Giáo trình Truyền Động

Chương 1: TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ 1.1 Khái niệm chung truyền động khí Truyền động khí dạng cấu truyền công suất máy xây dựng – xếp dỡ Sự cần thiết phải đưa cấu truyền động thành khâu trung gian động cấu cơng tác có liên quan đến việc giải nhiều vấn đề khác Ví dụ máy di chuyển, cần phải thay đổi tốc độ phương chuyển động, lên dốc bắt đầu chuyển động cần phải tăng mô men quay bánh xe chủ động lên đến giá trị cần thiết Bản thân động tự thực yêu cầu làm việc phạm vi tốc độ momen định Khi có thay đổi vượt giá trị giới hạn, động ngừng làm việc Vì vậy, phận truyền động khí có chức đảm bảo tương ứng chế độ làm việc cấu chấp hành khả làm việc động Truyền động khí có cấu biến đổi thông số chuyển động động phù hợp với cấu công tác máy 1.1.1 Phân loại 1.1.1.1 Phân loại theo cấu tạo  Truyền động dựa lực ma sát:  Truyền động đai  Truyền động bánh ma sát, đĩa ma sát  Truyền động dựa ăn khớp:  Truyền động trục vít – đai ốc  Truyền động bánh  Truyền động bánh –  Truyền động bánh vít – trục vít  Truyền động xích 1.1.1.2 Theo tỷ số truyền truyền  Bộ truyền giảm tốc (i>1): tốc độ quay đầu nhỏ đầu vào  Bộ truyền tăng tốc (i bánh k n quay chiều b) Cơ cấu hành tinh đơn giản Trong truyền vi sai hình 1.2a ta cố định vành ta có truyền hành tinh đơn giản hình 1.2c, nên 3 =  (H ) i13( H )  1( H )  1 ( )   H ( )  H ( 3)   i1H (3) (3 ) - Tỷ số truyền bánh cần H bánh đứng yên: i1H i1H ( 3)   i13( H ) (1.3) Tổng quát, truyền hành tinh có n bánh : (n)   ikn( H ) (1.4)  Z  Z  Z   i13( H )         Z1  Z1   Z  (1.5) ikH Từ công thức 1.3 ta có: i1H ( 3) Bài tập: tương tự tính tỷ số truyền trường hợp bánh cố định 1.2.1.3 Ưu, nhược điểm truyền bánh hành tinh (So với truyền bánh thông thường) a) Ưu điểm:  Kích thước tổng thể trọng lượng nhỏ phân bố tải trọng hệ chia cho vài bánh vệ tinh công suất đưa vào truyền thành dòng song song với bố trí vài hệ hành tinh song song  Mô đuyn bánh nhỏ m =  (m = 10  14 với truyền bánh thông thường) việc chế tạo bánh đơn giản hơn, tiết kiệm  Khơng có tải trọng theo phương hướng kính nhờ bố trí bánh vệ tinh đối xứng dẫn tới dùng loại ổ đỡ trục kích thước nhỏ  Hiệu suất cao, tỷ số truyền lớn (có thể tới hàng nghìn) b) Nhược điểm  Chế tạo lắp ráp phức tạp  Các chi tiết đòi hỏi chế tạo với độ xác cao, đặc biệt cần chế tạo truyền động gọn có nhiều hệ phải chế tạo xác chi tiết  Do bố trí xít truyền động hành tinh nên tăng tổn thất dầu 1.2.2 Ứng dụng truyền động hành tinh ô tô – máy xây dựng 1.2.2.1 Nguyên tắc chung Các truyền động vi sai ứng dụng hai trường hợp sau:  Khi cần truyền động lực từ động cho hai khâu bị động (trường hợp thường ứng dụng vi sau cầu chủ động)  Khi cần truyền động từ hai động cho trục bị động (trường hợp thường áp dụng hệ thống dẫn động công suất lớn, trục bị động đòi hỏi phải hai động dẫn động độc lập) 1.2.2.2 Cơ cấu vi sai cầu chủ động ô tô Cơ cấu vi sai đảm bảo cho vận tốc hai bánh ô tô máy kéo bánh lốp khác vào đường cong (v1 > v2) để tránh tượng trượt Hình 1.3 Cơ cấu vi sai cầu sau ơtơ Bánh nón vệ tinh; Vỏ hộp vi sai; Bán trục dẫn động bánh xe; Bánh nón bán trục; Bánh nón chủ động; Bánh nón bị động Nguyên lý làm việc: Khi (5) quay làm (6) quay qua (2) qua hai bánh (1) làm hai bánh quay theo vận tốc, đường thẳng vận tốc chúng bánh vệ tinh (1) không quay trục chúng Khi vào đường cong, giả xử v1 > v2 dẫn tới bánh (1) quay quanh trục nó, đảm bảo việc quay quanh vòng ơtơ a) Bộ vi sai hình trụ cấu nâng hàng Bộ vi sai hình trụ lắp tời sử dụng cần trục (Liên xơ cũ) chế tạo ví dụ cần trục bánh lốp MK - 20, cần trục bánh xích MK - 16, MK 20, cần trục tháp MCK - - 520 sơ đồ hình 1.4 vi sai truyền từ hai động cho trục bị động (tang tời) Hình 1.4 Sơ đồ tời nhiều tốc độ vi sai hình trụ 1.Tang; 2.Bộ vi sai; 3,8 Hộp giảm tốc; 4,7 Phanh hãm; 5,6 Động Nguyên lý làm việc: Chuyển động quay truyền từ động (5) (6) qua hộp giảm tốc (3) (8) vi sai hình trụ (2) đến tang tời (1) Dừng động hãm (4) (7) Khối bánh vệ tinh gồm hai bánh g f ăn khớp với nhau, bánh trung tâm có za = zb Khi a đứng yên b đứng n, dựa vào phương trình 1.1, ta tính tốn được: iaH(b) = ibH(a) = Khi bánh a b quay có tốc độ khác ta có tốc độ khác cần H (tốc độ tang) b) Cơ cấu truyền động tay trộn máy trộn bê tông Khi trộn bê tông, người ta mong muốn thành phần có độ linh động lớn, cánh trộn phải chuyển động với tốc độ cao khơng quay tròn quanh thùng lúc sinh lực ly tâm làm giảm khả trộn máy Vì vậy, tay trộn cần phải chuyển động hỗn loạn thùng trộn Nếu bố trí cánh trộn chuyển động theo kiểu hành tinh thỏa mãn yêu cầu Như sơ đồ hình 1.8, bánh cố định ăn khớp với bánh hành tinh 5, giá treo (đóng vai trò cần H truyền động hành tinh) dẫn động từ động thông qua truyền động bánh nón truyền động đai Các trục tay trộn quay bánh hành tinh Nên giá treo quay làm cho bánh hành tinh quay chiều với giá quay Vì vậy, tay trộn có hai chuyển động: quay quanh thùng trộn quay quanh trục bánh hành tinh nên vật liệu có độ linh động lớn, vật liệu nhanh trộn Hình 1.5 Sơ đồ truyền động hành tinh sử dụng máy trộn BTXM Động cơ; Bộ truyền động đai; Cặp bánh nón; Bánh mặt trời cố định; Bánh hành tinh có gắn cánh trộn; Cánh trộn; Thùng trộn; Giá treo Khi trộn bê tông, người ta mong muốn thành phần có độ linh động lớn, cánh trộn phải chuyển động với tốc độ cao khơng quay tròn quanh thùng lúc sinh lực ly tâm làm giảm khả trộn máy Vì vậy, tay trộn cần phải chuyển động hỗn loạn thùng trộn Nếu bố trí cánh trộn chuyển động theo kiểu hành tinh thỏa mãn yêu cầu Như sơ đồ hình 1.8, bánh cố định ăn khớp với bánh hành tinh 5, giá treo (đóng vai trò cần H truyền động hành tinh) dẫn động từ động thông qua truyền động bánh nón truyền động đai Các trục tay trộn quay bánh hành tinh Nên giá treo quay làm cho bánh hành tinh quay chiều với giá quay Vì vậy, tay trộn có hai chuyển động: quay quanh thùng trộn quay quanh trục bánh hành tinh nên vật liệu có độ linh động lớn, vật liệu nhanh trộn c) Cơ cấu di chuyển máy bánh lốp có truyền động hành tinh Để truyền động bánh xe cầu chủ động với nhau, tránh cho bánh xe bị trượt người ta sử dụng truyền động vi sai Truyền động truyền từ động thủy lực hộp giảm tốc hành tinh đặt may 10 Hộp giảm tốc hai cấp, cấp (1) hệ bánh hành tinh, cấp (2) hệ bánh thường cần đứng yên phận chịu lực đĩa xích, đĩa xích tựa lên ổ bi Momen xoắn truyền đến vành qua hai bánh 14 truyền động cấp thứ (1) thứ (2) Bộ truyền bánh có tỷ số truyền lớn (i=  58,943) nên momen đĩa xích lớn Chốt thăm dầu Chốt đổ dầu Bánh hành tinh (1) (Z=42) Bánh mặt trời (1) (Z=11) Bánh mặt trời (2) (Z=19) Cần (1) Cần (2) Vỏ Vành (Z=97) 10 May 11 Đĩa xích 12 Phớt làm kín 13 Cụm động 14 Bánh (2) (Z=38) Hình 1.6 Truyền động bánh xích máy đào Komasu PC350-6 d) Cơ cấu quay máy đào Trong máy xây dựng – xếp dỡ, cấu truyền động hành tinh sử dụng phổ biến, thông thường trang bị trong: cấu di chuyển loại máy bánh lốp(vi sai cầu sau, truyền động cuối cùng…), cấu quay máy đào cần trục, dẫn động bánh chủ động truyền bánh xích… Bánh hành tinh (Z=13) Vỏ Thân truyền Khớp nối Bánh hành tinh cấp (Z=36) Vành (Z=95) Bánh hành tinh cấp (Z=33) Nắp Động thủy lực 10 Que thăm dầu 11 Bánh mặt trời cấp (Z=28) 12 Cần hệ bánh hành tinh cấp 13 Bánh mặt trời cấp (Z=21) 14 Cần hệ bánh hành tinh cấp 15 Chốt xả dầu Hình 1.7 Bộ phận truyền động cấu quay máy đào Komasu PC350-6 Bộ truyền bánh hành tinh bánh lắp toa quay, truyền động từ động bánh hành tinh thông qua truyền động hành tinh (tỷ số truyền truyền i=24,265 Bánh quay quanh vành mang toa quay quay theo 1.2.2.3 Pa lăng điện có truyền động hành tinh Mục đích tạo vi tốc độ q trình nâng hàng, để kết cấu tời nâng gọn nhẹ, người ta áp dụng truyền động hành tinh truyền từ động đến tang cáp 1.3 Truyền động tay quay truyền cỡ lớn 1.3.1 Công dụng phân loại Cơ cấu tay quay truyền cấu phẳng gồm nhiều khâu liên kết với khớp động loại (khớp quay tịnh tiến) Truyền động tay quay truyền kiểu truyền động ứng dụng nhiều kỹ thuật nói chung MXD nói riêng 1.3.1.1 Cơng dụng Cơng dụng cấu tay quay truyền để truyền chuyển động quay từ khâu dẫn sang khâu bị dẫn thông qua khâu trung gian truyền Khâu bị dẫn có chuyển động quay, chuyển động tịnh tiến, chuyển động song phẳng, chuyển động lắc 1.3.1.2 Phân loại  Theo nguyên lý truyền động người ta chia thành:  Truyền động quay - tịnh tiến  Truyền động quay - lắc  Truyền động quay - song phẳng  Theo số lượng khâu tạo thành cấu:  Truyền động tay quay truyền bốn khâu  Truyền động tay quay truyền năm khâu 1.3.2 Nguyên tắc cấu tạo nguyên lý hoạt động truyền động tay quay truyền 1.Tay quay; Thanh truyền; Con trượt Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo hoạt động cấu truyền động tay quay truyền Cơ cấu tay quay truyền có nguyên lý cấu tạo cấu phẳng, khâu thành phần cấu bao gồm: tay quay (khâu dẫn), truyền (khâu trung gian) khâu chấp hành (khâu bị dẫn) khâu chấp hành ở dạng trượt, dạng đòn 1.3.3 Ứng dụng cấu truyền động máy xây dựng 1.3.3.1 Cơ cấu biên - tay quay động đốt Nguyên lý hoạt động: trình nổ xảy xilanh động lực xung kích đẩy piston xuống Thông qua truyền lực từ piston truyền sang tay quay tạo nên momen quay trục Hình 1.9 Sơ đồ cấu tay quay truyền dùng động đốt 1.3.3.2 Máy nghiền đá kiểu má có chuyển động lắc đơn giản Hình 1.10 Sơ đồ máy kiểu má có chuyển động lắc đơn giản Lắc đơn giản Lắc phức tạp 1.Má cố định; Má di động; Thanh kéo; 4, Thanh đẩy; Trục lệch tâm; Bánh đà; Truyền động đai; Động cơ; 10 Thanh kéo; 11 Lò xo Đối với loại chuyển động lắc đơn giản: Đây cấu phẳng khâu Khi bánh lệch tâm quay, động lực truyền qua truyền xuống chổ nối hai khâu làm cho góc nghiêng chúng thay đổi đầu khâu cố định nên đầu lại đẩy tác dụng vào má di động làm cho má lắc qua lắc lại quanh trục treo phía Chuyển động lắc có tác dụng tạo lực ép lớn nghiền vỡ đá Đối với loại chuyển động lắc phức tạp: má nghiềng di động treo trục lệch tâm, chuyển động má nghiềng di động chuyển động song phẳng 1.3.3.3 Cơ cấu tay quay truyền cỡ lớn ứng dụng cấu cân đối trọng cần trục hải cảng Ví dụ ứng dụng đối trọng di động cần trục chân đế (cần trục hải cảng) để tự ổn định tầm với thay đổi Nhờ tầm với đề nâng tải trọng tải trọng danh nghĩa Khi cần quay quanh (0) qua (4) làm cho (5) quay quanh A mơ men chống Hình 1.11 Sơ đồ cấu tay quay lật cần trục cân với mô men truyền dùng cần trục hải cảng Hàng nâng; Cần; Cột; Thanh giữ; lật hàng ứng với vị trí khác Thanh quay; Đối trọng cần 1.3.3.4 Cơ cấu tay quay truyền cỡ lớn ứng dụng máy khoan đập cáp Hình 1.12 Sơ đồ cấu tay quay truyền dùng máy khoan đập đá 1.Choòng khoan; Cáp; Puly đỉnh giá dẫn hướng; Giá dẫn hướng; Puly kéo; Ppuly dẫn hướng; Tang cáp; Thanh truyền; Tay quay (bánh lệch tâm) Nguyên lý hoạt động: Choòng khoan nâng lên hạ xuống chu kỳ chuyển động lắc puly kéo 5, chuyển động lắc tạo trình quay bánh lệch tâm (tay quay) Choòng khoan nâng lên khớp nối truyền bánh lệch tâm nằm vị trí thấp Còn khớp vị trí cao bánh lệch tâm chng khoan hạ xuống 1.4 Truyền động xích cỡ lớn 1.4.1 Cơng dụng phân loại Truyền động xích dùng để truyền cơng suất hai trục song song cách xa từ trục dẫn đến nhiều trục bị dẫn điều kiện sử dụng truyền động bánh Trên Máy xây dựng - xếp dỡ truyền động xích phận cơng tác máy ví dụ băng gầu để vận chuyển vật liệu rời băng gầu máy xúc nhiều gầu Truyền động xích dùng cấu di chuyển số loại cần trục bánh xích, xe nâng hàng Theo kết cấu xích người ta chia xích truyền động thành:  Xích ống lăn  Xích  Xích ống 1.3.2 Cấu tạo nguyên lý truyền động xích cỡ lớn: (Xem chi tiết máy) Sự hoạt động truyền động xích dựa nguyên lý ăn khớp truyền động xích truyền tải lớn, làm việc tin cậy, khơng có tượng trượt nên cấu làm việc ổn định Truyền động xích có khả làm việc với tải trọng lớn, tác dụng tức thời Ngun lý ăn khớp khơng đòi hỏi xích phải có độ căng Hình 1.13 Cấu tạo truyền động xích ban đầu giảm tải trọng 1,3.Đĩa xích; Xích tác dụng lên trục ổ đỡ Góc ơm đĩa xích khơng giữ vai trò quan trọng góc ơm bánh đai, truyền động xích làm việc tin cậy trường hợp khoảng cách hai trục bé tỷ số truyền lớn, đồng thời truyền công suất từ trục đến nhiều trục bị dẫn 10 xilanh 6, cán piston xilanh duỗi ra, khơng khí phía piston qua van phân phối xả Van an toàn bố trí trước xilanh có tác dụng giới hạn lực tác dụng xilanh 4.2 Một số máy, cụm chi tiết hệ thống truyền động khí nén 4.2.1 Máy nén khí Máy nén khí phận quan trọng hệ thống truyền động khí nén, làm nhiệm vụ sản xuất khí nén  Nếu áp suất p k > KG/cm2 (gọi máy nén khí bơm hơi)  Nếu áp suất p k < KG/cm2 (gọi quạt gió) Phân loại máy nén khí:  Theo pk người ta chia thành  Máy áp lực thấp: p k = (2 ÷ 10) KG/cm2  Máy áp lực trung bình: pk = (10 ÷ 100) KG/cm2  Máy áp lực cao: pk > 100 KG/cm2  Theo cấu tạo người ta chia thành:  Máy nén khí kiểu piston  Máy nén khí kiểu cánh quạt  Máy nén khí kiểu tuốc bin  Kiểu trục vít Trong ngành MXD - XD thường dùng loại áp lực thấp kiểu piston cấp nhiều cấp (ví dụ máy xúc, cấp I  KG/cm 2, cấp II  ÷ KG/cm 2) Hình 4.3 Sơ đồ ngun lý máy nén khí hai cấp xi lanh 1.Đường ống hút; Buồng xi lanh thấp áp;3 Bề mặt piston khu vực thấp áp; 4, Van an tồn đóng vai trò điều chỉnh áp lực;5 Bộ làm mát;6 Buồng xi lanh cao áp;7 Bề mặt piston ỏ khu vực cao áp; Đường ống dẫn áp lực cao; 10 Van chiều Nguyên lý làm việc: Khi piston xuống, thể tích khoang tăng lên, khơng khí bên ngồi có áp suất p0 qua van chiều vào buồng 2, piston lên khơng khí bị nén có áp suất P , lúc van mở, khí nén qua van 4, làm mát vào buồng Như hành trình xuống piston nén khí buồng từ p -> p2 đồng thời hút khí có áp suất p vào buồng Trong hành trình lên khơng khí bị nén từ p0 đến p đồng thời hút khí có p1 vào Khơng khí có áp suất p qua van đến bình chứa áp lực Ngồi ra, cần lượng khí nén lớn người ta thường dùng máy nén khí trục vít hoạt động ổn định, độ ồn thấp, hiệu suất cao hoạt động gần đầy tải 76 Máy nén khí trục vít hoạt động theo ngun lý thay đổi thể tích Máy gồm có hai trục: trục trục phụ đặt vỏ đặt biệt bao kín hai trục vít quay, hai trục có lồi lõm, biên dạng hai trục cho lắp ghép với vỏ khe hở chúng nhỏ số trục vít lồi thường trục vít lõm đến Hai trục vít phải quay đồng với nhau, trục vít vỏ bọc có khe hở nhỏ Khi trục vít quay nhanh, khơng khí hút vào bên vỏ thông qua cửa nạp vào buồng khí trục vít khơng khí dịch chuyển dần cửa xả bị nén buồng khí nhỏ lại Ở cửa máy nen khí có Hình 4.4 Máy nén khí trục vít lắp van chiều để ngăn trục vít tự quay q trình nén ngừng 4.2.2 Thiết bị xử lý khí nén Khí nén tạo từ máy nén khí chứa nhiều chất bẩn, bao gồm: bụi, nước từ khơng khí, dầu bơi trơn… Hơn nữa, q trình nén khí, nhiệt độ khí nén tăng lên, gây nên q trình oxi hóa số phần tử nói Những chất vào hệ thống gây nên ăn mòn phần tử hệ thống Vì vậy, khí nén cần phải xử lý trước đưa đến phận điều khiển chấp hành Quy trình xử lý mơ tả sau: khí nén từ máy nén khí đưa vào thiết bị làm lạnh tạm thời, sau dẫn vào bình làm nước ngưng tự, độ ẩm lượng nước khí nén ngưng tụ Giai đoạn gọi xử lý thơ Khí nén xử lý sau giai đoạn sử dụng cho loại dụng cụ cầm tay, đồ gá đơn giản dùng khí nén… Nếu dùng khí nén cung cấp cho hệ thống điều khiển số thiết bị quan trọng khác đòi hỏi chất lượng khí nén phải cao 4.2.2.1 Sấy khơ khí nén Trong khơng khí ln tồn nước, nên nén vào bình chứa khơng khí bị ngưng tụ làm thể tích bình chứa dần giảm gây rỉ rét bình chứa, nước vào phận công tác điều khiển làm giảm tuổi thọ Vì vậy, nước cần tách khỏi khí nén sấy khơ trước chứa vào bình chứa Thường dùng loại sau loại: a) Bộ sấy khơ q trình hóa học: Hình 4.6 thể sấy khơ q trình hóa học Trên đường ống dẫn vào, khí Hình 4.5 Sơ đồ nguyên lý sấy khô nén qua lọc sơ cấp thiết bị trình hóa học tạo xốy lốc để lọc nước hạt dầu Hơi nước khơng khí tác dụng với chất trợ dung tạo thành dạng đung dịch chảy xuống đáy bình sấy để đưa ngồi thường xuyên phải bổ sung chất trợ dung Chất trợ dung tốn nhiệt độ 77 20°C b) Sấy khơ q trình làm lạnh Hình 4.6 Sơ đồ ngun lý sấy khơ q trình làm lạnh 1.Đường ống dẫn khí vào; 2.Đường ống dẫn khí nén ra; Bộ trao đổi nhiệt khí- khí; Bộ trao đổi nhiệt khí - chất làm lạnh; Bộ làm lạnh; Bộ tách nước Khi vào 3, khơng khí nén nóng ẩm dòng khơng khí khơ lạnh làm lạnh phần làm cho nước dầu tách phần Sau tiếp vào trao đổi nhiệt làm lạnh tiếp nhờ làm lạnh tới nhiệt độ l,7°C Ở nước hạt dầu tách lần Sau khơng khí khơ lạnh q trở qua vào hệ thống 4.2.3 Bộ lọc khí Để lọc chất bẩn lẫn khơng khí nước, bụi bẩn, dầu bơi trơn sót lại, vẩy, rỉ sét để hệ thống hoạt động tốt Các chất bẩn phần lớn tách sấy khơ, phần lại tiếp tục loại bỏ lọc khí nén Cửa vào khơng khí nén; Cửa khơng khí nén; Cánh dạng xoắn; Lưới lọc khí có đường kính lỗ (30÷70)μm; Vít xả cặn; Nước chất bẩn ngưng tụ; Van khoá; Thân bầu lọc Hình 4.7 Sơ đồ cấu tạo bầu lọc khí nén 4.2.4 Bình chứa khí nén Áp kế; Đồng hồ đo nhiệt độ; Van cấp khí nén; Van xả nước ngưng tụ Bình chứa; Máy nén; Van an tồn Hình 4.8 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo bình chứa khí nén 78 Bình chứa khí nén thường lắp sau máy nén khí số loại van thiết bị phụ trợ khác để trì ổn định nguồn cấp khí nén, ổn định dao động áp suất khí khơng khí nén tiêu thụ Diện tích lớn bình chứa góp phần làm mát khơng khí nén, nhờ phần ẩm khơng khí nén ngưng tụ thành nước tách khỏi khí nén Ở bình chứa khí nén có trang bị van đóng ngắt tự động, đạt đến áp suất điều chỉnh trước máy nén khí tự động tắt, dùng khí nén, áp suất bình giảm xuống mức điều chỉnh máy nén khí đóng mạch hoạt động trở lại 4.2.5 Van điều chỉnh áp suất Van điều chỉnh áp suất có nhiệm vụ giữ áp suất khơng đổi, có thay đổi bất thường tải trọng làm việc phía đường dao động áp suất đường vào van Nguyên tắc hoạt động van điều chỉnh áp suất sau: điều chỉnh trục vít, tức điều chỉnh vị trí đĩa van, trường hợp áp suất đường tăng lên so với Hình 4.9 Van điều chỉnh áp suất áp suất đặt trước, khí nén qua lỗ thông tác dụng lên màng, vị trí kim van thay đổi khí nén qua lỗ xả khí ngồi Cho đến chừng áp suất đường áp suất điều chỉnh vị trí kim van trở vị trí ban đầu 4.2.6 Van phân phối Tương tự hệ thống truyền động thủy lực, van phân phối hệ thống truyền động khí nén có nhiệm vụ phân chia dòng khí tới đường ống khác nhau, từ khí nén đưa đến phận công tác hay cấu chấp hành tạo nên dạng chuyển động theo ý muốn người điều khiển Căn vào số cửa vào khí van, ta có loại van phân phối kiểu hai cửa hay nhiều cửa Trong kiểu hai cửa (một vào ra) kiểu ba cửa (một cửa vào hai cửa ra) sử dụng nhiều Mặc khác, theo đặc điểm điều khiển đóng mở ngăn kéo phân phối, ta có loại van phân phối điều khiển cần gạt, khí nén, điện từ Trong ngành máy xây dựng xếp dỡ, kiểu điều khiển cần gạt (tác dụng trực tiếp) điều khiển điện từ (van điện – khí) sử dụng phổ biến a)Kiểu hai cửa 1.Piston; 2.Vòng chặn; 3.Thân van; 4.Cửa vào; 5.Vành phớt; 6.Lò xo; 7.Cửa Ra b)Kiểu ba cửa 1,9.Piston; 2,6.Lò xo; 3.Khoang thơng khí; 4.Cửa khí; 79 (a) (b) Kí hiệu: Hình 4.10 Cấu tạo van phân phối kiểu tác dụng trực tiếp Kiểu hai cửa: khí nén dẫn động từ D vào Nếu ta dịch chuyển piston từ vị trí a1 xuống vị trí a2, dòng khí từ cửa D thông với cửa Z đến nơi sử dụng ta buông tay điều khiển, lực đẩy lò xo 6, piston dịch chuyển từ vị trí a2 lên vị trí a1 Nhược điểm loại van khí nén sau dùng xong khơng thể xả ngồi mơi trường qua van Kiểu van phân phối cửa: điều khiển piston từ vị trí b1 xuống vị trí b2, piston tác dụng lên piston đẩy piston xuống làm cho khí nén từ cửa D dẫn sang cửa Z, đồng thời đóng kín lỗ thơng cửa A cửa Z thơng qua đường dẫn khí piston bề mặt cao su phía piston áp chặt vào đầu piston Khi tác dụng vào piston 1, lò xo đẩy piston vị trí ban đầu, khí nén từ D khơng thể chạy sang cửa Z Mặc khác, vị trí tiếp xúc piston piston bị tách làm cho khí nén sau sử dụng từ cửa Z qua lỗ đường dẫn khí piston để đến cửa A xả ngồi mơi trường 4.2.7 Xilanh khí nén Xilanh khí nén phận quan trọng, thường sử dụng hệ truyền động khí nén máy xây dựng – xếp dỡ Khí nén dẫn vào xilanh tác dụng lên mặt piston đẩy piston chuyển động vậy, lượng khí nén trực tiếp biến đổi thành tạo nên chuyển động tịnh tiến piston Xilanh khí nén có nhiều loại khác nhau, thông dụng loại:  Xilanh tác dụng hai chiều, cán piston, khơng có đầu phanh hãm: khí nén dẫn vào hai phía piston đẩy piston sang trái sang phải tùy chiều tác dụng khí nén  Xilanh tác dụng hai chiều, cán piston, có đầu phanh hãm: loại khác loại chỗ: cán piston khu vực hai bên piston có đường kính lớn bình thường nên che kín lỗ khí xilanh giai đoạn cuối hành trình, lượng khí dư tạo nên lớp đệm khí hãm chuyển động piston lại người ta điều chỉnh lực hãm nhờ vít 10  Xilanh tác dụng chiều, cán piston, có cấu đẩy lò xo: khí nén vào bên trái đẩy piston qua bên phải, ép lò xo lại xả khí nén ngồi, nhờ lực đẩy lò xo piston có hành trình ngược lại a) Xilanh tác dụng hai chiều, cán piston, khơng có đầu phanh hãm 1,9.Lỗ dẫn khí; 2.Hệ trục bulơng giằng; 3.Nắp xilanh; 4.Vòng hãm; 5.Piston; 6.Cán piston; 7.Vỏ xilanh; 8.Phần nhơ nắp xilanh; 10.Phớt chắn; 11.Bạc chặn; 12.Phớt chắn 80 ngoài; 13.Đầu ren b) Xilanh tác dụng hai chiều, cán piston, có đầu phanh hãm 2.Đầu phanh hãm; 9.Rãnh dẫn khí; 10.Vít điều chỉnh c) Xilanh tác dụng chiều, cán piston, có cấu đẩy lò xo 9.Lỗ khí; 8.Lò xo Hình 4.11 Các loại xilanh khí nén thơng dụng Ngồi có xilanh màng, xilanh giống xilanh chiều xilanh màng kiểu cuộn có khoảng chạy lớn xilanh màng kiểu hộp khoảng chạy piston nhỏ (lớn 80mm) xilanh màng sử dụng điều khiển, ví dụ công nghiệp ô tô (điều khiển phanh, ly hợp…), cơng nghiệp hóa chất Hình 4.12 Xilanh màng (hãng EFFBE – Đức) a) Xilanh màng kiểu cuộn; b) xilanh màng kiểu hộp 4.3 Một số sơ đồ truyền động khí nén tiêu biểu 4.3.1 Truyền động khí nén dùng nhiều hệ thống phanh dùng ôtô - máy xây dựng Sau giới thiệu cụ thể hệ thống truyền động khí nén cho động phanh (phanh hơi) loại cần trục bánh hơi(hình 4.13) Các kí hiệu hình vẽ khơng khác nhiều so với hệ thống truyền động thuỷ lực Do việc tìm hiểu mơ tả sơ đồ mạch khí nén khơng có khó khăn, có kiến thức mạch truyền động thuỷ lực Q trình tính tốn thiết kế hệ thống truyền động khí nén tương tự truyền động thuỷ lực 81 Bơm hơi; Bình phân ly nước; Bình chứa nén ; Bàn đạp phanh; 5,6 Van phân phối hơi; 7,9 Bát phanh; Tăm bua; 10 Bát phanh; 11 Phanh tay Hình 4.13 Sơ đồ hệ thống phanh cấu di chuyển 4.3.2 Hệ thống truyền động khí nén dùng thiết bị vận chuyển bêtơng Khí nén sau máy nén khí cung cấp vào thùng chứa đưa vào cụm van phân phối làm cho xilanh nén khí làm việc, nắp mở để bêtông từ máy trộn đổ vào phễu 1, sau xilanh đóng chặt nắp lại, điều khiển van phân phối để khơng khí nén vào phía phễu vào đường ống 10 để thổi bêtông theo ống phễu Tại khí nén ngồi qua cửa 11và bê tông rơi xuống duới Trong phễu người ta có bố trí chắn 12 để bêtơng khơng bị bắn ngược trở lên nắp Hình 4.14 Sơ đồ nguyên tắc loại hệ thống thiết bị vận chuyển hổn hợp bêtơng khí nén 1.Phễu chứa có buồng khí ép; Phễu xả bêtơng; Ống dẩn; Thùng chứa khí nén; Máy khí nén; Nắp phễu; Xilanhkhí nén; Van phân phối; Đồng hồ áp lực; 10 Vòi kphun khí nén; 11 Cửa khí; 12 Tấm chắn 82 Với loai thiết bị này, vận chuyển bêtơng với cự li (100÷150)m, suất từ (5÷60)m3/giờ, tiêu hao khí nén cho 1m hỗn hợp bê tông cần vận chuyển nằm khoảng 10÷15m với áp lực khí nén dao động khoảng p =(0,3÷0,7)Mpa 4.3.3 Hệ thống truyền động khí nén dùng trạm bơm bêtơng tự động Trong trạm trộn bêtông tự động: cửa van xả cát, đá, ximăng, nước, bêtơng… đóng mở xilanh khí nén Để điều khiển từ xa, đặc biệt điều khiển tự động theo chương trình Trong hệ thống truyền động khí nén, việc phân phối tới đường ống dẩn vào xilanh van điện khí đảm nhiệm Hệ thống áp dụng cho trạm trộn bê tông asphalt, hệ thống cân đo vật liệu cách tự động Sơ đồ nguyên lý điều khiển xilanh van điện khí thể (hình 4.3) Hình 4.15 Sơ đồ tổng thể hệ thốngtruyền động khí nén trạm trôn bê tông ximăng tự động 1.Máy khí nén; Đường ống chính; Xilanh khí nén; Van điện khí; 5.Đường ống nhánh 83 Phụ lục 2: Một số ký hiệu thông dụng hệ thống truyền động khí nén THỨ TỰ KÝ HIỆU Ý NGHĨA Hướng chảy dòng thuỷ lực Có khả điều chỉnh Bơm động a) Bơm Bơm làm việc chiều khơng điều chỉnh (có lưu lượng riêng cố định q = const) Bơm làm việc chiều có điều chỉnh (có lưu lượng riêng thay đổi q  const) Bơm làm việc hai chiều khơng điều chỉnh (có lưu lượng riêng cố định q = const) Bơm làm việc hai chiều có điều chỉnh (có lưu lượng riêng thay đổi q  const) b) Động Động làm việc chiều khơng điều chỉnh (có lưu lượng riêng cố định q = const) Động làm việc chiều có điều chỉnh (có lưu lượng riêng thay đổi q  const) Động làm việc hai chiều khơng điều chỉnh (có lưu lượng riêng cố định q = const) 10 Động làm việc hai chiều có điều chỉnh (có lưu lượng riêng thay đổi q  const) Van phân phối Van phân phối chiều, cửa, vị trí 11 84 12 Van phân phối chiều, cửa, vị trí 13 Van phân phối chiều (4 cửa ba ngăn, vị trí) 14 Van phân phối chiều điều khiển nam châm điện lò xo 15 Van phân phối cửa, ngăn, vị trí Xi lanh thuỷ lực 16 Xi lanh chiều 17 Xi lanh cán hai chiều 18 Xi lanh hai cán hai chiều 19 Xi lanh nhiều pittông (kiểu ống lồng) hay gọi xi lanh lực vi sai hai chiều 20 Xi lanh kiểu ống lồng chiều 21 Xi lanh có pít tơng bơi chiều 22 Xi lanh có giảm chấn (ở cuối hành trình phía) Cơ cấu điều khiển 23 Bằng tay gạt tay đập 24 Bằng đòn bẩy - cần gạt 25 Bằng vấu cam khí 26 Bằng lăn 27 Bằng thuỷ lực trực tiếp 85 Bằng thuỷ lực gián tiếp 28 29 Bằng khí nén trực tiếp 30 Bằng khí nén gián tiếp 31 Bằng nam châm điện 32 Bằng điều khiển điện từ - thủy lực 33 Bằng khí nén - thuỷ lực 34 Bằng lò xo 35 Điều khiển trực tiếp điện từ đến trượt van Hành trình van nhờ lò xo 36 Bằng động điện 37 Có cấu tự hãm vị trí điều khiển Cơ cấu điều chỉnh áp suất (Van an toàn) 38 Van an tồn có áp suất chỉnh sẵn điều khiển trực tiếp 39 Van an tồn có áp suất điều chỉnh được, điều khiển trực tiếp Van an toàn điều khiển từ xa (điều khiển gián tiếp) 40 Cơ cấu điều chỉnh lưu lượng 41 Van tiết lưu không điều chỉnh 42 Van tiết lưu hai cửa có điều chỉnh 86 Van tiết lưu ba cửa có điều chỉnh 43 44 Bộ song song van chiều van tiết lưu điều chỉnh (cụm van chiều - van tiết lưu) 45 Van chặn (van để nối đường ống thơng - đóng mở tay) van khố 46 Van chiều khơng giảm áp (khơng trễ) - van chiều khơng có lò xo 47 Van chiều có giảm áp (có trễ) van chiều có lò xo điều chỉnh Các cấu chi tiết khác 48 Đường dầu 49 Đường dầu điều khiển 50 Đường dầu rò (dầu xả, dầu thốt) 51 Ống nối mềm 52 Đường dầu giao không gian 53 Chỗ nối 54 Thùng dầu 55 Thùng tích (ắc quy thuỷ lực) 56 Đóng khung thiết bị nhóm 57 Đồng hồ đo áp lực (áp kế) 58 Bộ lọc dầu 59 Bộ làm mát 60 Bộ làm nóng 87 61 Đồng hồ đo lưu lượng 62 Đồng hồ đo nhiệt độ Phụ lục 2: Một số ký hiệu thơng dụng hệ thống truyền động khí nén TT KÝ HIỆU Ý NGHĨA Van khí tác dụng trực tiếp Van khí tác dụng gián tiếp Van điện khí Khí trực tiếp Khí qua ống Bộ giảm âm Xả cặn Bơm khí nén (máy nén khí) Động khí nén chiều, khơng điều chỉnh 10 Động khí nén hai chiều, không điều chỉnh 11 Nguồn áp lực 12 Bộ tách nước thủ công 13 Bộ tách nước tự động 88 14 Bộ lọc khí có tách nước 15 Bộ cấp dầu dạng sương mù 16 Bộ lọc ẩm (làm khơ khí nén) 17 Van giảm áp thường 18 Van giảm áp có cửa xả 19 Van chiều 20 Van phân phối cửa vị trí (2/2) 21 Van phân phối cửa vị trí (3/2) 22 Van phân phối cửa vị trí (3/3) 23 Van phân phối cửa vị trí (4/2) 24 Xi lanh chiều 25 Xi lanh hai chiều 89 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ 1.1 Khái niệm chung truyền động khí 1.2 Truyền động hành tinh 1.3 Truyền động tay quay truyền cỡ lớn 1.4 Truyền động xích cỡ lớn 10 CHƯƠNG 2: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 14 2.1 Khái niệm truyền động điện MXD – XD 14 2.2 Đặc điểm làm việc loại truyền động điện máy xây dựng xếp dỡ 15 2.3 Các thiết bị dùng truyền động điện 35 2.4 Ví dụ truyền động điện máy xây dựng xếp dỡ 40 CHƯƠNG 3: TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 42 3.1 Những vấn đề chung lĩnh vực áp dụng truyền động thủy lực 43 3.2 Truyền động thủy tĩnh 46 3.3 Truyền động thủy động 70 CHƯƠNG 4: TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ NÉN 74 4.1 Khái niệm truyền động khí nén máy xây dựng 74 4.2 Một số máy, cụm chi tiết hệ thống truyền động khí nén 76 4.3 Một số sơ đồ truyền động khí nén tiêu biểu 81 Phụ lục 2: Một số ký hiệu thơng dụng hệ thống truyền động khí nén 84 Phụ lục 2: Một số ký hiệu thơng dụng hệ thống truyền động khí nén 88 90 ... điện động (một động dẫn động cấu)  Truyền động điện theo nhóm (một động dẫn động cho nhiều cấu)  Truyền động điện nhiều động (nhiều động điện dẫn động cho cấu máy)  Theo cấu tạo máy điện  Truyền. .. thống truyền động cho băng truyền đai máy xúc nhiều gầu hoạt động Hình 1.16 Bộ truyền động xích dẫn động cho tang trống chủ động băng truyền động đai lắp máy trục nhiều gầu 1.Tang trống chủ động; ... nguyên lý truyền động người ta chia thành:  Truyền động quay - tịnh tiến  Truyền động quay - lắc  Truyền động quay - song phẳng  Theo số lượng khâu tạo thành cấu:  Truyền động tay quay truyền