Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển máy khấu than dùng bộ điều khiển PLC

Đây quả là một bước ngoặt của công nghệ, việc áp dụng chúng trong ngành mỏ đã đem lại rất nhiều lợi ích về mặt kinh tế, môi trường, con người được thay thế bằng máy móc ở nhiều công đoạn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

LÊ QUANG THINH

“ Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển máy khấu than dùng bộ

điều khiển PLC”

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS Trần Thị Thanh Hải

Hà Nội – Năm 2011

MỤC LỤC

Lời cam đoan 4

Lời cảm ơn 5

Danh mục các bảng biểu 6

Danh mục các hình vẽ, đồ thị 7

Phần mở đầu 9

1 Lý do chọn đề tài .9

2 Mục đích nghiên cứu .10

3 Đối tượng nghiên cứu .11

4 Nhiệm vụ nghiên cứu 11

5 Giới hạn của đề tài 11

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 11

7 Phương pháp nghiên cứu 11

7.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận 11

7.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn 11

8 Bố cục của luận văn .11

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VỀ MÁY KHẤU THAN VÀ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG MÁY KHẤU THAN TẠI CÁC MỎ THAN CỦA VIỆT NAM 13

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY KHẤU THAN 13

1.1.1.Lịch sử phát triển máy khấu than ( COMBAI ) .13

1.1.2 Hình ảnh minh hoạ một số loại máy khấu than 14

1.2 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG MÁY KHẤU THAN TẠI CÁC MỎ THAN Ở VIỆT NAM .17

1.2.1 Lịch sử nghiên cứu đánh giá khả năng cơ giới hoá khai thác hầm lò vùng Quảng Ninh .17

1.2.2 Mục tiêu, một số kết quả và phương hướng phát triển của công nghệ cơ giới hoá khai thác than ở Việt Nam 18

1.3 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY KHẤU LOẠI HAI TAY KHẤU VÀ QUY TRÌNH KHAI THÁC THAN SỬ DỤNG MÁY KHẤU .21

1.3.1 Kết cấu hình dáng sơ bộ của máy khấu loại hai tay khấu .21

1.3.2 Quy trình khai thác của máy khấu (trình tự khấu gương) 21

KẾT LUẬN CHƯƠNG I: 266

CHƯƠNG II: CÔNG NGHỆ KHAI THÁC THAN CƠ GIỚI HOÁ SỬ DỤNG MÁY KHẤU, DÀN CHỐNG TỰ HÀNH, MÁNG CÀO 27

2.1 CÔNG NGHỆ KHAI THÁC .27

2.1.1 Bản chất của công nghệ khai thác 27

2.1.2 Tổ hợp thiết bị sử dụng trong quá trình khai thác .27

2.2 ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT, PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THUỶ LỰC CỦA MÁY KHẤU, DÀN CHỐNG TỰ HÀNH, MÁNG CÀO .27

2.2.1 Đặc tính kỹ thuật và phân tích hệ thống điều khiển thuỷ lực của Máy khấu MG 200 – W1 .27

2.2.2 Dàn chống tự hành VINAALTA 2.0/3.15 (longwall roof) 44

2.2.3 Máng cào DSS 260 – 2 x 132kw – 120m 47

2.3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ KHAI THÁC .53

KẾT LUẬN CHƯƠNG II 56

CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN KHẢ LẬP TRÌNH PLC S7 - 200 57

3.1 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG .57

3.1.1 Các đặc điểm nổi bật của PLC .57

3.2 NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH CHO PLC .62

3.2.1 Lược đồ hình thang LAD .62

3.2.2 Liệt kê câu lệnh STL (Statement List) 65

3.2.3 Sơ đồ khối chức năng FBD (Function Block Diagram) .65

3.3 GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-200 CỦA SIEMENS 666

3.3.1 Định nghĩa S7-200 CPU 66

3.3.2 Các khái niệm cơ bản về PLC S7-200 67

3.3.3 Giới thiệu về các vùng nhớ: 71

KẾT LUẬN CHƯƠNG III 74

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN KHẢ LẬP TRÌNH PLC S7-200

THIẾT LẬP CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MÁY KHẤU THAN 75

4.1 ĐẶT CÁC ĐẦU VÀO RA CỦA PLC VÀ THUYẾT MINH QUI TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MÁY KHẤU 75

4.1.1 Đặt các đầu vào ra cho PLC 75

4.1.2.Thuyết minh qui trình điều khiển máy khấu .76

4.2 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MÁY KHẤU 767

KẾT LUẬN CHƯƠNG IV 86

KẾT LUẬN VÀ MỘT SỐ KIẾN NGHỊ 88

1 Kết luận 88

2 Một số kiến nghị 87

TÀI LIỆU THAM KHẢO 90

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, những gì mà tôi viết trong luận văn này là do sự tìm hiểu

và nghiên cứu của bản thân Mọi kết quả nghiên cứu cũng như ý tưởng của các tác

giả khác nếu có đều được trích dẫn nguồn gốc cụ thể

Luận văn này cho đến nay chưa được bảo vệ tại bất kỳ một hội đồng bảo vệ luận văn thạc sỹ nào và chưa được công bố trên bất kỳ một phương tiện thông tin

nào

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những gì mà tôi đã cam đoan ở trên

đây

Hà Nội, tháng 03 năm 2011 Học viên

Lê Quang Thinh

Lêi c¶m ¬n

Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn Viện khoa học công nghệ Mỏ - TKV, Viện Cơ Khí - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, Viện đào tạo sau đại học - Trường Đại Học Bách khoa Hà Nội, Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất, Bộ môn Kỹ Thuật Cơ Khí - Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất, Bộ môn Máy - Thiết bị Mỏ - Đại Học Mỏ - Địa Chất, Công Ty Than Vàng Danh - TKV, đã tạo điều kiện để tác giả hoàn thành luận văn này

Đặc biệt, với lòng biết ơn sâu sắc, tác giả xin chân thành cảm ơn TS Trần Thị

Thanh Hải, người trực tiếp hướng dẫn tác giả làm luận văn này

Xin cảm ơn Ban giám hiệu và các đồng nghiệp trường Đại Học Mỏ - Điạ Chất - Đông Ngạc - Từ Liêm - Hà Nội đã tạo mọi điều kiện, giúp đỡ, cộng tác, động viên, chia sẻ để tác giả hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Do trình độ bản thân còn hạn chế, luận văn không tránh khỏi những thiếu sót Tác giả mong nhận được những ý kiến đóng góp, bổ sung của Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp và bạn đọc để luận văn được hoàn thiện hơn

Tác giả xin chân thành cảm ơn!

Tác giả luận văn

Lê Quang Thinh

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Đặc tính kỹ thuật của dàn tự hành VINAALTA

Bảng 2.2: Các nút chức năng điều khiển dàn chống

Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật Máng cào DSS 260 – 2 x 132kw – 120m Bảng 3.1: Địa chỉ đặt cho các modul mở rộng trên CPU 214

Bảng 3.2: Các loại PLC S7-200 hiện đang bán trên thị trường

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Máy khấu một tay khấu

Hình 1.2 Máy khấu hai tay khấu MB 320E

Hình 1.3 Máy khấu hai tay khấu MG200-W1

Hình 1.4 Máy khấu MG375-AW

Hình 1.5 Máy khấu MG150-376 W

Hình 1.6 Máy khấu SL 750

Hình 1.7 Hình dáng sơ bộ của loại máy khấu hai tay khấu Hình 1.8 Trạng thái đầu chu kỳ khai thác của máy khấu Hình 1.9 Trạng thái bắt đầu khai thác của máy khấu

Hình 1.10 Quá trình máy khấu khai thác hết gương bên phải

Hình 1.11 Quá trình máy khấu khai thác quay trở lại

Hình 1.12 Quá trình máy khấu khai thác phía bên trái

Hình 1.13 Máy khấu kết thúc khai thác

Hình 2.1 Máy khấu MG200-W1

Hình 2.2 Sơ đồ thủy lực của máy khấu MG200-w1

Hình 2.3 Sơ đồ đường tuần hoàn dầu chính

Hình 2.4 Sơ đồ đường bổ sung dầu và trao đổi nhiệt

Hình 2.5 Sơ đồ thuỷ lực điều khiển nâng hạ hai tay khấu Hình 2.6 Sơ đồ cơ cấu điều chỉnh tốc độ, chiều quay của bơm Hình 2.7 Sơ đồ bảo vệ quá tải

Hình 2.8 Sơ đồ bảo vệ thấp áp

Hình 2.9 Sơ đồ hệ thống bảo vệ công suất

Hình 2.10 Sơ đồ hệ thống bảo vệ trượt máy

Hình 2.11 Sơ đồ hệ thống phun sương dập bụi và làm mát Hình 2.12 Dàn chống tự hành

Hình 2.13 Kết cấu dàn chống VINAALTA

Hình 2.14 Hộp điều khiển dàn chống

Hình 3.3 CPU 214 với các modul mở rộng

Hình 3.4 Minh hoạ sự quét do PLC thực hiện

Hình 3.5 Các ký hiệu tiêu chuẩn được sử dụng cho thiết bị nhập và xuất Hình 3.6 Ví dụ một số phần tử sơ đồ khối

Hình 3.7 Hình ảnh bên ngoài của một PLC

Hình 3.8 PLC và các thiết bị ngoại vi

Hình 3.9 Vòng quét chương trình

Hình 3.10 Cách truy nhập theo bit

Hình 3.11 Cách truy nhập theo Byte, Word hay Double Word

Hình 3.12 Truy nhập Timer Bit và giá trị tức thời của biến thời gian

Hình 3.13 Kích thước của dữ liệu phụ thuộc vào cấu trúc lệnh

Hình 3.14 Các kiểu dữ liệu

Hình 4.1 Sơ đồ khối PLC

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Qua nhiều quá trình phát triển với sự ứng dụng của các thành tựu khoa học công nghệ hiện đại, máy khấu (combai) khai đào đã trở thành một thiết bị khai đào rất phổ biến trên toàn thế giới Từ một thiết bị chỉ dùng khai đào lộ thiên đến việc áp dụng chúng dưới ngầm; từ các máy khấu có kết cấu đơn giản kiểu cổ điển đến việc phát triển chúng thành một thiết bị đa năng tích hợp nhiều thiết bị khác đi kèm; từ một thiết bị chuyên để khai đào trong than và đá mềm có độ cứng nhỏ, trong một hai thập kỷ gần đây combai đã được áp dụng cả vào trong khai đào đá rắng cứng đến rất cứng đến 140 MPa thậm chí ở một vài máy còn lên tới trên 200 MPa Đây quả là một bước ngoặt của công nghệ, việc áp dụng chúng trong ngành mỏ đã đem lại rất nhiều lợi ích về mặt kinh tế, môi trường, con người được thay thế bằng máy móc ở nhiều công đoạn làm việc nguy hiểm và độc hại ở một số công trình có tính chất đặc biệt như: công trình hầm dưới thành phố nơi có đông dân cư, công trình hầm ở những nơi có khu di tích lịch sử hoặc danh lam thắng cảnh, các công trình hầm gần nơi nhạy cảm về chấn động, công trình hầm bí mật quân sự thì combai tỏ

ra được ưu thế tuyệt đối của mình so với đào hầm bằng công nghệ khoan – nổ mìn truyền thống [17]

Hiện nay một số mỏ than ở Việt Nam đang áp dụng công nghệ cơ giới hoá trong khai thác than và đang sử dụng một số loại máy khấu như MG200-W1, MG150/375-W tại mỏ than Khe Chàm, MB450E tại mỏ than Vàng Danh kết hợp đồng bộ với một số loại dàn chống tự hành như Vinaalta -2.0/3.15 và một số loại máng cào như máng cào DSS 260-2x132kw-120m cho hiệu quả khai thác và độ

an toàn cao Việc ứng dụng công nghệ khai thác hiện đại này đối với nền công nghiệp than Việt Nam sẽ còn tiếp tục phát triển mạnh mẽ hơn nữa trong thời gian tới [17,18]

Hệ thống khai thác than cơ giới hoá đồng bộ sử dụng máy khấu kết hợp với dàn chống tự hành và máng cào được điều khiển bằng hệ thống điện và thủy lực cho

việc di chuyển máy khấu trên máng cào, khấu than (cắt than), nâng hạ tay khấu, vận hành các động cơ điện, các bơm thủy lực, di chuyển máng cào, vận hành các xi lanh thuỷ lực của dàn chống tự hành để nâng tấm chắn gương, chất tải, di chuyển dàn chống

Việc lập trình điều khiển PLC cho hoạt động của hệ thống ba thiết bị trên gồm máy khấu, dàn chống tự hành, máng cào sẽ giúp trực tiếp giảm bớt số công nhân cần thiết để vận hành hệ thống trên trong một ca làm việc từ 20 công nhân xuống còn khoảng 5 công nhân Từ đó, một mặt vẫn đảm bảo độ ổn định khi làm việc trong điều kiện khắc nghiệt nơi hầm lò, đảm bảo hoạt động, năng suất làm việc của máy, song mặt khác nâng cao được mức độ an toàn cho công nhân khai thác trực tiếp tại hầm lò, điều này có ý nghĩa quan trọng và mang tính thực tiễn cao

Là một kỹ sư chế tạo máy tốt nghiệp Đại Học Bách Khoa Hà Nội đồng thời là một cán bộ hiện đang công tác tại Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất, một ngôi truờng đang đóng góp công sức rất lớn về công nghệ và nhân lực cho ngành công nghiệp

Mỏ - Địa Chất của đất nước, tôi nhận thấy việc nghiên cứu và phát triển công nghệ

về máy khấu có ý nghĩa vô cùng quan trọng đến sự phát triển của ngành công nghiệp khai thác cho đất nước Đồng thời là một cán bộ công tác tại Đại Học Mỏ - Địa Chất, việc nắm bắt công nghệ và thiết bị hiện đại sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình công tác cũng như đào tạo các kỹ sư Mỏ - Điạ Chất có năng lực cho đất

nước Được sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của cô giáo TS Trần Thị Thanh Hải,

tác giả đã chọn đề tài “Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển máy khấu than dùng bộ điều khiển PLC” làm đề tài nghiên cứu luận văn tốt nghiệp thạc sỹ khoa học chuyên ngành chế tạo máy với mong muốn đóng góp một phần sức lực nhỏ bé

của mình vào sự phát triển chung đất nước và của nhà trường

2 Mục đích nghiên cứu

Nâng cao khả năng tự động hoá của máy khấu trong khai thác than hầm lò

3 Đối tượng nghiên cứu

Hệ thống điều khiển thủy lực của máy khấu than MG 200 –W1

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Tổng quan về máy khấu than, dàn chống tự hành, máng cào và điều khiển các thiết bị trên

- Hệ thống thủy lực ứng dụng cho máy khấu than

- Thiết kế hệ thống điều khiển máy khấu dùng PLC

5 Giới hạn của đề tài

Xây dựng nội dung về hệ thống điều khiển thủy lực của máy khấu than MG W1 Lập chương trình điều khiển PLC cho quy trình khai thác than tự động sử dụng máy khấu, chạy mô phỏng chương trình điều khiển

200-6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nâng cao khả năng nắm bắt và làm chủ công nghệ về máy khấu, nâng cao tính năng làm việc của máy khấu, dàn chống và máng cào trong điều kiện mỏ than ở Việt Nam tạo cơ sở cho việc phát triển và ứng dụng rộng rãi máy khấu trong công nghiệp khai thác than của Việt Nam

7 Phương pháp nghiên cứu

7.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận

Phân tích và tổng hợp các tài liệu có liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu để xây dựng cơ sở lý luận của đề tài

7.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

Khảo sát hiện trường làm việc và khai thác than, tìm hiểu hoạt động, nguyên lý, lấy số liệu thực tiễn và tài liệu kỹ thuật của một số loại máy khấu

Trao đổi lấy ý kiến của những người có kinh nghiệm trong nghiên cứu và sử dụng máy khấu

8 Bố cục của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị và các danh mục tài liệu tham khảo, các phụ lục của luận văn, nội dung của luận văn bao gồm 4 chương:

- Chương 1: Tổng quan về máy khấu than và tình hình sử dụng máy khấu

than tại các mỏ than của Việt Nam

- Chương 2: Công nghệ khai thác than cơ giới hoá sử dụng máy khấu, dàn

chống và máng cào

- Chương 3: Giới thiệu về bộ điều khiển khả lập trình PLC S7- 200

- Chương 4: Ứng dụng bộ điều khiển khả lập trình PLC S7 – 200 thiết lập chương trình điều khiển máy khấu than

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ VỀ MÁY KHẤU THAN VÀ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG MÁY

KHẤU THAN TẠI CÁC MỎ THAN CỦA VIỆT NAM

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY KHẤU THAN

1.1.1 Lịch sử phát triển máy khấu than ( COMBAI )

Phát minh về máy khấu (combai) khai đào (từ nguyên gốc tiếng Anh là “boom type roadheader”, trong tiếng Nga là “проходческие комбайны”, trong tiếng Ba Lan là “kombajn”, trong tiếng Đức là “Teilschnittmaschinen”, trong tiếng Pháp là

“Machine a attaque Ponctuelle”, trong tiếng Italy là “Fresa Puntuale”, trong tiếng Tây Ban Nha là “Máquina rozadora” tạm dịch sang tiếng Việt là: máy khấu (combai) khai đào Trong ngành mỏ hiện nay thuật ngữ này còn tồn tại dưới cái tên như: combai đào lò, máy liên hợp đào lò hay combai RH ) đầu tiên được đưa ra

bởi Tiến sỹ Z Ajtay tại Hungary vào năm 1949 Qua nhiều quá trình phát triển với

sự ứng dụng của các thành tựu khoa học công nghệ hiện đại combai khai đào đã trở thành một thiết bị khai đào rất phổ biến trên toàn thế giới Từ một thiết bị chỉ dùng khai đào lộ thiên đến việc áp dụng chúng dưới ngầm; từ các máy khấu có kết cấu đơn giản kiểu cổ điển đến việc phát triển chúng thành một thiết bị đa năng tích hợp nhiều thiết bị khác đi kèm; từ một thiết bị chuyên để khai đào trong than và đá mềm

có độ cứng nhỏ trong một hai thập kỷ gần máy khấu đã được áp dụng cả vào trong khai đào đá rắng cứng đến rất cứng đến 140 MPa thậm chí ở một vài máy còn lên tới trên 200 MPa Đây quả là một bước ngoặt của công nghệ, việc áp dụng chúng trong ngành mỏ đã đem lại rất nhiều lợi ích về mặt kinh tế, môi trường, con người được thay thế bằng máy móc ở nhiều công đoạn làm việc nguy hiểm và độc hại ở một số công trình có tính chất đặc biệt như: công trình hầm dưới thành phố nơi có đông dân cư, công trình hầm ở những nơi có khu di tích lịch sử hoặc danh lam thắng cảnh, các công trình hầm gần nơi nhạy cảm về chấn động, công trình hầm bí mật quân sự thì máy khấu tỏ ra được ưu thế tuyệt đối của mình so với đào hầm bằng công nghệ khoan – nổ mìn truyền thống Và với nhiều ưu điểm như vậy nên

trong thi công hầm dân dụng, công trình hầm mỏ bằng combai được rất nhiều người quan tâm [14]

Ứng dụng máy khấu khai đào trong đá cứng đến rất cứng không còn là mới mẻ đối với thế giới, nhưng ở Việt Nam hiện nay nó hoàn toàn là một lĩnh vực còn rất mới

mẻ

1.1.2 Hình ảnh minh hoạ một số loại máy khấu than

1.1.2.1 Máy khấu một tay khấu

Hình 1.1: Máy khấu một tay khấu

1.1.2.2 Máy khấu hai tay khấu

a Máy khấu do Balan sản xuất

Hình 1.2: Máy khấu hai tay khấu MB 320E

b Máy khấu do Trung Quốc sản xuất

c Máy khấu do Đức sản xuất

- 1990, đề tài cấp Bộ mã số 12A – 02 - 05 đánh giá tại các mỏ Mạo Khê, Vàng Danh, Hà Lầm, Mông Dương, Khe Chàm, Dương Huy có 295 khu vực có thể áp dụng sơ đồ công nghệ cơ giới hoá với tổng trữ lượng địa chất dự kiến là 116,33 triệu tấn, theo các báo cáo địa chất hiện có trước năm 1990

Năm 1978 - 1979 tại Vàng Danh đã tiến hành thử nghiệm máy khấu than tay ngắn 2K - 52 và cột chống thuỷ lực đơn nạp trong loại GXUM - 6 tại vỉa 8 khu Cánh Gà II Do điều kiện địa chất lò chợ thử nghiệm thay đổi lớn và ách tắc hệ thống vận tải cho nên việc thử nghiệm không thành công

Trong giai đoạn 1990 - 1995 trong đề tài cấp Nhà nước KC - 03 - 03 “Nghiên cứu lựa chọn công nghệ khai thác hầm lò trong điều kiện địa chất phức tạp” và đề tài cấp Bộ: “Nghiên cứu đổi mới công nghệ và thiết bị nhằm đáp ứng nhu cầu tăng sản lượng các mỏ than hầm lò” đã chỉ ra khả năng áp dụng các sơ đồ công nghệ khai thác tại một số mỏ hầm lò có điều kiện địa chất thuận lợi cho công nghệ cơ giới hoá cũng gồm các khoáng sàng Khe Chàm, Mạo Khê, Vàng Danh, Nam Mẫu,

Tuy nhiên, có một thực tế là, hiện nay, các mỏ than hầm lò chủ yếu áp dụng công nghệ khai thác bằng phương pháp khoan nổ mìn thủ công, chống giữ bằng cột thuỷ lực đơn, giá thuỷ lực di động và gần đây là giá khung di động Các công nghệ này tuy đã cải thiện hơn so với công nghệ chống gỗ hoặc cột ma sát nhưng vẫn tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn lao động mà đặc biệt trong khấu gương, di chuyển cột, chuyển máng cào Hơn nữa, việc khai thác than hiện nay vẫn dựa chủ yếu vào sức người

Để sản xuất than bằng hầm lò hiệu quả, tiến tới nâng cao sản lượng theo đúng quy hoạch phát triển của Tập đoàn, bài toán đặt ra là phải giải quyết tốt 4 điều kiện: giảm tổn thất tài nguyên, nguồn nhân lực, tăng năng suất, sản lượng và quan trọng nhất là yếu tố an toàn - mục tiêu hàng đầu của ngành than Vì thế, việc đổi mới công nghệ là yếu tố quan trọng trong những năm tới, đặc biệt là công nghệ khai thác Và,

cơ giới hoá trong khai thác là con đường tất yếu, mở ra triển vọng mới cho ngành

khai thác than Việt Nam, góp phần nâng cao mức độ tập trung hoá sản xuất trong các hầm lò, giảm tổn thất tài nguyên và đặc biệt đảm bảo an toàn cho người lao động

Khai thác than hầm lò cũng như các ngành công nghiệp khác để tăng năng suất, giảm lao động nặng nhọc cho công nhân thì phải cơ giới hoá Tuy nhiên khai thác hầm lò có đặc thù riêng, trang bị con người làm việc trong lòng đất, phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện địa chất như cấu tạo các vỉa than, tính chất đất đá bao quanh vỉa, khí và nước…

Từ lâu, ngành than cũng ý thức được sự cần thiết phải cơ giới hoá, trước hết đã tiến hành chống giữ các lò chợ bằng cột ma sát thay cột gỗ, rồi tiến tới áp dụng cột thuỷ lực đơn và đưa combai khấu than vào khai thác than và đã đạt được những hiệu quả lớn [17]

Năm 2002 tại Công ty Than Khe Chàm đã đưa lò chợ khai thác bằng máy khấu tay ngắn MG - 200W1 cùng với giá thuỷ lực di động XDY - JF/ LI/ 120J2 tại lò chợ mức +32 ÷ -10 vỉa 14 - 4 và đã cho kết quả tương đối khả quan đạt công suất thiết

kế 200.000 tấn/ năm

Năm 2008, công ty than Nam Mẫu đã đầu tư một hệ thống cơ giới đưa vào hầm

lò trong đó chiếc máy khấu than được nhập công nghệ từ Ba Lan làm chức năng chính khai thác than, máy khấu này có thể cho ra đời 1.500 tấn than/ ngày đêm, bằng năng suất làm việc của cả ngàn công nhân nếu phải làm thủ công

Ngày 6-8-2010, tại khu vực vỉa 6, khu Than Thùng, Công ty than Nam Mẫu (Tập đoàn Than Khoáng sản Việt Nam) đã khánh thành và đưa lò chợ cơ giới hóa khai thác than trị giá 260 tỉ VNĐ vào vận hành với chiều dài lò chợ 105 m, gồm 66 dàn chống, 66 máng cào, ba tuyến băng tải và một máy khấu than, dự kiến công suất từ 350 đến 500.000 tấn/năm

Năm 2005, công ty than Vàng Danh đưa Máy Khấu AM-50Z cùng với máy khoan Tamrôk vào sử dụng, nâng cao công suất đào lò và sản lượng khai thác

Từ năm 2008 Công ty Cổ phần than Vàng Danh liên doanh hợp tác chuyển giao công nghệ với Viện Khoa Học Công Nghệ Mỏ áp dụng công nghệ khai thác

than sử dụng thiết bị dàn chống VINAALTa do Việt Nam sản xuất kết hợp với máy khấu MB 450E nhập khẩu từ CH Sec đã cho năng suất khai thác đạt 300.000 T/năm

Trong tương lai gần mô hình công nghệ này sẽ được ứng dụng mạnh mẽ tại các khu vực có điều kiện áp dụng ở vùng Quảng Ninh với qui mô công suất khai thác trung bình đạt 300.000 - 450.000 T/năm như tại Công ty khai thác than hầm lò: Thống Nhất, Hà Lầm, Vàng Danh, Nam Mẫu,Mạo Khê, Uông Bí, Dương Huy… Gần đây, trước nhu cầu phải xuống sâu của các mỏ than hầm lò đồng nghĩa với khối lượng đường lò đào trong đá có độ cứng trung bình đến cứng và rất cứng (UCS

> 60 MPa) tăng lên Tập đoàn Công Nghiệp Than – Khoáng Sản Việt Nam có chủ trương đầu tư một dây chuyền công nghệ đào lò trong đá cứng đến rất cứng bằng máy khấu Dự án này đã được Phòng Xây dựng Công Trình Ngầm và Mỏ - Viện Khoa học Công nghệ Mỏ viết xong vào tháng 7 năm 2007 Hiện nay, dự án đang trong quá trình chuẩn bị đầu tư Và rất có thể một máy khấu hạng nặng hiện đại của Voest Alpine Bergtechnik là AM 105IC sẽ có mặt lần đầu tiên tại các mỏ than hầm

lò Việt Nam Tuy nhiên không loại trừ khả năng một số loại máy khấu khai đào khác như: T series của Wirth, ET series của Eickhoff GmbH, SM series của ISB GmbH (Đức), MK series của Dosco Overseas Engineering (Anh), KSP series của Yasinovatsky, P series của NKMZ (Ukraine), S series của Mitsui Miike (Nhật Bản) cũng sẽ xuất hiện tại Việt Nam trong thời gian sắp tới

1.3 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY KHẤU LOẠI HAI TAY KHẤU VÀ QUY

TRÌNH KHAI THÁC THAN SỬ DỤNG MÁY KHẤU

1.3.1 Kết cấu hình dáng sơ bộ của máy khấu loại hai tay khấu

9

Hình 1.7: Hình dáng sơ bộ của loại máy khấu hai tay khấu

1,7: Tang khấu trái, phải; 2,8: Tay khấu trái, phải; 3,9: Xilanh nâng hạ tay khấu trái,

phải

4,6: Động cơ tang khấu trái, phải; 5: Động cơ điện kéo dắt máy; 10: Máng cào; 11:

Bộ phận di chuyển

1.3.2 Quy trình khai thác của máy khấu (trình tự khấu gương) [8, 2]

a Trạng thái đầu chu kỳ

3 4

Hình 1.8: Trạng thái đầu chu kỳ khai thác của máy khấu 1: Máy khấu; 2: Máng cào; 3: Gương lò; 4: Lò dọc vỉa vận tải

Máy khấu Công việc

Tang khấu phải Vị trí bên trên

Máng cào bên phải đoạn quá độ Vị trí phía gương

Máng cào bên trái đoạn quá độ Vị trí kết thúc luồng khai thác trước Máng cào phần quá độ Chuyển tiếp giữa hai luồng khấu

b Bắt đầu khai thác

Máy khấu di chuyển về bên phải

2 1

Hình 1.9: Trạng thái bắt đầu khai thác của máy khấu 1: Máy khấu; 2: Máng cào; 3: Gương lò; 4: Lò dọc vỉa vận tải

Tang khấu phải Khấu bên trên

Máng cào bên phải đoạn quá độ Vị trí phía gương

Máng cào bên trái đoạn quá độ Di chuyển về phía gương

Máng cào phần quá độ Chuyển tiếp giữa hai luồng khấu

c Quá trình khai thác

Khai thác hết gương bên phải

Hình 1.10: Quá trình máy khấu khai thác hết gương bên phải

1: Máy khấu; 2: Máng cào; 3: Gương lò; 4: Lò dọc vỉa vận tải

Tang khấu trái Chuyển dần sang khấu bên trên

Tang khấu phải Chuyển dần sang khấu bên trái

Máng cào bên phải đoạn quá độ Vị trí phía gương

Máng cào phần quá độ Thẳng luồng bên trái với bên phải Máng cào bên trái đoạn quá độ Thẳng luồng với phần quá độ

d Quá trình khai thác quay trở lại

Kết thúc khai thác phía bên phải, tiến hành khai thác quay trở lại bên trái

1 2

Máy khấu Công việc

Tang khấu phải Khấu bên dưới

Máng cào bên phải đoạn quá độ Thẳng luồng

Máng cào bên trái đoạn quá độ Thẳng luồng

Máng cào phần quá độ Thẳng luồng

e Quá trình khai thác

Khai thác phía bên trái

3 4

2 1

Hình 1.12: Quá trình máy khấu khai thác phía bên trái 1: Máy khấu; 2: Máng cào; 3: Gương lò; 4: Lò dọc vỉa vận tải

Tang khấu phải Khấu bên dưới

Máng cào bên phải đoạn quá độ Di chuyển về phía gương

Máng cào bên trái đoạn quá độ Vị trí sát gương

Máng cào phần quá độ Chuyển tiếp giữa hai luồng khấu

f Quá trình khai thác

Kết thúc chu kỳ khai thác

4 3

2 1

Hình 1.13: máy khấu kết thúc khai thác 1: Máy khấu; 2: Máng cào; 3: Gương lò; 4: Lò dọc vỉa vận tải

Tang khấu trái Chuyển dần sang khấu phía dưới

Tang khấu phải Chuyển dần sang khấu phía trên

Máng cào bên phải đoạn quá độ Di chuyển về phía gương

Máng cào bên trái đoạn quá độ Vị trí xa gương

Máng cào phần quá độ Chuyển tiếp giữa hai luồng khấu

KẾT LUẬN CHƯƠNG I:

Qua nghiên cứu, phân tích và tổng hợp vai trò của máy khấu, cũng như tình hình sử dụng máy khấu than trong ngành công nghiệp khai thác than của Việt Nam cho thấy: Máy khấu đã và đang đóng góp rất lớn vào việc phát triển ngành than của Việt Nam theo hướng nâng cao cả chất lượng và sản lượng than, việc ứng dụng máy khấu cần phải được quan tâm và chú trọng đầu tư hơn nữa trong thời gian tới Cùng với đó, vấn đề nghiên cứu ứng dụng và nắm bắt công nghệ, kỹ thuật của máy khấu

để từng bước làm chủ công nghệ, nâng cao tính năng, hiệu quả làm việc của thiết bị trong điều kiện cụ thể của Việt Nam có ý nghĩa đặc biệt quan trọng

CHƯƠNG II CÔNG NGHỆ KHAI THÁC THAN CƠ GIỚI HOÁ

SỬ DỤNG MÁY KHẤU, DÀN CHỐNG TỰ HÀNH, MÁNG CÀO

2.1 CÔNG NGHỆ KHAI THÁC

2.1.1 Bản chất của công nghệ khai thác [12]

+ Công tác chuẩn bị: Từ trung tâm lò thượng thông gió, đào các đường lò vận

tải và thông gió tới biên giới khai trường, từ biên giới khai trường đào lò thượng khởi điểm nối thông hai mức vận tải và thông gió để lắp đặt lò chợ cơ giới hoá + Công tác khai thác: Khấu gương bằng máy khấu, chống giữ lò bằng dàn tự hành có kết cấu hạ trần than nóc Khu vực áp dụng được khai thác bằng lò chợ bám trụ với chiều cao khấu gương xác định phần chiều dày vỉa còn lại được hạ trần và thu hồi than nóc

+ Công tác vận tải than lò chợ: Than khấu gương và thu hồi trong lò chợ được vận tải bằng máng cào đồng bộ với máy khấu, rót xuống máy chuyền tải, máy nghiền và băng tải theo hệ thống vận tải của mỏ rồi đổ ra ngoài

2.1.2 Tổ hợp thiết bị sử dụng trong quá trình khai thác

- Máy khấu than MG 200-w1

- Dàn chống tự hành VINAALTA – 2.0/3.15

- Máng cào đồng bộ với Máy khấu DSS 260 – 2 x 132kw – 120m

2.2 ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT, PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THUỶ LỰC CỦA MÁY KHẤU, DÀN CHỐNG TỰ HÀNH, MÁNG CÀO

2.2.1 Đặc tính kỹ thuật và phân tích hệ thống điều khiển thuỷ lực của Máy khấu MG 200 – W1

Máy khấu là một trong ba thiết bị của tổ hợp cơ giới hoá đồng bộ dùng trong khai thác than hầm lò: Máy khấu, dàn chống, máng cào [4]

2.2.1.1 Giới thiệu máy khấu MG200-W1

Máy khấu than MG200-W1 là loại máy khấu than hai tang quay kéo không xích, đồng bộ với máng cào loại SGB-630-220WS Nó có thể thực hiện cơ giới hoá khấu than liên hợp trên bề mặt

- Tốc độ vòng quay của tang khấu có các chế độ tốc độ khác nhau để phù hợp với các loại đường kính tang khác nhau nhằm đạt được hiệu quả khấu tốt nhất, với momen xoắn cực đại của tang khấu là 37KNm

- Máy được trang bị tay khấu cong nên tăng hiệu suất bốc xếp lên 40% so với tay khấu thẳng, giảm hai lần vỡ vụn than và tăng tỷ lệ than cục, giảm tỷ lệ than cám

- Đảm bảo độ bền thiết kế, áp lực sử dụng bơm dầu chính chỉ chiếm 45% áp lực định mức

- Áp dụng phương thức thao tác điều khiển bằng tay, kết cấu đơn giản, tính năng

an toàn, sử dụng tiện lợi

- Áp dụng hệ thống chống bụi phun sương trong và ngoài đạt hiệu quả chống bụi

và phòng nổ cao

- Chức năng bảo vệ và chức năng hiển thị chính xác, có màn hiển thị báo vận hành và sự cố, tiện cho việc kiểm tra phân tích sự cố

2.2.1.4) Đặc tính kỹ thuật của máy

* Ý nghĩa ký hiệu máy: M G 200 - W1

G Kiểu tay khấu

200 Tổng công suất

* Kích thước cơ bản:

- Chiều cao mặt máy: 1174mm

- Chiều cao khấu than: 1400 ÷ 3000mm

- Chiều sâu khấu nền: 158 ÷ 333mm

- Chiều dài tay khấu: 1394 mm

- Khoảng cách giữa hai tay khấu: 3786mm

- Phương thức kéo: môto thuỷ lực dẫn động trực tiếp không xích

- Bơm dầu chính: Bơm piston roto hướng trục kiểu trục nghiêng ZB125

- Môto dầu: Moto piston roto kiểu trục nghiêng: A2F107W1S7

* Động cơ điện:

- Số hiệu : YBCS – 200

- Công suất: 200Kw

- Tốc độ quay : 1475v/ph

- Điện áp : 1150 V

* Bộ phận cắt:

- Đường kính tang khấu: Φ1,25m, Φ1,4m, Φ1,6m

- Tốc độ quay của tang : 41,5, 48,5, 60,5 v/ph

* Phun sương làm mát:

- Phương thức giảm bụi: Phun sương trong và ngoài

- Lượng nước làm mát : 200 (l/ph)

- Mã hiệu bơm phun sương : FB200/55

2.2.1.5 Kết cấu chung của máy khấu MG200-w1

Bao gồm: Hệ thống truyền động bánh răng của bộ phận truyền động tang khấu và

hệ thống truyền động bánh răng của bộ phận di chuyển

Nhiệm vụ

- Truyền động từ động cơ điện tới hai tang khấu trái và phải

- Truyền động từ moto thủy lực tới bộ phận di chuyển máy khấu

10 9

8 7 6

5 4

3 2

15: Lọc tinh

16: Van an toàn cao áp

17: Bộ điều khiển bơm

18: Cần nối điều khiển bơm

19: Cơ cấu dẫn động piston điều khiển bơm

20: Bơm nâng hạ tay khấu

21: Van an toàn cao áp 22: Van an toàn hạ áp 23: Van hình thoi

24: Van Servo

25: Tay gạt điều chỉnh bơm dầu chính

26: Van điều khiển điện từ (bảo vệ công suất)

27: Van phản áp

Hệ thống truyền động áp lực dầu gồm các thành phần sau: (các nhiệm vụ tương ứng)

- Hệ thống truyền động thủy lực: Dẫn động các moto dầu để di chuyển máy khấu trên máng cào và các xi lanh nâng hạ tay khấu

- Hệ thống điều khiển tốc độ: Thay đổi chiều và tốc độ di chuyển máy khấu trên máng cào

- Hệ thống bảo vệ: Bảo vệ an toàn cho toàn bộ hệ thống thủy lực và máy

Phân tích sơ đồ truyền động thuỷ lực của máy khấu MG 200-W1

* Hệ thống truyền động thủy lực

Hệ thống truyền động thủy lực gồm hai đường truyền động:

- Đường truyền động môtơ dầu (di chuyển máy khấu)

- Đường truyền động xilanh nâng hạ tay khấu

Đường truyền động moto dầu

Đường truyền động moto dầu gồm ba bộ phận hợp thành: Đường tuần hoàn dầu chính, đường bổ sung dầu và đường trao đổi nhiệt

• Đường tuần hoàn dầu chính

§õ¬ng dÇu

§õ¬ng dÇu

§éng c¬ dÇu Bom dÇu chÝnh

Hình 2.3: Sơ đồ đường tuần hoàn dầu chính

Là đường được tạo thành từ bơm dầu chính và hai động cơ dầu, bơm dầu được dẫn động từ động cơ điện cung cấp dầu cho các động cơ dầu, dầu ra từ moto dầu quay trở lại đường hút của bơm dầu chính tạo thành mạch kín tuần hoàn Áp suất trên đường dầu cao áp từ bơm dầu chính được điểu chỉnh ở mức 14Mpa bởi van an toàn cao áp, áp suất trên đường dầu thấp áp từ moto dầu quay trở lại bơm chính được điều chỉnh ở mức 2Mpa (minh họa 2 van trên trong sơ đồ đường trao đổi nhiệt)

Bơm dầu chính là bơm điều chỉnh được lưu lượng, thay đổi góc lắc và hướng góc lắc của cần bơm dầu sẽ làm thay đổi lưu lượng và hướng dầu thoát ra, từ đó làm thay đổi tốc độ và chiều quay của moto dầu

• Đường bổ sung dầu và trao đổi nhiệt:

- Đường bổ sung dầu

Trong quá trình máy khấu làm việc, một phần đáng kể dầu hồi về qua bộ làm mát trở lại thùng dầu, một phần thất thoát trên đường dầu, một phần dầu truyền đi điều khiển các van, do đó cần phải bổ sung dầu liên tục cho đường tuần hoàn dầu chính trong quá trình máy khấu làm việc nếu không kịp thời bổ sung, bơm dầu sẽ hút khí, làm ảnh hưởng tới hoạt động bình thường của máy khấu và tuổi thọ của các phần tử

9

2 2

3

4 5

bổ sung; 8: Lọc tinh; 9: Van an toàn; 10: Van một chiều

Dầu bổ sung cho hệ thống do bơm bổ sung dầu (một loại bơm bánh răng) cung cấp, dầu từ bơm bổ sung qua một trong hai van một chiều cấp tới đường dầu thấp áp vào hệ thống

Mô tả:

Bơm bổ sung dầu 7 hút dầu từ thùng dầu qua bộ lọc thô và lọc tinh tới 2 van một chiều, do áp lực của bơm dầu bổ sung tạo ra trên đường dầu bổ sung thấp hơn áp lực dầu trên đường dầu cao áp và lớn hơn áp lực dầu trên đường dầu thấp áp nên một van một chiều dẫn dầu tới đường dầu thấp áp mở ra cho phép dầu bổ sung vào đường dầu thấp áp trên đường tuần hoàn dầu chính

- Đường trao đổi nhiệt:

Khi hệ thống làm việc, nhiệt độ dầu trong hệ thống không ngừng tăng lên, nhiệt

độ dầu cao sẽ làm giảm độ nhớt của dầu, ảnh hưởng tới hoạt động của các phần tử

và của cả hệ thống, vì vậy dầu trong hệ thống phải được giữ ở nhiệt độ thấp nhất định (<750C) Điều này được đảm bảo bởi đường trao đổi nhiệt của dầu bằng cách

bổ sung liên tục dầu nguội thay cho dầu nóng từ đường dầu thấp áp (từ moto dầu về bơm chính) qua bộ làm mát quay trở lại thùng dầu

Khi góc lắc của bơm chính khác 0, nếu a hay b là đường dầu cao áp thì dưới áp lực chênh lệch của hai đường dầu cao áp và thấp áp khiến vị trí của van thay đổi Nếu a

là đường dầu cao áp, van 5 ở vị trí S1, P1 nối thông với A2 , đường dầu cao áp tiếp tục đến điều khiển một số phần tử khác, đường dầu thấp áp b qua P2 và A3 qua van thấp áp, qua bộ phận làm mát và trở về bể dầu

Quá trình lưu thông của dầu ngược lại khi b là đường dầu cao áp

Đường truyền động xilanh nâng hạ tay khấu

Hai tay khấu của máy khấu có thể quay +580 và –200 so với phương trượt của máy khấu, khả năng này có được là do 2 xi lanh nâng hạ tay khấu được dẫn động bằng thuỷ lực nằm ở ở hai tay khấu trái và phải

4

1

Hình 2.5: Sơ đồ thuỷ lực điều khiển nâng hạ hai tay khấu 1: Bơm nâng hạ tay khấu

2: Van một chiều có điều khiển

3: Xilanh nâng hạ tay khấu trái

4: Van điều khiển xilanh nâng hạ tay khấu trái

5: Van điều khiển xilanh nâng hạ tay khấu

+ Khi cần nâng tay khấu trái lên (ứng với xilanh bên trái), điều khiển vị trí của van 4 ở S2, nối thông A2 –P2, P1 – A1, Dầu từ bơm 1 qua A2 – P2 qua bộ van một chiều có điều khiển 2 tới khoang dưới của xilanh 3, đẩy piton trái đi lên, dầu từ khoang trên của xilanh 3 qua P1 – A1 tiếp tục qua van 5, tuỳ theo vị trí của van 5 ở S3 hay S4 thì dầu sẽ qua bộ van một chiều 7 có điều khiển sang các khoang tương ứng của xilanh 6, dầu từ khoang còn lại của xilanh 6 qua van 5trở về bể

+ Khi cần hạ tay khấu trái xuống thì điều khiển van 4 ở vị trí S1, dầu lần lượt qua các khoang của các xi lanh 6 để nâng hạ các tay khấu tương ứng tuỳ theo vị trí của van 5

+ Khi van điều khiển ở vị trí trung gian, dầu áp lực bị ngắn mạch, hai van một chiều bị đóng kín, đường ra vào xilanh nâng hạ bị đóng kín, tay khấu ngừng ở vị trí cần thiết

2

1

P 2

A 2 S2 S1

A 1

P 1 5

Hình 2.6: Sơ đồ cơ cấu điều chỉnh tốc độ, chiều quay của bơm

1: Bơm dầu chính; 2: Cơ cấu dẫn động piston điều khiển bơm; 3: Van servo 4: Tay gạt điều chỉnh bơm dầu chính; 5: Cần nối điều khiển bơm

Mô tả: Góc lắc và chiều quay của bơm dầu chính 1 phụ thuộc trực tiếp vào vị trí của piton trong xilanh 2, Vị trí của piton trong xilanh 2 được điều khiển bởi van

Khi tay gạt 4 chuyển động sang trái, do tay gạt 4, van servo 3 và piton xilanh 2 đều nối với cần phản hồi 5 nên van servo cũng chuyển động sang trái ở vào vị trí S1, nối thông P1 – A1 A2 – P2 đẩy piton của xilanh 2 sang phải, góc lắc của bơm dầu chính thay đổi thay đổi theo một hướng từ đó thay đổi lưu lượng dầu thoát ra khỏi bơm với một hướng nhất định làm thay đổi tốc độ quay moto dầu theo một chiều nhất định, do tính phục hồi của van servo nên van sẽ có xu hướng trở về vị trí trung gian, đóng kín đường P1 – A1, A2 – P2 cố định vị trí của piton trong xilanh từ đó cố định góc lắc của bơm làm lưu lượng và chiều dầu thoát ra khỏi bơm là cố định, làm moto dầu quay với tốc độ nhất định theo một chiều nhất định, do 2 moto dầu dẫn động máy khấu nên máy khấu sẽ di chuyển theo chiều và tốc độ nhất định

+ Nếu muốn tăng tốc độ di chuyển máy khấu, tiếp tục tác động vào tay gạt 4 van servo 3 sẽ cung cấp dầu để thay đổi hành trình piton trong xilanh 2 từ đó làm thay đổi góc lắc của bơm và lưu lượng dầu thoát ra khỏi bơm

+ Nếu muốn di chuyển máy khấu theo chiều ngược lại thì tác động ngược lại vào tay gạt 4

* Hệ thống bảo vệ

Để đảm bảo an toàn cho máy và người làm việc trong điều kiện khắc nghiệt của hầm lò, hệ thống thuỷ lực được tính toán thiết kế và trang bị hệ thống bảo vệ máy bao gồm: bảo vệ quá tải, bảo vệ công suất, bảo vệ mất áp và bảo vệ chống trượt Mục đích chính của hệ thống bảo vệ là tác động vào bơm dầu chính làm góc lắc của bơm dầu chính giảm dần hoặc về 0 từ đó làm cho tốc độ dẫn động máy giảm xuống hoặc ngừng dẫn động máy

• Bảo vệ quá tải

10

9 8

5 7

6

4

2 1

6: Van an toàn cao áp

7, 8, 9, 10: Cơ cấu điều chỉnh bơm dầu chính

Lực dẫn động lớn nhất của máy khấu là 250 KN, áp lực chỉnh định trong hệ thống là 14MPa được xác định bởi van phản áp 3

Khi máy khấu làm việc và di chuyển bình thường, áp lực dầu trong hệ thống nằm trong giới hạn nhỏ hơn 14Mpa, van an toàn cao áp 3 đóng kín Khi có trở lực dẫn động lớn, áp suất dầu trong hệ thống tăng lên, khi áp suất dầu tăng tới 14MPa, van

an toàn 3 mở, dầu cao áp qua van an toàn cao áp 3 qua van an toàn thấp áp 4 trở về thùng dầu,

Đồng thời mở van an toàn 6, dầu áp lực tác động vào van 7 và cơ cấu 8 để góc lắc của bơm dầu chính giảm hoặc về 0 đảm bảo áp suất dầu trong hệ thống nằm trong giới hạn cho phép 14Mpa

• Bảo vệ thấp áp

Áp suất thấp nhất của bơm dầu bổ sung được chỉnh định bởi van phản áp 8, khi

áp suất do bơm bổ sung tạo ra không lớn hơn giới han 1,5 MPa, dưới tác dụng của lực lò xo, van phản áp 8 chuyển sang vị trí S1 nối thông P1 – A1, thông 2 khoang

của xilanh 11, góc lắc bơm giảm dần hoặc về 0 bảo vệ bơm dầu không bị hỏng Dầu tới van phản áp 8 từ bơm bổ sung qua van điện từ 3 Van điện từ 3 ở trạng thái S1 khi máy khấu làm việc, và chuyển sang trạng thái S2 khi máy khấu không làm việc

3

2

2 1

S2 S1

P 2

P 1

A 2

A 1 S2 S1

Hình 2.8: Sơ đồ bảo vệ thấp áp 1: Bơm chính 2:Động cơ dầu

3: Van điện từ 4: Van an toàn

5: Lọc thô 6: Bơm dầu bổ sung

7: Lọc tinh 8: Van phản áp

9, 10, 11: Cơ cấu điều chỉnh bơm dầu

Van điện từ 3 lắp đặt trong hệ thống này có ý nghĩa như sau:

Khi bơm chính ngừng làm việc một thời gian, do sự mất mát dầu trong hệ thống nên nếu để bơm dừng làm việc ở trạng thái góc lắc của bơm khác 0 thi khi khởi động bơm trở lại, trong một thời gian ngắn, bơm sẽ hút “e” ảnh hưởng tới tuổi thọ của bơm, do đó khi dừng máy, góc lắc của bơm dầu chính nhất thiết cần được trở về

0, điều này được thực hiện thông qua van điện từ 3 cơ cấu điều chỉnh tốc độ và van

an toàn thấp áp (van phản áp)

Khi máy khấu làm việc, van điện từ 3 ở trạng thái S1, nối thông các cửa cung cấp dầu cho van 8, qua trình điều khiển bơm diễn ra như đã đề cập, khi máy khấu không làm việc, van điện từ 3 ở trạng thái S2 áp lực dầu cấp cho van 8 giảm, dưới tác dụng của lò xo, van 8 chuyển sang trạng thái làm việc S1 nối thông các khoang

xi lanh 11 làm góc lắc bơm dầu chính giảm dần hoặc về 0

• Bảo vệ công suất động cơ điện của tang khấu