CHUYÊN ĐỀ TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ỦI KOMATSU D61EX

CHUYÊN ĐỀ TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ỦI KOMATSU D61EX-12 6.1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG Trong q trình làm việc máy móc nói chung máy xây dựng – xếp dỡ nói riêng, nguồn công suất phận động lực (động cơ) sinh cần phải truyền đến phận ( công tác) chúng hoạt động Cơ cấu làm nhiệm vụ gọi cấu truyền động Hiện cấu truyền động chủ yếu sử dụng hai dạng: truyền động khí truyền động thủy lực Hệ thống truyền động khí sử dụng nhiều, chủ yếu ô tô, máy kéo, máy xây dựng, có nhiều ưu điểm như: hiệu suất truyền động cao, độ bền độ tin cậy lớn, giá thành rẻ,… nhiên có nhiều hạn chế kết cấu cồng kềnh, khó truyền chuyển động xa,… Hệ thống truyền động thủy lực(HTTĐTL) khoảng 30 năm trở lại sử dụng rộng rãi, tiến khoa học kỹ thuật Việc ứng dụng hệ thống ngày nhiều góp phần nâng cao tiêu kinh tế kỹ thuật máy, đáp ứng phần nhu cầu tự động hóa ngày cao kỹ thuật Sở dĩ HTTĐTL sử dụng rộng rãi có nhiều ưu điểm bật như: - Có khả truyền lực lớn xa Trọng lượng kích thước nhỏ so với kiểu truyền động khác - Có khả tạo tỉ số truyền lớn ( tới 2000 cao nữa) - Quán tính truyền động nhỏ - Truyền động êm dịu, không gây tiếng ồn - Điều khiển nhẹ nhàng, êm dịu, tiện lợi, không phụ thuộc vào công suất truyền động - Cho phép điều chỉnh vô cấp tốc độ cơng tác - Có khả tự bôi trơn truyền, nâng cao tuổi thọ máy - Có khả tự bảo vệ máy q tải - Có khả bố trí truyền theo ý muốn, tạo hình dáng tổng thể đẹp, có độ thẩm mỹ cao - Dễ dàng chuyển đổi chuyển động quay thành tịnh tiến ngược lại - Sử dụng cụm máy tiêu chuẩn hóa, thống hóa, tiện lợi cho việc sửa chữa, thay cụm chi tiết, giảm thời gian giá thành sửa chữa Bên cạnh ưu điểm bật HTTĐTL cịn tồn nhiều nhược điểm: Khó làm kín phận làm việc, chất lỏng công tác ( dầu thủy lực) dễ bị rị rỉ ngồi làm giảm hiệu suất tính chất làm việc ổn định truyền động Do cần phải thường xuyên kiểm tra truyền động - Áp lực công tác dầu cao, đòi hỏi phải chế tạo truyền động từ loại vật liệu đặc biệt chất lượng cơng nghệ chế tạo phải cao, làm giá thành truyền động thủy lực đắt Tuy nhiên với ưu điểm bật tiến khoa học kỹ thuật, HTTĐTL ngày sử dụng rộng rãi, phát huy tốt ưu điểm mà hệ thống truyền động khác Ngày nay, khuynh hướng thủy lực hóa ngày chiếm ưu thế, máy xây dựng xếp dỡ cần trục ô tô, xe nâng hàng, máy làm đất,… chiếm tới 94 % ngày tăng - 6.2 HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY LÀM ĐẤT Máy làm đất chiếm tỉ lệ lớn máy xây dựng VN Với loại máy đại khơng thể thiếu HTTĐTL Hiện với phát triển khoa học kỹ thuật, với nhu cầu tự động hóa ngày cao xu hướng thủy lực hóa ngày rộng rãi - Trên máy đào: đời sử dụng hệ thống truyền động học, nhiên kết cấu cồng kềnh, làm việc hiệu Khi HTTĐTL đời áp dụng máy đào kết cấu máy gọn, hình dáng đẹp, trọng lượng máy nhỏ, làm việc xác, quỹ đạo đào đa dạng, đảm đương nhiệm vụ phức tạp Trên công tác, di chuyển, máy quay, điều khiển sử dụng truyền động thủy lực - Trên máy ủi: với hệ thống truyền động khí kết cấu máy phức tạp, nặng, việc ấn lưỡi ủi xuống đất phải sử dụng trọng lượng lưỡi ủi Khi sử dụng HTTĐTL với cặp xl nâng hạ cơng tác, ấn sâu lưỡi ủi xuống đất làm giảm trọng lượng lưỡi ủi, cịn sử dụng cặp xl để nghiêng quay lưỡi ủi (với máy ủi vạn năng) làm tăng khả làm việc máy ủi - Trên máy san: việc sử dụng HTTĐTL với xl nâng hạ bàn san, xl đẩy trượt lưỡi san, mô tơ thủy lực quay bàn san,… làm tăng khả làm việc cho máy san - Ở số máy làm đất khác máy lu, máy bốc xúc, lưỡi xới,… sử dụng nhiều thiết bị thủy lực công tác - Hệ thống truyền động thủy động sử dụng máy làm đất ly hợp, biến tốc thủy lực Nó đóng ngắt chuyển động thay đổi vận tốc, mơmen Nhờ giúp cho máy hoạt động êm dịu thực nối ly hợp, tránh thành phần lực động, tăng tuổi thọ cho động chi tiết khác Biến tốc thủy lực cịn thay đổi vơ cấp tốc độ thay đổi mơmen tùy theo điều khiển người lái Như máy làm đất sử dụng rộng rãi HTTĐTL Nó mang lại nhiều ưu điểm, tạo nhiều khả làm việc cho máy, góp phần nâng cao tiêu kinh tế- kỹ thuật cho máy 6.3 HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ỦI Máy ủi loại máy chủ đạo nằm nhóm máy đào vận chuyển đất Hiện số lượng máy ủi chiếm tỉ trọng lớn máy làm đất, sử dụng rộng rãi công tác xây dựng công nghiệp dân dụng, giao thông, thủy lợi, khai thác mỏ,… Do máy ủi dùng để đào vận chuyển đất nên cơng tác chủ yếu gồm lưỡi ủi khung ủi Để điều khiển hoạt động công tác người ta sử dụng HTTĐTL với xylanh nâng hạ lưỡi ủi - Ở máy ủi thường: có sử dụng HTTĐTL gồm có bơm thủy lực để tạo lưu lượng dầu qua van an toàn, van phân phối, van chiều, … tới xylanh thủy lực để nâng hạ lưỡi ủi, với số máy ủi khác cịn có xylanh nâng hạ lưỡi xới Đây hệ thống truyền động thủy lực sử dụng với máy ủi áp dụng máy ủi Liên Xô (cũ) máy ủi đời cũ Komatsu,… - Với máy ủi đại: ngồi hệ thống cịn có thêm nhiều hệ thống tiên tiến, nhiều chi tiết đại khác để phục vụ cho hoạt động máy ủi như: - Hệ thống tự điều chỉnh góc nghiêng bơm theo tải trọng - Hệ thống lái đại với việc sử dụng mô tơ lái thủy lực điều khiển van phân phối (khác với máy ủi cũ sử dụng ly hợp để ngắt chuyển động cho đĩa xích để lái) - Sử dụng hệ thống thủy lực để điều khiển cấp ( số I,II,III) hộp số - Sử dụng hệ thống thủy lực để điều khiển van phân phối - Sử dụng biến tốc thủy lực - Sử dụng cụm van ưu tiên, van hồi nhanh, van hút, van không tải, van hồi áp suất,… Tất hệ thống, chi tiết sử dụng với mục đích giảm tiêu hao cơng suất, nâng cao suất máy ủi, tận dụng hết công suất máy, … Ngồi máy ủi đại cịn có hệ thống cảm biến áp suất, cảm biến tốc độ quay, cảm biến nhiệt độ,…tất tín hiệu đưa hộp đen để sử lý Với biến cố bất thường sảy đưa hộp đen để phân tích báo hình hiển thị cho người lái biết để có biện pháp kiểm tra sử lý Do mà máy tránh khỏi cố gây nguy hiểm, máy làm việc ổn định, đảm bảo tiêu kỹ thuật, tiến độ kinh tế 6.4 TÌM HIỂU VỀ HTTĐTL TRÊN MÁY ỦI KOMATSU D61EX-12 6.4.1 Sơ đồ mạch thủy lực công tác Sơ đồ mạch thủy lực máy ủi D61EX-12 trình bày chi tiết vẽ A0 số 05 thể phụ lục 6.1 6.4.2 Nguyên lý làm việc chung mạch thủy lực máy ủi D61EX-12 - Lưu lượng dầu tạo nhờ bơm thủy lực (29) kiểu piston hướng trục thay đổi lưu lượng, hút dầu từ thùng dầu lên, qua bơm tới van phân phối Bơm (29) dẫn động từ động S6D114 qua hộp trích cơng suất Sự thay đổi lưu lượng bơm nhờ việc thay đổi góc nghiêng đĩa nghiêng Khi công tác máy ủi chưa làm việc góc nghiêng bơm nhỏ để tránh tổn thất công suất Khi khởi động cơng tác tự động tăng góc nghiêng để tăng lưu lượng dầu tới cơng tác - Dầu thủy lực bơm từ thùng qua bơm tới cặp van ưu tiên (12), van an toàn cho hệ thống (14) van khơng tải (15) • Khi cơng tác chưa làm việc dầu qua van khơng tải (15) thùng dầu • Khi cơng tác bắt đầu làm việc dầu qua van ưu tiên (12) tới cụm van phân phối • Khi áp suất dầu vượt trị số cho phép (14,2 MPa) van an tồn mở để dầu qua van thùng để đảm bảo an toàn cho toàn hệ thống - Khi dầu qua van ưu tiên (12) tới van giảm áp cặp van bù áp suất để tới cụm van phân phối Van giảm áp cho áp suất dầu lên công tác 20,6 MPa Van bù áp suất bù áp cho cấu làm việc Ở cụm van phân phối có thớt van là: van phân phối cho cấu lái, van phân phối cho xl nâng hạ lưỡi xới, van phân phối cho cặp xl nâng hạ công tác, van phân phối cho cặp xl quay lưỡi ủi van phân phối cho xl nghiêng lưỡi ủi • Với van phân phối cho cặp xl nâng hạ lưỡi xới Đây van phân phối kiểu: cửa vị trí Van phân phối điều khiển tay gạt lò xo Hình 6.1 Van phân phối cho cặp xl nâng hạ lưỡi xới vị trí van phân phối là: - Vị trí giữ : vị trí xl nâng hạ lưỡi xới không làm việc - Vị trí hạ: vị trí xl hạ lưỡi xới xuống để xới đất - Vị trí nâng: vị trí xl nâng lưỡi xới lên cửa van phân phối: - Cửa 1: đưa dầu cao áp vào - Cửa 2,3: đưa dầu van bù áp (8) - Cửa 4: đưa dầu thấp áp thùng dầu - Cửa 5,6: đưa dầu tới xl nâng hạ lưỡi xới Việc điều khiển tới vị trí nhờ tay gạt, không tác động lên tay gạt tự động vị trí giữ (nhờ lị xo), xl khơng làm việc Với van phân phối cho cặp xl quay lưỡi ủi Cũng tương tự van phân phối cho xl nâng hạ lưỡi xới, gồm cửa, vị trí: giữ, quay trái, quay phải Do có hai xl hoạt động đồng thời ngược nên việc bố trí đường dầu cho hai xl ngược nhau, đảm bảo quay lưỡi ủi • Với van phân phối cho xl lanh nghiêng lưỡi ủi Cũng tương tự van phân phối cho xl nâng hạ lưỡi xới, gồm cửa, vị trí: giữ, nghiêng sang trái, nghiêng sang phải • Với van phân phối cho cấu lái Cũng tương tự van phân phối cho xl nâng hạ lưỡi xới, gồm cửa, vị trí: giữ, lái trái, lái phải • Với van phân phối cho cặp xl nâng hạ cơng tác Van phân phối có khác với ba van có cửa vị trí, điều khiển tay gạt lị xo • Hình 6.2 Van phân phối cho cặp xl nâng hạ cơng tác vị trí van tương ứng là: - vị trí 1: vị trí giữ ( khơng làm việc) - vị trí 2: vị trí nâng cơng tác - vị trí 3: vị trí hạ cơng tác - vị trí 4: vị trí trơi Vị trí trơi sử dụng máy ủi làm việc, lưỡi ủi tự dâng lên hạ xuống tùy theo tải trọng tác dụng lên Vị trí cửa tương tự - Cửa 1: đưa dầu cao áp vào - Cửa 2,3: đưa dầu van bù áp - Cửa 4: đưa dầu thấp áp thùng dầu - Cửa 5,6: đưa dầu tới cặp xl nâng hạ công tác - Khi dầu qua van phân phối tới xl mô tơ thủy lực để thực công việc - Ngồi mạch thủy lực máy ủi D61EX cịn có bơm thuỷ lực nữa, bơm (33) dẫn động từ động qua hộp trích cơng suất Bơm khác so với bơm (29), nhiệm vụ là: - Bơm dầu từ thùng qua lọc dầu, từ dầu lọc quay trở thùng - Bơm dầu qua phận làm mát (30) để làm mát cho dầu Dầu bơm làm mát áp suất đường dầu từ bơm vượt giá trị giới hạn van tràn (34) 2,94 MPa, dầu chảy qua van tràn tới làm mát - Cung cấp dầu cho điều khiển (24) Đây điều khiển cho hệ thống lái ( lái trái, lái phải) Dầu cao áp từ bơm tới cấu này, tác động người lái máy lên cần điều khiển cho dầu theo hai đường, qua van (23) đưa dầu cao áp lên van phân phối cho cấu lái (18) Áp suất dầu đẩy ngăn kéo van phân phối cấu lái từ cho dầu đến mơ tơ lái để làm quay mơ tơ, từ tạo khác vận tốc hai cặp bánh truyền động cuối làm thay đổi hướng chuyển động máy Như van phân phối (18) khác với van phân phối việc điều chỉnh khơng phải trực tiếp tay mà thông qua hệ thống thủy lực điều khiển gián tiếp van (18) Trên nguyên lý chung cho hoạt động mạch thủy lực máy ủi D61EX-12 Để tìm hiểu kỹ phần tử mạch thủy lực trình bày phần sau 6.4.3 Cấu tạo nguyên lý làm việc vài phần tử quan trọng mạch thủy lực máy ủi Komatsu D61EX-12 Trên máy ủi đại, việc xuất thêm vài phần tử mạch thủy lực góp phần giảm tiêu hao cơng suất cho máy, giúp cho máy hoạt động an toàn chắn hơn, tăng tuổi thọ cho chi tiết mạch, phát huy tối đa công suất máy,…Như chúng có ý nghĩa quan trọng mạch thủy lực Phần trình bày về: chức nhiệm vụ, sơ đồ nguyên lý, cấu tạo, nguyên lý làm việc vài hệ thống phần tử như: hệ thống tự điều chỉnh góc nghiêng bơm, hệ thống cân tải trọng cho mô tơ thủy lực, van bù áp suất, van an toàn, van ưu tiên, van xả nhanh, van hút, van giảm áp, van không tải,… Hệ thống tự điều chỉnh góc nghiêng bơm a Nhiệm vụ Nhiệm vụ hệ thống nhận giá trị áp suất dầu từ đường điều khiển (nét đứt) từ van bù áp suất (8) với áp suất dầu từ bơm có để cân đối từ điều khiển góc nghiêng bơm cách hợp lý để đảm bảo công suất dành cho bơm đảm bảo cung cấp đủ lưu lượng dầu cho xl mô tơ thủy lực Khi cơng tác chưa làm việc điều chỉnh góc nghiêng bơm nhỏ nhất, tránh tiêu hao công suất Khi công tác bắt đầu làm việc điều khiển tăng dần góc nghiêng bơm tăng lưu lượng để cung cấp đủ dầu cho xl, mô tơ thủy lực hoạt động, máy hoạt động khỏe b.Sơ đồ nguyên lý Hình 6.3 Sơ đồ nguyên lý cấu điều chỉnh góc nghiêng bơm (trường hợp điều chỉnh bơm cho góc nghiêng nhỏ nhất) Trong đó: Bơm thủy lực điều chỉnh góc nghiêng Van điều chỉnh tiết lưu Van LS Cơ cấu chấp hành điều chỉnh góc nghiêng bơm a: đường dầu khỏi bơm c: đường dầu vào bơm b: đường dầu rò thùng d: đường dầu điều khiển (LS) e: đường dầu thùng c Nguyên lý làm việc Khi khởi động động cơ, qua hộp trích cơng suất dẫn động cho bơm, trường hợp bình thường: bơm hút dầu từ thùng qua đường (c) vào bơm tạo lưu lượng dầu qua đường (a), dầu rò từ bơm quay trở thùng dầu qua đường (b) Khi công tác chưa làm việc (máy chạy khơng tải) áp suất dầu đường đường d (PLS) nhỏ, van LS ( van 3) thể hình vẽ: Áp suất dầu từ bơm thắng áp suất dầu đường (d) áp lực lò xo, van (3) vị trí hình vẽ Do cho đường dầu từ bơm lên qua van (3) lên van (2) điều khiển cấu (4) Khi dầu từ van (3) qua van (2) lên cấu (4) tùy theo áp suất dầu từ bơm mà phải qua tiết lưu khơng qua Như van điều chỉnh tiết lưu (2) có nhiệm vụ tránh thay đổi đột ngột góc nghiêng bơm áp suất dầu bơm lớn Khi áp suất bơm thấp không thắng lực đẩy lị xo: vị trí van(2) thể hình vẽ Lúc dầu khơng qua tiết lưu Khi dầu qua van (2) lên cấu (4) điều chỉnh góc nghiêng bơm Cấu tao (4) giống xl có tiết diện hai đầu piston khác Hình 6.4 Nguyên lý làm việc Hai đầu piston (4) có tiết diện khác Dầu từ van (2) vào khoang (2) từ bơm vào khoang (1), tiết diện hai piston hai khoang khác nhau: - Áp suất dầu từ bơm tác dụng lên piston (4) lực P1 - Áp suất dầu từ van (2) tác dụng lên piston (4) lực P2 - Lò xo tác dụng lên piston (4) lực Plx Trong trường hợp áp suất dầu từ (2) áp suất dầu từ bơm, tiết diện khác nên P2 > P1 + Plx đẩy piston (4) sang trái làm thay đổi góc nghiêng bơm vị trí có góc nghiêng nhỏ Khi cơng tác làm việc, qua hệ thống van bù áp suất (8) cho dầu có áp suất cao vào đường dầu điều khiển ( nguyên lý trình bày phần van bù áp suất (8) ) Như đường dầu (d) có áp suất cao Nhờ thêm áp lực lò xo tác dụng lên van nên đủ thắng áp lực dầu từ bơm tác dụng lên van Vị trí van (3) thể hình vẽ: Trong trường hợp dầu từ bơm khơng lên van (2), lúc dầu từ khoang (2) qua van (3) van (2) quay trở thùng đường (e) động hai van (2’) (2’’) sang phải nhiều thắng áp lực lò xo van (2’’) Khi ngăn kéo di chuyển sang trái nối đường dầu van (2’’) đường dầu (a) thông với đường (d) đường dầu điều khiển bơm Khi với nguyên lý van LS trình bày điều khiển bơm, tăng góc nghiêng bơm từ nhỏ lên cao Trong trường hợp máy gặp tải lớn khiến cho áp suất đường dầu cung cấp (f) lớn, nối với đường (c) đẩy tiếp ngăn kéo sang phải tăng tiết diện lưu thông dầu từ đường (a) đường (d) điều khiển: tăng tiếp góc nghiêng bơm để giúp cho cơng tác thắng tải tác dụng lên Ngồi sơ đồ thể đường dầu phụ có van tiết lưu nối từ đường dầu điều khiển trở thùng Khi cặp van liên động làm việc trích phần dầu từ đường dầu công tác trở đường dầu điều khiển để điều khiển bơm Như nguyên tắc dầu đường dầu điều khiển phần qua van tiết lưu trở thùng dầu làm tổn thất dầu đường điều khiển Tuy nhiên đường dầu phụ diện tích lỗ tiết lưu nhỏ nên dầu qua mà chủ yếu bơm Đường dầu phụ van tiết lưu có tác dụng quan trọng giảm áp đường dầu điều khiển Khi công tác ngừng làm việc dầu không cung cấp cho đường dầu điều khiển nữa, lúc yêu cầu đĩa nghiêng bơm phải trở vị trí có góc nghiêng nhỏ nhờ hệ thống điều khiển góc nghiêng bơm (LS valve) Muốn áp suất đường điều khiển phải giảm Nhờ có van tiết lưu đường dầu phụ giảm áp suất dầu đường dầu điều khiển Có thể thể cấu tạo đơn giản cặp van liên động theo hình vẽ (thể lúc công tác làm việc van mở cho đường dầu lưu thông theo chiều mũi tên) Hình 6.18 Cấu tạo đơn giản cặp van liên động Trong đó: Đường dầu từ bơm lên Đường dầu lên van phân phối Đường dầu từ van phân phối điều khiển van liên động Đường dầu từ van liên động điều khiển bơm ( Chiều mũi tên thể đường dầu) a b c d - Trường hợp bù áp suất Khi cơng tác làm việc có tới hai nhiều cấu làm việc đồng thời Giả sử vừa thực ấn công tác xuống vừa tiến hành quay lưỡi ủi Lúc có hai van phân phối mở Trong trường hợp bình thường hai tháo tác có tải trọng tác dụng lên tương đương dầu cung cấp cho chúng tương đương Giả sử ấn công tác xuống gặp đất rắn, cặp xl hạ cơng tác cần có áp suất dầu lớn để ấn sâu lưỡi ủi xuống đất, tiến hành cắt đất Để bù áp suất cho cặp xl cặp van liên động làm nhiệm vụ Nó phân bổ áp suất tương ứng với tải trọng tác dụng lên cấu Hình thể trường hợp máy ủi vừa tiến hành ấn sâu lưỡi xuống vừa quay lưỡi ủi, ấn sâu lưỡi ủi xuống gặp phải đất rắn Cặp van liên động làm việc van bù áp suất nên chúng gọi van bù áp suất Hình 6.19 Sơ đồ làm việc hai cặp van liên động Trong đó: Van phân phối cho cặp xl nâng hạ công tác Cặp van liên động cho van phân phối (1) Van phân phối cho cặp xl quay lưỡi ủi Cặp van liên động cho van phân phối (2) Bơm thủy lực Khi áp suất đường dầu van phân phối nâng hạ công tác lớn áp suất đường van phân phối cho cấu quay lưỡi ủi áp suất đường dầu điều khiển c’ lớn đường c, tạo áp suất đường dầu điều khiển (d’) lớn để điều khiển tăng góc nghiêng bơm Như hai van (2) (4) có áp suất đầu vào từ bơm giống (Pa) đầu giống (Pd) áp suất đường dầu điều khiển lại khác ( Pc’ > Pc) Do hành trình ngăn kéo hai van khác Ở van (4) áp suất đường điều khiển (Pd’) lớn áp suất đường c (Pc) lại nhỏ đường c’ P d’ đẩy ngăn kéo sang trái, làm giảm lưu lượng dầu từ bơm tới van phân phối (3) Khi lưu lượng dầu vào van phân phối (3) giảm áp suất tới cặp xl quay lưỡi ủi giảm Như dầu cung cấp tới van phân phối (1) nhiều để cung cấp tới xl nâng hạ lưỡi ủi gặp tải lớn Vậy hai xl làm việc tải tác dụng lên chúng khác với cặp xl liên động ưu tiên xl có tải tác dụng lớn Do cịn gọi van bù áp Van lựa chọn đường dầu điều khiển a Chức Chức van lựa chọn hai đường dầu điều khiển: từ công tác tới từ cấu lái tới Trong hai đường đường có áp suất cao chọn để tới điều khiển góc nghiêng cấu lái ( tăng góc nghiêng) cần tăng lưu lượng phục vụ cho hoạt động Như nhờ có van lựa chọn đường dầu điều khiển mà dầu từ đường có áp suất cao liên điều khiển trực tiếp góc nghiêng bơm khơng hịa vào đường dầu điều khiển khác tới điều khiển bơm Nó làm tăng độ nhạy điều khiển cho bơm b Sơ đồ nguyên lý Hình 6.20 Sơ đồ nguyên lý van lựa chọn đường dầu điều khiển Trong a b c Van lựa chọn đường dầu điều khiển Đường dầu điều khiển từ cấu lái Đường dầu điều khiền từ cơng tác Đường dầu tới điều khiển góc nghiêng bơm c Nguyên lý làm việc Khi có cấu làm việc van (1) chọn ln đường dầu điều khiển từ cấu tới van LS để điều khiển góc nghiêng bơm Khi có hai cấu làm việc tức vừa thực ủi vừa thực lái máy Khi van (1) lựa chọn đường có áp suất cao ( tức cần điều khiển hơn) để đưa van LS Dầu hai đường (a) (b) tạo áp lực lên bi van (1) Đường có áp suất cao đẩy bi phía cịn lại để thơng dầu từ đường đường (c) lên điều khiển góc nghiêng bơm Nếu dầu đường điều khiển cấu lái lựa chọn tới đường (c) tới bơm nhiên đường (c) có đường dầu phụ qua tiết lưu thùng để hạ áp đường dầu điều khiển xuống lúc không cần tăng thêm lưu lượng bơm Van hút a Chức Chức van hút bù vào áp suất đường dầu đặt van hút có tụt áp (áp suất giảm nhỏ áp suất dầu đầu van hút) Trên mạch thủy lực máy ủi Komatsu D61EX có nhiều van hút kiểu b Sơ đồ nguyên lý Có thể hiểu sơ đồ nguyên lý van hút van chiều cho dầu từ van xl thủy lực không cho quay trở Tuy nhiên cấu tạo phức tạp Hình 6.21 Cấu tạo van hút Trong a Đường dầu tới xl b Đường dầu thấp áp c Nguyên lý làm việc Trong trường hợp áp suất đường dầu cấp tới xl bị tụt áp Giả sử quay lưỡi ủi gặp vật cản nhỏ làm tăng áp suất cung cấp tới xl quay lưỡi ủi Khi thắng lực cản lưỡi ủi quay tiếp qn tính lưỡi ủi hút tiếp dầu Như đường cấp dầu bị thiếu dầu ( đường a hình vẽ) Nhờ van hút có nhiệm vụ cung cấp lượng dầu thiếu cho đường (a) Khi đường dầu (a) bị tụt áp áp lực dầu đường (a) (b) tác dụng lên đầu ngăn kéo thắng áp lực dầu đường (a) tạo khoang (c) lực nén lò xo Khi ngăn kéo di chuyển sang phải nối hai đường dầu (a) (b), dầu từ đường (b) tới đường (a) Sau thời gian áp suất đường (a) tăng lên dầu van phân phối cung cấp tiếp cho nó, áp lực tạo khoang (c) lực nén lò xo đủ để đẩy ngăn kéo sang trái không nối đường (a) với (b) Van hồi áp suất a Chức Van hồi áp suất đặt cụm van lái để hồi áp suất đường dầu hồi thùng Áp suất đặt van 0,2 MPa tức ln giữ cho áp suất đường hồi từ van lái thùng ln 0,2 MPa Nhờ có van làm tăng hiệu việc sử dụng van hút hệ thống lái b Sơ đồ nguyên lý làm việc Sơ đồ nguyên lý làm việc van hồi áp suất tương tự van giảm áp trình bày phần Van xả nhanh a Chức Van xả nhanh đặt hai đường dầu cung cấp tới cặp xl nâng hạ cơng tác nối hai đường dầu với Chức van xả nhanh xả áp suất đường dầu cao áp xuống đường thấp áp cặp xl nâng hạ công tác Van mở trường hợp máy ủi bắt đầu hạ công tác xuống Khi có thay đổi áp suất đường dầu cung cấp cho xl van xả nhanh làm việc b Sơ đồ nguyên lý Sơ đồ nguyên lý van xả nhanh thể hình vẽ Hình 6.22 Sơ đồ nguyên lý làm việc van xả nhanh Hình 6.23 Sơ đồ nguyên lý van xả nhanh Trong đó: a b c d e Cặp xl nâng hạ công tác Van xả nhanh Van phân phối cho cặp xl (1) Đường dầu hồi Đường dầu từ bơm lên van phân phối Đương dầu điều khiển Đường dầu từ cặp xl (1) thùng Đường dầu cung cấp tới cặp xl (1) c Nguyên lý làm việc Khi chưa điều khiển van phân phối (3) tức giữ nguyên vị trí cơng tác cao trọng lượng làm cho áp suất dầu đường (d) lớn Khi thực điều khiển van phân phối thực hạ cơng tác xuống áp suất dầu đường (d) phía đầu van phân phối giảm Thông qua tiết lưu nên áp suất dầu đường (d1) giảm theo Tuy nhiên trọng lượng công tác kéo xl tiết lưu nên áp suất dầu đường (d 2) chưa giảm Áp lực đường (d2) tác dụng lên ngăn kéo đủ thắng áp lực (d 1) lị xo tác dụng lên ngăn kéo Nó đẩy ngăn kéo sang phải (như hình vẽ 6.23), thơng đường dầu từ (d) sang (e) làm cho lưỡi ủi hạ xuống nhanh Như không cần tới lưu lượng dầu từ bơm cung cấp làm cho lưỡi ủi hạ xuống đất để đào đất điều khiển van phân phối, giảm tiêu hao cơng suất cho bơm Khi lưỡi ủi cham vào đất, trọng lượng cơng tác khơng cịn tác dụng lên xl lúc áp suất hai đầu (d 1) (d2) cân Khi lực đẩy lị xo đóng van xả nhanh lại, khơng cho dầu từ (d) sang (e) 6.5 MẠCH THỦY LỰC PHỤC VỤ CHO BỘ PHẬN ĐIỀU KHIỂN, BÔI TRƠN VÀ PHANH 6.5.1 Sơ đồ mạch thủy lực Trên máy ủi, hệ thống thủy lực phục vụ cho cơng tác cịn có hệ thống thủy lực phục vụ cho hệ thống bôi trơn, hệ thống điều khiển, hệ thống phanh,… Như máy ủi có nhiều bơm thủy lực để phục vụ cho hệ thống như: bơm cho công tác, bơm cho hệ thống bôi trơn, bơm cho hệ thống điều khiển phanh,… Sơ đồ mạch thủy lực hệ thống phụ như: hệ thống bôi trơn, hệ thống điều khiển, hệ thống phanh trình bày sơ đồ thủy lực vẽ A0 số 07 phụ lục 6.2 6.5.2 Nguyên lý làm việc mạch thủy lực Đây mạch thủy lực phụ máy ủi, ý nghĩa mạch thể sơ đồ lọc dầu bôi trơn, sơ đồ thủy lực cấu điều khiển, sơ đồ thủy lực cấu phanh,… Để phục vụ cho việc bôi trơn, lọc dầu , điều khiển phanh cần có bơm thủy lực bơm (1), (4) (5) Dẫn động cho bơm nhờ có động (3) truyền cơng suất tới bơm qua hộp trích cơng suất (6) Với bơm bôi trơn (4) bơm bánh răng, có nhiệm vụ lấy dầu từ thùng dầu (12) lên bôi trơn cho cụm bánh truyền cuối, cấu lái,… Với bơm (1) bơm bánh răng, nhiệm vụ lọc dầu mang bôi trơn Dầu lấy từ thùng (12) hút qua lọc dầu (15) để lọc hết cặn bẩn dầu đem bôi trơn Bơm thủy lực (5) bơm bánh răng, hút dầu từ thùng lên qua lọc dầu tới bơm Bơm (5)có nhiều nhiệm vụ: - Bơm dầu từ thùng lên qua van phân phối cho cấu phanh Khi điều khiển van phân phối để mở đường dầu tới xl xl ép đĩa ma sát lại để thực trình phanh - Bơm dầu từ thùng qua biến tốc thủy lực (14) qua lọc dầu làm mát dầu bôi trơn cho cặp bánh hộp trích cơng suất, hộp số - Bơm dầu lên cấu điều khiển cấp số hộp số (do cịn gọi bơm điều khiển) Khi dầu tới cấu có van phân phối điều khiển tay gạt đặt cabin người lái điều khiển, qua đưa dầu tới hộp số ép đĩa ma sát hộp số để thực cấp theo ý người lái 6.5.3 Nguyên lý làm việc cụm van điều khiển hộp số a Chức Chức cụm van điều chỉnh ăn khớp bánh hộp số cách đưa đường dầu cao áp vào xl ép đĩa ma sát hộp số Trên cụm van có nhiều van có van tự động điều chỉnh có van điều chỉnh tay Cụm van đảm bảo chưa điều khiển hộp số cho dầu qua thùng dầu Khi tác động vào cần điều khiển đảm bảo cho trình dầu tới điều kiển nhanh, nhạy b Sơ đồ nguyên lý Sơ đồ nguyên lý làm việc cụm van trình bày rõ hình đây: Hình 6.24 Sơ đồ nguyên lý cụm van điều khiển hộp số Trong đó: Bơm thủy lực Van an toàn Van hồi dầu Van tự động điều khiển nhanh Van phân phối điều khiển số I, II, III hộp số Van điều khiển cấp tiến lùi hộp số c Nguyên lý làm việc Dầu bơm từ thùng qua bơm (1) tới điều khiển hoạt động hộp số Khi chưa tác động vào van (5) (6) thơng qua van (2), (3) (4) dầu trở thùng dầu Quá trình đưa dầu thùng tự động điều chỉnh Ngun lý sau: Hình 6.25 Sơ đồ làm việc van (4) chưa điều khiển hộp số Dầu từ bơm (1) xuống van (4) qua đường (a) tới đường (b) Khi chưa điều khiển hộp số vị trí van (4) hình vẽ Dầu từ đường (b) qua (b’’) trở thùng qua tiết lưu Khi tác động vào van phân phối (5) (6) Hình 6.26 Sơ đồ làm việc van (4) điều khiển hộp số Khi điều khiển hộp số, tức điều khiển hai van phân phối (5) (6) áp suất đường (b) đột ngột tụt áp áp suất đường (b’) bị tụt Theo áp lực đường dầu điều khiển (b’) tác dụng lên ngăn kéo thắng áp lực đường dầu điều khiển (a’), ngăn kéo di chuyển sang trái Khi ngăn kéo di chuyển sang trái đường dầu từ (a) sang thẳng (b) không qua tiết lưu điều khiển van phân phối trở nên nhanh cịn gọi van điều khiển nhanh Đồng thời dầu khơng qua đường (b’’) để trở thùng dầu Trên xl dùng để nén đĩa ma sát xl chiều Khi điều khiển van phân phối (5) hoặc(6) cấp dầu tới xl Khi khơng điều khiển tác động lực nén lò xo ép cho dầu trở van (4) Khi khơng có điều khiển van phân phối nên vị trí van (4) hình trước ( Hình 6.25), dầu qua đường (b’’) thùng Trong trường hợp áp suất dầu vượt q trị số cho phép thơng qua van an toàn (3) cho dầu trực tiếp thùng Hình 6.27 Sơ đồ nguyên lý làm việc van an toàn Khi áp suất đường (a) tăng mức cho phép mở van an tồn (3) mở van (2) cho dầu trực tiếp trở thùng, đảm bảo an toàn cho hệ thống TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Vũ lộc, Vũ Thanh Bình: Máy làm đất NXB Giao thơng vận tải [2] Phạm Hữu Đồng, Hoa Văn Ngũ, Lưu Bá Thuận Máy làm đất NXB Xây dựng – Hà Nội 2004 [3] Lưu Bá Thuận Tính tốn máy thi cơng đất NXB Xây dựng [4] Vũ Đình Lai, Nguyễn Xuân Lựu, Bùi Đình Nghi Sức bền vật liệu NXB Giao thơng vận tải – Hà Nội 1997 [5] Vũ Văn Thinh, Nguyễn Đăng Cường, Vũ Minh Khương Máy thủy lực NXB Đại học Thủy lợi [6] Nguyễn Đắc lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt Sổ tay công nghệ chế tạo máy – Tập II NXB Khoa học kỹ thuật – Hà Nội 2006 [7] Vũ Thanh Bình, nguyễn Đăng Điệm Truyền động máy xây dựng xếp dỡ NXB Giao thông vận tải – Hà Nội 1999 [8] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí NXB Giáo dục 2005 [9] Trương Tất Đích Chi tiết máy NXB Giao thơng vận tải – Hà Nội 2001 [10] Nguyễn Văn Hợp, Phạm Thị Nghĩa Kết cấu thép NXB Giao thông vận tải – Hà Nội 1996 [11] Komatsu Các tài liệu tham khảo sử dụng bảo dưỡng máy ủi D61EX, D85A, D85PX,… [12] Át lát máy làm đất Ngồi cịn số tài liệu tham khảo Internet, catalog công ty,… ... thủy lực để nâng hạ lưỡi ủi, với số máy ủi khác cịn có xylanh nâng hạ lưỡi xới Đây hệ thống truyền động thủy lực sử dụng với máy ủi áp dụng máy ủi Liên Xô (cũ) máy ủi đời cũ Komatsu, … - Với máy. .. cịn có hệ thống thủy lực phục vụ cho hệ thống bôi trơn, hệ thống điều khiển, hệ thống phanh,… Như máy ủi có nhiều bơm thủy lực để phục vụ cho hệ thống như: bơm cho công tác, bơm cho hệ thống bôi... việc cho máy, góp phần nâng cao tiêu kinh tế- kỹ thuật cho máy 6.3 HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ỦI Máy ủi loại máy chủ đạo nằm nhóm máy đào vận chuyển đất Hiện số lượng máy ủi chiếm