thiết kế bộ công tác siêu dài với chiều sâu đào 11,5m được lắp trên máy cơ sở KOMATSU PC – 400

1 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kĩ thuật khí LỜI NÓI ĐẦU Hiện đất nước ta q trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước, phấn đấu đến năm 2020 đất nước công nghiệp, việc giới hóa cơng trình xây dựng quan trọng Việc giới hóa lao động sản xuất khơng rút ngắn thời gian thi cơng cơng trình xây dựng mà mang lại hiệu chất lượng cho cơng trình xây dựng Trong cơng trình xây dựng nói chung cơng trình thủy lợi nói riêng cơng tác đất đóng vai trò quan trọng chiếm phần lớn thời gian thi cơng cơng trình Chính vậy, máy đào giữ vai trò chủ đạo việc giới hóa cơng tác đất Trên thực tế chủng loại máy đào sử dụng cơng trình xây dựng phong phú đa dạng chủng loại, kích cỡ Các loại máy đào nhập từ nước phát triển giới Nhật Bản, Hàn Quốc, Mỹ…với tính ưu việt khác Tuy nhiên qua trình vận hành, đưa vào khai thác sử dụng, trình độ người lái không nắm vững thông số kĩ thuật vận hành, bảo dưỡng sửa chữa nên không tránh khỏi hư hỏng phận Bộ công tác máy đào phận trực tiếp tác dụng với đất đá chịu va đập mài mòn nên dễ bị hư hỏng Bộ công tác nhập ngoại đắt, nghiên cứu thiết kế sản xuất công tác mang lại lợi nhuận kinh tế Mặt khác điều kiện đất nước ta, thường thi công cơng trình nhỏ vừa, đơi thi cơng gặp loại đất đá to, gặp loại đất mềm yếu ta cần thay đổi công tác với dung tích gầu phù hợp để tăng suất mà đảm bảo độ bền cho công tác Có trường hợp địa hình phức tạp, máy khơng trực tiếp đào gần máy cần có tầm vươn xa để đào vận chuyển đất cách dễ dàng Với kinh tế đất nước ta việc chế tạo công tác máy đào hồn tồn làm mặt cơng nghệ vật liệu Chính đồ án tốt nghiệp thân em, em chọn đề tài “ thiết kế công tác siêu dài với chiều sâu đào 11,5m lắp máy sở KOMATSU PC – 400” Qua tận tình bảo thầy Vũ Văn Thinh, sau tháng làm đồ án đến đồ án em hoàn thành Do kinh nghiệm thiết kế, kiến thức hạn hẹp hiểu biết thực tế hạn chế, khơng tránh khỏi sai sót Kính mong tham gia góp ý quý thầy cô bạn khoa Sinh viên thực NGUYỄN QUANG PHỨC Sinh viên – Nguyễn Quang Phức 50 M2 Lớp Đồ án tốt nghiệp Ngành Kĩ thuật khí MỤC LỤC Sinh viên – Nguyễn Quang Phức 50 M2 Lớp Đồ án tốt nghiệp Ngành Kĩ thuật khí CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐÀO 1.1 Sự đời máy đào tình hình sử dụng 1.1.1 Trên giới Máy làm đất đời từ kỷ thứ XIX, xuất dùng rộng rãi máy nước.Năm 1836 máy đào nước có dung tích gầu q = 1,14 (m 3)ra đời, động nước kiểu đứng, công suất 15 (mã lực), áp suất nước 0,5 (Mpa) Máy đào có cấu chính: nâng hạ gầu, quay cần, co duỗi tay đẩy Năng suất máy đào từ 30 – 80 (m3/h) nhỏ 1,5- lần suất máy đào có dung tích khối lượng nặng nhiều Trải qua nhiều giai đoạn phát triển, loại máy xây dựng nói chung máy đào nói riêng có thay đổi nhiều theo hướng đại tiện dụng Các loại máy đào ngày có cấu tạo đại nhằm giúp người điều khiển vận hành máy dễ dàng suất đào đắp nâng cao Ngày máy đào truyền động cáp lại Hầu hết máy đào có hệ thống dẫn động công tác thuỷ lực, trừ số loại máy đào gầu kéo, gầu ngoạm phục vụ công việc đặc biệt Đa số máy đào có di chuyển xích, máy đào bánh lốp chế tạo với loại cơng suất nhỏ, phục vụ cơng trình có khối lượng nhỏ, địa bàn thành phố cơng việc cần di chuyển nhiều Do tính linh hoạt, máy đào gầu sấp sử dụng rộng rãi hơn, với dung tích gầu từ 0,18 ÷ 27,5(m3) tương ứng với công suất động dẫn động từ 54 ÷ 1470 (mã lực) trọng lượng từ ÷ 317 (T) Nhìn chung, loại máy đào gầu sấp đại có đặc điểm chủ yếu sau: Buồng lái rộng rãi, n tĩnh, có tầm nhìn bao quát trang bị điều hoà nhiệt độ làm giảm mệt mỏi người lái Các đệm giảm chấn ngăn chấn động phát sinh từ hệ thống truyền lực tới ca bin Tính hoạt động cao: Hệ thống điều khiển đảm bảo việc điều khiển nhẹ nhàng, xác thuận tiện, lực đào tay gầu, gầu khả nâng lớn Việc bảo dưỡng sửa chữa thực dễ dàng, thuận tiện, nhiều cơng việc đứng đất để thực Việc chẩn đoán hư hỏng nhờ hệ thống Sinh viên – Nguyễn Quang Phức M2 Lớp 50 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kĩ thuật khí kiểm sốt điện tử làm giảm thời gian ngừng máy, tăng suất máy, giảm chi phí bảo dưỡng, sửa chữa Hệ thống kiểm sốt điện tử: Hệ thống điều khiển công suất điện tử cho máy làm việc với chế độ công suất khác (100%, 90%, 80%) tuỳ theo điều kiện làm việc nặng, trung bình hay nhẹ, giúp tiết kiệm nhiên liệu đảm bảo trình hoạt động máy êm dịu có hiệu suất cao, ưu tiên dồn công suất thuỷ lực cho cấu hoạt động cần ưu tiên trường hợp cụ thể làm tăng khả hoạt động nhờ việc trì cân tối ưu tốc độ động yêu cầu thuỷ lực suốt thời gian máy hoạt động Tình trạng kĩ thuật máy thể bảng báo, có tín hiệu báo động cần thiết, giúp người vận hành kịp thời khắc phục hỏng hóc xảy Hệ thống thuỷ lực: Các hệ thống thuỷ lực cải tiến có áp suất cao hơn, làm tăng lực dẫn động từ xi lanh tới cần, tay gầu gầu Khi lực dẫn động tăng, khối lượng vật liệu đào tăng lên, khả nâng máy lớn thời gian chu kì làm việc máy giảm, làm tăng suất máy Động cơ: Thường trang bị tuabin tăng áp, làm mát sau để đảm bảo cháy hết nhiên liệu Hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp cho vòi phun, bơm cao áp riêng cho xi lanh Động có điều khiển tự động cho phép người lái tác động nút bấm, điều khiển tốc độ động ba mức, phù hợp với tải trọng ngoài, đảm bảo tính kinh tế nhiên liệu Các động chế tạo với mức độ ô nhiễm môi trường thấp, thoả mãn tiêu chuẩn nêu điều luật bảo vệ môi trường tổ chức bảo vệ môi trường giới Hệ thống gầm kết cấu khung: Hệ thống gầm có độ ổn định cao cần bảo dưỡng Khung lăn đỡ xích hoạt động êm dễ làm Kết cấu máy có độ bền lớn, tuổi thọ cao Sinh viên – Nguyễn Quang Phức M2 Lớp 50 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kĩ thuật khí Hình 1-1 : Cấu trúc phần Cần tay gầu: Cần tay gầu thiết kế có dạng khơng tập trung ứng suất Một máy đào lắp cần tay gầu có kích thước khác Nếu lắp cần tay gầu dài tầm hoạt động lớn dung tích gầu lực đào nhỏ Nếu lắp cần tay gầu ngắn ngược lại Hình 1-2 : Cần tay gầu máy đào gầu nghịch Gầu: Các loại gầu xúc thiết kế chế tạo có khả hoạt động cao Một máy đào lắp loại gầu khác tuỳ theo yêu cầu công việc: gầu công dụng chung, gầu làm việc với chế độ nặng nhọc, gầu đào đá, gầu xới đá gầu làm Việc sử dụng loại gầu không phù hợp thực tế làm giảm suất từ 30 ÷ 40% Gầu thường chế tạo thép có độ bền lớn, nên tự trọng giảm mà đảm bảo độ bền gầu để tăng khả Hình 1-3: Các loại gầu máy đào gầu nghịch Sinh viên – Nguyễn Quang Phức M2 Lớp 50 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kĩ thuật khí Xích di chuyển: xích máy đào có chức di chuyển, phân bố trọng lượng máy xuống đất 1.1.2 Tình hình sử dụng máy làm đất Việt Nam Ở Việt Nam, vào năm 60 kỷ trước, miền Bắc nhập loại máy làm đất mà chủ yếu máy đào để xây dựng cơng trình thuỷ lợi, thuỷ điện, giao thơng, khai thác mỏ, xây dựng cơng trình giao thơng phục vụ cho việc chi viện chiến trường miền Nam Các máy móc thời kỳ chủ yếu Liên Xô Trung Quốc tài trợ, số nước XHCN khác Những thập kỷ tiếp theo, tình hình sử dụng máy làm đất Việt Nam có nhiều thay đổi, số lượng chủng loại tăng lên đáng kể nhằm đáp ứng công việc xây dựng cơng trình thuỷ lợi, thuỷ điện có qui mơ ngày lớn thuỷ điện Sông Đà công trình khai thác mỏ Quảng Ninh Sau ngày đất nước thống nhất, máy làm đất nước tư như: Nhật, ý, Thụy Điển, Pháp bắt đầu có mặt nước ta Tuy máy móc nước tư chế tạo hoạt động có hiệu giá thành đầu tư ban đầu lớn nên thời kỳ nhiều máy móc nước XHCN cũ sử dụng rộng rãi Đến năm đầu thập kỷ 90 kỷ trước, với cơng đổi đất nước, tình hình sử dụng máy làm đất Việt Nam cải thiện Các cơng trình có qui mơ lớn, chất lượng đòi hỏi cao, thời gian xây dựng dài người ta sử dụng tổ máy đồng bộ, đại Trong cơng trình nhỏ, thời gian xây dựng ngắn phải dựa sở máy móc có sở xây dựng đầu tư thêm số thiết bị lẻ để thi cơng Qua phân tích tình hình sử dụng máy làm đất Việt Nam, thấy tranh tổng thể hoạt động này, xu hướng phát triển nhu cầu máy xây dựng máy làm đất nước ta ngày tăng Trong năm gần đây, đòi hỏi sản xuất, số lượng máy xây dựng chế tạo với công nghệ đại nhập vào nước ta ngày nhiều với đa dạng chủng loại, kích cỡ Ngành cơng nghiệp chế tạo máy Việt Nam phải phấn đấu để có thương hiệu máy xây dựng riêng mình, muốn đạt điều đòi hỏi phải có nỗ lực nhiều phía: chế Sinh viên – Nguyễn Quang Phức M2 Lớp 50 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kĩ thuật khí sách nhà nước, vốn đầu tư, đặc biệt đội ngũ trí thức trẻ, cán kỹ thuật Sinh viên – Nguyễn Quang Phức M2 Lớp 50 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kĩ thuật khí 1.2 Tìm hiểu chung máy đào Komat’su PC-400 Komat’su PC-400 máy đào gầu nghịch, gầu, dẫn động thuỷ lực Nó sử dụng để giới hố cơng tác đào, xúc, lấp đất, khai thác mỏ thay cho máy nâng Ngồi ra, thực nhiều chức khác như: Cần trục, búa đóng cọc, nhổ gốc cây… 1.2.1 Cấu tạo chung Hình 1-5 Komat’su PC-400 Gầu; Tay cần; Xy lanh quay gầu; Xy lanh tay cần; Cần; Cabin điều khiển; Cabin máy; Đối trọng; Bàn quay; 10 Ổ quay; 11 Xích; 12 Xy lanh cần Kết cấu máy gồm có ba phần chính: Phần máy sở, phần thiết bị công tác (thiết bị làm việc) hệ thống thủy lực Phần máy sở: Cơ cấu di chuyển chủ yếu dùng để di chuyển máy công trường Nếu cần di chuyển máy với cự ly lớn phải có thiết bị vận chuyển chuyên dùng Cơ cấu quay dùng để thay đổi vị trí gầu mặt phẳng ngang trình đào đổ đất Trên bàn quay (9) người ta bố trí động cơ, truyền động, cấu điều khiển… Cabin (6) nơi tập trung cấu điều khiển tồn q trình hoạt động máy Đối trọng (8) phận cân bàn quay ổn định máy Sinh viên – Nguyễn Quang Phức M2 Lớp 50 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kĩ thuật khí Phần thiết bị công tác: Cần (5) đầu lắp khớp trụ với bàn quay đầu lắp với tay cần Cần nâng lên hạ xuống nhờ xy lanh cần (12) Tay cần (2) đầu lắp khớp trụ với cần đầu với gàu co, duỗi nhờ xy lanh tay cần (4) Quá trình đào đổ đất gầu thực nhờ xy lanh gầu (3) Gầu (1) thường lắp thêm để làm việc đất cứng Hệ thống thủy lực: Được dùng để điều khiển toàn hệ thống máy Hệ thống thủy lực phức tạp, cấu tạo nguyên lý hoạt động trình bày cụ thể phần sau Nguyên lý làm việc: Máy thường làm việc đất thấp mặt đứng máy (cũng có trường hợp máy làm việc nơi cao hơn, đất mềm) Đất đổ qua miệng gầu Máy làm việc theo chu kỳ chỗ đứng Một chu kỳ làm việc máy bao gồm bốn giai đoạn sau: • Xúc tích đất vào gầu • Quay gầu đến nơi dỡ tải ( nơi đổ đất) • Dỡ tải (đổ đất) • Quay gầu khơng tải trở lại vị trí đào để bắt đầu chu kỳ tiếp 1.2.2 Các thông số kỹ thuật xe Hình 1.8 Sơ đồ tổng thể máy đào Komat’su PC-400 Sinh viên – Nguyễn Quang Phức M2 Lớp 50 10 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kĩ thuật khí a Các thơng số kỹ thuật Biê n độ làm Tên thơng số Dung tích gầu Trọng lượng tồn Chiều sâu đào lớn Bán kính đào lớn Bán kính lớn vị trí mặt đất Chiều cao đào lớn Giá trị 1.8 41400/406 7760 12020 11810 10920 Đơn vị m3 Kg/KN mm mm mm mm Chiều cao chất tải lớn 7570 mm 224.7(22900) 9.3 kN(kg) v/ph việc Lực đào lớn Tốc độ quay Thấp: 3.2 Tốc độ di chuyển Trung bình: 4.5 Km/h Cao: 5.5 350 77.42(0.79) Khả leo dốc Áp lực mặt đất kPa(kg/cm2) b Các thông số kích thước mm A = 11835 = 555 600 B = 8210 H = 3645 N = 37 C = 3850 I = 4020 O = 2715 D = 3340 J = 5025 P = 2995 E = 3265 K = 2740 F = 1320 L = 3340 Q = 3605 10 Sinh viên – Nguyễn Quang Phức M2 10 Lớp 50 G M= 79 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kĩ thuật khí 20 20 Yc 300 Ø100 40 920 Xc 600 374.8 500 Hình 3.29 Mặt cắt tiết diện n – n Xác định tọa độ trọng tâm Yc = Trong Fi diện tích hình chữ nhật, yi tung độ trọng tâm hình chữ nhật tương ứng Yc = = 374,6 mm Xác định đặc trưng hình học mặt cắt: Wx = – – 2[ + (yc – yc3)2.] = – – 2[ + (374,6 – 580)2.] = 15,2.106 mm3 Wy = – – 2[ + (xc – xc3)2] = – – – [ (250 – 10)2 - (250 – 190)2 ] = 8,51.106 mm3 F = 500.920 – 460.880 – 2.300.20 = 43200 mm2 = 0,0432 m2 Vậy :Ứng suất lớn tiết diện (b-b) xác định theo cơng thức σtt = ≤ [σ] Trong τ σ= + + = xoắn = + + = 49,4 Mpa Với Wxoắn = Wx1 – Wx2 – Wx3 Wx1 = αab2 = 0,242.920.5002 = 55,66.106 mm3 (a = 920 mm, b = 500 mm , α = 0,242 tra bảng 6.1 [4] với a/b = 1,84) Wx2 = αab2 = 0,245.880.4602 = 45,62.106 mm3 (a = 880 mm, b = 460 mm , α = 0,245 tra nội suy bảng 6.1 [4] với a/b = 1,91) Wx3 = αab2 = 0,303.300.202 = 11,6.103 mm3 79 Sinh viên – Nguyễn Quang Phức M2 79 Lớp 50 80 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kĩ thuật khí (a = 300 mm, b = 20 mm , α = 0,303 tra nội suy bảng 6.1 [4] với a/b = 15)  Wxoắn = 55,66.106 – 45,62.106 – 11,6.103 = 10.106 mm3 = 0,01 m3 τ xoắn = = 7,2 Mpa Do đó: σtt = = = 51 Mpa Chọn thép làm cần thép CT5 có σch Ta thấy σtt = 51 (MPa) < [ σ] = 280 Mpa, hệ số an toàn n = 1,4 = 200 (MPa) Thỏa mãn bền 3.4.2Vị trí thứ Bộ cơng tác đổ đất nơi xa Tại vị trí có momen uốn lớn Hình 3.30 Tính bền cần vị trí Pxt = p = 37300 = 580 (KN) Với : p = Áp suất hệ thống p = 37,3 (MPa) D = Đường kính xi lanh tay gầu D = 185 (mm) d = Đường kính cán piston d = 120 (mm) Tính phản lực khớp O1 tách tay gầu khỏi cần: Y01 = G3 + G4 + G5 + G6 + G7 + Pxtsin260 G3 = trọng lượng tay gầu cũ = 14 KN G4 = trọng lượng xy lanh gầu cũ = 2KN G5 = trọng lượng tay gầu = 14 KN G6 = trọng lượng xy lanh gầu = 2KN 80 Sinh viên – Nguyễn Quang Phức M2 80 Lớp 50 81 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kĩ thuật khí G7 = trọng lượng gầu khơng có đất = KN  Y01 = 289 KN Z01 = Pxtcos260 = 521 KN Xác định phản lực khớp O tính lực xy lanh cần từ phương trình: ∑Mo = 0, ∑Yo = 0, ∑Zo = ta có: ∑Yo = Y01 – Pxcsin79,50 – Pxt.sin260 – G1 + Y0 = ∑Zo = Pxtcos260 + Pxccos79,50 – Z01 – Z0 = ∑Mo = 0,45Lc (G1 - Pxccos79,50 + Pxcsin79,50) + Pxt.sin260.0,5Lc – Pxt.cos260.3,14 + Z01.Lccos36,50 – Y01.Lc.sin36,5 = Giải phương trình ta Yo = 392,6 KN Zo = 464 KN Pxc = 394,5 KN Tiết diện nguy hiểm tiết diện n – n chịu tác dụng: - Momen uốn Mx = Y01(Lc – L1) + Z01.e + = 1617 KNm - Lực kéo S = Z01 + sin36,50 = 521 + sin36,50 = 530 KN Kiểm tra bền cho tiết diện n – n 81 Sinh viên – Nguyễn Quang Phức M2 81 Lớp 50 82 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kĩ thuật khí 20 20 Yc Ø100 300 40 920 Xc 600 374.8 500 Wx = = = 15,2.106 mm3 Wy = = = 8,51.106 mm3 F = 500.920 – 460.880 – 2.300.20 = 43200 mm2 = 0,0432 m2 Vậy :Ứng suất lớn tiết diện (b-b) xác định theo công thức σtt = ≤ [σ] Trong τ σ= + + = + + = 49,4 Mpa xoắn = = Do đó: σtt = = = 119 Mpa < [σ] Thỏa mãn điều kiện bền 3.5 TÍNH BỀN CHỐT 3.5.1 Chốt tay gầu gầu - Tính chọn chốt Đường kính chốt xác định theo cơng thức : D ≥ Trong , T : lực cắt ngang tác dụng lên chốt T = = = 576 KN : Ứng suất cắt cho phép vật liệu chốt = ( 0,20,3 ) : ứng suất chảy vật liệu Chọn thép C45 cải thiện có = 580 Mpa, = 850 Mpa = 0,25 = 0,25 580 = 145 MPa 82 Sinh viên – Nguyễn Quang Phức M2 82 Lớp 50 83 Đồ án tốt nghiệp  d ≥ = 0,071 m = 71 mm Ngành Kĩ thuật khí Chọn chốt có đường kính d = 100 mm Tính bền chốt : - Đường kính chốt chọn theo điều kiện bền cắt d = 100 mm Chốt chịu lực tác dụng P = 576 KN Chọn chiều dài chốt : l = 0,4 m Moomen lực P gây M = = = 57,6 KNm Ta coi chốt dầm chịu lực tập trung P, ta có biểu đồ moomen lực cắt sau : Modun chống uốn : W= = = 9,82 x 10-5 m3 Ứng suất pháp : = = = 577 Mpa Ứng suất tiếp : = = = 96 Mpa Khi điều kiện bền chốt : = = = 600,5 Mpa Ta thấy 600,5 Mpa < 850 Mpa Vậy điều kiện bền đảm bảo Ta chọn loại vật liệu để chế tạo chốt Phương pháp tính chốt 3.5.2 Bảng thống kê chốt tính STT Chốt giữa… Lực tác Đường kính tính Đường dụng tốn kính Chiều 83 Sinh viên – Nguyễn Quang Phức M2 83 Lớp 50 84 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kĩ thuật khí lên chốt chọn dài chốt 116 (mm) 150 (m) 0,8 D ≥ mm Cần bàn quay (KN) 1325,5 10 XL Cần bàn quay Cần XL cần XL tay gầu cần XL tay gầu tay gầu Cần tay gầu XL tay tay cũ XL tay tay Tay cũ tay XL gầu tay 750 395 1002 580 1111 750 395 495 354 66 59 94 80 99 81 59 66 56 80 80 100 100 130 100 80 100 80 0,2 0,7 0,6 0,2 0,5 0,2 0,2 0,5 0,2 11 Thanh đẩy tay 167 24 70 0,3 12 13 14 Thanh kéo gầu XL gầu kéo Gầu tay gầu 377 508 576 58 67 71 80 80 80 0,5 0,3 0,4 CHƯƠNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BỘ CÔNG TÁC 4.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc máy đào nói chung Hệ thống thuỷ lực máy xúc đào gồm số chi tiết sau: thùng dầu thuỷ lực, bơm thuỷ lực, cụm van phân phối van điều khiển, mô tơ quay toa, mô tơ di chuyển, xi lanh thuỷ lực, đường ống dẫn dầu, lọc dầu thuỷ lực, két làm mát dầu thuỷ lực 84 Sinh viên – Nguyễn Quang Phức M2 84 Lớp 50 85 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kĩ thuật khí Hình 4.1 Hệ thống thủy lực máy đào 4.1.1 Nguyên lý làm việc Khi động (1) làm việc Công suất truyền qua bánh đà đến bơm thuỷ lực Bơm thuỷ lực (2) làm việc, hút dầu từ thùng dầu đẩy đến cụm van phân phối (8) Trên ca bin người vận hành tác động đến cần điều khiển thiết bị công tác, quay toa, di chuyển Khi có tác động người vận hành dòng dầu điều khiển mở đến cụm van phân phối Dòng dầu điều khiển có tác dụng đóng/mở cụm van phân phối tương ứng cho thiết bị công tác, quay toa, di chuyển Đường dầu đến xi lanh (7) cần, tay gầu gầu Như thiết bị công tác làm việc theo ý muốn người vận hành Đường dầu đến mô tơ quay toa (5) mô tơ di chuyển (3) làm cho mô tơ quay Mô tơ kéo cho toa quay kéo xích thơng qua truyền động cuối bánh làm cho xe di chuyển Đường dầu trước thùng làm mát két mát lọc bẩn lọc dầu thuỷ lực Áp lực hệ thống thuỷ lực máy xúc đào giới hạn van an tồn, thơng thường lắp cụm van phân phối Khi áp lực hệ thống đạt đến giới hạn van van mở cho dầu chảy thùng 4.1.2 Bơm thủy lực điều khiển tốc độ động 85 Sinh viên – Nguyễn Quang Phức M2 85 Lớp 50 86 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kĩ thuật khí Hình 4-2 Bơm thủy lực điều khiển động Hệ thống thuỷ lực máy xúc đào thông thường có 02 bơm thuỷ lực kiểu piston (6), (8), bơm dầu điều khiển (7) kiểu bánh Trên máy cơng suất lớn có thêm mạch thuỷ lực làm mát riêng, thường có thêm bơm dầu thuỷ lực mạch quạt làm mát kiểu piston Đầu bơm, áp suất hệ thống, tốc độ động có mối liên hệ mật thiết với q trình làm việc chúng điều khiển thơng qua hộp điều khiển bơm động (1) Trong q trình làm việc hộp đen thường xun kiểm sốt tín hiệu đầu vào từ: tay ga (11), hình (12) hai cảm biến áp lực đầu bơm (9), cảm biến ga (2), cảm biến tốc độ động (5) Qua hộp đen (1) gửi tín hiệu điều khiển đến điều tốc (3) để điều khiển tốc độ động Gửi tín hiệu điều khiển đến van điện từ tỉ lệ (10) Dòng dầu điều khiển từ bơm dầu điều khiển (7) qua van điện từ tỉ lệ đến điều khiển góc mở đĩa nghiêng 02 bơm thuỷ lực Điều cho phép kiểm soát đầu bơm phù hợp với tải làm việc công suất động Để hệ thống thuỷ lực làm việc tốt tất chi tiết hệ thống thuỷ lực phải tình trạng kỹ thuật tốt Các tín hiệu đầu vào tín hiệu đầu hộp điều khiển(1) phải nằm tiêu chuẩn nhà sản xuất 86 Sinh viên – Nguyễn Quang Phức M2 86 Lớp 50 87 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kĩ thuật khí 4.2 Nguyên lý làm việc hệ thống thủy lực máy đào KOMATSU PC-400 Hình 4-3 Sơ đồ khối hệ thống thủy lực máy đào PC 400 Về cấu tạo chung nguyên lý làm việc máy đào KOMATSU PC-400 giống máy đào khác Bao gồm có hệ thống bơm, gồm hai bơm điều chỉnh lưu lượng bơm điều khiển dầu Riêng hệ thống van phân phối có thêm van phụ trợ (van chờ), để lắp thêm thiết bị cải tiến 87 Sinh viên – Nguyễn Quang Phức M2 87 Lớp 50 88 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kĩ thuật khí 4.2.1 Nguyên lý làm việc xylanh gầu Hình 4-4 Sơ đồ khối hệ thống thủy lực điều khiển gầu Dòng dầu thủy lực qua cụm bơm, nhánh tới cụm van điều khiển hệ thống lái, nhánh tới van phân phối đến van điều khiển điều khiển gầu, van điều khiển gầu nhận tín hiệu từ cần điều khiển người lái tác động khoang điều khiển để co gầu mở gầu Sau qua van điều khiển dòng dầu có áp suất cao qua cảm biến áp suất lưu lượng để điều chỉnh hoạt động bơm, nhằm giúp tối ưu suất hệ thống bơm, dòng dầu tiếp tục tới xylanh Nối 88 Sinh viên – Nguyễn Quang Phức M2 88 Lớp 50 89 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kĩ thuật khí với xylanh gầu có cụm van an tồn dùng trường hợp có cố xảy áp suất xylanh gầu lớn áp suất hệ thống 4.2.2 Nguyên lý làm việc xylanh cần: Hình 4-5 Sơ đồ khối hệ thống thủy lực điều khiển cần Dòng dầu thủy lực qua cụm bơm, nhánh tới cụm van điều khiển hệ thống lái nhánh tới van phân phối đến van điều khiển điều khiển cần, van điều khiển cần nhận tín hiệu từ cần điều khiển để nâng cần hạ cần, sau qua van điều khiển dòng dầu áp suất cao qua cảm biến áp suất lưu lượng để điều chỉnh hoạt động bơm, nhằm giúp tối ưu suất hệ thống bơm, dòng dầu tiếp tục qua cụm van chống rơi, cụm van nhằm để tránh cần bị hạ 89 Sinh viên – Nguyễn Quang Phức M2 89 Lớp 50 90 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kĩ thuật khí gập xuống tải cần hạ xuống từ từ dầu xả dần qua van an toàn, đồng thời cụm van để cố định cần ngừng bơm dầu vào xylanh cần, để thực số thao tác công tác đất xylanh cần ngừng hoạt động Cụm van chống rơi nhận tín hiệu từ cần điều khiển, có tín hiệu vận hành xylanh cần van chiều cụm van mở dòng dầu qua tới xylanh Nối với xylanh cần có cụm van an tồn dùng trường hợp có cố xảy áp suất xylanh cần lớn áp suất hệ thống 4.2.3 Nguyên lý làm việc xylanh tay gầu cũ Hình 4-6 Sơ đồ khối hệ thống thủy lực điều khiển tay gầu Dòng dầu thủy lực qua cụm bơm, nhánh tới cụm van điều khiển hệ thống lái nhánh tới van phân phối đến van điều khiển điều khiển tay gầu, van điều khiển tay gầu nhận tín hiệu từ cần điều khiển để co tay gầu duỗi tay 90 Sinh viên – Nguyễn Quang Phức M2 90 Lớp 50 91 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kĩ thuật khí gầu, sau qua van điều khiển dòng dầu áp suất cao qua cảm biến áp suất lưu lượng để điều chỉnh hoạt động bơm, nhằm giúp tối ưu suất hệ thống bơm, dòng dầu tiếp tục qua cụm van khóa thủy lực, cụm van nhằm để cố định tay gầu ngừng bơm dầu vào xylanh tay gầu, để thực số thao tác công tác đất xylanh tay gầu ngừng hoạt động Cụm van khóa thủy lực nhận tín hiệu từ cần điều khiển, có tín hiệu vận hành xylanh tay gầu van chiều cụm van mở dòng dầu qua tới xylanh Nối với xylanh tay gầu có cụm van an tồn dùng trường hợp có cố xảy áp suất xylanh tay gầu lớn áp suất hệ thống 4.2.4Nguyên lý làm việc xylanh tay gầu nối dài Hình 4-6 Sơ đồ khối hệ thống thủy lực điều khiển tay gầu nối dài 91 Sinh viên – Nguyễn Quang Phức M2 91 Lớp 50 92 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kĩ thuật khí Dòng dầu thủy lực qua cụm bơm, nhánh tới cụm van giảm áp để điều khiển hệ thống lái, nhánh tới van phân phối đến xy lanh tay gầu mới, van điều khiển tay gầu nhận tín hiệu từ cần điều khiển người lái tác động cabin để co tay gầu duỗi tay gầu Từ cần điều khiển tác động vào van PPC Một dòng dầu đến mở van phân phối Sau qua van điều khiển dòng dầu có áp suất cao qua cảm biến áp suất lưu lượng để điều chỉnh hoạt động bơm, nhằm giúp tối ưu suất hệ thống bơm, dòng dầu tiếp tục tới xylanh Nối với xylanh tay gầu có cụm van an tồn dùng trường hợp có cố xảy áp suất xylanh tay gầu lớn áp suất hệ thống KẾT LUẬN Sau ba tháng hướng dẫn tận tình thầy giáo VŨ VĂN THINH đến em hồn thành đồ án tốt nghiệp Do trình độ lực hạn chế khơng tránh khỏi sai sót Kính mong bảo quý thầy cô bạn đọc Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy cô trường Đại Học Thủy Lợi thầy cô khoa Cơ Khí dìu dắt chúng em gần năm qua, cho em kiến thức thật q giá để em hồn thành đồ án này, hành trang cho em mang theo suốt đời Hà Nội, ngày 01 tháng12 năm 2012 Sinh Viên Nguyễn Quang Phức 92 Sinh viên – Nguyễn Quang Phức M2 92 Lớp 50 93 Đồ án tốt nghiệp Ngành Kĩ thuật khí Tài liệu tham khảo [1] Máy thủy lợi trường ĐHTL [2] Máy làm đất [3] Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí [4] Sức bền vật liệu [5] Cơ học kết cấu [6] Catalog PC400-7 93 Sinh viên – Nguyễn Quang Phức M2 93 Lớp 50 ... + Chiều cao H= 1,0 = 1,170 m + Chiều dài l= 0.96 = 1,123 m Hình 2.1 Kích thước gầu máy sở + Chiều dài tính gầu L = 1,44 = 1,684 m 2.2 BỘ CÔNG TÁC MỚI Ta cần thiết kế công tác với chiều sâu đào. .. tốn: Là vị trí cơng tác đào sâu với chiều sâu khoang đào 11,5m Tại vị trí tay gầu, tay gầu nối dài gầu thẳng đứng lực xy lanh tay gầu lớn + Chiều sâu khoang đào PC 400 Hs = 11,5 m + Chiều dày lát... Gc = 30KN 2.1.2.2 Tay gầu  Chiều dài tiêu chuẩn 3380 mm, chiều dài tay gầu loại dài 4000 mm Ta chọn chiều dài tay gầu loại 4000 mm Bởi ta cần thiết kế công tác siêu dài  Trọng lượng Gtg = (3