Thiết bị động lực máy xếp dỡ

Tất cả thiết bị động lực máy xếp dỡ. Dùng cho sinh viên nghiên cứu, kỹ sư áp dụng trong công việc, giảng viên về máy trục.....................................................................................

Chương 2: THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC DÙNG TRONG MÁY XẾP DỢ §2.1 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC: 2.1.1 Khái niệm: Thiết bò động lực thiết bò phát nguồn lượng (công suất) dẫn động cho cấu máy hoạt động Thiết bò động lực gọi động máy 2.1.2 Phân loại thiết bò động lực: Trên máy xếp dỡ sử dụng dạng thiết bò động lực sau: a) Động điện: Là loại thiết bò động lực sử dụng phổ biến máy xếp dỡ làm việc nơi có mạng lưới điện công nghiệp Động điện dùng làm thiết bò động lực có nhiều ưu điểm bật như: – Kết cấu nhỏ gọn, hiệu suất cao, giá thành rẻ, – Khả tải lớn, – Điều khiển thuận tiện, nhẹ nhàng, mở máy đổi chiều quay dễ dàng – Tiện lợi việc điều khiển tự động điều khiển theo chương trình (programable logic controller – PLC) b) Động đốt trong: Động đốt loại thiết bò động lực sử dụng thích hợp máy xếp dỡ làm việc thường xuyên lưu động, không sử dụng nguồn điện tónh Ví dụ: cần trục tự hành, cần trục ôtô, bánh lốp, bánh xích, cần trục nổi…, Các máy nâng tự hành: máy nâng chạc, máy nâng gầu, máy nâng container chuyên dùng xếp dỡ container bãi cảng c) Thiết bò động lực phối hợp: Hiện cần trục tự hành, người ta thường dùng cách chuyển đổi lượng dạng động đốt phát thành lượng điện (động đốt dẫn động máy phát điện) thành lượng thủy lực (động đốt dẫn động bơm thủy lực) lượng khí nén (động đốt dẫn động máy nén khí) Năng lượng điện, thủy lực, khí nén cung cấp cho động điện, thủy lực, khí nén riêng biệt dẫn động cho cấu Đó cụm thiết bò động lực phối hợp – Cụm thiết bò động lực diezel – máy phát điện: Thiết bò động lực máy thường động diesel Động diezel dẫn động máy phát điện phát lượng điện Nguồn lượng điện cung cấp cho động điện dẫn động cho cấu công tác riêng biệt Như động trực tiếp dẫn động cho cấu máy động điện – Cụm thiết bò động lực diezel – bơm thủy lực: Thiết bò động lực máy thường động diesel Động diezel dẫn động bơm thủy lực Bơm thủy lực biến đổi lượng dạng (từ động diezel) thành lượng dòng chất lỏng thủy lực Nguồn lượng tích lũy dòng chất lỏng thủy lực cung cấp cho động thủy lực dẫn động cho cấu công tác Như động trực tiếp dẫn động cho cấu công tác máy động thủy lực – Cụm thiết bò động lực động đốt – máy nén khí: Thiết bò động lực máy động đốt Động đốt dẫn động máy nén khí Máy nén khí biến đổi lượng dạng (từ động đốt trong) thành lượng không khí nén áp suất cao Nguồn lượng không khí nén cung cấp cho động khí nén dẫn động cho cấu công tác Hiện dẫn động nhờ không khí nén sử dụng hệ thống truyền động cho cấu máy xếp dỡ Trên máy xếp dỡ, máy xây dựng phương tiện vận tải (ôtô, máy kéo…) khí nén thường dùng để điều khiển thiết bò như: điều khiển ly hợp, điều khiển phanh… §2.2 ĐỘNG CƠ ĐIỆN: 2.2.1 Khái niệm động điện: Động điện sử dụng phổ biến máy xếp dỡ cố đònh di chuyển cự ly ngắn Động điện thiết bò biến đổi điện thành năng, dựa nguyên lý tác dụng lực điện từ từ trường dòng điện 2.2.2 Phân loại động điện: Hình 2.1 – Hình dáng chung động điện Căn vào loại dòng điện (nguồn điện) cung cấp cho động hoạt động mà phân thành hai loại: động điện chiều, động điện xoay chiều a) Động điện chiều: Là loại động điện hoạt động phải dùng nguồn điện chiều Ưu nhược điểm động điện chiều so với động điện xoay chiều là: – Ưu điểm: Có khả điều chỉnh vận tốc phạm vi rộng, mômen khởi động cao, khả tải lớn, dễ tạo đường đặc tính phù hợp với yêu cầu làm việc – Nhược điểm: Phải có nguồn điện chiều, thường phải sử dụng nguồn điện xoay chiều thông qua chỉnh lưu để thành nguồn điện chiều lấy từ máy phát điện chiều Các chỉnh lưu đắt tiền nên giá thành thiết bò cao b) Động điện xoay chiều: Là loại động điện hoạt động phải dùng nguồn điện xoay chiều Ưu nhược điểm động điện xoay chiều so với động điện chiều là: – Ưu điểm: Sử dụng trực tiếp nguồn điện xoay chiều, không cần thông qua chỉnh lưu nên giá thành đầu tư chung cho hệ thống giảm so với dùng động điện chiều – Nhược điểm: Phạm vi điều chỉnh vận tốc hẹp so với dùng động điện chiều Hiện với kỹ thuật biến tần, động điện xoay chiều kiểu rôtor lồng sóc dùng phổ biến, dải điều chỉnh tốc độ rộng trơn láng, nhiên giá thành thiết bò cao nhiều so với hệ thống điều chỉnh tốc độ truyền thống Vì lưới điện công nghiệp mạch điện xoay chiều nên người ta hay dùng động điện xoay chiều Động điện xoay chiều thường sản xuất với nhiều loại: – Theo số pha dòng điện người ta phân động điện xoay chiều loại: – Động điện xoay chiều pha, – Động điện xoay chiều ba pha – Theo nguyên lý tạo thành chuyển động quay tốc độ từ trường quay máy điện người ta phân loại: – Động đồng bộ, – Động không đồng (động dò bộ) Động điện xoay chiều ba pha không đồng chia thành: + Động điện không đồng rôto lồng sóc: cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, giá thành hạ, khó điều chỉnh tốc độ quay trục động (theo phương pháp truyền thống) + Động điện không đồng rôto dây quấn (rôto pha): cấu tạo phức tạp, rôto chế tạo từ cuộn dây quấn tạo thành pha (rôto pha) nên chế tạo phức tạp, giá thành cao Động không đồng rôto dây quấn có ưu điểm bật: khả điều chỉnh tốc độ tốt (bằng cách thay đổi điện trở phụ mắc nối tiếp pha rôto), tính khởi động tốt: khởi động êm, dòng điện khởi động nhỏ so với dòng điện khởi động động không đồng rôto lồng sóc – Theo công dụng động điện người ta phân động điện xoay chiều loại: – Động điện có công dụng chung, – Động điện có công dụng riêng (động điện chuyên dùng) c) Chọn động điện: – Yêu cầu động điện: Động điện dùng làm thiết bò động lực dẫn động cho cấu máy phải thỏa mãn yêu cầu sau: – Động có công suất lựa chọn tương ứng với đồ thò phụ tải Khi làm việc với chế độ thực đầy tải, động không bò nóng mức giới hạn cho phép – Động phải đảm bảo làm việc bình thường bò tải ngắn hạn – Động phải có mômen mở máy đủ lớn để khởi động cấu máy làm việc Công suất động không chọn lớn (so với công suất yêu cầu) gây gia tốc lớn ảnh hưởng không tốt đến hoạt động cấu máy tính kinh tế Trong đa số trường hợp việc chọn công suất động tiến hành theo điều kiện phát nóng sau kiểm nghiệm lại theo khả tải điều kiện mở máy – Các chế độ làm việc hệ thống truyền động điện [10]: Động điện làm việc với tải trọng hệ thống truyền động điện, vào đặc điểm phát nóng nguội lạnh động điện, người ta phân chế độ làm việc hệ thống truyền động điện thành ba chế độ: a) b) c) Hình 2.2 – Đường phụ tải động điện (với phụ tải thay đổi) a) Chế độ làm việc dài hạn; b) Chế độ làm việc ngắn hạn; c) Chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại – Chế độ phụ tải dài hạn: Ở chế độ làm việc dài hạn, phụ tải trì thời gian làm việc dài, không đổi thay đổi Nhiệt độ động đạt tới trò số ổn đònh (Xem hình2.2.a) Ví dụ: động điện truyền động cho băng tải, máy cắt kim loại, v.v… – Chế độ phụ tải ngắn hạn: Động làm việc với tải trọng thời gian ngắn sau động ngừng làm việc với thời gian nghỉ kéo dài Vì động làm việc nhiệt độ động chưa phát nóng đạt đến trò số ổn đònh, nghỉ nhiệt độ động giảm (nguội lạnh) trò số ban đầu Ví dụ: động điện truyền động nâng để đóng mở cửa cống, cửa đập nước… (Xem hình 2.2b) – Chế độ phụ tải ngắn hạn lặp lại: Phụ tải động biến đổi cách chu kỳ, động làm việc khoảng thời gian ngắn sau lại nghỉ (dừng động cơ), thời gian nghỉ ngắn sau động lại đưa vào trạng thái làm việc Quá trình làm việc hoạt động động cơ: làm việc – nghỉ – làm việc – nghỉ… liên tiếp lặp lặp lại (Xem hình 2.2c) Như động điện truyền động cho cấu máy, động phải đóng – mở liên tục (khởi động – dừng liên tục) xen kẽ khoảng thời gian làm việc tlv thời gian nghỉ tn động Trong thời gian hoạt động động điện làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lặp lại; khoảng thời gian làm việc tlv ngắn, động chưa kòp phát nóng đến nhiệt độ ổn đònh dừng (nghỉ); với khoảng thời gian nghỉ tn ngắn, động chưa kòp nguội lạnh đến nhiệt độ ban đầu động lại đưa vào trạng thái làm việc nhiệt độ động lại tăng lên Chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại đặc trưng thông số là: cường độ làm việc động (CĐ%) t lv t CĐ% = 100% = lv 100% (%) (2.1) t lv + tn T Trong đó: tlv – thời gian động làm việc có phụ tải, tn – thời gian động nghỉ phụ tải, T – thời gian chu kỳ T = tlv + tn Các giá trò tiêu chuẩn CĐ% qui đònh 15%, 25%, 40% 60% – với thời gian chu kỳ làm việc không 10 phút (T ≤ 10 phút) Lưu ý: cấu công tác máy trục (nâng, quay, thay đổi tầm với, di chuyển) thường làm việc theo chế độ ngắn hạn, lặp lại Vì để phù hợp với điều kiện làm việc cấu người ta chế tạo động chuyên dùng truyền động cho cấu máy trục (đó động làm việc có chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại) với CĐ% tiêu chuẩn 15%, 25%, 40% 60% – Chọn loại động điện: Các động xoay chiều, theo yêu cầu sử dụng để phù hợp với phụ tải hệ thống truyền động điện, tùy thuộc vào chế độ làm việc hệ thống truyền động, người ta chế tạo loại động điện xoay chiều có công dụng khác – Động điện xoay chiều pha có công dụng chung: Các động điện có công dụng chung sử dụng nhiều lónh vực khác truyền động cho cấu máy Các động điện có công dụng chung thường động làm việc với chế độ phụ tải dài hạn với tính riêng biệt + Các loại động điện công dụng chung – theo ký hiệu Nga: A2, AO2 (AOЛ2) AOП2 – động điện không đồng có mômen mở máy cao, AOC2 – động điện không đồng có hệ số trượt cao, + Ký hiệu động điện xoay chiều pha công dụng chung chế tạo Việt Nam: DK… – Các loại động điện xoay chiều pha chuyên dùng cho máy trục: Các cấu máy trục thường làm việc với chế độ phụ tải ngắn hạn lặp lại, để phù hợp với chế độ làm việc hệ thống truyền động điện cho cấu máy trục, người ta chế tạo động làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại chuyên dùng truyền động cho cấu máy trục + Động điện xoay chiều pha rôto lồng sóc: MTK, MTKB, MTKF… + Động điện xoay chiều pha rôto dây quấn (rôto pha): MT, MTB, MTF… – Động điện xoay chiều pha dùng cho cầu trục luyện kim (cầu trục phân xưởng đúc): MTKM, MTM,… – Các loại động điện chiều chuyên dùng cho cấu máy trục: МП, ДП, ΚПДΗ – Chọn công suất động điện: – Những khái niệm chung: Chọn công suất động điện nhằm thực nhiệm vụ đặt hệ thống truyền động điện Để tiến hành chọn công suất động cần phải tính toán phụ tải chế độ xác lập mà chế độ độ Vì việc chọn công suất động cần phải đảm bảo yêu cầu sau: + Công suất động điện lựa chọn phải đảm bảo để động làm việc thời gian phục vụ lâu dài mà không bò phát nóng mức cho phép – điều kiện phát nóng + Động phải có khả làm việc bình thường bò tải thời gian ngắn – điều kiện tải Hình 2.3 – Đặc tính động điện không đồng + Động phải có mômen mở máy pha a) – Kiểu rô to lồng sóc; b) – Kiểu rô to dây quấn đủ lớn để khởi động cấu máy đưa vào trạng thái làm việc, thời kỳ khởi động với mômen cản ban đầu phụ tải đặt lên trục động lớn mà phận máy trạng thái đứng yên, với quán tính mômen quán tính phận máy lớn – điều kiện mở máy Trong đa số trường hợp, việc chọn công suất động tiến hành theo điều kiện phát nóng, sau thực kiểm nghiệm lại theo khả tải (điều kiện tải) khả khởi động ban đầu – điều kiện khởi động Hình 2.4 – Đặc tính động điện chiều – Động điện chiều kích từ nối tiếp – Những yêu cầu lựa chọn công – Động điện chiều kích từ hỗn hợp suất động cơ: Việc lựa chọn công suất – Động điện chiều kích từ song song động điện truyền động cho cấu máy cần phải vào điều kiện: + Chế độ làm việc phụ tải: dài hạn, ngắn hạn, ngắn hạn lặp lại Chế độ làm việc động phải phù hợp chế độ phụ tải, cần chế độ phụ tải mà chọn loại động cho phù hợp + Công suất tónh yêu cầu động lựa chọn phải đảm bảo điều kiện phát nóng + Công suất động lựa chọn phải thỏa mãn điều kiện mở máy điều kiện tải truyền động cho cấu máy Việc tính toán lựa chọn công suất động điện phải cho: thỏa mãn điều kiện làm việc (đảm bảo yêu cầu kỹ thuật) đồng thời đảm bảo tính kinh tế (chi phí điện hợp lý tránh lãng phí công suất) – Đường đặc tính động điện: + Khi chọn động điện làm thiết bò động lực dẫn động cho cấu máy xếp dỡ cần ý đến đường đặc tính Đặc tính động điện mối quan hệ mômen điện từ sinh động tốc độ quay trục động cơ: n = f (M) hay ω = f (M) + Phân loại: đặc tính động điện phân làm loại để xét sau: • Đặc tính tự nhiên: quan hệ n = f(M) động ứng với tham số động chế độ đònh mức: m, fđm, Rđm… • Đặc tính nhân tạo: quan hệ n = f (M) sơ đồ đấu dây dạng đặc biệt để có thông số thay đổi khác chế độ đònh mức Trên hình 2.3 2.4 số dạng đường đặc tính loại động điện [10] – Phương pháp tính chọn công suất động điện: + Các cấu máy xếp dỡ hoạt động với chế độ phụ tải khác tùy thuộc chức Khi chọn động điện truyền động cho cấu máy xếp dỡ trước hết cần chế độ phụ tải (dài hạn, ngắn hạn, ngắn hạn lặp lại) để chọn loại động điện thích hợp Ví dụ: cấu máy trục thường làm việc với chế độ ngắn hạn lặp lại, cấu truyền động cho băng tải làm việc với chế độ phụ tải dài hạn… + Khi tính chọn công suất điện cần tiến hành theo hướng dẫn tài liệu kỹ thuật chuyên môn với dẫn tính chọn [10]: • Chọn công suất động (cho hệ thống truyền động có tốc độ làm việc không đổi) đó: Chọn công suất động làm việc dài hạn (với phụ tải dài hạn không đổi phụ tải dài hạn biến đổi), Chọn công suất động làm việc ngắn hạn : chọn công suất động dài hạn làm việc chế độ ngắn hạn chọn công suất động ngắn hạn làm việc với phụ tải ngắn hạn Chọn công suất động cho phụ tải ngắn hạn lặp lại : chọn công suất động dài hạn làm việc với phụ tải ngắn hạn lặp lại chọn công suất động ngắn hạn lặp lại làm việc với phụ tải ngắn hạn lặp lại • Kiểm nghiệm công suất động cơ: để khẳng đònh việc tính chọn công suất động chấp nhận được, cần tiến hành kiểm nghiệm lại động chọn theo ba yêu cầu: kiểm nghiệm phát nóng động (điều kiện phát nóng); kiểm nghiệm tải mômen (điều kiện tải); kiểm nghiệm khả khởi động động (điều kiện mở máy) • Trình tự hướng dẫn tính chọn công suất động điện cần tham khảo tài liệu chuyên ngành [3], [9], [10], v.v… §2.3 ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG: 2.3.1 Khái niệm động đốt a) Lý thuyết động đốt trong: Động đốt loại động nhiệt, có trình chuyển hóa lượng từ hóa nhiên liệu trình cháy biến đổi thành nhiệt năng; nhiệt biến đổi thành công học (cơ năng) – trình diễn buồng công tác động 10 – Khi đốt cháy nhiên liệu buồng đốt (combustion chamber) động cơ, khí cháy nhiên liệu có áp suất nhiệt độ cao giãn nở truyền áp lực lên đỉnh piston; piston dòch chuyển xilanh Chuyển động tònh tiến piston xilanh biến thành chuyển động quay trục khuỷu nhờ cấu tay quay truyền – Khi trục khuỷu quay, piston chuyển động tònh tiến xilanh nằm vò trí (top) vò trí (bottom) xianh; vò trí gọi điểm chết (ĐCT) điểm chết (ĐCD) – Tùy thuộc vào loại nhiên liệu kiểu tạo thành hỗn hợp cháy (mixture) đốt cháy nhiên liệu buồng đốt động mà động đốt chia thành: động cácbuaratơ, động diesel, động chạy khí gas + Động cácbuaratơ sử dụng nhiên liệu xăng (động xăng): hỗn hợp nhiên liệu với không khí hòa trộn bên xilanh nhờ chế hòa khí (cácbuaratơ), sau cung cấp vào xilanh Ở cuối kỳ nén, hỗn hợp đốt cháy nhờ tia lửa điện từ nguồn điện Động cácbuaratơ gọi động đốt cháy cưỡng Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý kết cấu động đốt kỳ + Động diesel: môi chất đưa vào buồng công tác kỳ nạp không khí Ở cuối kỳ nén, áp suất – Xi lanh; – Piston; – nhiệt độ không khí buồng công tác tăng cao, nhiên liệu Thanh truyền; – Trục khủyu; – Van nạp; – Van xả; – dầu diesel phun vào buồng cháy dạng sương mù, Bugi (với động xăng) gặp không khí nén buồng đốt có nhiệt độ áp suất cao, vòi phun (với động Diesel) nhiên liệu tự bốc cháy – động diesel gọi động nhiên liệu tự cháy b) Những khái niệm thông số bản: – Các hệ thống phục vụ động đốt trong: Để đảm bảo trình làm việc, động đốt có bố trí hệ thống sau: – Hệ thống nhiên liệu: dùng để chuẩn bò nhiên liệu cấp vào xilanh thời điểm với lượng xác đònh – Hệ thống bôi trơn: cấp dầu bôi trơn cho bề mặt làm việc chi tiết chuyển động tương làm mát chi tiết – Hệ thống làm mát: dùng để làm mát chi tiết máy cấu có nhiệt độ cao – Hệ thống khởi động: dùng để khởi động động đốt – Hệ thống nạp, thải: dùng để đảm bảo lượng không khí cấp vào động xả sản vật cháy – Các khái niệm lý thuyết động đốt trong: Trên hình 2.5 sơ đồ nguyên lý kết cấu động đốt kỳ Các khái niệm dùng lý thuyết động đốt trong: – Điểm chết: Vò trí piston đổi chiều chuyển động; piston chuyển động tònh tiến xilanh có điểm chết là: điểm chết (ĐCT) điểm chết (ĐCD) – Điểm chết ĐCT (top dead centre): vò trí piston khoảng cách từ piston đến đường tâm trục khuỷu lớn – Điểm chết ĐCD (bottom dead centre): vò trí piston khoảng cách từ piston đến đường tâm trục khuỷu nhỏ 11 – Các kích thước chủ yếu xianh động là: đường kính xilanh D hành trình piston S; đó: + Hành trình piston S: khoảng cách piston dòch chuyển từ điểm chết đến điểm chết Mỗi hành trình piston tương ứng với góc quay trục khuỷu ϕ = 1800 + Bán kính quay trục khuỷu r: khoảng cách từ tâm cổ biên tới tâm cổ trục khuỷu S = 2r (trong kết cấu động cơ: S r đại lượng không đổi) – Các thông số khác: + Thể tích buồng cháy (thể tích buồng nén) Vc, cm3: thể tích xilanh piston nằm ĐCT + Thể tích công tác xilanh Vs, cm3: thể tích tạo thành piston thực π D hành trình: Vs = S + Thể tích toàn xilanh Va, cm3 hay (thể tích lớn xilanh Vmax): thể tích buồng công tác ứng với piston điểm chết (ĐCD): Va = Vc + Vs + Tỷ số nén hình học: tỷ số thể tích toàn xilanh với thể tích buồng cháy, V V gọi tỷ số nén lý thuyết hay tỷ số nén hình học, tỷ số nén: ε = max = a Vmin Vc + Thể tích công tác động – với động có nhiều xilanh ΣV (cm3) tổng thể tích công tác xilanh: ΣV = Vs.z (z số xilanh động cơ) + Quá trình công tác: tổng hợp tất biến đổi môi chất xảy xilanh động hệ thống gắn liền với xilanh hệ thống nạp, thải + Chu trình công tác: toàn trình liên tục tạo nên hoạt động động thời gian chu kỳ + Thì (kỳ): phần chu trình công tác diễn khoảng hành trình S piston gọi hay kỳ (stroke) Các động phần lớn trình bày hoạt động theo nguyên lý kỳ, vào trình diễn xilanh động mà gọi tên kỳ sau: • Kỳ thứ – nạp (kỳ hút), • Kỳ thứ hai – nén, • Kỳ thứ ba – giãn nở (kỳ sinh công), • Kỳ thứ tư – xả – Chu trình công tác động đốt kiểu piston thực sau vòng quay trục khuỷu; tương ứng có loại: + Động đốt kỳ: chu trình công tác thực sau vòng quay trục khuỷu, + Động đốt kỳ: chu trình công tác thực sau vòng quay trục khuỷu Với động kỳ: tương ứng hành trình piston có hành trình sinh công, Với động kỳ: tương ứng hành trình piston có hành trình sinh công Các hành trình không sinh công gọi hành trình phụ, hành trình thực nhờ động phần chuyển động quay động hay nhờ công sinh hành trình sinh công xianh khác (với động nhiều xianh) 2.3.2 Phân loại động đốt Các động đốt dùng máy xếp dỡ xây dựng có nhiều cách phân loại, phổ biến phân loại theo dấu hiệu đặc trưng chủ yếu như: – Theo cách thực chu trình công tác (theo số hành trình piston chu trình làm việc) có: động kỳ động kỳ – Theo nhiên liệu sử dụng động tạo thành hỗn hợp cháy có loại: + Động cácbuaratơ (động xăng): nhiên liệu sử dụng xăng, + Động diesel: nhiên liệu sử dụng dầu diesel + Động đốt chạy khí ga – Theo số xilanh có loại: Động xilanh động nhiều xilanh 12 – Theo cách bố trí xilanh có loại: xilanh bố trí hàng thẳng đứng, bố trí kiểu chữ V bố trí hình – Theo cách nạp khí vàoxianh: Có loại động tăng áp loại động không tăng áp – Theo phương pháp làm mát: Có loại động làm mát gió động làm mát nước – Theo tốc độ piston: Có loại động thấp tốc, loại trung tốc loại cao tốc 2.3.3 Nguyên lý làm việc động diesel: Trên máy xếp dỡ xây dựng sử dụng nguồn động lực động đốt phổ biến thường dùng động diesel Sau giới thiệu nguyên lý làm việc động diesel a) Nguyên lý làm việc động diesel kỳ: Trên hình 2.6 trình bày nguyên lý làm việc động diesel kỳ, chu trình làm việc bao gồm trình, tương ứng với hành trình piston hay vòng quay trục khuỷu: Hình 2.6 – Sơ đồ nguyên lý làm việc động diesel kỳ a) Kỳ nạp; b) Kỳ nén; c) Kỳ giãn nở (kỳ sinh công); d) Kỳ xả + Quá trình nạp: Piston từ điểm chết (ĐCT) xuống điểm chết (ĐCD), xu-páp nạp mở, xu-páp xả đóng Môi chất công tác (không khí sạch) nạp (hút) vào buồng công tác qua đường ống nạp cửa nạp (xu-páp nạp) + Quá trình nén: Piston từ ĐCD lên ĐCT xu-páp nạp xu-páp xả đóng kín, thể tích công tác xi lanh đóng kín so với môi trường bên Piston tiến hành nén không khí xi lanh Ở cuối trình nén (cuối kỳ nén) áp suất nhiệt độ không khí buồng công tác tăng cao, động diesel, nhiệt độ khí nén cao nhiệt độ tự bốc cháy nhiên liệu (dầu diesel ) + Quá trình cháy – giãn nở sinh công: Ở cuối trình nén; nhiên liệu phun vào buồng công tác với áp suất cao, nhiên liệu tự bốc cháy, bắt đầu trình cháy buồng cháy động cơ; nhiên liệu bốc cháy dội, tạo áp suất cao buồng công tác, tác dụng lên đỉnh piston, đẩy piston xuống, piston chuyển động từ ĐCT xuống ĐCD Khi piston chuyển động thông qua cấu tay quay truyền tạo thành mômen quay trục khuỷu làm quay trục khuỷu động (đây kỳ sinh công chu trình) 13 +Quá trình xả: piston từ ĐCD lên ĐCT xu-páp nạp đóng, xu-páp xả mở Sản vật cháy (khí thải) qua cửa xả (xu-páp xả) theo đường ống xả b) Nguyên lý làm việc động diesel kỳ: – Nguyên lý kết cấu động diesel kỳ: Trên hình 2.7 trình bày sơ đồ nguyên lý kết cấu động diesel kỳ có tăng áp, chu trình làm việc bao gồm trình, tương ứng với hành trình piston hay vòng quay trục khuỷu: – Nguyên lý làm việc động diesel kỳ: Nguyên lý làm việc động diesel kỳ, chu kỳ làm việc bao gồm trình (nạp, nén, cháy – giãn nở sinh công, xả) ứng với hành trình piston hay vòng quay trục khuỷu +Hành trình (quá trình quét nén khí ): piston từ ĐCD lên ĐCT, thực trình: quét nạp khí (hình 2.7a) nén khí buồng công tác (hình2.7b) Ở cuối trình nén, áp suất nhiệt độ không khí buồng công tác cao Nhiệt độ không khí nén buồng đốt cuối trình nén cao nhiệt độ tự bốc cháy nhiên liệu (dầu diesel) +Hành trình (quá trình cháy – giãn nở, xả quét khí): Trước piston tới ĐCT nhiên Hình 2.7.Sơ đồ nguyên lý làm việc động diesel kỳ liệu (dầu diesel) phun vào a – Quét khí, b – Nén, c–Phun nhiên liệu vào xi lanh, d–Hành xi lanh, gặp không khí nén có nhiệt độ áp suất cao – nhiên trình sinh công bắt đầu thải khí cháy; – Van xả, 2– Buồng liệu tự bốc cháy cháy mãnh không khí, – Xi lanh, – piston, – Máy nén khí (tăng áp), – Cửa quét, – Vòi phun liệt thực trình cháy – giãn nở sinh công Piston từ ĐCT xuống ĐCD thực trình cháy – giãn nở sinh công (hình 2.7c), xả, quét khí nạp khí (hình 2.7d) c) So sánh động đốt kỳ & động đốt kỳ: – Trong môït vòng quay trục khuỷu, động kỳ có lần sinh công động kỳ phải qua vòng quay trục khuỷu có lần sinh công Vì có kích thước động kỳ có công suất lý thuyết lớn gấp lần so với công suất động kỳ – Đôïng kỳ hoạt động với mômen quay sau vòng quay trục khuỷu (2 hành trình piston ) động thực lần sinh công 14 – Hiệu suất nhiệt động kỳ nhỏ so với động kỳ, chất lượng nạp thải động kỳ động kỳ d) So sánh động diesel động xăng: – Điểm khác biệt nguyên lý làm việc động diesel & động xăng: + Động diesel: môi chất đưa vào buồng công tác động kỳ nạp không khí Ở cuối kỳ nén, không khí buồng đốt nén đạt áp suất nhiệt độ cao, nhiên liệu (dầu diesel) phun vào buồàøng cháy dạng sương mù, gặp không khí nén có nhiệt độ áp suất cao – nhiên liệu tự bốc cháy thực trình cháy – giãn nở – sinh công (động diesel gọi động nhiên liệu tự cháy) + Động xăng khí ga: môi chất đưa vào buồàøng công tác kỳ nạp hỗn hợp thòa trộn nhiên liệu không khí chế hòa khí Ở cuối kỳ nén, hỗn hợp cháy đốùt cháy cưỡng tia lửa điện từ nguồøn điện (động xăng gọi động đốt cháy nhiên liệu cưỡng bức) e) Các thông số động đốt gồm: – Công suất có ích : Ne (hp, kW) – Số vòng quay trục : ne (vg/ph) – Mômen quay trục : Me (kG.m, N.m) – Hiệu suất động : η (%) – Suất tiêu hao nhiên liệu : ge (g/kWh) 2.3.4 Đặc điểm động diesel (so với động xăng): a) Ưu điểm: Trên máy xếp dỡ động diezel thường sử dụng nhiều so với động xăng ưu điểm so với động xăng: – Nhiên liệu dùng cho động diezel (dầu diezel) Hình 2.8 – Đặc tuyến động rẻ so với xăng đốt – Hiệu suất nhiệt động diezel cao (η = 30 – Động xăng, – Động diezel; ÷ 40%) động xăng η = 18 ÷ 20% Vì – Động diezel có biến tốc thủy lực lượng tiêu hao nhiên liệu cho đơn vò công suất (suất tiêu hao nhiên liệu) động diezel thấp hơn: động diezel: gc = 200 ÷ 240 g/kwh; động xăng: gc = 300 ÷ 400 g/kWh [8] – Hệ thống cung cấp nhiên liệu động diezel với cụm chi tiết chủ yếu: bơm cao áp, vòi phun bò hư hỏng dễ sử dụng Ở động xăng cụm chi tiết hệ thống cấp nhiên liệu hỗn hợp cháy chế hòa khí (còn gọi cacbuaratơ) – Khí thải động động diesel độc hại so với khí thải động xăng b) Nhược điểm: – Động diezel có kích thước trọng lượng lớn động xăng – Việc chế tạo hệ thống nhiên liệu đòi hỏi độ xác gia công cao (bơm cao áp, vòi phun) nên giá thành động diezel cao – Động diezel dùng nhiên liệu nặng, phương pháp tạo thành hỗn hợp cháy (phun nhiên liệu dạng sương mù hòa trộn với không khí buồng đốt động cơ), phương pháp hòa trộn không tốt nên khó khăn khởi động máy – Trên máy xếp dỡ dùng động đốt làm thiết bò động lực: hệ truyền động khí thường phức tạp phải có ly hợp, phận đảo chiều quay, hệ thống cấu, truyền động khí truyền động đến cấu công tác máy phức tạp cồng kềnh 15 – Động diesel hoạt động gây rung động phát tiếng ồn so với động xăng có công suất (do có tỷ số nén cao hơn) Để tránh tắt máy bò tải cải thiện đường đặc tính động cơ, trục động nối với cấu truyền động thông qua khớp nối thủy lực khớp nối đóa ma sát Nếu trục động đốt nối với cấu hệ thống truyền động thông qua biến tốc thủy lực đường đặc tính động cải thiện tốt nhiều Nhờ có biến tốc thủy lực mà có thể: – Điều chỉnh vô cấp số vòng quay – Bảo vệ động đốt bò tải, – Giảm tải trọng động hệ thống truyền động Hình 2.9 – Cấu tạo động diesel kỳ 2.3.5 Đặc điểm động đốt (so với động điện): a) Ưu điểm: – Khối lượng không lớn lắm, có tính kinh tế, – Phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng (λ = ÷ 2,5), – Động đốt bố trí trực tiếp máy xếp dỡ tự hành nên: chủ động nguồn động lực, không phụ thuộc vào nguồn cung cấp lượng từ bên (self-powered) b) Nhược điểm: 1- Khả tải kém: khả tải, động đốt khởi động có tải, hệ thống truyền động dùng động đốt phải nối với cấu ly hợp ma sát khớp nối thủy lực 2-Động đốt khó đảo chiều quay trực tiếp, hệ thống truyền động thường phải bố trí thiết bò đảo chiều quay (dùng để đổi chiều quay cấu công tác theo yêu cầu) -Động đốt làm thiết bò động lực máy xếp dỡ phải có bố trí kèm theo hộp số (hộp tốc độ) để thay đổi trò số mômen quay số vòng quay truyền động cho cấu chấp hành, mômen quay phụ thuộc vào số vòng quay trục động [3] Để đảm bảo yêu cầu hệ thống truyền động chọn động đốt làm thiết bò động lực chính, cần phải ý đến đường đặc tính (sao cho đường đặc tính 16 động phải phù hợp với đặc tính phụ tải) Trên hình 2.8 thể đường đặc tính động đốt Động đốt thường sử dụng nhiên liệu xăng dầu diezel §2.4 GIỚI THIỆU VỀ CÁC CỤM THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC PHỐI HP 2.4.1 Khái niệm Trên máy xếp dỡ tự hành thiết bò động lực bố trí máy động đốt Hiện nay, máy xếp dỡ có sử dụng động đốt để truyền dẫn tới cấu công tác riêng biệt máy, người ta thường chuyển đổi lượng dạng động đốt phát thành dạng lượng khác lượng điện, lượng thủy lực, lượng khí nén… Các dạng lượng tiện lợi trình truyền động, điều khiển đặc biệt dễ điều khiển tự động Như vậy, thiết bò động lực máy cụm tổ hợp thiết bò: Động đốt – Máy phát điện (diezel – điện) Động đốt – Bơm thủy lực (diezel – thủy lực) Động đốt – Máy nén khí (diezel – khí nén) – Máy phát điện (MFĐ) chiều xoay chiều biến đổi lượng dạng từ động đốt thành lượng điện phát nguồn điện (1 chiều xoay chiều) Nguồn điện cung cấp cho động điện (ĐCĐ) dẫn động cho cấu công tác (CCCT) máy xếp dỡ – Bơm thủy lực (BTL) loại máy thủy lực (MTL) biến đổi lượng dạng từ động đốt thành lượng tích lũy chất lỏng thủy lực (năng lượng thủy lực) Dòng chất lỏng có lượng tích lũy dạng áp suất (chất lỏng có áp suất cao) cung cấp cho động thủy lực (ĐCTL) máy thủy lực biến đổi lượng chất lỏng thủy lực thành (trên trục động thủy lực dẫn động cho cấu công tác) – Máy nén khí (MNK) thiết bò nén không khí đạt tới áp suất cao, không khí nén nguồn lượng cấp cho động khí nén (ĐCKN) dẫn động cấu máy 2.4.2 Cụm thiết bò động lực: Động đốt – Máy phát điện: Thiết bò tạo lượng động đốt (thường dùng động diesel) Động diesel dẫn động máy phát điện để cung cấp lượng điện (tổ hợp diesel – máy phát điện) Máy phát điện sản sinh nguồn điện cung cấp cho động điện dẫn động cấu máy xếp dỡ Các cấu công tác máy xếp dỡ dẫn động nhờ động điện riêng biệt (dẫn động riêng) Ví dụ: máy xếp dỡ sử dụng cụm thiết bò động lực diesel – máy phát điện cần trục tự hành: cần trục ôtô (KC4562), cần trục bánh lốp (KC5363); cần trục bánh xích (CKГ40, MKГ25 …), cổng trục bánh lốp (RTG), cần trục cảng, cần trục nổi, cần trục tàu thủy, v.v… 2.4.3 Cụm thiết bò động lực: Động đốt – Bơm thủy lực: Thiết bò tạo lượng động đốt (thường động diesel) Động diesel dẫn động bơm thủy lực Khi bơm thủy lực làm việc có biến đổi lượng (cơ động dẫn động bơm) thành lượng dòng chất lỏng thủy lực chuyển động Năng lượng thủy lực chất lỏng chuyển động hệ thống biến đổi thành động thủy lực Các cấu công tác máy xếp dỡ dẫn động nhờ động thủy lực riêng biệt (dẫn động riêng) Ví dụ: máy xếp dỡ có sử dụng cụm thiết bò động lực diesel – bơm thủy lực như: – Cần trục ôtô (KC3562; KC3577; KC4572); – Cần trục cảng có cần (Gottwalld, Liebherr, …) 17 – Các máy nâng tự hành xếp dỡ hàng kho, bãi (máy nâng chạc, máy nâng gầu) –Các máy nâng chuyên dùng xếp dỡ container bãi cảng : Stacker,Reach Stacker §2.5 MÁY THỦY LỰC 2.5.1 Giới thiệu chung phân loại máy thủy lực (MTL): Ta biết chất lỏng chuyển động tiềm tàng lượng đònh Máy thủy lực loại máy làm việc thực việc trao đổi lượng với dòng chất lỏng chuyển động a) Theo tính chất trao đổi lượng với chất lỏng, MTL chia làm loại: – Động thủy lực Máy thủy lực tiếp thu (nhận) lượng dòng chất lỏng biến đổi lượng thành để kéo máy khác làm việc có tác dụng động gọi chung động thủy lực, ví dụ như: tuabin nước, xilanh thủy lực (động thủy lực có chuyển động tònh tiến), động thủy lực có chuyển động quay (động thủy lực piston rô to hướng trục, động thủy lực piston rô to hướng kính, động thủy lực bánh răng, …) dùng truyền động chế tạo máy, máy xếp dỡ, máy xây dựng, v.v… – Bơm thủy lực Máy thủy lực truyền lượng cho chất lỏng, biến đổi lượng dạng động sơ cấp dẫn động máy thủy lực thành lượng tích lũy dòng chất lỏng chuyển động dạng áp suất chất lỏng động chất lỏng dùng để vận chuyển chất lỏng được, gọi bơm thủy lực như: loại bơm nước (dùng bơm nước bơm chất lỏng), bơm dùng để nén chất lỏng đạt tới áp suất cao dùng ngành chế tạo máy, máy xếp dỡ, máy xây dựng như: bơm piston, bơm bánh răng, bơm cánh gạt, bơm trục vít… b) Theo nguyên lý tác dụng máy thủy lực với dòng chất lỏng: Khi người ta chia máy thủy lực thành nhiều loại khác chủ yếu gồm loại: máy thủy lực cánh dẫn máy thủy lực thể tích – Máy thủy lực cánh dẫn (MTLCD): Trong MTLCD việc trao đổi lượng máy với chất lỏng thực lượng thủy động dòng chất lỏng chảy qua máy Dòng chất lỏng thủy lực thông qua máy thủy lực cánh dẫn dòng liên tục Bộ phận máy thủy lực cánh dẫn có chuyển động quay gọi bánh công tác Trên bánh công tác có gắn cánh để dẫn dòng chảy gọi cánh dẫn Có thể nói máy thủy lực cánh dẫn dùng cánh dẫn để trao đổi lượng với chất lỏng Máy thủy lực cánh dẫn có phạm vi sử dụng rộng rãi thường gặp loại bơm chất lỏng (bơm ly tâm, bơm hướng trục) dùng để vận chuyển chất lỏng với suất (lưu lượng) vận chuyển lớn – Máy thủy lực thể tích (MTLTT): Ở MTLTT thực trao đổi lượng với chất lỏng theo nguyên lý nén chất lỏng thể tích kín áp suất thủy tónh Như lượng trao đổi MTLTT với chất lỏng có thành phần chủ yếu áp (năng lượng tích lũy dạng áp suất chất lỏng) thành phần động phần tử chất lỏng chuyển động qua máy không đáng kể nên gọi máy thủy lực thể tích máy thủy lực thủy tónh Máy thủy lực thể tích có nhiều ưu điểm phạm vi cần áp suất cao với lưu lượng nhỏ nên sử dụng nhiều ngành chế tạo máy đặc biệt sử dụng rộng rãi hệ thống truyền động thủy lực máy xếp dỡ, máy xây dựng làm đường Ví dụ: hệ thống truyền động thủy lực cần trục, xe nâng tự hành, máy làm đất, máy nâng container chuyên dùng 18 2.5.2 Truyền động thủy lực: Trong kỹ thuật đại ngành chế tạo máy tự động hóa sử dụng nhiều truyền động thủy lực Truyền động thủy lực tổ hợp phận thủy lực để truyền từ phận dẫn động (từ động cơ) đến phận công tác (cơ cấu công tác) biến đổi vận tốc, mômen, lực biến đổi dạng quy luật chuyển động a) Phân loại hệ thống truyền động thủy lực: Theo nguyên lý làm việc, truyền động thủy lực chia làm loại truyền động thủy động truyền động thủy tónh – Truyền động thủy động: Việc truyền phận máy chủ yếu thực động dòng chất lỏng chuyển động với vận tốc lớn Truyền động thủy động có loại là: khớp nối thủy lực biến tốc thủy lực Các thiết bò khớp nối thủy lực biến tốc thủy lực dùng nhiều ngành khí động lực vận chuyển – Truyền động thủy tónh: Việc truyền phận máy chủ yếu thực áp dòng chất lỏng Truyền động thủy tónh dùng máy thủy lực thể tích nên gọi truyền động thủy lực thể tích Truyền động thủy tónh có nhiều dạng với sơ đồ hệ thống truyền động khác để truyền động cho cấu chấp hành có chuyển động tònh tiến cấu chấp hành có chuyển động quay Truyền động thủy tónh sử dụng phổ biến hệ thống truyền động máy xếp dỡ, máy xây dựng,v.v… ngành chế tạo máy đặc biệt hệ thống điều khiển tự động b) Khái niệm Phân loại bơm thủy lực: – Khái niệm: Bơm thủy lực loại máy thủy lực biến đổi lượng dạng (từ động sơ cấp dẫn động bơm) thành lượng tích lũy dòng chất lỏng chuyển động – Phân loại: Dòng chất lỏng chuyển động có thành phần lượng chủ yếu: động Wđ, áp (thế áp suất) Wp, chiều cao cột chất lỏng Wh Căn vào dạng lượng chủ yếu mà bơm thủy lực cung cấp cho dòng chất lỏng người ta phân chia loại bơm: – Bơm thủy lực cánh dẫn: truyền lượng cho chất lỏng thông qua cánh dẫn, lượng mà chất lỏng tích lũy chủ yếu thành phần động Wđ (dòng chất lỏng chuyển động với tốc độ cao) Bơm thủy lực cánh dẫn dùng chủ yếu hệ thống truyền động thủy động Các loại bơm thủy lực cánh dẫn thường gặp là: bơm ly tâm, bơm hướng trục, v.v… – Bơm thủy lực thể tích: truyền lượng cho chất lỏng nén chất lỏng thể tích kín, chất lỏng đạt tới áp suất cao Năng lượng mà chất lỏng tích lũy chủ yếu thành phần áp Wp (dòng chất lỏng có áp suất cao) Các bơm thủy lực thể tích thường dùng hệ thống truyền động thủy tónh Các loại bơm thủy lực thể tích vào kết cấu dạng chuyển động phận công tác máy thủy lực, bơm thủy lực thể tích chia thành loại chủ yếu sau: + Bơm piston: chuyển động phận công tác chuyển động tònh tiến piston chuyển động tònh tiến xilanh + Bơm piston-rôto: máy vừa có chuyển động tònh tiến vừa có chuyển động quay đó: chuyển động tònh tiến piston chuyển động xilanh; chuyển động quay rôto (phần quay) bơm có chuyển động quay so với phần vỏ bơm (phần không quay) Bơm pistonrôto phân loại : bơm piston-rôto hướng kính, bơm piston-rôto hướng trục 19 + Bơm rôto: phận công tác có chuyển động quay(rôto).Bơm rôto có loại: bơm bánh răng, bơm trục vít, bơm cánh gạt (bơm cánh quét) c) Khái niệm Phân loại động thủy lực: – Khái niệm: Động thủy lực loại máy thủy lực biến đổi lượng thủy lực (tích lũy dòng chất lỏng chuyển động) thành (ở dạng chuyển động quay – trục máy chuyển động tònh tiến – xi lanh thủy lực) để dẫn động cho máy – Phân loại động thủy lực: Hình 2.10 – Sơ đồ nguyên lý hoạt động bơm bánh Tương tự bơm thủy lực, động thủy lực phân thành loại sau: + Động thủy lực cánh dẫn: Năng lượng từ chất lỏng thông qua cánh dẫn biến đổi lượng thành làm quay trục Máy thủy lực làm việc chế độ động gọi động thủy lực cánh dẫn Động thủy lực cánh dẫn dùng hệ thống truyền động thủy động.Ví dụ:tua bin thủy lực nhà máy thủy điện,trong thiết bò khớp nối thủy lực biến tốc thủy lực + Động thủy lực thể tích (ĐCTLTT): Nhận lượng từ chất lỏng (thành phần Wp) biến đổi lượng Hình 2.11 – Hình dáng bên bơm bánh thủy lực thành để dẫn động cấu công tác Căn vào dạng chuyển động cấu công tác yêu cầu mà có loại: ĐCTLTT có chuyển động tònh tiến: gọi xi lanh thủy lực Xi lanh thủy lực sử dụng phổ biến cấu máy xếp dỡ ĐCTLTT có chuyển động quay: để dẫn động cho cấu chấp hành có có Hình 2.12 – Hình dáng bên bơm thủy lực piston-rôto chuyển động quay (cơ cấu quay cần trục, hướng kính quay bánh xe di chuyển…).Các động thủy lực thể tích có chuyển động quay : Động thủy lực bánh răng; Động thủy lực trục vít; Động thủy lực piston rôto hướng kính Động thủy lực piston rôto hướng trục Động thủy lực cánh gạt 20 2.5.3 Một số bơm thủy lực thường dùng MXD: a) Bơm bánh răng: – Nguyên lý hoạt động bơm bánh răng: (hình 2.10) Bánh chủ động gắn liền với trục bơm Trục bơm liên kết với trục động sơ cấp (động lai bơm) Bánh chủ động ăn khớp với bánh bò động 2, bánh đặt vỏ bơm Khoảng trống A vỏ bơm – miệng ống hút bánh Hình 2.13 – Bơm thủy lực piston – rôto hướng kính gọi bọng hút Khoảng trống B vỏ bơm – bánh – miệng ống đẩy gọi bọng đẩy Khi bơm làm việc, bánh chủ động quay ăn khớp kéo theo bánh bò động quay theo chiều mũi tên (xem hình 2.10) Chất lỏng thủy lực chứa đầy rãnh a vùng ăn khớp chuyển từ bọng hút qua bọng đẩy vòng theo vỏ bơm (theo chiều quay chuyển động bánh răng) Tại khu vực bọng đẩy, bánh vào ăn khớp với làm thể tích chứa chất lỏng giảm đi, chất lỏng bò nén (ép) đạt tới áp suất cao bò dồn vào đường ống đẩy Quá trình gọi trình đẩy bơm Đồng thời với trình đẩy khu vực bọng hút, bánh khớp, thể tích chứa chất lỏng tăng lên, áp suất khu vực bọng hút giảm xuống thấp áp suất lỏng mặt thoáng thùng chứa chất lỏng, làm cho chất lỏng chảy qua ống hút vào bọng hút bơm Quá Hình 2.14 – Sơ đồ nguyên lý kết cấu bơm thủy lực piston rôto hướng trục: a – loại đóa nghiêng đặt cố đònh; b – loại đóa trình gọi trình hút bơm nghiêng đặt cố đònh, thay đổi lưu lượng; c – Loại roto Như trình hút đẩy nghiêng bơm xảy đồng thời liên tục bơm làm việc Các loại bơm bánh thường làm việc với áp suất tới 10 MPa công suất tới 30 – 40 kW 21 – Lưu lượng bơm bánh răng: Q = 2π.Z.m2.b.n (cm3/phút) Q = 2π.D.m b.n (cm3/phút) hay: đó: Z – số bánh răng; n – số vòng quay bánh (vg/ph); (2.2) m – môđun bánh răng, cm b – chiều rộng bánh răng, cm b) Bơm thủy lực piston-rôto: – Nguyên lý hoạt động: Nguyên lý hoạt động loại máy thủy lực nguyên lý hoạt động máy thủy lực loại piston ghép (bơm piston) có nhiều xilanh piston Bộ phận công tác chủ yếu máy gồm nhiều piston hình trụ đặt xilanh Các xilanh lại bố trí khối trụ tròn có chuyển động quay gọi rôto Khi khối xilanh (rôto) quay chuyển động tònh tiến piston xilanh thực giống bơm piston Vì gọi bơm thủy lực piston-rôto – Phân loại: Căn vào kết cấu phương chuyển động piston xilanh mà bơm thủy lực piston-rôto chia làm loại: bơm thủy lực piston-rôto hướng kính bơm thủy lực piston-rôto hướng trục – Bơm thủy lực piston-rôto hướng kính (hình 2.13): + Bơm thủy lực piston-rôto hướng kính cấu tạo gồm phần chính: phần cố đònh (vỏ bơm) stato phần quay (rôto) Phần quay (rôto) khối trụ tròn có bố trí xilanh piston hình trụ cần Các xilanh phân bố theo phương hướng kính rôto + Do có bố trí lệch tâm rôto stato khoảng e nên rôto quay piston quay theo rôto đồng thời thực chuyển động tònh tiến xilanh Khi piston chuyển động hướng xa tâm rôto thực trình hút chất lỏng vào bơm Khi piston chuyển động hướng tâm rôto thực trình nén chất lỏng đến áp suất cao + Trên kết cấu phần tónh (vỏ bơm) có bố trí đường dẫn chất lỏng vào bơm (đường ống hút) đường ống dẫn chất lỏng nén đến áp suất cao khỏi bơm (đường ống đẩy) – Bơm thủy lực piston-rôto hướng trục: + Máy thủy lực piston-rôto hướng trục cấu tạo gồm phần chính: phần quay (rôto) phần không quay (stato) Phần quay (rôto) khối hình trụ tròn, rôto có lỗ xilanh phân bố rôto Đường trục xilanh song song với có phương theo phương hướng trục rôto Như trục lỗ xi lanh song song với trục rôto Trong lỗ xilanh có bố trí piston Các piston có chuyển động tònh tiến lỗ xilanh rôto quay + Bơm thủy lực piston-rôto hướng trục có loại: (sơ đồ nguyên lý hình 2.14) Bơm thủy lực piston-rôto hướng trục loại đóa nghiêng, Bơm thủy lực piston-rôto hướng trục loại rôto nghiêng + Khi rôto quay đầu piston luôn phải tỳ vào mặt đóa nghiêng nên piston quay theo rôto đồng thời có chuyển động tònh tiến xilanh, thực hút chất lỏng vào xilanh bơm (quá trình hút) nén chất lỏng xilanh bơm (quá trình nén) để chất lỏng đạt tới áp suất cao Trên phần cố đònh (vỏ bơm) có bố trí rãnh dẫn chất lỏng vào bơm (khi hút) dẫn chất lỏng áp suất cao (sau nén) khỏi bơm 3-Lưu lượng bơm piston – rôto hướng trục: πd Q= ⋅ Z n.D x tgγ (cm3/phuùt) 22 (2.3) đó: d – đường kính xilanh (cm), Z – số xilanh, n – số vòng quay trục bơm (vg/ph), γ – góc nghiêng đóa so với trục rôto Dx – đường kính vòng tròn rôto qua tâm xilanh (cm), 4- Đặc điểm bơm piston-rôto hướng trục: Tạo áp suất cao với lưu lượng không lớn lắm, Có khả thay đổi lưu lượng cách dễ dàng giữ nguyên áp suất số vòng quay làm việc Áp suất làm việc máy không phụ thuộc vào lưu lượng số vòng quay trục bơm Hiệu suất tương đối cao, phạm vi điều chỉnh rộng Số vòng quay làm việc trục bơm tương đối lớn nên có Hình 2.15 - Bơm piston rôto hướng trục có đóa nghiêng quay khả nối trực tiếp trục bơm với trục động điện thông thường Bơm piston rôto hướng trục có đóa nghiêng quay giới thiệu hình 2.15 c) Bơm cánh gạt: Bơm cánh gạt loại máy thủy lực có kết cấu đơn giản – Cấu tạo: Trên hình 2.16 sơ đồ kết cấu bơm cánh gạt đơn giản có cánh gạt + Bơm gồm có vỏ hình trụ Trên vỏ bơm có bố trí cửa hút chất lỏng A, cửa đẩy chất lỏng B + Bên bơm phần quay rôto Hình 2.16.Sơ đồ nguyên lý bơm cánh gạt + Tâm trục rôto bố trí lệch so với đường tâm trục vỏ khoảng cách e + Trên rô to có bố trí rãnh, rãnh có bố trí phẳng + Khi rô to quay, nhờ lực đẩy lò xo đẩy phẳng chuyển động trượt rãnh rô to, đồng thời đầu phẳng tỳ sát vào thành vỏ bơm Khi rô to quay thực việc gạt chất lỏng (vì gọi bơm cánh gạt) Hình 2.17 – Bơm có cánh gạt – Nguyên lý hoạt động: Xét nguyên lý hoạt động bơm cánh gạt thực trình hút nén chất lỏng sau (xem hình 2.16): –Khi bơm làm việc, giả sử rô to quay theo chiều mũi tên hình 2.16, vò trí hình vẽ cánh gạt bắt đầu vào điểm A :thể tích chứa chất lỏng buồng làm việc bơm từ A đến mặt cắt C – C tăng, áp suất buồng làm việc giảm, chất lỏng từ thùng chứa thông qua đường ống hút chuyển động vào bơm – thực trình hút 23 – Khi cánh gạt di chuyển từ C – C đến B làm thể tích buồng làm việc (chứa chất lỏng) bò giảm đi, chất lỏng bò nén ép làm tăng áp suất chất lỏng, chất lỏng đạt tới áp suất p bò đẩy vào đường ống đẩy – Để cho bơm có lưu lượng đều, người ta tăng số cánh gạt bơm (thường số cánh gạt bơm có từ đến 12) – Trên hình 2.17 sơ đồ kết cấu bơm có cánh gạt 3-Lưu lượng bơm cánh gạt: Q = 2π.n.b (rs2 − rr2 ) , cm3/phút (2.4) đó: n – tốc độ quay rôto, vg/ph; b – Chiều rộng cánh gạt, cm; rs, rr – Bán kính Stato (vỏ bơm) bán kính rôto – Đặc điểm bơm cánh gạt: – Bơm rô to cánh gạt có áp suất thấp phạm vi sử dụng hẹp so với bơm bánh – Với bơm cánh gạt tác dụng đơn, áp suất làm việc chất lỏng không MPa (20 at) – khoảng 1,6 ÷ 1,8 MPa; lưu lượng Q = ÷ 150 lít/s; số vòng quay trục n = 1800 ÷ 2000 vg/ph – Bơm tác dụng kép có áp suất làm việc cao p ≤ MPa; Q = ÷ 200 lít/s; – Hiệu suất bơm cánh gạt thấp, η = 0,5 ÷ 0,8 – Khi thay đổi độ lệch tâm e, làm thay đổi lưu lượng bơm, – Ưu điểm bơm cánh gạt kết cấu nhỏ gọn đơn giản có khả điều chỉnh lưu lượng nên sử dụng đường ống phụ truyền động thủy lực để cấp dầu hệ thống bôi trơn Công suất tính toán để dẫn động bơm cánh gạt tính theo công thức: Q.p N= , kW (2.5) 612η Q – Lưu lượng bơm cửa (dm3/ph), p – Áp suất chất lỏng bơm tạo ra, MPa; η – Hiệu suất bơm: η = ηtl.ηck ηtl – Hiệu suất thủy lực bơm; ηtl – Hiệu suất phần truyền động khí – từ động sơ cấp dẫn động bơm §2.6 MÁY NÉN KHÍ 2.6.1 Khái niệm: Máy nén khí thiết bò làm nhiệm vụ sản xuất không khí nén có áp suất cao để cung cấp cho động khí nén hệ thống truyền động khí nén cung cấp khí nén cho hệ thống điều khiển máy 2.6.2 Phân loại: a) Căn vào đặc điểm cấu tạo nguyên tắc hoạt động: – Máy nén khí kiểu piston, – Máy nén khí kiểu rôto (cánh quạt), – Máy nén khí kiểu trục vít 24 Trên hình vẽ 2.18 mô tả cấu tạo máy nén khí kiểu piston cấp với xilanh, làm mát gió Khi trục quay, piston chuyển động tònh tiến xilanh thực trình hút không khí vào buồng nén (quá trình hút) nén không khí đến áp suất cao (quá trình nén) b) Căn vào áp suất không khí nén pk phân thành nhóm: – Áp suất thấp : pk = 0,2 ÷ 0,4 MPa (≈ 02 ÷ 4,0 kG/cm2) – Áp suất trung bình : pk = 0,4 ÷ 1,0 MPa (≈ 4,0 ÷ 10,0 kG/cm2) – Áp suất cao : pk > 1,0 MPa ( > 10,0 kG/cm2) Hình 2.18 – Máy nén khí hai cấp, hai xi lanh 25 This document was created with Win2PDF available at http://www.win2pdf.com The unregistered version of Win2PDF is for evaluation or non-commercial use only This page will not be added after purchasing Win2PDF  ... máy phát điện) Máy phát điện sản sinh nguồn điện cung cấp cho động điện dẫn động cấu máy xếp dỡ Các cấu công tác máy xếp dỡ dẫn động nhờ động điện riêng biệt (dẫn động riêng) Ví dụ: máy xếp dỡ. .. lực chuyển động Năng lượng thủy lực chất lỏng chuyển động hệ thống biến đổi thành động thủy lực Các cấu công tác máy xếp dỡ dẫn động nhờ động thủy lực riêng biệt (dẫn động riêng) Ví dụ: máy xếp. .. tính động đốt Động đốt thường sử dụng nhiên liệu xăng dầu diezel §2.4 GIỚI THIỆU VỀ CÁC CỤM THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC PHỐI HP 2.4.1 Khái niệm Trên máy xếp dỡ tự hành thiết bò động lực bố trí máy động