Đồ án thủy khí ( hoàn chỉnh)

ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG THỦY KHÍ ĐỘNG LỰC Đề tài: Tính toán hệ thống truyền động thủy lực của máy xúc một gầu truyền động thủy lực di chuyển bánh xích với các thông số kĩ thuật: Áp suất làm việc của dầu: P = 32 Mpa Dung tích gầu: V = 0.6 m3 I. Các thông số: 1,Thông số kích thước của máy xúc PC LC8:

Trang 1

ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG THỦY KHÍ ĐỘNG LỰC

Đề tài: Tính toán hệ thống truyền động thủy lực của máy xúc một gầu truyền động thủy lực di chuyển bánh xích với các thông số kĩ thuật:

- Áp suất làm việc của dầu: P = 32 Mpa

- Dung tích gầu: V = 0.6 m3

I Các thông số:

1,Thông số kích thước của máy xúc PC LC-8:

B Độ dài tiếp đất vận chuyển 5130 mm

C Độ cao tổng thể (tới đỉnh cần) 3015 mm

I Độ dài tiếp đất của bánh xích 3170 mm

Q Khoảng cách, trung tâm xoay đến đuôi cuối 2390 mm

Trang 2

2, Các thông số kĩ thuật của máy xúc PC 160 LC-8:

Loại động cơ

- Kiểu

- Mã hiệu

- Tốc độ quay

- Công suất

Diezel KOMATSU SAA4D107E-1 2200 90

v/ph kw

Tốc độ di chuyển

- Lớn nhất

- Nhỏ nhất

5.5 3.4 Km/hKm/h

3, Các thông số về vùng đào của máy xúc PC 106 LC-8:

d Độ sâu đào sâu tối đa 4860 mm

e Đào sâu độ cắt cho 8 'mức 5375 mm

g Tối đa Đào đạt tới mặt đất 8510 mm

Trang 3

4, Các thông số về gầu, tay cần và cần:

Gầu

- Khối lượng mg

- Chiều rộng b

- Chiều dài lg

474 0.9 1.32

Kg mm mm Tay cần

- Khối lượng mtc

- Chiều dài tay cần ltc

680 2.25

Kg mm Cần

- Khối lượng cần mc

- Chiều dài cần lc

1330

5, Các thông số cho:

Thể tích gầu: V = 0.6 m3

Áp suất dầu làm việc: P = 32Mpa

6, Các thông số chọn của đất:

Trang 4

Thông số Giá trị Đơn vị

Trọng lượng riêng của đất (γ) 16 KN/m3

Hệ số tơi của đất (Kt) 1.2

Hệ số lực cản cắt (K1) 6 N/m2

Trọng lượng đất: Gđ = γ*V*103 = 16*0.6*103 = 96000 N

(Kt_Tra bảng 1.II.1.Phân loại đất trọng, trọng lượng riêng và hệ số tơi – trang 16-Máy làm đất)

II Tính toán thủy lực hệ thống:

1, Tính toán xilanh tay cần:

a, Lực lớn nhất trong xilanh tay cần:

- Trọng lượng tay cần: Gtc = g*mtc = 680*10 = 6800 N

- Trọng lượng cần: Gc = g*mc = 1330*10 = 13300 N

- Trọng lượng gầu: Gg = g*mg = 10*474 = 4740 N

- Trọng lượng gầu và đất: Gg+đ = Gg + Gđ = 4740 + 9600 = 14340 N

- Chiều dày lớp phôi cắt lớn nhất:

Cmax = ( Công thức 2.III.4_Trang 100-Máy làm đất)

Với:

+ b là chiều rộng gầu: b= 0.9 m ( catalog PC 160 LC-8)

+ Hn là chiều sâu đào lớn nhất: Hn = ltc + lg = 1,32 + 2,25 = 3.75 m

+ Kt là hệ số tơi của đất: Kt = 1.2

 Cmax = = 1.56 m

- Lực cản tiếp tuyến:

Po1 = K1*b*Cmax = 6*0.9*0.156 =0.84 N

(Công thức 2.III.45.Trang 100_Máy làm đất)

Hình 2.III.7: Bảng phân bố trọng lượng các ộ pjaanj chính của máy_Trang 98_Máy làm đất

- Lực lớn nhất trong xilanh cần: Ptc =

Trong đó:

r01 là khoảng cách từ lực P01 đến khớp O: r01 = Hn = 3.57 m

rg+đ là khoảng cách từ lực Gg+đ đến khớp O: rg+đ =2.8 m

r’tc là khoảng cách từ lực Gtc đến khớp O: r’tc = 0.7 m

rtc là khoảng cách từ lực Ptc đến khớp O: rtc = 0.75 m

 Ptc = = 59886.67 N

b, Chọn xilanh tay cần:

Trang 5

- Ta có phương trình cân bằng lực:

P1*S1 - P2*S2 - – Pms ± Pqt = 0

- Khi bỏ qua lực ma sát và giả sử piston chuyển động đều:

P1*π*- P2**(D2 – d2) - = 0

- Với d là đườn kính cần, chọn d = 0.7*D ; P2 = 6*106 Pa ; nck = 0.94

Nên ta có:

D = = = 0.053 m

- Tra bảng tiêu chuẩn xilanh ta chọn được xilanh có đường kính trong D = 63 mm đường kính cần d = 45mm

(Tài liệu Cylinder_Catalogue trang 7)

- Khi đó áp suất dầu làm việc của xi lanh P1 = 23 Mpa

c, Tính lưu lượng của xilanh tay cần:

- Chọn vận tốc chuyển động của xilanh: v = 0.2 m/s

- Lưu lượng đi của xilanh tay cần:

Qđtc = v**D2

= 0.2**0.0632

= 0.623*10-3 (m3/s) = 0.623 (l/s)

- Lưu lượng về của xilanh cần:

Qvtc = v**(D2 – d2)

= 0.2**(0.0632 – 0.0452)

=0.305*10-3 (m3/s) = 0.305 (l/s)

2, Tính toán xilanh cần:

a, Lực lớn nhất trong xilanh cần:

Trang 6

- Lực nâng cần xuất hiện khi gầu đã kết thúc quá trình cắt đất và tích đất vào gầu II.

- Lực lớn nhất trong xilanh tay cần:

= (Gg+đ*r’g+đ + Gtc*r”tc + Gc*r’c) / rc

Trong đó:

r’c là khoảng cách từ lực Gc đến khớp O1: r’c = 2.4 m

r’g+đ là khoảng cách từ lực Gg+đ đến khớp O1:r’g+đ = 2 m

r”tc là khoảng cách từ lực Gtc đến khớp O1: r”tc = 4.2 m

rc là khoảng cách từ lực Pc đến khớp O1: rc = 0.5 m

 = = 178320 N

- Do máy xúc ta xét sử dụng 2 xilanh nâng cần nên lực nâng cần của mỗi xilanh là:

Pc = = 89160 N

b, Chọn xilanh cần:

P1*S1 - P2*S2 - – Pms ± Pqt = 0

P1*π*- P2**(D2 – d2) - = 0

Nên ta có:

D = = = 0.0646 m

Trang 7

- Tra bảng tiêu chuẩn xilanh ta chọn được xilanh có đường kính trong D = 80 mm đường kính cần d = 56 mm

- Khi đó áp suất dầu làm việc của xi lanh P1 = 22 Mpa

c, Tính lưu lượng của xilanh cần:

- Lưu lượng đi của xilanh cần:

Qđtc = v**D2

= 0.2**0.082

= 2.010*10-3 (m3/s) = 2.010 (l/s)

- Lưu lượng về của xilanh cần:

Qvtc = v**(D2 – d2)

= 0.2**(0.082 – 0.0562)

=1.025*10-3 (m3/s) = 1.025 (l/s)

3, Tính toán xilanh quay gầu:

Pqg được xác định trong trường hợp xilanh cần và xilanh tay cần cố định, khi đó khớp O cố định Lực Pqg có giá trị lướn nhất ở cuối quá trình xúc, khi đó răng gầu ngang với khớp O và có chiều dày lớp phôi đất là lớn nhất C’max

a, Lực lớn nhất trong xilanh quay gầu:

- Chiều dày lớp phôi cắt lớn nhất:

C’max = ( Công thức 2.III.48_Trang 101-Máy làm đất)

Với:

+ b là chiều rộng gầu: b= 0.9 m

+ Hn là chiều sâu đào lớn nhất: Hn = lg = 1,32 m

+ Kt là hệ số tơi của đất: Kt = 1.2

 C’max = = 0.421 m

- Lực cản tiếp tuyến:

Po1 = K1*b*C’max = 6*0.9*0.421 =2.27 N

- Lực lớn nhất trong xilanh quay gầu: Pqg =

Trong đó:

r01 là khoảng cách từ lực P01 đến khớp O: r01 = Hn = 1.32 m

rg+đ là khoảng cách từ lực Gg+đ đến khớp O: rg+đ = 0.7 m

rqg là khoảng cách từ lực Pqg đến khớp O: rqg= 0.22 m

 Pqg = = 45641 N

b, Chọn xilanh quay gầu:

Trang 8

P1*S1 - P2*S2 - - Pms ± Pqt = 0

P1*π*- P2**(D2 – d2) - = 0

Nên ta có:

D = = = 0.046 m

- Tra bảng tiêu chuẩn xilanh ta chọn được xilanh có đường kính trong D = 50 mm đường

kính cần d = 36 mm

- Khi đó áp suất dầu làm việc của xi lanh P1 = 27.63 Mpa

c, Tính lưu lượng của xilanh quay gầu:

- Lưu lượng đi của xilanh quay gầu:

Qđtc = v**D2

= 0.2**0.052

= 0.393*10-3 (m3/s) = 0.393 (l/s)

- Lưu lượng về của quay gầu:

Qvtc = v**(D2 – d2)

= 0.2**(0.052 – 0.0362)

=0.189*10-3 (m3/s) = 0.189 (l/s)

 Bảng lưu lượng của các xilanh:

Xilanh Diện tích trong xilanh Diện tích cần Lưu lượng dầu đi Lưu lượng dầu về

Trang 9

(mm) (mm) (l/s) (l/s)

4, Chọn bơm thủy lực cho các xilanh:

- Lưu lượng lớn nhất trong các xilanh là 2.010 để bơm cung cấp đủ lưu lượng cho các xilanh thì lượng thực tế lớn nhất của bơm là:

QB = 2.010*2 = 4.02 (l/s) (Vì máy xúc dùng 2 xilanh cần)

 QB = 241.2 (l/p)

- Chọn:

+ Hiệu suất lưu lượng của bơm: nQ = 0.96

+ Hiệu suất cơ khí của bơm: nck = 0.94

- Lưu lượng lí thuyết của bơm:

Qlt = = = 251.25 (l/p)

- Với số vòng quay của bơm: nB = 2200 (v/p) ta có lưu lượng riêng lí thuyết của bơm:

qlt = = 114.2 (cm3/v)

- Dựa vào lưu lượng riêng và tốc độ quay ta tra được bơm có các thông số như:

+ Loại bơm : P2145

+ Lưu lượng riêng lớn nhất: qB = 145 (cm3/v)

+ Tốc độ quay định mức: nB = 2200 (v/p)

+ Áp suất làm việc lớn nhất: P = 320 bar

= 320*105 Pa

(trang 17_Tra bơm )

- Tính toán các thông số khác:

+ Chọn số xilanh: z = 9

+ Tỉ số giữa đườn kính vòng chia đi qua các xilanh và đường kính xilanh:

m = = 3.6 (Tra bảng trang 256_Bài tập thủy lực và máy thủy lực)

Với:

 D: đường kính vòng tròn chia của roto

 d: đường kính piston

- Chọn góc nghiên lướn nhất của đĩa:

γ= 20⁰=0.349 rad (Trang 256_Bài tập thủy lực và máy thủy lực)

- Đường kính xilanh:

d = =

= 2.3 cm

- Chọn đường kính xilanh:

d = 23 mm

- Hành trình piston:

S = = = 3.03 cm = 30.3 (mm)

- Đường kính vòng chia của roto:

D = = = 8.32 cm = 83.2 (mm)

- Công suất của bơm:

Ta có: P = 32*105 Pa = 326 at

Trang 10

N = = = 128.6 kW

- Công suất trên trục bơm ( hay công suất của động cơ):

Nđc = = = 142.5 kW

( Bài XI-3_Trang 255, 256_ Bài tập thủy lực và máy thủy lực)

5, Tính toán động cơ thủy lực:

- Chọn loại bơm cho các động cơ thủy lực giống như bơm của các xilanh

- Tốc độ quay toa: nqt = 12 (v/p) ( catalogue PC160 LC-8)

- Chọn tỉ số truyền: u = 50

 Tốc độ của động cơ: nđc = nqt* u = 12*50 = 600 (v/p)

- Lưu lượng thực tế lớn nhất mà bơm cung cấp cho các động cơ thủy lực ở tốc độ quay nB =

600 v/p là:

QB = qB* *nQ = = 1.096*10-3 (m3/s) = 65.78 (l/p)

a, Tính toán động cơ quay toa:

- Chọn hiệu suất lưu lượng, cơ khí của động sơ thủy lực:

nQ = 0.96÷0.98; nck = 0.94, chọn nQ = 0.96

( Trang 166_Thủy lực và máy thủy lực)

- Xét trường hợp toàn bộ lưu lượng của bơm cung cấp cho động cơ quay toa:

+ Lưu lượng thực tế lớn nhất của động cơ thủy lực:

Qđc = QB *nQ = 1.096*10-3 *0.96 = 0.001053 (m3/s) = 63.15 (l/p)

+ Lưu lượng riêng lớn nhất của động cơ thủy lực:

qđc = Qđc* = = 0.1053*10-3 m3/s = 105.3 cm3/s

- Tra bảng tiêu chuẩn về động cơ thủy lực ta chọn được động cơ có thông số sau:

+ Loại bơm : V14-110

= 420*105 Pa

Với:

d = =

= 1.93 cm

d = 19 mm

Trang 11

S = = = 4.01 cm = 40.1 (mm)

D = = = 6.94 cm = 69.4 (mm)

Ta có: P = 32*105 Pa = 326 at

N = = = 33.67 kW

Nđc = = = 37.31 kW

b, Tính toán động cơ di chuyển:

- Theo catalogue ta có vận tốc di chuyển lớn nhất của xe:

v = 5.5*1000/3600 = 1.53 m/s

- Bán kính của bánh xích:

r = = 0.3975 m

- Vận tốc góc ở đầu ra hộp giảm tốc:

ω = = = 3.843 rad/s

- Chọn tỉ số truyền của hộp giảm tốc: u = 50

- Vận tốc góc lớn nhất của động cơ thủy lực:

ωđc = ω* u = 3.843*50 = 192.17 (rad/s) = 30.6 (v/s)

- Chọn hiệu suất lưu lượng, cơ khí của động sơ thủy lực:

nQ = 0.96÷0.98; nck = 0.94, chọn nQ = 0.96

- Xét trường hợp toàn bộ lưu lượng của bơm cung cấp cho động cơ di chuyển:

+ Lưu lượng thực tế lớn nhất của động cơ thủy lực:

Qđc = (QB *nQ)/2 = (1.096*10-3 *0.96)/2 = 0.000526 (m3/s) = 31.58 (l/p) ( Vì có 2 bơm) + Lưu lượng riêng lớn nhất của động cơ thủy lực:

qđc = Qđc* ωđc = 0.000526 *30.6 = 17.2*10-6 m3/s = 17.2 cm3/s

- Tra bảng tiêu chuẩn về động cơ thủy lực ta chọn được động cơ có thông số sau:

+ Loại bơm : F11019

= 350*105 Pa

Với:

Trang 12

d = =

= 1.05 cm

d = 11 mm

S = = = 2.19 cm = 21.9 (mm)

D = = = 3.8 cm = 38 (mm)

Ta có: P = 32*105 Pa = 326 at

N = = = 16.84 kW

Nđc = = = 18.66 kW

III TÍNH KINH TẾ KỸ THUẬT TRONG QUẢN LÝ KHAI THÁC MÁY ĐÀO KOMATSU PC160 LC-8:

1 Kỹ thuật khi sử dụng:

a Điều khiển máy đào:

Để có thể vận hành được máy đào , yêu cầu người lái cần phải nắm vững cách bố trí, công dụng của các cần gạt và bàn điều khiển Ngoài ra, còn nắm được công dụng , mục đích của

hệ thống đèn hiệu, đèn báo.v.v

b Vận chuyển máy đào:

 Tuỳ thuộc vào kiểu của máy đào và khoảng cách cần vận chuyển mà ta có những phương pháp vận chuyển phù hợp:

- Với khoảng cách xa, người ta vận chuyển máy đào bằng phương pháp tiện đường sắt

 Khoảng cách ( 100  150) km

o Máy đào bánh xích: thường vận chuyển bằng rơ móc

o Máy đào bánh hơi: thường cho tự hành hoặc lai dắt

- Khoảng cách ( 5 10) km thì vận chuyển bánh xích bằng tự hành

- Khi vận chuyển máy đào trên các toa xe hoặc bằng rơ móc phải tuân theo các quy tắc xếp và buộc đã được bộ giao thông vận tải qui định

Trang 13

c Tổ chức thi công:

 Tuỳ theo địa điểm của công trình cần thi công mà người ta bố trí và tổ chức các phương tiện sao cho có thể sử dụng được tốt nhất , năng suất lao động cao nhất và giá thành tốt nhất

- Gàu ngược : Dùng để đào hào, hồ, kênh mương hoặc làn việc trong các bãi khai thác

- Gàu ngược : Được sử dụng để đào đất cao ở mức thấp hơn so với chỗ máy đứng, đào giếng sâu hẹp

- Gàu bốc xếp : Thường khai thác những mô đất cao hơn chỗ máy đứng và chuyển đát đi

 Ngoài ra, tuỳ thuộc vào đặc tính đất đá của từng công trình mà ta đưa ra lựa chọn phù hợp cho từng loại máy Chẳng hạn, máy đào KAMATSU PC160 LC-8 với trang bị gầu ngược A thường dùng để đào các loại đất đá thuộc nhóm:

( kg/m 3 )

Đát sét mỡ, sỏi nhỏ, cỡ 15mm đá dăm II 1750

Đất sết nặng, sỏi lớn vật liệu vụn III 1950

Đất sét khô, hoành thổ, băng tích IV 2000

Đất đồi núi khô cứng, đất đồi núi nổ mìn quặng VI 2200

5.2 BẢO DƯỠNG, SỮA CHỮA MÁY ĐÀO:

a Bảo dưỡng máy đào:

* Bảo dưỡng kỹ thuật máy đào là một công việc bắt buộc phải thực hiện trong một khoảng thời gian sử dụng nhằm mục đích :

- Kiểm tra phát hiện những hư hỏng đột xuất

- Chăm sóc các hệ thống, các cơ cấu đảm bảo cho hệ thống làm việc lâu dài

- Giữ gìn hình thức bên ngoài

* Đối với máy đào KOMATSU PC160 LC-8 ta chia ra các cấp bảo dưỡng như sau:

 Bảo dưỡng theo ca : Là công việc được thực hiện trước và sau làm ca :

Trang 14

- Kiểm tra cung cấp nhiên liệu, dầu mỡ, nước làm mát v v

- Kiểm tra tự làm việc bình thường của hệ thống, các cụm máy được bố trí trên máy đào

- Sau ca làm việc phải xả áp lực trong hệ thống thuỷ lực, đặt lần điều khiển ở vị trí trung gian

 Bảo dưỡng cấp I : là cấp bảo dưỡng được tiến hành sau 60 giờ làm việc:

+ Kiểm tra hệ thống các cụm của máy đào khi cần thiết phải siết chặt các mối ghép + Lau sạch dầu cặn, bơm mỡ ở các khớp nối

+ Kiểm tra, điều chỉnh và thay thế các loại nan, bầu lọc trong hệ thống

+ Kiểm tra và điều chỉnh căng giải xích

+ Kiểm tra và siết chặt các mối ống dẫn của hệ thống thuỷ lực

 Bão dưõng cấp II: Được tiến hành sau 240 giờ động cơ làm việc với mức độ phức tạp hơn bão dưỡng cấp I:

+ Kiểm tra hệ thống và cá cụm của máy đào khi cần thiết phải xiết chặt các mối ghép

+ Kiểm tra hành trình của nan trượt ( 17 0.5) mm

+ Kiểm tra thanh giằng của bộ góp trung tâm

 Bảo dưởng cấp III: Được tiến hành sau 960 giờ làm việc

+ Thực hiện các công việc bảo dưỡng cấp II

+ Thay thế các bộ lọc

+ Thay dầu trong các hộp giảm tốc

+ Kiểm tra độ mỡ của các đĩa phanh (5  10) mm

+ Kiểm tra và điều chỉnh giá trị áp lực làm việc của các van an toàn

 Bảo dưõng theo mùa : Được thực hiện ở các nước có khí hậu lạnh và theo mùa trong năm:

- Thay chất lỏng công tác trong hệ thống thuỷ lực

- Thay dầu nhờn trong các hộp giảm tốc của bộ quay bộ phận di chuyển

- Kiểm tra sự làm việc của bộ ra nhiệt, hệ thống sưởi buồng lái hoặc sự làm việc quạt gió

b Sữa chữa và thay thế các thiết bị công tác của máy đào:

Định dạng
Số trang	18
Dung lượng	165,77 KB