+ Điều chỉnh được vận tốc làm việc tinh và vô cấp (dễ thực hiện tự động hóa theo điều kiện làm việc hay theo chương trình có sẵn). + Kết cấu gọn nhẹ, vị trí của các phần tử dẫn và bị dẫ[r]
(1)TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG
HỌC PHẦN: XE CHUYÊN DỤNG
SỐ TÍN CHỈ: 02
LOẠI HÌNH ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
CHUN NGÀNH: CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ
(2)MỤC LỤC
Chương TỔNG QUAN VỀ XE CHUYÊN DỤNG
1.1 Định nghĩa yêu cầu chung
1.1.1 Định nghĩa
1.1.2 Yêu cầu chung
1.2 Các tiêu chuẩn pháp lý Việt Nam liên quan đến xe chuyên dụng
1.3 Cấu tạo chung phân loại
1.3.1 Cấu tạo chung
1.3.2 Phân loại xe chuyên dụng
Chương CÁC HỆ THỐNG VÀ CƠ CẤU ĐẶC TRƯNG TRÊN XE CHUYÊN DỤNG 10 2.1 Truyền động khí 10
2.1.1 Cơng dụng, phân loại ưu nhược điểm truyền động khí 10
2.1.2 Thông số truyền động khí 13
2.1.3 Phạm vi sử dụng truyền động khí 13
2.2 Truyền động thuỷ lực 13
2.2.1 Đặc điểm 13
2.2.2 Truyền động thủy lực thủy tĩnh: 15
2.2.3 Truyền động thuỷ động 21
2.3 Truyền động khí nén 33
2.3.1 Ưu nhược điểm hệ thống truyền động khí nén 33
2.3.2 Phạm vi sử dụng hệ thống 33
2.3.3 Cấu tạo chung hệ thống bao gồm 34
2.4 Truyền động điện, điện từ 41
2.4.1 Khái niệm, đặc điểm, phân loại phạm vi ứng dụng 41
2.4.2 Cấu tạo chung hệ thống truyền động điện 42
2.5 Các loại cấu cơng tác điển hình xe chuyên dụng 48
2.5.1 Cơ cấu nâng 48
2.5.2 Cơ cấu quay 49
2.5.3 Cơ cấu di chuyển 57
Chương XE XÍCH 63
3.1 Các loại xe xích phạm vi sử dụng: 63
3.2 Cấu tạo hoạt động xe xích: 63
3.2.1 Cấu tạo chung: 63
3.2.2 Hệ thống truyền lực: 65
3.2.3 Lái phanh xe xích 67
(3)Chương
TỔNG QUAN VỀ XE CHUYÊN DỤNG
1.1 Định nghĩa yêu cầu chung 1.1.1 Định nghĩa
Xe chuyên dụng khái niệm chung bao gồm ôtô chuyên dụng máy chuyên dụng, chúng sử dụng để thực công việc riêng, chúng có đặc điểm có phận cơng tác chuyên dụng để thực loại công việc đặc thù xây dựng bản, khai thác mỏ, vận chuyển hay bốc xếp hàng hóa giao thông vận tải thực công việc đặc biệt nông lâm nghiệp thủy lợi đào mương, xúc đất đá, san ủi mặt v.v…
Tóm lại, xe chuyên dụng loại xe gồm đầu xe kéo liên hợp xe s với phận công tác chuyên dụng để thực công việc đặc thù công nghiệp, giao thông vận tải, nông lâm nghiệp,… đạt hiệu kinh tế cao
* Xe chuyên dụng bao gồm thành phần:
- Xe sở, hiểu đầu kéo hay xe chun dụng ơtơ, có lắp hay kéo theo máy cơng tác chun dụng để hồn thành cơng việc riêng, di chuyển bánh bánh xích (ơtơ tải, xe kéo, xe xích)
- Bộ phận cơng tác chun dụng: phận đặc biệt ghép với xe sở để thực nhiệm vụ đặc biệt với xe sở gọi xe chuyên dụng Bộ phận chuyên dụng téc nước, téc xăng, thùng chở hàng, cấu quét gom rác, moóc kéo, cần cẩu hàng,
1.1.2 Yêu cầu chung
Để đáp ứng q trình cơng nghệ ngành xây dựng, giao thông vận tải, thủy lợi, nông lâm nghiệp v.v… xe chuyên dụng cần bảo đảm yêu cầu chung sau đây:
- Yêu cầu lượng: Chọn nguồn động lực với công suất động hợp lý, động (thông thường người ta sử dụng động đốt chạy diesel) tiết kiệm;
- Kích thước nhỏ gọn, nhẹ, dễ vận chuyển dễ sử dụng địa bàn chật hẹp; - Các yêu cầu kết cấu - công nghệ: Có độ bền tuổi thọ cao, cơng nghệ tiên tiến; - Các yêu cầu khai thác - công nghệ: Đảm bảo suất chất lượng thi công điều kiện định, có khả phối hợp làm việc máy khác, bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng, nhanh chóng, có khả dự trữ nhiên liệu làm việc vài ca liên tục;
(4)- Không làm ảnh hưởng tới môi trường xung quanh; - Yêu cầu kinh tế: Giá thành đơn vị sản phẩm thấp
1.2 Các tiêu chuẩn pháp lý Việt Nam liên quan đến xe chuyên dụng
- Nghị định 36 CP ngày 29-5-1995 đảm bảo trật tự an tồn giao thơng đường - Quyết định 1260 QĐ/KHKT-PCVT ngày 4-6-1996 tái tạo phương tiện giới đường
- Thông tư 112/1998/TT-BGTVT ngày 29-4-1998 hướng dẫn cấp phép xe tải, khổ, bánh xích
Nội dung thơng tư:
+ Quy định chung: Xe tải, khổ, xe xích lưu hành đường giao thơng cơng cộng phải có giấy phép lưu hành đặc biệt,
+ Khái niệm xe tải:
Vượt tải trọng thiết kế nhà sản xuất, Vượt tải trọng phân bố lên cầu, Vượt mức chịu tải cầu đường,
+ Khái niệm xe khổ:
Vượt kích thước nhà sản xuất,
Kích thước bao qui định cho phép cầu đường, + Điều kiện cấp giấy phép lưu hành đặc biệt:
Hàng hố khơng tách rời được, container, giới hạn cho phép cầu đường Các bạn tham khảo trang web sau: http://www.vr.org.vn/
1.3 Cấu tạo chung phân loại. 1.3.1 Cấu tạo chung
Xe chuyên dụng tổ hợp loạt hệ thống, gồm phận sau:
(1) Động cơ: Có nhiều loại: động đốt trong, động điện Động thường dùng loại động đốt (động xăng động diesel) làm nguồn động lực xe chuyên dụng, có công dụng biến nhiệt nhiên liệu cháy thành
+ Nếu lắp động phía trước ngồi buồng lái thể tích chứa hàng bố trí số ghế hành khách bị giảm ơtơ có chiều dài chung Bố trí động phía trước, lái, người lái xe quan sát mặt đường không thuận lợi, nhiên việc chăm sóc sửa chữa động thuận lợi dễ dàng
(5)buồng lái phức tạp
+ Phương án lắp động phía sau xe có ưu điểm làm cho hệ thống truyền lực đơn giản hơn, người lái nhìn thống hơn, hệ số sử dụng chiều dài xe tăng lên, đồng thời hành khách cách nhiệt với động tốt Kiểu bố trí thường gặp xe du lịch, xe ôtô buýt, nhược điểm cách bố trí hệ thống điều khiển cơn, số, ga phức tạp động bố trí xa người lái
+ Khi lắp động xe, tức bố trí buồng lái thùng xe thường áp dụng xe vận tải, kiểu bố trí có ưu điểm làm tải trọng phân bố hai cầu chủ động khơng có tải trọng hữu ích (xe chạy khơng tải)
(2) Hệ thống truyền lực: Hệ thống truyền lực xe chun dụng có tác dụng truyền mơmen quay từ động cho phận di chuyển gồm có: ly hợp, hộp số, truyền động đăng, truyền động chính, cấu vi sai truyền lực cuối cùng, bánh xe bánh chủ động hay từ động dùng để vận hành cấu công tác
+ Đối với ôtô du lịch ôtô buýt, để cách nhiệt cho hành khách giảm tiếng ồn, đồng thời cho người lái quan sát mặt đường tốt hơn, người ta thường bố trí cầu sau chủ động động lắp phía sau truyền chuyển động cho cầu sau chủ động (hình 1.1b)
+ Đối với sơ đồ 4X2 mà cầu trước vừa chủ động vừa cầu dẫn hướng, thường gặp động lắp dọc cầu trước (hình 1.1c) động lắp ngang phía trước truyền động trực tiếp cho hai bánh chủ động cầu trước (hình 1.1d), kết cấu thường gặp xe du lịch (ôtô con), động lắp ngang, người ta sử dụng truyền lực cặp bánh trụ, kết cấu hệ thống truyền lực đơn giản gọn nhẹ
(6)Đ Động cơ; L Ly hợp; H Hộp số; C Cầu chủ động; CĐ Trục cácđăng; P Hộp số phụ hay hộp phân phối; K Khớp ma sát
Đối với ôtô ba cầu với công thức bánh 6X6 (6 bánh chủ động) truyền động cầu chủ động phía sau thực trục truyền (hình 1.2a) hai trục truyền động (hình 1.2b) nhờ truyền động cácđăng
Ở ơtơ bốn cầu chủ động (8X8) lại có đặc điểm riêng biệt Truyền động theo trục (hình 1.2c) có ưu điểm đơn giản kết cấu, nhược điểm sinh tải trọng phụ lên hệ thống truyền lực tượng tuần hồn cơng suất, làm giảm hiệu suất, tăng độ hao mịn chi tiết máy, giảm tuổi thọ xe nói chung
Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống truyền lực ơtơ nhiều cầu với bánh chủ động
Đ Động cơ; L Ly hợp; H Hộp số; C Cầu chủ động; CĐ Trục cácđăng; P Hộp số phụ hay hộp phân phối
Trên hình 1.3 sơ đồ hệ thống truyền lực ôtô vận tải hạng trung Đặc điểm hệ thống truyền lực người ta sử dụng ly hợp thủy lực biến đổi mômen quay làm việc đồng thời với ly hợp ma sát Hộp số bố trí phía buồng lái để thuận tiện cho điều khiển
Hình 1.3 Hệ thống truyền lực ôtô tải hạng nặng
1 Ly hợp thủy lực biến mô; 2 Ly hợp ma sát;
3 Truyền lực cuối cùng.
(7)động (hạng nặng) người ta thường sử dụng hộp phân phối dạng vi sai cầu để giảm tác hại tuần hồn cơng suất, sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực ơtơ ba cầu chủ động giới thiệu hình 1.3 Đặc điểm sơ đồ có hộp số phụ 1, hộp số phụ nhận mômen từ trục thứ cấp hộp số truyền đến, từ hộp số phụ mơmen truyền đến hộp phân phối 2, vi sai bánh trụ không đối xứng, từ mômen phân thành hai mạch, mạch đến cầu chủ động trước, mạch đến hộp phân phối phụ để phân phối mômen cho cầu cầu sau, hộp phân phối vi sai nón đối xứng, mômen phân bố đến hai cầu cầu sau
Hình 1.4 Sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực ơtơ ba cầu chủ động
1 Hộp số phụ; Hộp phân phối chính; Hộp phân phối phụ;
4 Truyền lực vi sai bánh cầu trước, cầu cầu sau
Giữa bánh xe chủ động cầu chủ động bố trí truyền lực (truyền lực trung tâm) bánh nón hay bánh trụ Để bảo đảm bánh xe quay với tốc độ khác vào vịng hay lăn mặt đường khơng phẳng, chúng bố trí vi sai bánh nón Trên đa số ơtơ xe chun dụng bánh nhiều cầu chủ động, có vi sai cầu bánh chủ động trang bị phận khóa vi sai nhằm giúp ơtơ, xe chuyên dụng bánh vượt khỏi vùng bị thiếu bám cục bánh chủ động hay cầu chủ động
Hình 1.5 Sơ đồ hệ thống truyền lực xe bánh xích
(8)Trên hình 1.5 trình bày sơ đồ bố trí hệ thống truyền lực xe chuyên dụng xích kiểu dịng cơng suất, khác với truyền lực xe chun dụng bánh, xe chuyên dụng xích, sau truyền lực trung tâm đến hai phận chuyển hướng 14 xe chuyên dụng xích, từ trục bị động phận chuyển hướng, mômen truyền đến truyền lực cuối đến bánh chủ động 15, bánh chủ động ăn khớp với mắt xích dải xích đẩy cho xe chuyên dụng dịch chuyển đường ray vơ tận dải xích tạo nên
Hiện số xe chuyên dụng xích có cơng suất lớn dùng cơng nghiệp xe chuyên dụng, hệ thống truyền lực chúng thường dùng kiểu hai dịng cơng suất truyền từ động đến hai bánh chủ động hai dải xích riêng biệt Với sơ đồ hệ thống truyền lực hai dịng cơng suất vậy, làm cho truyền lực chi tiết hộp số có kích thước nhỏ gọn chịu tải trọng thấp Điểm đặc biệt hệ thống truyền lực hai dịng cơng suất hộp số xe chuyên dụng có hai trục thứ cấp, trục thứ cấp truyền mơmen cho truyền lực riêng cầu chủ động cho bánh chủ động bên dải xích
(3) Hệ thống di chuyển hệ thống treo: Hệ thống di chuyển tác dụng lên
mặt đường để biến chuyển động quay tròn bánh xe bánh chủ động thành chuyển động tịnh tiến xe Ngoài ra, hệ thống di chuyển cịn có tác dụng đỡ tồn khối lượng thay đổi hướng chuyển động xe Hệ thống di chuyển xe gồm có: bánh xe chủ động, bánh xe dẫn hướng xích
Hệ thống treo xe có tác dụng nối đàn hồi khung hay thân xe với hệ thống di chuyển, gồm có: phận đàn hồi (nhíp lị xo) phận giảm xóc (loại tay địn ống)
(4) Khung, bệ máy, vỏ cabin: Tuỳ theo đặc điểm dạng xe sở mà có cấu tạo khung xe khác nhau; khung xe thường tổ hợp từ thép hình, thép tạo thành kết cấu vững
Vỏ xe thường làm kim loại, dập hay gia công theo hình dạng định hàn lại với
Buồng lái (cabin): làm thép dập hàn lại với Cửa buồng lái ơtơ có kính điều khiển lên xuống kính hứng gió xoay Các cửa có cửa khố tay nắm để mở cửa từ hay bên buồng lái
(5) Hệ thống điều khiển: Hệ thống điều khiển (lái, phanh, phận chuyên dụng)
(9)(6) Các thiết bị phụ trợ, an toàn, chiếu sáng, tín hiệu thiết bị điều khiển điện tử để xử lý số liệu điểu khiển tự động:
Các thiết bị phụ: Các thiết bị phụ dùng ôtô xe chuyên dụng đa dang, phụ thuộc vào nhiều yếu tố, đặc biệt việc nâng cao khả làm việc máy cải thiện điều kiện làm việc người lái Các thiết bị phụ thường dùng xe là: cấu rửa kính chắn gió, máy điều hồ nhiệt độ hay quạt mát, gương chiếu, che nắng, rađiôcatset, điện thoại, hộp đựng đồ uống, gạt tàn thuốc
Điện loại lượng sử dụng rộng rãi xe Điện dùng để khởi động máy, đốt cháy hỗn hợp hay hồ khí động xăng hay động có chế hồ khí (các-bua-ra-tơ), cung cấp cho thiết bị chiếu sáng, cịi, tín hiệu ánh sáng, phận kiểm tra đo lường thiết bị phụ khác
Để có điện năng, xe trang bị máy phát điện bình ắc quy Máy phát điện biến thành điện năng, cịn ắc quy biến hố thành điện
Như xe chuyên dụng tập hợp tất cấu hệ thống máy mà học giáo trình cấu tạo ơtơ, thiết bị đặc thù theo ôtô để thực chức chuyên môn mà xe chuyên dụng cần hoàn thành
Tùy theo yêu cầu chức năng, xe chuyên dụng có đủ phận kể có số phận mà thơi
1.3.2 Phân loại xe chuyên dụng
Xe chuyên dụng xe tự hành, chúng thiết kế chế tạo sở ôtô xe chuyên dụng sở trang bị thiết bị máy cơng tác đặc biệt để hồn thành dạng công việc riêng điều kiện làm việc đặc biệt Vì để phân loại xe chuyên dụng, người ta phân theo nhiều cách khác
Người ta thường phân loại xe chuyên dụng theo loại công việc mà chúng thực hay theo công dụng chúng
a/ Theo công dụng, phân loại thành nhóm xe chuyên dụng:
Nhóm 1: Ơtơ tải: xe tự đổ, thùng kín, cần cẩu thiết bị nâng hạ, đơng lạnh Nhóm 2: Ơtơ tải chun dụng: ơtơ tải chở xe con, chở xe máy thi công, chở rác, xi téc, đầu kéo, chở bê tơng tươi, bình ga
Nhóm 3: Ơtơ chun dụng: chữa cháy, qt đường, hút chất thải, trộn vữa, trộn bê tông, cần cẩu, cứu hộ, chở tiền, truyền hình lưu động, xe dị sóng, rải nhựa đường, kiểm tra cáp điện ngầm, chụp x-quang, phẫu thuật lưu động
b/ Theo nhiệm vụ mục đích sử dụng ta phân loại xe chuyên dụng,
vậy mục đích sử dụng đa dạng biến đổi nên khó có cách phân loại hồn chỉnh, ta chấp nhận cách phân loại sau:
Nhóm 1: Xe vận tải chuyên dụng gồm loại:
(10)+ Ơtơ tải thùng kín thơng thường, làm lạnh cách nhiệt + Ơtơ tải có téc: chở nhiên liệu, đồ uống, ga lỏng, hàng rời + Ơtơ chở hàng siêu trọng, siêu kích thước
+ Ơtơ tải tự xếp tải container
Nhóm 2: Xe dùng vệ sinh môi trường: + Xe quét đường gom rác
+ Xe hút bùn, thông cống + Xe chữa cháy
+ Xe nâng chuyển, cẩu
Nhóm 3: Xe máy dùng xây dựng, nông nghiệp, thuỷ lợi, khai thác mỏ + Xe máy đào đất,
+ Xe máy san nền, + Xe máy đóng cọc, + Xe máy trộn bê tơng Nhóm : Xe qn + Xe cơng trình xa, + Xe lội nước, + Xe vượt hào,
+ Xe bọc thép chống đạn, + Xe khí tài chuyên dụng
c/ Theo dạng máy sở sử dụng người ta phân xe chuyên dụng thành loại ôtô chuyên dụng hay xe chun dụng chun dụng ví dụ: Ơtơ cần cẩu hay xe chuyên dụng cần cẩu;
d/ Theo dạng hệ thống di động xe chuyên dụng phân thành hai loại: Xe chuyên dụng bánh lốp (xe cần trục bánh lốp); xe chuyên dụng bánh xích (xe ủi bánh xích) xe chuyên dụng phối hợp bánh lốp với bánh xích v.v…
e/ Theo phương pháp điều khiển máy công tác người ta phân xe chuyên dụng
thành loại: Xe chuyên dụng điều khiển khí, điều khiển thủy lực hay điều khiển
khí nén v.v…
f/ Theo loại cơng việc mà xe chuyên dụng cần thực người ta chia xe chuyên dụng làm ba loại chính:
+ Xe chuyên dụng dùng để vận chuyển: Chủ yếu dùng để vận chuyển nguyên vật liệu hàng hóa có đặc thù riêng bêtơng, xe tự đổ hàng, xe trở hàng siêu nặng v.v…
+ Xe chuyên dụng dùng để bốc xếp: Thường vận chuyển cự ly ngắn, chủ yếu dùng để xếp dỡ hàng hóa, vật liệu bến bãi, nhà kho, chân công trình v.v…
(11)Chương
CÁC HỆ THỐNG VÀ CƠ CẤU ĐẶC TRƯNG TRÊN XE CHUYÊN DỤNG 2.1 Truyền động khí
2.1.1 Công dụng, phân loại ưu nhược điểm truyền động khí 1/ Cơng dụng:
Truyền động khí dạng truyền động học có tác dụng truyền chuyển động hay công suất từ động đến phận làm việc máy từ trục đến trục khác nhờ
Hiện truyền động khí sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp chế tạo máy; đặc biệt chiếm ưu lĩnh vực chế tạo ôtô, xe chuyên dụng máy xây dựng
2/ Phân loại truyền động khí:
Có loại chuyển động khí : - Chuyển động quay quanh trục,
- Chuyển động tịnh tiến theo phương
Hai chuyển động dễ thực thực tế Tất các chuyển động phức tạp thực dựa vào việc phối hợp hai chuyển động Cụ thể phân loại sau :
a/ Theo hình thức cấu tạo, chia thành truyền động ăn khớp, truyền động ma sát, truyền động dây cáp truyền động trục (xem hình 2.1)
Truyền động khí
Truyền động ma sát Thanh trục Dây cáp Truyền động ăn khớp
Truyền động bánh ma sát, đĩa ma sát
Truyền động đai Bánh vít trục vít Bánh Bánh Trục vít Đai ốc Truyền động xích
Hình 2.1 Sơ đồ phân loại truyền động khí
b/ Theo tỷ số truyền động,
2 n n i
Khi i < , tức n1 < n2 ta có truyền động tăng tốc
Khi i > , tức n1 > n2 ta có truyền động giảm tốc
(12)Ở n1, n2 số vòng quay trục dẫn trực bị dẫn c/ Theo dạng truyền chuyển động:
- Truyền chuyển động quay: Truyền chuyển động quay từ trục sang trục khác; yêu cầu tỷ số truyền cố định
Hình 2.2a Một số dạng truyền động quay
- Biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến:
Hình 2.2b Một số dạng truyền chuyển động quay thành tịnh tiến
d/ Theo chi tiết chuyển động:
Ổ quay: Nhiệm vụ tạo khớp quay cho trục Gồm hai loại ổ lăn ổ trượt
* Ổ lăn:
- Gồm phận chính: vịng ngồi, vịng trong, lăn vòng cách
Ổ bi (ball bearing) Ổ đũa (roller bearing)
(13)* Ổ trượt:
- Ổ trượt dùng để đỡ chặn trục quay, - Ma sát ổ trượt lớn nhiều so với ổ lăn, - Phân loại:
+ Ổ đỡ chịu lực hướng tâm, + Ổ chặn chịu lực dọc trục, + Ổ đỡ chặn vừa chịu lực hướng tâm vừa chịu lực dọc trục
Hình 2.2d Ổ trượt
* Ổ tịnh tiến:
- Nhiệm vụ tạo phương chuyển động tịnh tiến cho chi tiết cụm chi tiết, - Phân loại theo dạng ma sát trượt hay lăn,
Hình 2.2e Một số ví dụ sống trượt ma sát trượt
3/ Ưu nhược điểm truyền động khí : + Ưu điểm truyền động khí là:
- Có khả truyền lực lớn xa; - Hiệu suất truyền động tương đối lớn; - Có độ bền độ tin cậy cao;
- Cho phép thay đổi đặc tính làm việc linh hoạt (có nhiều chế độ lực chế độ vận tốc);
- Chế tạo đơn giản, giá thành hạ, dễ bảo dưỡng sửa chữa, riêng cấu truyền động ma sát cịn có khả chống q tải (nhờ tượng trượt)
+ Nhược điểm:
- Cơ cấu làm việc ồn;
(14)- Kích thước số cấu cịn cồng kềnh (ví dụ truyền động đai, dây cáp truyền động xích );
2.1.2 Thơng số truyền động khí
Thơng thường cấu truyền động có hai trục gọi trục đầu vào (trục dẫn) trục đầu (trục bị dẫn) cấu truyền động nhiều cấp tốc độ, hai trục nói cịn có thêm trục trung gian
Ta qui ước sau:
- Gọi công suất trục đầu vào N1 trục đầu N2 (kW) - Gọi số vòng quay trục đầu vào n1 trục đầu n2 (v/ph)
+ Hiệu suất truyền động cấu
1
N N
1 N Nm
Nm - Công suất tiêu hao truyền Tỷ số truyền động:
2 n
n i
2.1.3 Phạm vi sử dụng truyền động khí
Truyền động khí dùng nhiều cấu xe chuyên dụng: Trong động đốt trong: cấu trục khuỷu truyền
Trong hệ thống truyền lực xe như: hộp số, truyền động hành tinh, trục đăng, cấu vi sai, đến phận di chuyển xe di chuyển bánh xích
Trong truyền động cáp (ví dụ tời máy) dùng nhiều cần trục bánh lốp hay cần trục bánh xích
2.2 Truyền động thuỷ lực 2.2.1 Đặc điểm
Truyền động thủy lực tổ hợp cấu thủy lực máy thủy lực, dùng môi trường chất lỏng làm không gian để truyền từ phận dẫn động đến phận cơng tác, biến đổi vận tốc, lực, mômen biến đổi dạng theo quy luật chuyển động Truyền động thủy lực phù hợp với việc truyền công suất lớn, đặc điểm êm dịu ổn định dễ tự động hóa mà truyền động khác khơng có
1/ Ưu điểm hệ thống truyền động thuỷ lực:
+ Truyền động công suất cao lực lớn (nhờ cấu tương đối đơn giản, hoạt động với độ tin cậy cao địi hỏi chăm sóc, bảo dưỡng)
+ Điều chỉnh vận tốc làm việc tinh vơ cấp (dễ thực tự động hóa theo điều kiện làm việc hay theo chương trình có sẵn)
(15)+ Nhờ quán tính nhỏ bơm động thủy lực, nhờ tính chịu nén dầu nên sử dụng vận tốc cao mà không sợ bị va đập mạnh
+ Dễ biến đổi chuyển động quay động thành chuyển động tịnh tiến cấu chấp hành
+ Dễ đề phịng q tải nhờ van an tồn
+ Dễ theo dõi quan sát áp kế, kể hệ phức tạp, nhiều mạch
+ Tự động hóa đơn giản, kể thiết bị phức tạp, cách dùng phần tử tiêu chuẩn
2/ Nhược điểm:
+ Mất mát đường ống dẫn rò rỉ bên phần tử, làm giảm hiệu suất hạn chế phạm vi sử dụng
+ Khó giữ vận tốc khơng đổi phụ tải thay đổi tính nén chất lỏng tính đàn hồi đường ống dẫn
+ Khi khởi động, nhiệt độ hệ thống chưa ổn định, vận tốc làm việc thay đổi độ nhớt chất lỏng thay đổi
3/ Phân loại:
Theo nguyên lý làm việc, truyền động thuỷ lực chia làm hai loại:
+ Truyền động thuỷ tĩnh: truyền lượng phận, thực áp dịng chất lỏng, thường dùng máy thể tích nên gọi truyền động thể tích Truyền động thể tích ứng dụng nhiều ngành kỹ thuật
+ Truyền động thuỷ động: truyền phận máy thực động dịng chất lỏng
Hình 2.3 Hai dạng truyền động của TĐTL
a) Thủy động, b) Thủy tĩnh
* Chất lỏng làm việc:
(16)bôi trơn phận làm việc Có mâu thuẫn, để giảm rị rỉ cần chọn chất lỏng có độ nhớt lớn, giảm bớt ma sát dòng chất lỏng tổn thất lượng lại cần chất lỏng có độ nhớt bé
Các yêu cầu chất lỏng làm việc :
1 Tính chống rỉ bị phân hủy trình làm việc
2 Tính chịu nhiệt tốt độ nhớt tương đối nhỏ để tăng độ nhạy độ xác phận điều khiển
3 Tính đồng chất tính khiết; hàm lượng khơng khí Khơng ăn mịn khơng làm biến dạng đệm lót kín
5 Tính ổn định mơđun đàn hồi khối lượng riêng, không bốc tiêu hao nhiều phạm vi nhiệt độ làm việc
6 Có khả tạo màng dầu bền vững cho bề mặt kim loại (yếu tố giảm độ nhạy thiết bị)
7 Áp suất bay bão hòa thấp, nhiệt độ sơi cao; có tính dẫn nhiệt tố, hệ số dãn nở nhiệt thấp
8 Không hút ẩm khơng hịa tan nước, dễ dàng tách nước bị lẫn vào, (hàm lượng nước thường nhỏ 1%)
9 Có tính cách nhiệt tốt, khơng có mùi, không độc hại, không dễ cháy, dễ sản xuất, giá thành rẻ
2.2.2 Truyền động thủy lực thủy tĩnh: a/ Phân loại truyền động thủy tĩnh:
- Dựa vào loại bơm thủy tĩnh môtơ người ta chia TLTT thành loại:
+ Bơm bánh ăn khớp
hay ăn khớp ngoài;
+ Bơm môtô dạng piston; + Bơm môtơ dạng mấu cam;
Trong HTTL ôtô xe chuyên dụng, TLTT dùng phổ biến loại bơm mơtơ dạng pittơng hướng trục
Hình 2.4 Sơ đồ cấu tạo truyền thủy tĩnh bơm, môtơ dạng piston
- Dựa vào dạng liên kết bơm môtơ người ta chia TLTT làm bốn loại sau:
(17)+ Bơm chuyển đổi biến đổi truyền động cho môtơ chuyển đổi cố định; + Bơm chuyển đổi cố định truyền động cho môtơ chuyển đổi biến đổi; + Bơm chuyển đổi biến đổi truyền động cho mơtơ chuyển đổi biến đổi
Hình 2.5 Cấu tạo truyền thủy tĩnh với bơm chuyển đổi biến đổi và môtơ chuyển đổi cố định
b/ Cấu tạo chung :
Truyền động thủy tĩnh gồm phận chính:
- Bơm: Nguồn cung cấp lượng cho chất lỏng (biến thành áp năng) thơng thường dùng bơm thể tích
- Động thủy lực: Biến đổi áp dòng chảy thành cách thực chuyển động (thẳng, quay, kết hợp)
- Phần tử trung gian (phần tử thủy lực): Điều khiển hệ thống (đường ống, van chiều, van an toàn cấu phân phối)
Hình 2.6 Sơ đồ tổng quát cấu trúc mạch truyền động thuỷ lực
- Cấu trúc mạch thuỷ lực hệ thống truyền động thuỷ lực sơ đồ mạch kín, sơ đồ mạch hở sơ đồ vi sai
+ Truyền động thủy tĩnh mạch kín: (hình 2.7) chất lỏng từ động thuỷ lực sau
(18)Hình 2.7 - Sơ đồ cấu trúc TĐTT mạch kín
1 Máy lai; Bơm chính; Đường ống dẫn dầu; Van chiều;5 Động thuỷ lực; Bơm phụ; Van an tồn; Bộ truyền động xích; Thùng dầu.
+ Ưu điểm: Hệ thống kín khơng có can thiệp bên ngồi
Muốn đạt cơng suất lớn truyền động người ta lắp tăng áp suất bơm phụ, lắp bình nơi có áp suất thấp
+ Nhược điểm: Nhiệt độ chất lỏng làm việc cao chất lỏng sau làm việc khơng làm lạnh Mà nhiệt độ tăng độ nhớt giảm dẫn đến rò rỉ tăng
1 Bơm,
2 Van phân phối, Động piston, Bình bù,
6 Van chiều
Hình 2.8 Bố trí bình dầu bổ sung
Truyền động thủy tĩnh mạch hở: (hình 2.9) chất lỏng từ xilanh cơng tác (hoặc động thuỷ lực) làm việc xong lại chuyển thùng chứa mà không quay bơm
Với chuyển động tịnh tiến: làm việc bơm cung cấp dầu hay chất lỏng từ thùng dầu qua van phân phối vào xilanh làm cho piston chuyển động tịnh tiến, van phân phối có nhiệm vụ điều khiển dịng chất lỏng làm đảo chiều chuyển động piston
(19)động tịnh tiến piston Đối với truyền động có chuyển động quay: làm việc, bơm cung cấp dầu hay chất lỏng từ thùng 11 qua van phân phối 8* vào động thuỷ lực, làm rôtô quay Muốn đảo chiều quay rôto điều khiển van phân phối làm thay đổi chiều chuyển động dòng thuỷ lực cung cấp cho động thuỷ lực
Như hệ thống truyền động thuỷ lực này, bơm biến thành áp chất lỏng, sau động thuỷ lực áp chất lỏng lại biến thành chuyển động quay rơto
Hình 2.9 Sơ đồ cấu trúc mạch hở
1 Máy lai; Bơm thuỷ lực; Đồng hồ áp lực; Đường dầu cao áp;
5,6 Xilanh piston;7 Van an toàn; 8,8* Van phân phối; Động thuỷ lực; 10 Bộ truyền động xích; 11 Thùng dầu; 12 Bầu lọc
- Các thông số lý thuyết (chưa kể đến tổn hao công suất mát sát rò rỉ dầu) hệ thống truyền động thuỷ tĩnh có chuyển động quay xác định sau: + Lưu lượng bơm: QB=qB.nB (l/ph)
Trong đó: qB – lưu lượng riêng bơm (l/vg)
nB - Số vòng quay bơm đơn vị thời gian (vg/ph) + Lưu lượng tiêu thụ động thuỷ lực: QD=qD.nD (l/ph)
Trong đó: qD -lưu lượng riêng động (l/vg)
nD - Số vòng quay động thuỷ lực đơn vị thời gian (vg/ph)
Quan hệ số vòng quay bơm thuỷ lực động thuỷ lực thông qua biểu thức: nD=nB.qB /qD
(20)+ Công suất tiêu thụ động thuỷ lực: ND=P.QD=P.nD.qD + Mô men quay rôto động thuỷ lực tạo ra:
MD=ND/(2.nD) = P.qD/(2.) Như vậy:
+ Vận tốc động thực tế không phụ thuộc vào bơm QB mà phụ
thuộc vào áp suất làm việc hệ thống dù QB = const áp suất hệ thống tăng
thì vận tốc động thủy lực giảm Nếu áp suất tăng đến lưu lượng rò rỉ lưu lượng bơm vận tốc động thủy lực Lúc chất lỏng hệ thống bị tháo hoàn toàn qua van an toàn khe hở hệ thống, tượng gọi tượng tải
+ Đối với lực mômen động chúng phụ thuộc vào áp suất động thơng số hình học động Nếu thơng số hình học khơng thay đổi áp suất khơng đổi p = const lưu lượng mơmen quay khơng đổi
Tóm lại: Trong việc điều chỉnh vận tốc, lực, mômen quay động trị số, phương chiều việc dùng bơm, động điều chỉnh phần tử thủy lực
Hình 2.10 Sơ đồ truyền động thủy tĩnh mạch hở chuyển động tịnh tiến