Vấn đề cấp thiết khi xây dựng, mô phỏng thiết kế và kiểm tra hệ thống thuỷ lực
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG - Đề tài: ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG PHẦN MỀM AUTOMATION STUDIO 5.0 ĐỂ MƠ PHỎNG, THIẾT KẾ Q TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG THUỶ LỰC TRÊN MÁY KHOAN ECM660 – III Sinh viên thực Lớp Giáo viên hướng dẫn Giáo viên duyệt : Phạm Minh Mận : 03C4B : ThS Nguyễn Văn Đông : ThS Lê Văn Tụy NỘI DUNG ĐỀ TÀI MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA NỘI DUNG CHÍNH MƠ PHỎNG KẾT QUẢ KẾT LUẬN Mục đích, ý nghĩa Vấn đề cấp thiết xây dựng, mô thiết kế kiểm tra hệ thống thuỷ lực Khả ứng dụng phần mềm Automation Studio 5.0 Mục tiêu đạt * Mơ trực quan, nhanh chóng * Kết gần sát với thực tế NỘI DUNG CHÍNH Khảo sát hệ thống thuỷ lực máy khoan ECM660 – III Giới thiệu phần mềm Automation Studio 5.0 Cơ sở mô thiết kế, kiểm tra hệ thống thuỷ lực Mơ q trình điều khiển hệ thống thuỷ lực Automation Studio 5.0 Giới thiệu chung máy khoan ECM660 – III Kết cấu tổng thể máy khoan ECM660 – III 10 11 12 13 14 15 16 7660 17 18 19 20 21 22 23 24 25 09 26 07 3330 08 06 05 1890 2520 04 03 28 29 02 30 01 2630 27 1-Bộ truyền xích búa khoan; 2-Giá cố định ống dẫn thuỷ lực; 3-Bánh xích di chuyển; 4-Cơ cấu cân máy; 5-Chụp hút bụi; 6-Bộ phận định vị cần khoan; 7-Cánh tay robot lấy cần khoan; 8-Bộ thay đổi cần khoan tự động; 9-Cơ cấu thay đổi vị trí cần khoan; 10- Mơtơ dẫn động búa khoan; 11-Bộ phận định vị dầm khoan; 12-Bộ phận tạo áp suất búa khoan; 13-Búa khoan; 14-Bộ lọc bụi; 15- Đầu gắn với cần khoan; 16-Thanh dẫn hướng dầm khoan; 17-Môtơ thay đổi vị trí cần khoan; 18- Cần nâng; 19-Xilanh cần nâng; 20-Cửa vào cabin; 21-Buồng điều khiển; 22-Bộ phận bảo vệ thiết bị; 23-Bộ giảm âm; 24-Bộ phận giữ dầm khoan; 25-Thang quan sát; 26-Đối trọng; 27-Bộ xử lý bụi; 8-Thùng nhiên liệu; 29-Bộ phận làm mát; 30- Nắp đậy có lỗ thơng Các thơng số kỹ thuật máy khoan ECM660 - III Trọng lượng tổng cộng : 13000 [kg] Kích thước tổng thể + Chiều dài toàn : 9980 [mm] + Chiều rộng toàn : 2630 [mm] + Chiều cao toàn : 3330 [mm] + Chiều rộng bánh xích : 330 [mm] Động công suất máy + Loại động : CUMMINS + Model : 6CTAA8.3 + Cơng suất cực đại : 194 [kW] + Số vịng quay ứng với cơng suất cực đại : 2200 [vịng/ phút] Tốc độ chuyển lớn : 3,4 [Km/h] Khả leo dốc : 30o Áp suất khí lớn : 0,95 [Mpa] Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống thuỷ lực máy khoan ECM660 – III 06 P1 A T P B A B T P1 A B A B A B A B A B A B A B P1 T P2 P2 P1 P1 P 05 A1 P1 A2 A1 A2 07 P2 T B1 B2 P T B1 P B2 A B A B P T P T T T T 04 A T P B A B A B A B A B A B D A P2 B P1 T A A B B A B P2 P1 T A B P2 P2 P2 P2 P1 P1 T P1 T P2 B A B A B T T A P1 P1 02 T B P1 B P2 A X 03 P2 P1 T 01 S L P3 Nguyên lý làm việc tổng quát hệ thống thuỷ lực tổng thể THÙNG CHỨA CỤM BƠM CHÍNH VAN ĐIỀU KHIỂN CHÍNH VAN ĐIỀU KHIỂN TỪNG BỘ PHẬN CỦA MÁY DẪN TIẾN BÚA KHOAN HỆ THỐNG DI CHUYỂN ĐỊNH VỊ BỘ PHẬN CÔNG TÁC THAY ĐỔI TĐ XÍCH BÚA KHOAN CẦN KHOAN Kết cấu số chi tiết hệ thống thuỷ lực Bơm tăng cường Van phân phối điều khiển điện Kết cấu van an toàn Van tiết lưu chiều khơng điều chỉnh Phân tích kết tính tốn kiểm nghiệm Các thơng số Bơm P1 Bơm P2 Bơm P3 Lưu lượng lý thuyết bơm: Qlt(L/phút) Q1lt = 131 Q2lt = 67 Q3lt = 35 Số vòng quay: n(vòng/phút) n1 = 2300 n2 = 2300 n3=2300 Áp suất: P(kG/cm2) p1 = 230 p2 = 210 p3= 250 Thể tích:V(L) V1= 0,06 V2=0,028 V3=0,016 56,956 29,13 15,22 Lưu lượng riêng bơm q (Cm3/ vòng) 3.1 Kết mơ từ phần tử Bơm Đường đặc tính mơ bơm 3.2 Đặc tính mơ piston dẫn tiến búa khoan Đồ thị đặc tính hình mơ piston dẫn tiến búa khoan Đặc tính hình mơ van tiết lưu điều chỉnh Đặc tính hình mơ van tiết lưu điều chỉnh KẾT LUẬN Automation Studio 5.0 phần mềm phù hợp cho việc giảng dạy học tập trường hệ thống thủy lực, khí nén, điện,… tất máy liên quan Việc sử dụng phần mềm phải nhập nhiều thông số thiết bị làm cho q trình mơ sát với thực tế Giúp cho đề xuất phương án khai thác khác cách hiệu Với đề tài nghiên cứu này, Việc ứng dụng vào cho tất trình điều khiển hệ thống thuỷ lực độc lập hay kết hợp cho máy cách thực tế EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN ! Công thức lấy từ phần mềm minh hoạ cho vài phần tử * Bơm + Lưu lượng bơm Q[Vịng/phút]: Q = D.ω.ηvp (D: Hành trình thay đổi) + Mômen xoắn T[kG.m]: T = ∆p p D η mp + Công suất bơm P[kW]: P = T.ω.ηtp (ω: Vận tốc góc[rad/s]) * Piston V + Lưu lượng Q [lít/ phút]: Q = t (V: Thể tích xilanh đầu vào[lít]) + Vận tốc trung bình piston v[cm/s]: v = L t (L: Hành trình di chuyển piston[cm]) Các đường đặc tính thể để tra hệ số chất lỏng [ P p= N / m2 * Áp suất thuỷ tĩnh: F ] * Phương trình Bernulli: ρ v12 ρ v2 p + ρ g.h1 + = p2 + ρ g h2 + = const 2 * Các nhóm phần tử làm điều kiện biên: Nhóm cung cấp xử lý dầu: Bơm, động cơ, bể dầu, lọc,… Nhóm điều khiển thuỷ lực: Van áp suất, Van đảo chiều, Van chặn, xilanh truyền động, ống dẫn, ống nối,… Nhóm điều khiển điện - thuỷ lực kết hợp: Van áp suất điện từ, van nam châm điện, rơ le áp suất,… Sơ đồ mạch thuỷ lực tổng thể máy khoan ECM660 – III 25 24 P1 26 28 27 29 30 32 31 33 A T P 35 34 36 38 37 B A B T P1 A B A B A B A B A B A B A B 39 P1 40 T P2 P2 P1 P1 P A1 P1 A2 B1 23 B2 A1 B1 41 A2 B2 P2 T 19 18 20 22 21 54 53 52 P T P T 51 42 43 A B A B P T P T T 55 T A 17 T P B A B A B A B A B A B D A P2 44 B P1 56 T 16 13 12 14 15 A A B 57 B 45 A B P2 P1 T 50 58 A P2 B P2 46 P2 P2 P1 P1 T P1 T P2 B A B A B P1 06 P1 05 04 47 03 B T B 07 A 08 01 P1 02 P2 X P2 11 T T A 10 09 P1 T S L P3 49 48 Bơm tăng cường 1-Vòng cao xu; 2-Vòng chặn; 3Phớt làm kín; 4-Ổ đỡ trục; 5-Nắp bơm; 6-Bạc; 7-Vỏ bơm; 8-Bánh chủ động; 9-Bánh bị động; 10-Vít Kết cấu van an toàn 1- Thân; 2-Nút; 3- Đế tựa; 4- Van; 5- Đế; 6- Vịng đệm kín; 7- Cốc; 8Lị xo; 9- Niêm chì; 10- Vít; 11- Tấm đệm; 12- Nắp đậy Van phân phối điều khiển điện 1-Cuộn hút; 2- Lõi sắt từ; 3-lò so hồi vị; 4-Thân van phân phối; 5-Con trược phân phân phối; 6-Dẫn hướng Van tiết lưu chiều không điều chỉnh 1-Ống nối; 2-Thân van; 3-Van pittơng; 4-Lị xo; 5-Lỗ tiết lưu; 6-Vịng làm kín Các điểm đặc trưng búa khoan + Loại búa khoan : MONTABERT + Model : HC160 + Năng lượng va đập lớn : 600 [J] + Mô men quay lớn : 1225 [N.m] + Tốc độ quay lớn : 130 [v/ph] + Áp lực lên đá : 155,93 [N/m2] Đặc điểm phận dẫn hướng dầm khoan + Chiều dài toàn dầm khoan : 7660 [mm] + Chiều dài phận cung cấp cần khoan : 4250 [mm] + Góc quay lớn dầm khoan phải/trái : 20o/40o + Lực dẫn tiến cho cần khoan : 19,6 [kN] + Chiều dài phần dẫn hướng dũi thêm : 1500 [mm] + Góc dở lớn phần dẫn hướng : 135o + Tốc độ nhanh dẫn tiến : 40 [m/phút] + Tốc độ chậm dẫn tiến : 10 [m/phút] Các thông số cho Bơm P1 Bơm P2 Bơm P3 Lưu lượng lý thuyết bơm: Qlt(L/phút) Q1lt = 131 Q2lt = 67 Q3lt = 35 Số vòng quay: n(vòng/phút) n1 = 2300 n2 = 2300 n3=2300 Áp suất: P(kG/cm2) p1 = 230 p2 = 210 p3= 250 Thể tích:V(L) V1= 0,06 V2=0,028 V3=0,016 ... sát hệ thống thuỷ lực máy khoan ECM660 – III Giới thiệu phần mềm Automation Studio 5.0 Cơ sở mô thiết kế, kiểm tra hệ thống thuỷ lực Mơ q trình điều khiển hệ thống thuỷ lực Automation Studio 5.0. .. Điều kiện biên nhóm phần tử hệ thống thuỷ lực Cơ cấu tạo Phần tử lượng điều khiển Cơ cấu chấp hành Dòng lượng Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển thuỷ lực 2.4 Mô trình điều khiển Automation Studio. .. Studio 5.0 Mơ q trình điều khiển búa khoan 2.5 Mơ q trình điều khiển hệ thống di chuyển Mô hệ thống di chuyển 2.6 Mơ q trình điều khiển thay đổi cần khoan tự động Mơ q trình điều khiển lắp cần khoan