Khảo sát xe bơm bê tông Putzmeister

Để quay cần bơm thì trên trụ xoay đặt hai xilanhsong song có các pittông làm việc theo hai hướng ngược nhau, trên thân cácpittông có các răng ăn khớp với bánh răng lắp trên trụ quay khi

LỜI NÓI ĐẦU

Sau thời gian 5 năm học tại trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, được sựdạy bảo và hướng dẫn tận tình của các thầy cô giáo, em đã tiếp thu những kiếnthức cơ bản mà thầy cô đã truyền đạt Mỗi sinh viên trước khi ra trường cần phảiqua một đợt tìm hiểu thực tế để kiểm tra và bổ sung thêm những kiến thức đãhọc Do đó quá trình thực tập tốt nghiệp và làm đồ án tốt nghiệp là điều hết sứccần thiết đối với mỗi sinh viên, nó không những giúp cho mỗi sinh viên tiếp xúc

và làm quen với những chi tiết, hệ thống đã được học trên lý thuyết mà còn giúpcho ta biết phải giải quyết các vấn đề kỹ thuật có liên quan đến nó

Đợt thực tập tốt nghiệp vừa qua em được giao tìm hiểu về xe bơm bê tôngtại Xí Nghiệp Vật Tư Vật Liệu Giao Thông Đà Nẵng Sau đợt thực tập được sựgợi ý của thầy hướng dẫn thực tập chọn xe bơm bê tông làm đề tài tốt nghiệp,

bản thân em nhận thấy đây là một đề tài có nhiều điều mới nên em đã chọn Khảo sát xe bơm bê tông Putzmeister làm đề tài tốt nghiệp cho mình.

Do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu thamkhảo còn ít và điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án tốt nghiệp của emkhông tránh khỏi những thiếu sót, kính mong các thầy cô giáo trong bộ môn chỉbảo để đồ án của em được hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo hướng dẫn“Th.S Nguyễn Văn Đông ”, đã tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành đề tài này Và em cũng

xin gởi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo trong khoa Cơ Khí Giao Thông cũng nhưcác bạn sinh viên lớp 02C4 đã giúp em hoàn thành đề tài này

Đà Nẵng ngày12 tháng 3 năm 2007

Sinh viên thực hiệnTrương Văn Minh Phú

1.3 Giới thiệu chung về xe bơm bêtông Putzmeister 11

1.3.2 Các thông số kỹ thuật cơ bản của xe bơm bêtông Putzmeister 121.4 Đối tượng công tác của xe bơm bêtông Putzmeister 14

2 CÁC HỆ THỐNG CHÍNH TRÊN XE BƠM BÊTÔNG PUTZMEISTER 15

3.2.2 Sơ đồ mạch thủy lực điều khiển cần bơm 323.2.3 Sơ đồ mạch thủy lực điều khiển chân chống 343.3 Các thành phần cơ bản của hệ thống truyền động thủy lực 35

3.3.1.2 Bơm dẫn động cần và chân chống 39

3.3.2 Các cơ cấu điều chỉnh hệ thống dẫn động thỷ lưc 42

3.3.4.4 Bình tích năng.

69

4.1 Tính toán các thông số của bơm bêtông 73

4.1.2 Tốc độ chuyển động của pittông trong bơm bêtông 74

4.1.4 Áp lực tác dụng lên pittông trong bơm bêtông 784.1.5 Công suất vận chuyển của bơm bêtông 79

4.2.1 Các thông số cho trước của bơm chính 794.2.2 Tính lưu lượng do bơm chính tạo ra 80

5 VẬN HÀNH, BảO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA XE BƠM BÊTÔNG

5.1.2.8 Đưa bơm về vị trí di chuyển 90

5.2.2 Quy trình bảo dưỡng hệ thống thủy lực 92

5.2.2.5 Hướng dẫn sử lý nhanh các sự cố trên xe bơm bêtông

Trước những nhu cầu đó, đòi hỏi chúng ta phải có những lựa chọn hợp lýđối với các phương tiện thi công cơ giới cần thiết Trong đó, xe bơm bê tôngđóng vai trò rất quan trọng và gần như không thể thiếu trong các công trình xâydựng (cầu đường,dân dụng ) Xe bơm bêtông được sử dụng rộng rãi ở các xínghiệp sản xuất bêtông vì chúng nâng cao năng suất làm việc của cơ sở.

Để đáp ứng cho những công trình trên, hàng loạt xe bơm bêtông hiện đại

có tính năng tiên tiến được nhập vào Việt Nam chủ yếu từ các nước: Mỹ, Đức,

Ý v.v Tuỳ theo yêu cầu công việc và khả năng đầu tư mà các doanh nghiệp cónhững lựa chọn phù hợp cho mình Do giá thành của xe cao nên hầu hết các xeđược nhập về Việt Nam đều đã qua sử dụng dẫn đến hay bị hư hỏng Chính vìvậy việc tìm hiểu về xe bơm bêtông sẽ giúp cho biết được kết cấu và nguyên lýlàm việc của xe từ đó có thể sửa chữa được các hỏng hóc của xe, có thể cải tiếnđược một số chi tiết để phù hợp với điều kiện làm việc Việt Nam

1.1.2 Ý nghĩa

Đề tài khảo sát xe bơm bêtông Putzmeister không những giúp em bước đầutìm hiểu được kết cấu, nguyên lí làm việc của xe mà còn tạo tiền đề cơ sở kĩ thuật

để tìm hiểu các xe máy công trình khác đang hoạt động Từ đó giúp em có thểbiết được một số nguyên nhân hư hỏng của xe để biết được hướng sửa chữa bảodưỡng nằm mục đích tăng tuổi thọ cụng như khả năng làm việc của các thiết bịtrên xe Có như vậy mới đem lại hiệu quả kinh tế cho đơn vị sản xuất

1.2 Công dụng, phân loại xe bơm bêtông

Ngày nay xe bơm bê tông được sử dụng nhiều trong các công trình vậnchuyển và đổ bêtông tại chỗ trong xây dựng các công trình vĩnh cửu Trong xâydựng các cầu lớn xe bơm bêtông được dùng tương đối phổ biến để vận chuyểnbêtông phục vụ công tác đổ dầm, đúc trụ móng ở xa bờ Tuy nhiên nhược điểm làkhó khống chế số lượng bêtông trong lúc vận chuyển, thành phần bêtông bị hạnchế trong phạm vi nhất định (cốt liệu không được quá to, hỗn hợp bê tông khôngđược khô quá), phải vệ sinh cho máy và đường ống sau khi ngưng sử dụng, yêucầu trình độ của người điều khiển cao.v.v

1.2.2 Phân loại

- Theo cấu tạo của bơm người ta chia làm ba loại: bơm kiểu piston,bơm kiểu rôto.

- Theo cách dẫn động bơm nguòi ta chia ra làm hai loại: dẫn độngthuỷ lực và dẫn động điện

a) Bơm bêtông kiểu piston dẫn động bằng piston thuỷ lực

Hình 1-1 Cấu tạo tổng thể cụm công tác của bơm

1-Máng trộn; 2-Quả lắc; 3-Ống dẫn bêtông; 4-Pittông bơm bêtông; 5-Xilanh bơm bêtông; 6- Xilanh điều khiển quả lắc; 7-Tấm lắc.

Bêtông từ các xe vân chuyển được đưa vào máng trộn, khi một pisonchuyển động đi lên thì nó hút bêtông vào xi lanh của nó, piston kia sẽ đi xuốngphía dưới và đẩy bêtông quả lắc hình chữ C để đưa bêtông đến ống dẫn bêtông.Sau khi bêtông đã được đẩy ra khỏi xilanh thì miệng của quả lắc C sẽ được đưaqua miệng của xilanh kia để tiếp tục thực hiện quá trình đưa bêtông đến ống dẫn,giúp cho bêtông được vận chuyển liên tục tròn đường ống

b) Bơm bêtông kiểu rôto

Hình 1-2 Bơm bêtông kiểu rôto

1-Ống đẫn bêtông cao áp; 2-Ống đàn hồi của bơm; 3-Thùng cấp liệu; 4-Ống dẫn bê tông từ thùng vào ống; 5-Rôto của bơm.

Khi rôto của thùng cấp liệu (3) quay, bêtông từ thùng chứa sẽ bị rôto cuốntheo và được đẩy chạy dọc theo ống đàn hồi (4) Rôto (5) của bơm sẽ quay nénbêtông từ ống (4) vào ống đàn hồi (2) và đẩy vào ống cao áp (1) để dẫn bêtôngđến nơi sử dụng

Ống dẫn bêtông của bơm rôto thường hay dùng loại ống cao su (ống mền),chất lượng cao Nhờ sự đàn hồi của ống mà bêtông vận chuyển trong ống đượcđều đặn, nên chất lượng phun bêtông khi bơm tốt hơn so với ống cứng

c) Bơm bêtông kiểu piston dẫn động kiểu tay quay

7 2

6 5 1 3 4

Hình1-3 Sơ đồ nguyên lý làm việc của bơm bêtông kiểu tay quay tròn.

Vị trí hút bêtôngvào xylanh; b) Vị trí đẩy bêtông ra ống dẫn

1-Van hút; 2-Van đẩy; 3-Thiết bị dẫn vật liệu; 4-Cánh trộn; 5-Xilanh; 6-Piston; 7-Phiễu tiếp liệu; 8-Ống dẫn; 9-Cơ cấu tay quay.

Thân bơm gồm xilanh (5) và hòn van, trong đó hòn van đặt van hút (1) vàvan đẩy (2) Xilanh gồm hai lớp, lớp ngoài và lớp trong gọi là xilanh và áoxilanh Để tránh mài mòn áo xilanh được làm bằng một hợp kim rất tốt và đượctôi luyện kỹ

Bên trong xilanh đặt pittông (6) có đầu bọc cao su chống Như vậy khi làmviệc chỉ có áo xilanh tiếp xúc với bêtông nên khi bị mài mòn ta chỉ cần thay thế

áo xilanh và vẫn giữ nguyên vỏ ngoài xilanh Phiễu cấp liệu (7) có bố trí thiết bịdẫn vật liệu (3) để đưa hỗn hợp bêtông chảy từ từ và điều đặn vào trong bơm quacửa van hút (1) Trong phiểu có cánh khuấy (4) để duy trì chất lượng bêtông vàtránh hiện tượng phân tầng Van hút và van đẩy thuộc loại van xoay để đóng mởđường dẫn bêtông vào xilanh và đẩy bêtông vào ống dẫn Hai van làm việc nhờ

cơ cấu liên động gồm vít truyền lực cho cơ cấu cam (12), (13), thanh kéo (16) và

(17) (hình 1-4) Theo hình vẽ hai van hút và đẩy sẽ làm việc ngược nhau: tức làkhi van hút mở thì van đẩy đóng, tương ứng với quá trình pittông kéo ra (hình 1-3a), khi van hút đóng thì van đẩy mở tương ứng với quă trình pittông chuyểnđộng từ phải sang trái (hình 1-3b) để đẩy bê tông vào ống dẫn Để tránh hiệntượng kẹt đá làm hư hỏng van và để cho hỗn hợp bêtông luôn luôn ở trạng tháilưu động, không bị phân tầng, người ta điều chỉnh sao cho van không bao giờđòng hoàn toàn mà luôn có khe hở nhỏ.

5 4

18

11

Hình 1-4 Hệ thống truyền động của bơm bêtông kiểu tay quay tròn.

1-Động cơ điện; 2-Truyền động đai; 3-Bánh răng truyền động; 4-Trục khuỷu; Thanh truyền;6-Pittông; 7-Trục trộn; 8-Vít truyền lực; 9-Động cơ điện quay trục trộn; 10-Trục thiết bị dẫn liệu; 11-Xích; 12,13-Trục cam; 14,15-Thanh nối; 16,17-Thanh kéo; 18-Van hút; 19-Van đẩy

5-Hệ thống truyền động cho bơm bêtông gồm hai động cơ điện, trong đómột động cơ (9) dùng để quay cơ cấu trộn (10), động cơ (1) dùng để kéo đẩypiston bơm (6), đóng mở van (18) và (19) và quay cơ cấu dẫn liệu

1.1.3 Giới thiệu chung về xe bơm bê tông Putzmeister

1.3.1 Cấu tạo chung

Xe bơm bêtông Putzmeister 28Z là xe có các hệ thống làm việc được đềukhiển bằng thuỷ lực, sản xuất năm 2001 tại hãng Putzmeister (Mỹ) thuộc nhómkích thước 28Z, quả lắc hình chữ C, cơ cấu di chuyển bằng bánh lốp.

Xe sử dụng động cơ điezen 8 xilanh, hộp số gồm 8 số, sử dụng hệ thốngphanh khí nén, hai cầu chủ động Quá trình mở li hợp, phanh dùng trợ lực khínén, hệ thống lái được trợ lực bằng thủy lực

Hệ thống nâng hạ cần bơm gồm: 4 xilanh thuỷ lực có nhiệm vụ điều khiểncần bơm đến các vị trí làm việc Để quay cần bơm thì trên trụ xoay đặt hai xilanhsong song có các pittông làm việc theo hai hướng ngược nhau, trên thân cácpittông có các răng ăn khớp với bánh răng lắp trên trụ quay khi các xilanh đượccấp chất lỏng vào thì các pittông chuyển động ngược chiềulàm bánh răng quaytheo dẫn đến cần quay Hệ thống chống lún giúp cho xe được ổn định trong khilàm việc Cả hai hệ thống này được dẫn động bằng dầu thuỷ lực từ bơm pittôngrôto hướng trục thân nghiêng

Hệ thống bơm bêtông có nhiệm vụ hút bêtông vào từ máng trộn và đẩychúng đến đường ống dẫn bêtông, bơm chính tạo áp suất dẫn động cho hệ thống

là bơm piston rôto hướng trục kiểu đĩa nghiêng đảo chiều cung cấp được Để đảochiều làm việc của các pittông trong bơm bêtông người ta lắp trên xilanh bơmcác cảm biến hành trình khi các pittông trong bơm bêtông đến cuối hành trìnhlàm việc thì cảm biến sẽ phát tín hiệu để điều khiển đĩa nghiêng trong bơm chínhnhằm thay đổi hướng cung cấp chất lỏng đến hai xilanh bơm bêtông

Ngoài hộp số chính, tên xe còn lắp thêm hộp số phụ ngay sau nó Hộp sốphụ này có hai chế độ lầm việc Chế độ thứ nhất: truyền công suất từ động cơ quahộp số chính đến trục cácđăng qua hộp số phụ và đưa ra cầu sau (khi xe đang dichuyển trên đường) Chế đô thứ hai: truyền công suất từ động cơ qua hộp sốchính đến trục cácđăng qua hộp số phụ và đưa vào các bơm để tạo áp suất dầu.Quá trình điều khiển chế độ làm việc của hộp số phụ dùng bằng khí nén

1.3.2 Các thông số kỹ thuật cơ bản của xe bơm bêtông Putzmeister

Bảng 1.1 Các thông số của xe bơm bêtông Putzmeister

4 Bơm bêtông

Công suất bơm bêtông tối đa

Áp suất bêtông tối đaĐường kính xilanh bơm bêtôngChiều dài bơm bêtông

Số dao động của quả lắc

Áp suất dầu dẫn động bơmĐường kính xilanh dẫn động bơmĐường kính cần piston dẫn động bơm

65723,01,2133513,008,0

h

MPa

m m ph l MPa m m

Mã hiệuCông suất cực đạiTốc độ quay vòng lớn nhấtCần bơm

Mã hiệuTầm với ngang tối đaTầm với cao tối đaỐng dẫn (đường kính và độ dày chophép)

Chiều dài đoạn cần thứ nhấtChiều dài đoạn cần thứ haiChiều dài đoạn cần thứ baChiều dài đoạn cần thứ tưChiều dài ống cao su cuối tối đa

Áp suất bêtông tối đa trong ống

Xe Xe bơm

Mã hiệuTốc độ di chuyển tối đaChiều dài toàn bộ xeChiều rộng toàn bộ xeChiều cao toàn bộ xe Khoáng cách giữa hai cầuKhối lượng toàn bộ xe

ĐiezenCAT

125 ×

7

9,59,52,535,8

Volvo

70

03,105,284,395,421

kW ph v

m m mm m m m m m MPa

h km m m m m tân

Hình1-6 Vùng làm việc của cần bơm

1.4 Đối tượng công tác của xe bơm bêtông Putzmeister

Đối tượng công tác trên xe là bêtông, trong thành phần của hỗn hợpbêtông thì nước là thành phần qua trong nhất để có thể bơm được hỗn hợp bêtông

vì nó là thành phần trung gian truyền áp suất do bơm tạo ra đến các phối liệukhác Do vậy cần phải tạo ra hỗn hợp thể huyền phù của nước và các phối liệucứng mà từ hỗn hợp này nước không thể tách ra được Trong các phối liệu tạonên hỗn hợp bêtông đảm bảo việc giưc được nước,các vật liệu có độ hạt nhỏ hơn

Trong vùng chưa được điền đầy, áp suất của bơm không đủ để tạo thànhdòng hỗn hợp vật liệu mà chỉ chèn ép các hạt Chính điều này làm xuất hiện hiệntượng ùn tắc trongđừng ốngvà việc bơm hỗn hợp không thể thợc hiện được

Nếu như hỗn hợp bêtông được tạo thành một dòng liên tục, không có lỗhổng không khí (ta gọi bêtông ở thể huyền phù) thì dòng chất lỏng không chịunén sẽ đảm bảo cho bêtông di chuyển thành dòng không bị ùn tắc Áp suất củabơm sẽ truyền lực thuỷ tĩnh trực tiếp tác dụng lên hỗn hợp đã hoà trộn đều (thểhuyền phù), hỗn hợp này trong lúc di chuyển thành dóngẽ thưỡnguyen phủ lên bềmặt trong của đường ống tạo thành lớp bôi trơn

Như vậy để bơm bêtông đạt năng suất cao và áp suất vận chuyển có thểnhỏ là cần phải tạo ra một hỗn hợp bêtông vận chuyển ở dạng huyền phù Mộtđiều cần lưu ý đối với các hỗn hợp bêtông có sử dụng các chất phụ gia như chấtlàm đông kết, chất làm chậm đông kết, phụ gia liên kết hoặc phụ gia làm tăngtính đầm lèn cần phải kiểm tra tại chỗ xem có ảnh hưởng đến khả năngbơmbêtông hay không?

2 Các hệ thống chính trên xe bơm bêtông Putzmeister.

2.1 Hệ thống động lực của xe cơ sở

2.1.1 Giới thiệu chung

Động cơ có chức năng biến đổi năng lượng của nhiên liệu thành cơ năng

Ly hơp có nhiệm vụ đóng hoặc cắt nguồn động lực từ động cơ truyền đến bánh

xe chủ động hoặc các bơm thủy lực Hộp số chính có tác dụng làm thay đổi sốvòng quay ở trục ra của động cơ từ đó làm thay đổi tốc độ di chuyển của xe hoặclàm thay đổi số vòng quay của các bơm thủy lực Công suất động cơ truyền qua

ly hơp, hộp số, trục các đăng đưa đến hộp số phụ Hộp số phụ có hai chế độ làmviệc: truyền công suất đến cầu sau (khi xe đang chuyển động) hoặc truyền côngsuất để dẫn động bơm chính (khi xe đang bơm bêtông)

2.1.2 Nguyên lý làm việc

Ban đầu cho động cơ hoạt động, sau một thời gian kiểm tra xem áp suấtkhí nén trong bình hơi Khi áp suất đạt đến giá trị cho phép thì tiến hành mở lyhợp và tiến hành cài số xe thì xe sẽ bắt đầu di chuyển Do hộp số phụ luôn luôn ởchế độ nối từ trục các đăng ra cầu sau vì vậy muốn bơm bêtông thì ta phải thựchiện quá trình chuyển chế độ làm việc của hộp số phụ ngay khi vừa mở ly hợp(việc điều khiển quá trình đóng mở ly hợp và chế độ làm việc của hộp số phụđiều dùng khí nén)

2.2 Hệ thống bơm tạo áp suất cho dầu

Bơm là một bộ phận của truyền động thủy lực Nó biến cơ năng của động

cơ chính thành năng lượng của dòng chất lỏng và đưa đến các hệ thống làmviệc.Trên xe bơm bêtông Putzmeister các hệ thống được điều khiển bằng thủylực bao gồm:

- Hệ thống chân chống

- Hệ thống điều khiển cần

- Hệ thống bơm bêtông

- Hệ thống điều khiển quả lắc

Các hệ thống được dẫn động bằng các bơm độc lập Trên xe bơm bêtôngPutzmeister 28Z để tạo áp suất dầu điều khiển hệ thống bơm bêtông người ta

dùng loại bơm thủy lực pittông rôto hướng trục đĩa nghiêng đảo chiều được, bơmpittông rôto hướng trục thân nghiêng dùng để dẫn động cần bơm và chân chống,bơm bánh răng để tăng cường cho hệ thống khi làm việc với công suất lớn, bơmpittông hướng trục đĩa nghiêng được để dẫn động quả lắc.

2.3 Hệ thống bơm bêtông

Sơ đồ nguyên lý của hệ thống bơm bêtông được thể hiện trên hình 2-4 Hệthống này có nhiệm vụ tiếp nhận dầu thủy lực có áp suất cao từ bơm chính vàbiến nó thành cơ năng để thực hiện quá trình chuyển động tịnh tiến trong thânxialnh (8) đẩy bêtông từ máng trộn đến đường ống dẫn bêtông

Bộ phận công tác của bơm gồm hai cụm xilanh pittông thủy lực Hai cụmnày được nối thông với nhau và được dẫn động bằng bơm thủy lực Có haiphương pháp nối ống dẫn dầu từ bơm chính đến bơm bêtông

- Phương pháp nối ở đầu cần pitttông: cho phép nâng cao năng suấtlàm việc của bơm bêtông lên 109m /3 h trong khi đó áp suất làm việc của bơm chỉđạt đến giá trị 7MPado đó thường nối ống kiểu này đối với nhưng vị trí bơmbêtông không quá xa hoặc quá cao so với tầm với của cần

- Phương pháp nối ở sau đuôi pittông (hình 2-4): làm năng suất làmviệc của bơm bêtông chỉ đạt còn 65m /3 h nhưng áp suất làm việc của bơm rấtlớn, vào khoảng 11MPa Thường nối ống kiểu này để bơm bêtông ở những vị trítương đối cao và xa so với cần bơm

Có thể giải thích được nguyên nhân trên như sau: ứng với số vòng quaynhất định của động cơ thì tốc độ của bơm chính cũng đạt một giá trị nhất định.Lưu lượng và áp suất dầu lại phụ thuộc vào số vòng quay của bơm giá trị củachúng cũng không thay đổi Lưu lượng Q=S×v trong đó S là tiết diện của

xilanh, v là vận tốc chuyển động của dòng chất lỏng Khi nối ống ở đầu cầnpittông thì dầu được đưa từ bơm chính vào trực tiếp ở đây, do tiết diện S bé màlưu lượng Q lại có giá trị không đổi nên làm cho vận tốc dòng chất lỏng tăng lêndẫn đến làm tăng tốc độ của bơm bêtông lên Lưc tác dung lên diện tích mặtpittông F = p×S trong đó p áp suất dầu từ bơm chính Khi nối ống ở cần pittông

do tiết diện S bé mà áp suất p lại không đổi nên làm giảm lực tác dụng lên mặtpittông (7) dẫn đến làm giảm lực tác dụng lên pittông (8) Đối với phương phápnối ống ở đuôi pittông thì giải thích ngược lại.

Pittông bơm bêtông (2) và pittông thủy lực (5) được nối với nhau thông quakhớp nối (3) Trong quá trình làm việc pittông (2) tiếp xúc thường xuyên vớibêtông bám trên thành xilanh (1) nên dễ bị ăn mòn, khi đó ta tháo khớp nối đểthay mới pittông bơm Do làm việc liên tục nên thành xilanh bơm bêtông (1)xilanh (4) nóng lên và chúng truyền nhiệt qua pittông bơm bêtông (2) và pittôngthủy lực (5) đến cần (8) Để làm giảm nhiệt độ của hệ thống hai cần pittông đượcđặt trong bể chứa nước (7) và nó sẽ giảm nhiệt độ cho hệ thống

Nguyên lý làm việc của hệ thống: (đối với cách lắp ống ở đầu cần pittôngnhư hình 2-4) Dầu có áp suất cao từ bơm chính được đưa đến pittông (5) phíatrên thực hiện quá trình đẩy trong xilanh (1) vào quả lắc (9) đồng thời do hai cụmxilanh pittông thủy lực (5) được nối thông với nhau nên khi pittông (5) phía trên

đi qua phải thì nó đẩy pittông (5) phía dưới về bên phải để thực hiện quá trình hútbêtông vào trong xilanh bơm bêtông (1) bên dưới Sau khi pittông (2) phía trên

đã đẩy hết bêtông ra khỏi xilanh, cảm biến điện từ đặt ở cuối hành trình củapittông sẽ đưa tín hiệu đến để điều khiền van phân phối điện từ thực hiện quátrình đảo chiều làm việc của bơm bêtông Lúc dầu cao áp lại được đưa đến xilanh(5) bên dưới để thực hiện việc đẩy bêtông ra khoải xilanh.Quá trình này được lặp

đi lặp lại liên tục nhờ đó bêtông được vận chuyển đến đường ống điều đặn

Chuyển Nạp

Hình 2-4 Xilanh - pittông bơm bítông.

1-Xilanh bơm bítông; 2-Pittông bơm bítông; 3-Khớp nối; 4-Xilanh thủy lực; Pittông thủy lực; 6-Ống nối thông giữa hai khoan xilanh thủy lực; 7-Bể chứa nước; 8-Cần pittông; 9-Quả lắc.

5-Đặt điểm lăm việc của bơm bítông tiếp xúc trực tiếp với hỗn hợp bítôngnín dễ xảy ra hiện tượng bị măi mòn, đồng thời nó cũng lăm việc trong điều kiệnchịu va đập vă âp suất cao nín vật liệu chế tạo vă hình dâng kích thước của nóđòi hỏi phải nhă chế tạo phải có trình độ kỹ thuật cao

2.4.1 Hệ thống cần vă xilanh - pittông nđng hạ cần bơm

Hệ thống cần bơm có nhiệm vụ vận chuyển bítông từ xe bơm đến vị trí xảbítông.Cần bơm được người công nhđn điều khiển thông qua bộ điều khiển bằngđiện Vùng lăm việc cũng như điều kiện lăm việc của cần phải tuđn thủ theo đúngquy trình vận hănh nhằm đảm bảo an toăn cho hệ thống vă cho người công nhđn

sử dụng chúng Cần lắp trín xe thđn xe bơm bítông Putzmeister nhờ trục quay(1), khi không lăm việc thì cần được gấp lại vă dựa trín thanh chống nhằm mụcđích giảm tải cho trục quay

1

6 7

8

Hình 2-6 Cần bơm bêtông.

1-Trụ quay; 2-Ổ đỡ; 3-Xilanh nânh hạ cần bơm; 4-Cần bơm; 5-Khớp nối giữa các cần; 6-Khớp nối giữa xilanh với cần; 7-Thanh kéo đẩy; 8-Khớp nối giữa các thanh kéo

2.4.1 Cần

A A

B B

A - A ( 2:1 ) B - B ( 2:1 )

Hình 2-7 Kết cấu một đoạn cần bơm.

Các đoạn cần của bơm có kết cấu chắc chắn, dạng hộp rỗng, được hàn từthép rỗng hợp kim Đối với xe bơm bêtông Putzmeister có tầm với cao tối đa là

m

28 , tầm với xa tối đa là 24m do đó dùng bốn đoạn cần liên kết lại với nhaubằng thanh chịu lực và các khâu dẫn.Tại hai vị trí đầu và cuối mỗi đoạn cần đượckhoan lỗ để bắt bản lề liên kết, đó là bulông hình trụ dài xuyên qua lỗ liên kết vàđược giữ nhờ đai ốc Các đoạn cần được lắp ghép theo thứ tự giảm dần kíchthước từ trụ xoay đến ống cao su ở đầu phun bêtông

2.4.2 Xilanh - pittông nâng hạ cần bơm

Xe bơm bêtông Putzmeister sử dụng xilanh nâng hạ cần bơm loại xilanhtác dụng hai chiều có một cần đẩy Thân xilanh và đầu cuối bên ngoài của cầnđẩy được liên kết với cần bơm và khâu dẫn bằng khớp bản lề, ở vị trí liên kết nhà

thiết kế thường dùng ổ đỡ trược Ổ đỡ này cho phép quay quanh (một góc khônglớn) chốt trong mặt phẳng bất kỳ, đảm báo sự lắp, tháo dễ dàng và loại trừ khảnăng kẹt khi có sự vênh lệch nào đó do việc chế tạo không chính xác các thànhphần của thiết bị công tác Các kích thước của xilanh giảm dần theo thứ tự từ trụxoay đến đầu cao su phun bêtông Bốn xilanh có nhiệm vụ điều khiển việc nâng

hạ cần bơm, trụ xoay có nhiệm vụ đưa cần bơm xoay quanh trụ của nó theo chiềukim đồng hồ hặc ngược chiều kim đồng hồ một góc tùy ý

2.5 Hệ thống phân phối bêtông

2.5.1 Máng trộn

Là nơi hỗn hợp bêtông tươi được tập trung lại và được trộn đều trước khiđược hút vào bơm bêtông Phía trên của máng trộn đặt tấm lưới sắt để ngănkhông cho các vật liệu có kích thước lớn hơn mắt lưới lọt xuống máng làm hỏngbơm Để thuận lợi cho việc bơm bêtông người ta đặt máng trộn phía sau cùng của

xe, với cách bố trí này thì các xe vận chuyển bêtông có thể đổ trực tiếp bêtông từbồn chứa sang xe bơm mà không cần đường ống dẫn Vật liệu chế tạo máng làthép không gỉ chịu áp lực cao, được hàn từ các tấm thép lá Do hai miệng hút củabơm bêtông đặt phía trên đáy máng nên sau khi bơm xong vẫn còn sót lại bêtông

ở đáy đông kết lại và làm giảm thể tích buồng chứa của máng Để khắc phục hiệntượng này thì một cửa thoát được đặt bên dưới đáy máng, sau khi vệ sinh máng tachỉ cần mở cửa là vật liệu được đưa ra khỏi máng

6

7 8

10

4

9

5 3

2

1

Hình 2-8 Máng trộn bêtông

1-Trục cánh khuấy; 2-Ống dẫn dầu bôi trơn trục; 3-Ống dẫn dầu bôi trơn đầu xilanh; 4-Bộ chia dầu; 5-Bình chứa dầu bôi trơn; 6-Thanh nối, 7-Cửa xả; 8- Máng trộn; 9-Xilanh điều khiển quả lắc; 10-Tấm chịu mài mòn hình gọng kính.

2.5.2 Xilanh điều khiển quả lắc

Quả lắc phân phối được điều khiển bởi hai xilanh đặt đối xứng và làm việcngược nhau Khi dầu thủy lực được cung cấp đến một trong hai xilanh làm việcthì hộp nối hai đầu xilanh sẽ chuyển động qua lại làm cho tấm lắc chuyển động

Do tấm lắc nối với vai quả lắc bằng bulông nên quả lắc chuyển động theo để đảmbảo miệng của quả lắc luôn tì vào miệng của bơm bêtông Đầu pittông và xilanhđiều khiển có dạng cầu để đảm bảo cho chúng có thể xoay một góc tương đốinhỏ mà không bị bó kẹt Tại các đầu liên kết này luôn có đường dẫn dầu đến đểbôi trơn

2.5.3 Cánh khuấy

Cánh khuấy được đặt trong máng trộn và được dẫn động bằng bơm thủylực Cánh khuấy làm việc liên tục vừa để đảm bảo cho bêtông không bị đông kếtvừa đảm bảo cho quá trình hút bêtông được dễ dàng Do kích thước máng trộntương đối bé nên chỉ có thể bố trí hai cánh khuấy, các cánh khuấy được làm từthép hợp kim có khả năng chịu mài mòn và va đập Cánh khuấy nối với trục của

nó bằng bulông tạo điều kiện thuận lợi cho việc thay thế khi cánh bị hư hỏng

2.5.4 Quả lắc phân phối.

Quả lắc phân phối có dạng hình chữ C, được đúc bằng thép có khả năngchịu áp lực cao, chịu mài mòn và không bị rỉ rét Một đầu được gắn chặt trên tainan nhờ hai bulông dài bắt xuyên qua thân của tai nan và vai của quả lắc Đầubên dưới của tai nan đặt vào giữa hai pittông thủy lực, khi đưa dầu cao áp vàomột trong hai pittông thì nó sẽ đẩy tai nan xoay quanh trục của ống áp lực Doqủa lắc liên kết với tai nan bằng mối ghép chặt nên qủa lắc cũng xoay theo, làmcho đầu bên dưới của quả lắc chuyển động qua về liên tục hai bên miệng bơmbêtông Muốn đảo chiều chuyển động của con lắc thì phải thay đổi đường dầucao áp từ bơm phụ cung cấp cho pittông bằng cách điều khiển con trượt trongvan phân phối điện từ Qúa trình được điều khiển tự động và liên hệ chặt chẽ vớichiều làm việc của pitông trong bơm bêtông, tín hiệu để điều khiển van phânphối lấy từ cảm biến hành trình đặt trên thân bơm bêtông

Theo thiết kế có hai chế độ điều chỉnh tần số lắc của qủa lắc phụ thuộc vàocách lắp đặt đường ống dẫn dầu từ bơm chính đến xilanh bơm bêtông Nếu lắpđường ống ở cần pittông thì tần số của quả lắc là21l ph, nếu lắp đường ống ởđuôi pittông thì số lần lắc là13l ph Để làm thay đổi tần số dao động của con lắcthì ta phải thay đổi lưu lượng từ bơm thủy lực cung cấp đến pittông bằng cáchthay đổi góc nghiêng của đĩa trên bơm cung cấp cho nó Ta điều chỉnh gócnghiêng hòan toàn bằng tay.Trên thân quả lắc có một lỗ nhỏ là nơi để đổ hỗn hợpbêtông vào khi bắt đầu bơm, lượng bêtông này dùng để mồi bơm

A

A

32

10

1-Máng trộn; 2-Quả lắc; 3- Cửa kiểm tra; 4-Bulông nối quả lắc với ống bêtông; 5-Ống dẫn bêtông; 6-Bulông nối tấm lắc với quả lắc; 7-Vai quả lắc; 8-Tấm lắc; 9-Xilanh điều khiển con lắc; 10-Bộ phận nối khung xe; 11-Hộp nối hai đầu pittông; 12-Xilanh bơm bêtông;

2.6 Hệ thống chân chống

Hệ thống chân chống giúp tăng độ ổn định cho toàn bộ xe khi bơm bêtông.Trên xe bơm bêtông Putzmeister bốn chân chống được bố trí hai bên thành xe.Các chân chống được nâng hạ nhờ các xilanh thủy lực lắp bên trong nó, động cơthủy lực bánh răng giúp cho các chân chống quay được một góc quanh trục của

nó Hệ thống chân chống được điều khiển hoàn toàn bằng tay, nó được điềukhiển trước khi bắt đầu bơm bêtông và sau khi bơm phải điều khiển các châncống về đúng vị trí ban đầu

2.7 Hệ thống đường ống dẫn bêtông

Có nhiệm vụ vận chuyển bêtông từ bơm đến vị trí thi công Toàn bộ đườngống là những đoạn ống thép cong và thẳng được nối lại với nhau, để các ống thépnối với nhau được kín khít và tháo dễ lắp dễ dàng người ta dùng vòng kẹp đặtbiệt để nối các mặt bích của ống Riêng ống cong tại cuối điểm quay cuối cùng

có tác dụng làm giảm tốc độ phun của bêtông và giảm mài mòn ống cao su

đường ống Nhờ kết cấu có lõi thép, ống cao su chịu được áp lực bêtông đến

Hình 2-12 Sơ đồ bố trí ống dẫn bêtông trên cần bơm.

1-Cần ; 2-Thanh nối cần với ống dẫn bêtông; 3-Ống dẫn bêtông; 4-Vành nối ống

3 HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC XE BƠM BÊTÔNG

PUTZMEISTER

3.1 Khái niệm về truyền động thuỷ lực

Truyền động thuỷ lực có tác dụng truyền chuyển động hay công suất từđộng cơ đến các bộ phận làm việc của máy hoặc từ trục này đến trục khác, nhờchất lỏng hay động năng của chất lỏng

3.1.1 Phân loại

Theo nguyên lý làm việc, truyền động thuỷ lực được chi ra làm hai loại:

- Truyền động thuỷ lực thể tích ( thuỷ tĩnh): chất lỏng có áp suất cao

và vận tốc nhỏ

Hệ thống truyền lực thể tích hay thuỷ tĩnh thường có ba bộ phận chính:bơm (nguồn năng lượng), động cơ thuỷ lực (bộ phận chấp hành) và cơ cấu điềukhiển (biến đổi và điều chỉnh năng lượng dùng chất lỏng theo yêu cầu)

Dựa vào chuyển động của động cơ thuỷ lực hay bộ phận chấp hành, có thểchia ra truyền động thể tích thành hai loại: chuyển động tịnh tiến và chuyển độngquay

Truyền động thuỷ lực thể tích, có chuyển động tịnh tiến:

1 3

4 5

2 6

Hình 3-1 Sơ đồ truyền động thuỷ lực thể tích, chuyển động tịnh tiến.

1-Bơm; 2-Van an toàn; 3-Van phân phối; 4-Xi lanh; 5-Pittông; 6-Thùng chứa.

Trong hệ thống truyền động thuỷ này, cơ năng của bơm được biến thành

áp năng của chất lỏng Sau đó, trong xi lanh 4 hay xi lanh lực hoặc động cơ thuỷlực, áp năng của chất lỏng được biến thành cơ năng làm cho pittông dịch chuyển.Truyền động thuỷ lực thể tích, có chuyển động quay:

1

2 3

5 4

Hình 3-2 Sơ đồ truyền động thuỷ lực thể tích, chuyển động quay.

1-Bơm; 2- Van an toàn; 3-Van phân phối; 4-Động cơ thuỷ lực rô to; Thùng chất lỏng.

5-Trong hệ thống truyền động thuỷ này, cơ năng của bơm được biến thành

áp năng của chất lỏng Sau đó, trong động cơ rô to, áp năng của chất lỏng lại biếnthành cơ năng, làm cho rô to chuyển động quay

Ưu điểm của truyền động thuỷ lực:

- Điều chỉnh được vận tốc bộ phận công tác

- Truyền được công suất lớn

- Dễ đảo chiều chuyển động

- Làm việc ổn định, êm và không phụ thuộc vào tải trọng

- Cấu tạo gọn nhẹ, lực quán tính nhỏ

- Độ chính xác cao, nhạy, an toàn

- Biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến dễ dàng

- Dễ tiêu chuẩn hoá và tự động hoá

Nhược điểm của truyền động thuỷ lực:

- Giá thành cao, do yêu cầu chế tạo phải chính xác, khó khắc phục

rò rỉ

- Tốn năng lượng, khi dầu phải chuyển động trong đường ống dài.

- Yêu cầu rất cao về chất lượng chất lỏng (phải sạch, không ăn mòn,bôi trơn tốt, độ nhớt nhỏ)

b) Truyền động thuỷ lực thuỷ động: chất lỏng có áp suất thấp và vận tốccao

Hệ thống truyền động thuỷ lực thuỷ động là một thiết bị tổ hợp trong đóchủ yếu có hai máy thuỷ lực cánh dẫn: bơm ly tâm và tuabin thuỷ lực

Khớp nối thuỷ lực: dùng để nối “mềm” và truyền công suất từ trục chủđộng sang trục bị động nhờ chất lỏng, mà không thay đổi mômen quay

Biến tốc thuỷ lực (biến mô): dùng để nối “mềm” và truyền công suất từtrục chủ động sang trục bị động nhờ chất lỏng, có biến đổi mômem và thay đổi sốvòng quay của trục bị động so với trục chủ động

Ưu điểm của biến tốc là phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng; cải thiện đượcđiều kiện khởi động, vì truyền động thuỷ lực thuỷ động cho phép khởi động máyngay cả khi có tải Giảm tải trọng động và dao động xoắn do nối “mềm” với bộphận công tác hay tua bin Do đó nâng cao độ tin cậy của các chi tiết của cơ cấuhoặc máy, vì có khả năng quá tải cao, nên tuổi thọ của máy tăng Dễ điều khiển tựđộng

Nhược điểm của truyền động thuỷ động là hiệu suất thấp do có sự trượt.Chế tạo khó và đắt hơn bộ truyền cơ khí Phải có hệ thống làm mát và cung cấpchất lỏng

3.1.2 Yêu cầu của hệ thống truyền động thủy lực

- Truyền được công suất lớn

- Làm việc phải êm

- Dễ thay thế, bảo quản, sửa chữa.

Sơ đồ dẫn động thủy lực xác định mối quan hệ về sự hoạt động giữa cácthành phần của nó: thiết bị bơm, cơ cấu điều chỉnh (bao gồm cả bộ phân phốithủy lực), động cơ thủy lực và các thiết bị khác không phụ thuộc vào kết cấu thừahành

Sơ đồ dẫn động thủy lực phụ thuộc:

- Khả năng thao tác của xe bơm làm việc với các thiết bị công táckhác nhau

- Khả năng sử dụng công suất lớn nhất của thiất bị bơm trong thờigian một chu kì khi tổn thất năng lượng dòng chảy trong bơm là thấp nhất

- Năng suất của xe bơm mà ảnh hưởng đến năng suất đó không chỉthiết bị công tác mà còn do sự điều khiển hợp lý của người điều khiển đối với cácthiết bị công tác khi bơm

Dầu thủy lực là môi chất dùng để truyền năng lượng từ bơm đến cơ cấuchấp hành Những tiêu chí để đánh giá chất lượng dầu làm việc là khả năng chịumài mòn, độ ổn định tính chất hóa học và tính chất vật lý, tính chống gỉ, tinhd ănmòn chi tiết cao su, khả năng bôi trơn, tính sủi bọt, nhiệt độ bắt lửa, nhiệt độđông đặc

Chất lỏng làm việc phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Có khả năng bôi trơn tốt trong khoảng thay đổi lớn về nhiệt độ và

- Dầu cần phải ít sủi bọt, ít bốc hơi khi làm việc, dẫn nhiệt tốt

Loại dầu dùng trong hệ thống truyền động thủy lực là dầu DIN 5159, loạidầu này chịu được áp lực cao, lại có chất phụ gia có thể giảm sự mài mòn và khảnăng tăng chịu tải trọng lớn

Hệ thống truyền động thuỷ lực trên xe bơm bêtông Putzmeister được chialàm ba mạch thuỷ lực nhỏ, mỗi mạch được điều khiển độc lập với nhau Baogồm:

- Mạch thuỷ lực điều khiển bơm bêtông, quả lắc phân phối, cánhkhuấy,bơm nước (mạch chính)

- Mạch thuỷ lực điều khiển nâng, hạ và xoay cần bơm

- Mạch thuỷ lực điều khiển chân chống

3.2 Các sơ đồ mạch thuỷ lực

3.2.1 Sơ đồ mạch thuỷ lực chính

10

15 16

39

29 38

33

P

T P A B

T B A

A P T A B P T

T

1 2

5 40

7

8

13 14

21 26

năng; 17-Bơm cung cấp dầu thuỷ lực cho cánh khuấy; 18-Bơm tăng cường;

19-Bộ làm mát dầu thuỷ lực; 20-19-Bộ lọc dầu thuỷ lực ; 21- Thùng chứa dầu thuỷ lực; 22-Đồng hồ đo áp suất dầu thùng chứa; 23-Cơ cấu tiết lưu không điều chỉnh được; 24-Tiết lưu điều chỉnh được; 25-Van giảm áp; 26-Lọc dầu thùng chứa; 27-Van bảo vệ hệ thống làm mát; 28-Ống chỉ thị mức dầu thùng chứa; 29-Cảm biến nhiệt độ dầu mạch chính; 30- Cảm biến nhiệt độ bộ làm mát dầu; 31-Môtơ dẫn đọng bơm nước; 32- Van an toàn của bơm tích năng; 33-Xilanh điều khiển đảo chiều bơm; 34-Cánh khuấy; 35-Mánh trộn; 36-Van phân phối của cánh khuấy; 37-Van phân phối của bơm nướ; 38-Van một chiều bổ sung; 39-Van tràn; 40-Van kết nối.

Nguyên lý làm việc:

Dầu cao áp từ bơm (15) được đưa trực tiếp đến một trong hai xilanh thuỷlực(1) để thực hiện quá trình đẩy bêtông vào miệng quả lắc Do hai xilanh thuỷlực được nối thông với nhau nên khi một xilanh tiến về phía trước để đẩy bêtôngthì xilanh kia sẽ di chuyển theo hướng ngược lại để thực hiện quá trình hútbêtông vào trong khoang chứa Tại vị trí pittông đẩy hết bêtông thì cảm biếnhành trình gắn trên thân xilanh sẽ phát tín hiệu để điều khiển đảo chiều cung cấpdầu cao áp đến các xilanh thuỷ lực, quá trình đảo chiều của các xilanh (1) đượclặp đi lặp lại liên tục giúp cho bêtông được vận chuyển ổn định đến đường ống.Cảm biến nhiệt độ (29) có nhiệm vụ kiểm tra nhiệt độ dầu cung cấp từ bơm chính(15) đến xilanh thuỷ lực (1), khi nhiệt độ dầu lên đến 900Cthì nó sẽ phát tín hiệulàm cho toàn bộ hệ thông ngừng hoạt động Cảm biến nhiệt độ (30) sẽ đưa tínhiệu đến để quay quạt làm mát trong bộ làm mát dầu khi nhiệt độ dầu trong mạchđạt 650C.Bơm này đồng thời cũng đưa một đường dầu đến khối điều chỉnh ápsuất (9) để điều chỉnh áp suất dầu cung cấp cho van phân phối (4), áp suất dầu dobơm tạo ra được hiển thị trên đồng hồ đo áp suất (6)

Bơm (16) đưa dầu từ thùng chứa (21) qua bình tích năng (12) đến cửa vanphân phối (3) van phân phối (3) đến xilanh điều khiển quả lắc (5), nhiệm vụ vanphân phối là đảo chiều đường cung cấp dầu đến hai xilanh thuỷ lực điều khiểnquả lắc Việc điều khiển vị trí con trược của van phân phối do dòng dầu từ van

điều khiển đảo chiều kiểu điện từ (4) cung cấp đến Sự đảo chiều đường dầu cungcấp của bơm chính (15) và đảo chiều con lắc có liên hệ mật thiết với nhau saocho khi bơm bắt đầu đẩy bêtông thì miệng của van phân phối phải trùng với vị trímiệng bơm bêtông, hai quá trình này được van phân phối (4) điều khiển nhờ tínhiệu từ cảm biến hành trình Khi áp suất của bơm vươt quá 25MPathì van antoàn (32) đưa dầu về thùng chứa làm cho áp suất dầu cung cấp từ bơm (16) đếnbình tích năng, van phân phối và xilanh thuỷ lực không vượt qúa giá trị cho phépnhờ vậy sẽ đảm bảo an toàn cho các phần tử thuỷ lực trong mạch.

Bơm (17) đưa dầu từ thùng chứa đến khối điều khiển cánh khuấy (7) Khốiđiều khiển này bao gồm van phân phối (37) đưa dầu đến môtơ dẫn động bơmnước (31) và van phân phối (36) đưa dầu đến hai môtơ dẫn động cánh khuấy (8),những môtơ thuỷ lực này đảo chiều được là do sự thay đổi vị trí làm việc của contrượt trong các van phân phối.Trong quá trình vận chuyển bêtông đến đường ốngthì cánh khuấy và bơm nước có thể hoạt động hoặc không hoạt động tuỳ thuộcvào người sử dụng điều khiển van phân phối, việc này hoàn toàn dùng tay

Trong quá trình vận chuyển bêtông thì bơm thuỷ lực tăng cường (18) cũnglàm việc đồng thời để đưa dầu theo hai đường, một đường dầu cung cấp cho bơmchính và một đường dầu đến khối điều chỉnh công suất.Tuỳ theo vị trí làm việccủa van (40) trong khối điều chỉnh mà nó có thể ngắt đường dầu đến van phânphối (4) hoặc bổ sung thêm dầu đến van phân phối (4) làm tăng lưu lượng quavan này dẫn đến quá trình đảo chiều đường dầu cung cấp của bơm chính và quảlắc xảy ra nhanh hơn nâng cao công suất làm việc của hệ thống bơm bêtông.Dầu từ bình chứa được đưa qua bầu lọc đến bơm chính, dầu cao áp ra khỏibơm được đưa đến bơm bêtông để thực hiện quá trình hút đẩy bêtông, đồng thờicũng có một lượng dầu từ xilanh thủy lực được đưa từ bơm bêtông hồi về lạibơm Trong quá trình làm việc dầu sẽ bị nóng lên làm giảm năng suất làm việccủa bơm, chính vì có một lượng dầu nhỏ từ bơm chính không đưa qua bơmbêtông mà được đưa vào thùng làm lạnh rồi đưa về thùng chứa dầu

3.2.2 Sơ đồ mạch thuỷ lực điều khiển cần bơm bêtông

P T

10 9 6

5 4

3

2

1

Hình 3-2 Sơ đồ mạch thuỷ lực nâng, hạ quay cần bơm.

1-Xilanh nâng hạ cần bơm; 2-Van một chiều tác dụng khoá lẫn; 3-Van tiết lưu một chiều không điều chỉnh được; 4-Van an toàn kiểu đối kháng; 5-Xilanh quay cần bơm; 6-Trụ quay; 7-Khối điều khiển quay cần bơm; 8-Van an toàn; 9-Van phân phối được điều khiển bằng thuỷ lực; 10-Van tiết lưu một chiều điều chỉnh được hướng chặn; 11-Van an toàn của bộ lọc; 12-Thùng chứa dầu; 13-Bộ làm mát; 14-Bộ lọc dầu; 15-Bơm thuỷ lực; 16-Van tràn; 17-Van phân phối điều khiển chân chống; 18-Van phân phối điều khiển quay cần bơm;18-Van phân phối điều khiển chân chống; 19-Van phân phối điều khiển nâng, hạ cần bơm; 20- Cụm van phân phối; 21-Van giảm áp.

Chất lỏng từ thùng chứa (12) được bơm thuỷ lực (14) đưa đến cụm vanphân phối thuỷ lực (20) Cụm van này bao gồm các van phân phối và van giảm

áp điều khiển quá trình nâng, hạ, quay cần và điều khiển chân chống Để điềukhiển nâng hạ cần thì hai cửa ra của bốn van phân phối (18) được nối với đến haicửa của bốn xilanh nâng hạ cần (1), do đó khi có chất lỏng từ bơm đưa qua vanphân phối đến các xilanh sẻ làm cho các pittông trong các xilanh này di chuyểndẫn đến cần bơm bêtông được điều khiển Để điều khiển quay cần bơm thì haicửa ra của van phân phối (17) được nối với các cửa của hai xilanh quay cần (5).Các pittông trong các xilanh nâng, hạ, quay cần bị hạn chế hành trình tại điểmchết trên và điểm chết dưới, khi pittông đến các điểm chết này thì xảy ra hiệntương va đập làm rung động có thể dẫn đến hư hòng chi tiết, để làm giảm chấnđộng thì ở cửa vào của xilanh lắp bộ giảm chấn (3) thực chất đây là van tiết lưumột chiều không điều chỉnh nhằm hạn chế lưu lượng chảy qua nó nên khi pittônggần đến cuối hành trình thì toóc độ của nó bị giảm xuống Trước cửa vào của mỗivan phân phối lắp van giảm áp (21) có nhiệm vụ điều chỉnh áp suất của bơmthuỷ lực (14) đến một giá trị phù hợp với điều kiện làm việc của mỗi cần bơm.Van tràn (16) đảm bảo an toàn cho toàn bộ mạch thuỷ lực khi bị quá áp bằngcách nối đường dẫn chất lỏng từ bơm về thẳng thùng chứa (12) khi áp suất trongmạch vượt quá giá trị cho phép

Tuỳ thuộc vào vị trí làm việc của các van trong cụm phân phối mà chấtlỏng được đưa đến các xilanh thuỷ lực hoặc đưa qua bộ làm mát (13) về thùngchứa Khi con trược trong van phân phối ở vị trí trung gian thì bơm thuỷ lực sẽđưa chất lỏng đến các van phân phối rồi theo đường nối chung hồi về buồngchứa Lúc này các khoang trong xilanh thuỷ lực không được cung cấp chất lỏng,

để giữ cho các pittông trong xilanh không bị rơi khi không có chất lỏng cung cấpvào thì trước đường cung cấp chất lỏng đến xilanh được lắp van một chiều có tácdụng khoá lẫn (2) có tác dụng ngắt không cho chất lỏng chảy về thùng Khi contrược trong van phân phối nằm ở một trong hai vị trí làm việc thì xilanh thuỷ lực

sẽ được cung cấp chất lỏng làm cho pittông trong nó dịch chuyển và cần bơm sẽchuyển động Tương tự như trên, khi con trược trong van phân phối (17) ở vị trí

trung gian thì cần bơm không quay được Nhưng khi con trược trong van phânphối nằm ở một trong hai vị trí làm việc thì chất lỏng sẽ được cung cấp đến haiđầu của xilanh (vị trí cung hai đầu cung cấp chất lỏng ngược nhau) làm chopittông trong xilanh (7) chuyển động ngược nhau, liên kết giữa xilanh và trụ quay(6) theo kiểu thanh răng và bánh răng ăn khớp nên làm cho trụ quay chuyển độngquay xung quanh trục của nó dẫn đến cần bơm quay được.

Van phân phối trong cụm phân phối là kiểu van có ba trạng thái làm việcđược điều khiển bằng điện từ, giữa các van có mối quan hệ mật thiết với nhau

Để điều khiển van làm việc thì phải cần hai tín hiệu: tín hiệu thứ nhất báo cácvan còn lại đang ở vị trí trung gian, tín hiệu thứ hai là tín hiệu điều khiển trạngthái làm việc của van.Nếu van không nhân được tín hiệu thứ nhất thì không thểđiều khiển được các van, như vậy trong toàn bộ mạc nâng hạ và quay cần bơmthì người điều khiển chỉ có thể điều khiển được một đoạn vần làm việc Nếumuốn điều khiển một đoạn cần khác hoặc quay cần thi các đoạn cần còn lại phảiđứng yên, tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận hành, điều khiển của người côngnhân

3.2.3 Sơ đồ mạch thuỷ lực điều khiển chân chống

6 5 4

7 8

T T

Hình 3-3 Sơ đồ mạch thuỷ lực chân chống.

1-Động cơ thuỷ lực; 2-Xilanh trụ chân chống; 3-Van một chiều khoá lẫn; 4-Van phân phối điều khiển động cơ thuỷ lực; 5-Van phân phối điều khiển xilanh thuỷ lực; 6-Van ngắt dòng; 7-Van an toàn; 8-Cụm van điều khiển chân chống.

Chất lỏng được bơm (15) đưa đến van phân phối nằm trong cụm van (20) vàđược chia làm hai nhánh khi đi ra khỏi van phân phối Nhánh thứ nhất đưa đếncụm điều khiển chân chống (8) bên phải, nhánh thứ hai được đưa đến cụm điềukhiển chân chống bên trái Cụm điều khiển bao gồm hai van phân phối (5) bốncửa ba trạng thái làm việc được điều khiển bằng tay, mỗi van dùng để điều khiểnmột trụ chân chống nâng lên hay hạ xuống và một van phân phối (4) dùng đểđiều khiển chiều quay của động cơ thuỷ lực để điều khiển cho chân chống quayvào hoặc ra

Hai van an toàn (7) bảo vệ cho toàn bộ mạch khộng bị quá áp khi xảy ra sự

cố Nó luôn duy trì một áp suất làm việc ổn định cho mạch niếu vượt quá giá trịcho phép thì van sẽ mở để đưa bớt chất lỏng về thùng chứa Van ngắt dòng (7)đóng hoặc ngắt dòng chất lỏng cung cấp đến mạch, thông thường van này đượcngắt khi đã điều chình vị trí làm việc của chân chống và nó sẽ giữ nguyên trạngthái làm việc của các chân chống cho dù tiến hành điều khiển van phân phối.Điều này rất quan trọng vì xe bơm bêtông đòi hỏi xe luôn phải có tính ổn địnhcao trong mọi điều kiện làm việc

Khi các van phân phối ở vị trí trung gian chất lỏng qua van phân phối đượcđưa trở lại thùng chứa theo hai đường hồi chất lỏng riêng biệt Lúc này động cơthuỷ lực (1) và xilanh thuỷ lực (2) không được cung cấp chất lỏng do đó chúng sẽgiữ nguyên trạng thái làm việc Để giữ cho các pittông trong xilanh (2) không bịrơi tự do thì người ta lắp van một chiều có tác dụng khoá lẫn (1) trên đường ốngdẫn chất lỏng vào xilanh (2)

1.3 Các thành phần cơ bản của hệ thống truyền động thuỷ lực xe bơm bêtôngPutzmeister

3.3.1 Bơm thuỷ lực

Bơm là một bộ phận của truyền động thuỷ lực, nó biến đổi cơ năng củađộng cơ thành năng lượng dòng chất lỏng công tác Chất lỏng công tác chảy theo

ống dẫn đến động cơ thuỷ lực và được biến đổi thành cơ năng của khâu bị độngđộng cơ thuỷ lực để làm cho cơ cấu chấp hành hoạt động.

Hiện nay, hầu hết các loại xe bơm bêtông đều sử dụng hai loại bơm thểtích: Bơm bánh răng và bơm pittông rôto để cung cấp chất lỏng cho hệ thốngtruyền động thuỷ lực Gọi chung là bơm thể tích vì trong bơm,môi trường chấtlỏng chuyển động bằng cách thay đổi thể tích theo chu kì mà nó chiểm chỗ củabuồng từ khi chất lỏng đi vào cho đến lúc ra Bơm pittông rôto được sử dụngnhiều là do nó có một số ưu điểm phù hợp:

- Tạo được áp suất cao cho chất lỏng với lưu lượng không lớn

- Làm việc với số vòng quay tương đối lớn thích hợp với số vòngquay của động cơ dẫn động (chủ yếu động cơ Điezen)

- Có khả năng thay đổi lưu lượng một cáh dễ dàng,trong khi vẫn giữnguyên áp suất và số vòng quay làm việc

Bơm pittông rôto có thể chia ra làm hai loại chính :

- Bơm pittông rôto hướng kính

- Bơm pittông rôto hướng trục

So với bơm pittông rôto hướng kính thì bơm pittông rôto hướng trụcthường sử dụng trên xe bơm bêtông hơn bởi vì :

- Trọng lượng trên một đơn vị công suất của máy bơm piston-rotorhướng trục nhỏ hơn khoảng 2÷ 3 lần so với bơm pittông rôto hướng kính do đókích thước của bơm piston hướng trục nhỏ gọn hơn, dể bố trí dưới gầm xe

- Mômen quán tính của rôto tương đối nhỏ cho phép nâng cao sốvòng quay để có lưu lượng lớn hơn cung cấp cho hệ thống

Đối với bơm pittông rôto hướng trục thì có thể chia ra các loại :

- Theo kết cấu bơm :

+ Bơm pittông rôto hướng trục thân nghiêng: loại bơm này thânxilanh được bố trí lệch góc so với đường tâm trục chủ động

+ Bơm pittông rôto hướng trục đĩa nghiêng: tương tự trên đĩaphân phối của bơm được bố trí nghiêng so với đường vuông góc với đườngtâm trục

- Theo khả năng điều chỉnh :

+ Bơm không điều chỉnh được: bơm không có khả năng thay đổi góclêch của thân cũng như của đĩa phân phối

+ Bơm điều chỉnh được: là bơm có cơ cấu thay đổi góc lệch của thânhay của đĩa phân phối

Bơm bánh răng có khả năng tạo ra lưu lượng lớn với áp suất bé thườngdùng làm bơm tăng cường khi cần nâng cao năng suất làm việc của xe bơm.Loạibơm này có một số ưu điểm như: kích thước nhỏ gọn, làm việc tin cậy, tuổi bềncao,dễ chế tạo…

Bơm bánh răng được chia làm hai loại chính:

- Bơm bánh răng ăn khớp ngoài

- Bơm bánh răng ăn khớp trong

Bơm bánh răng ăn khớp trong thông thường ít được sử dụng mặt dù nó gọnnhẹ nhưngkết cấu phức tạp và đắt tiền hơn bơm bánh răng ăn khớp ngoài

Dựa vào những đặt tính làm việc của các loại bơm thì nhà thiết kế xe bơmbêtông Putzmeister đã chọn:

- Bơm chính, bơm cung cấp dầu cho bình tích năng là loại bơmpittông rôto hướng trục đĩa nghiêng điều chỉnh được

- Bơm cung cấp dầu dẫn động cánh khuấy, bơm cung cấp cần là loạibơm pittông rôto hướng trục kiểu đĩa nghiêng không điều chỉnh được

- Bơm thuỷ lực tăng cường là loại bơm bánh răng ăn khớp ngoài.3.3.1.1 Bơm chính (bơm dẫn động bơm bêtông)

Là loại bơm pittông rôto hướng trục đĩa nghiêng đảo chiều và điều chỉnhđược Số xilanh trong bơm là 9 Đường kính xilanh của bơm chính là 2cm Gócđiều chỉnh lớn nhất của đĩa nghiêng là 200 Số vòng quay của bơm nằm trongkhoảng 1800÷2500v ph Phạm vi áp suất của bơm từ 25÷42MPa lưu lượng cóthể đến 250l ph

a) Cấu tạo: