chỉnh f đóngbơm áp suất buồng PP lại, lúc đó kết nối với buồng D rồi áp suất thoát ra tại cổng P1.Khi đó, ống 1 di chuyển lên hoặc xuống để lực của lò xo định lượng 2 cân bằng với ápsuất tại cổng P1.

Khi đĩa 5 bắt đầu quay trở lại, ống 1 bị đẩy lên bởi lực của lò xo định tâm 3 và

áp suất tại cổng P1, khi đó lỗ điều chỉnh f kết nối với buồng D và dầu tại cổng P1 thoátra

Nếu áp suất tại cổng P1 giảm quá nhanh, ống 1 bị đẩy xuống bởi lực của lò xođịnh lượng 2 và lỗ điều chỉnh f đóng buồng D lại Tại đó nó kết nối với bơm áp suấtbuồng PP, và bơm áp suất cung cấp áp suất cho cổng P1 hồi phục

Khi đĩa 5 đẩy piston 4 xuống và chốt định vị 9 đẩy ống 1 xuống, lỗ điều chỉnh fđóng buồng D và kết nối với bơm áp suất PP Vì vậy áp suất dầu dẫn từ bơm nạpthông qua lỗ điều chỉnh f và theo đến buồng A từ cổng P1, và đẩy ống van điều khiển.Dầu trở về từ buồng B qua từ cổng P2 thông qua lỗ điều khiển f’ và theo buồng D

3.4.6 Van PPC điều khiển di chuyển

Hình 3.10: Kết cấu van PPC điều khiển di chuyển

1 Ống dây; 2 Lò xo định lượng; 3 Lò xo định tâm; 4 Piston; 5 Đĩa; 6 Khớp nối; 7 Chỗ nối; 8 Tấm kim loại; 9 Chốt định vị; 10 Than van; 11 Khối; 12.

Lò xo; 13 Chốt định vị; 14 Ống dân; 15 Then.

Nguyên lý làm việc

máy ủi KOMATSU D65EX - 12

Cổng A và B của van điều khiển di chuyển và cổng P3 và P4 của van PPC kếtnói với buồng D thông qua lỗ điều chỉnh f trong ống 1

Khi piston 4 bắt đầu đẩy đĩa 5, chốt định vị 9 được đẩy; Ống 1 cũng được đẩybởi lò xo định lượng 2 và di chuyển xuống Khi điều này xảy ra lỗ điều chỉnh f đóngbuồng D lại Và gần như cùng một lúc nó kết nối với bơm áp suất buồng PP, vậy ápsuất dầu dẫn từ bơm nạp thông qua lỗ điều chỉnh f và đến cổng P3 rồi đến cổng A

Khi áp suất tại cổng P3 trở nên cao, ống 1 bị đẩy lùi và lỗ điều chỉnh f đóngbơm áp suất buồng PP lại, lúc đó kết nối với buồng D rồi áp suất thoát ra tại cổng P3.Khi đó, ống 1 di chuyển lên hoặc xuống để lực của lò xo định lượng 2 cân bằng với ápsuất tại cổng P3

Vì vậy lò xo định lượng 2 được nén tương ứng với lượng di chuyển của vanđiều khiển, áp suất tại cổng P3 cũng tăng lên tương với với sự di chuyển của van điềukhiển

Theo cách này ống van điều khiển di chuyển vị trí nơi mà áp suất trong buồng

A ( giống áp suất tại cổng P3) và lực của ống van điều khiển cân bằng với lò xo trở lại

Khi đĩa 5 bắt đầu quay trở lại, ống 1 bị đẩy lên bởi lực của lò xo định tâm 3 và

áp suất tại cổng P3, khi đó lỗ điều chỉnh f kết nối với buồng D và dầu tại cổng P3 thoátra

máy ủi KOMATSU D65EX - 12Nếu áp suất tại cổng P1 giảm quá nhanh, ống 1 bị đẩy xuống bởi lực của lò xođịnh lượng 2 và lỗ điều chỉnh f đóng buồng D lại Tại đó nó kết nối với bơm áp suấtbuồng PP, và bơm áp suất cung cấp áp suất cho cổng P3 hồi phục.

Khi đĩa 5 đẩy piston 4 xuống và chốt định vị 9 đẩy ống 1 xuống, lỗ điều chỉnh fđóng buồng D và kết nối với bơm áp suất PP Vì vậy áp suất dầu dẫn từ bơm nạpthông qua lỗ điều chỉnh f và theo đến buồng A từ cổng P3, và đẩy ống van điều khiển.Dầu trở về từ buồng B qua từ cổng P4 thông qua lỗ điều khiển f’ và theo buồng D

máy ủi KOMATSU D65EX - 12

Chương 4: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG THỦY LỰC TRÊN

MÁY ỦI KOMATSU D65EX – 12

4.1 TÍNH TOÁN BƠM CHÍNH

4.1.1 Cơ sở lí thuyết tính toán bơm piston roto hướng trục

Bơm thủy lực piston roto hướng trục là loại bơm thể tích có nhiều pistonquay quanh trục và trục của các piston song song với trục của roto Đuôi piston đượckhớp với khớp cầu và tì lên mặt phẳng của đĩa nghiêng có thể điều chỉnh được gócnghiêng Nhờ vậy khi roto gắn với trục bơm quay sẽ mang theo piston cùng quayđồng thời piston còn chuyển động qua lại tịnh tiến trong khoang xilanh của khối roto

Cứ mỗi vòng quay của roto thì mỗi piston thực hiện được một lần hút đẩy Năng suấtthể tích của loại bơm này phụ thuộc vào các yếu tố như: đường kính của pittông d; sốpiston z; khoảng chạy s và số vòng quay của roto n

Hình 4.1: Sơ đồ tính toán bơm piston roto hướng trục

1 Tấm van; 2 Khối xylanh; 3 Piston; 4 Trục bơm; 5 Đĩa nghiêng

Nguyên lý chuyển động của máy thủy lực piston roto hướng trục theo nguyên

lý chuyển động của thanh truyền-tay quay: piston 3 và khối xilanh 2 đều quay quanhtrục của bơm, nhưng tay quay 5 lại quay quanh trục của nó, trong kết cấu cụ thể củamáy tay quay 5 được thay bằng một đĩa nghiêng (đặt trong mặt phẳng quay của tay

máy ủi KOMATSU D65EX - 12quay) Nhờ có mặt phẳng quay của tay quay (đĩa nghiêng) bố trí nghiêng một góc γ

so với trục của bơm nên tạo ra đƣợc chuyển động tương đối giữa pittông 3 vàxilanh 2 với hành trình s Như vậy để thực hiện sự chuyển động tương đối của pistontrong xilanh chỉ cần một trong hai bộ phận roto hoặc đĩa nghiêng quay

Gọi x là quãng đường chuyển động của pittông trong xilanh ứng với góc quay

của đĩa nghiêng (khi quay từ A đến B ), ta có :

x= AB’.sin= (OA – OB’)sin= ( OA – OBcos ϕ )sin γ = (R – Rcos)sin γ

(4.1)Trong đó:

2

D

R 

là bánh kính của tay quay của đĩa nghiêng

Vận tốc chuyển động tương đối của piston là:

d

q s z

(4.3)Lưu lượng lý thuyết ( chưa kể đến tổn thất ) trung bình của máy với n là số vòng quaytrong một đơn vị thời gian là:

2 .4