Nghiên cứu hệ thống thuỷ lực máy xúc gạt huyndai r170w 9 và các phần tử bảo vệ an toàn trên một số mạch chính của máy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN HỒNG NGOAN NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THỦY LỰC MÁY XÚC GẠT HYUNDAI R170W-9 VÀ CÁC PHẦN TỬ BẢO VỆ AN TỒN TRÊN MỘT SỐ MẠCH CHÍNH CỦA MÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN HỒNG NGOAN NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THỦY LỰC MÁY XÚC GẠT HYUNDAI R170W-9 VÀ CÁC PHẦN TỬ BẢO VỆ AN TOÀN TRÊN MỘT SỐ MẠCH CHÍNH CỦA MÁY Chuyên ngành: Kỹ thuật máy thiết bị mỏ, dầu khí Mã số: 60.52.12 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Đức Sướng HÀ NỘI - 2013 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Người viết luận văn NGUYỄN HỒNG NGOAN MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan MỤC LỤC Danh mục bảng Danh mục vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU 11 Tính cấp thiết đề tài 11 Mục đích nghiên cứu 11 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 12 Nội dung nhiệm vụ nghiên cứu 12 Phương pháp nghiên cứu 12 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 12 Cơ sở liệu 13 Cấu trúc luận văn 13 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY XÚC GẠT VÀ ỨNG DỤNG CỦA NÓ TRONG THI CÔNG 14 1.1 Một số loại máy xúc – gạt thường dùng ứng dụng thi cơng 14 1.1.1 Đặt vấn đề 14 1.1.2 Một sô loại máy xúc – gạt ứng dụng thi công 15 1.1.2.1 Máy xúc 15 1.1.2.2 Máy bốc xúc 18 1.1.2.3 Máy san gạt 19 1.1.2.4 Máy ủi 21 1.2 Giới thiệu chung máy xúc gạt thủy lực Hyundai R170W-9 21 1.2.1 Công dụng phạm vi sử dụng máy xúc gạt Hyundai R170W-9 21 1.2.1.1 Công dụng máy 21 1.2.1.2 Phạm vi sử dụng máy 22 1.2.2 Kết cấu chung máy xúc gạt Hyundai R170W-9 23 1.2.3 Nguyên lý làm việc máy xúc gạt Hyundai R170W-9 24 1.2.4 Các đặc tính kỹ thuật máy xúc gạt Hyundai R170W-9 24 1.2.5 Phạm vi làm việc máy 26 1.2.6 Khối lượng phận máy 27 1.2.7 Tiêu chuẩn thành phần chủ yếu máy 29 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG THỦY LỰC CỦA MÁY XÚC GẠT HYUNDAI R170W-9 32 2.1 Hệ thống thủy lực chung toàn máy 32 2.1.1 Sơ đồ mạch thủy lực chung toàn máy 32 2.1.2 Sơ đồ mạch hút phân phối thủy lực 34 2.1.2.1 Sơ đồ khối 34 2.1.2.2 Sơ đồ thủy lực mạch hút, phân phối hồi dầu cấu điều khiển 34 2.1.3 Sơ đồ mạch hồi dầu 35 2.1.4 Sơ đồ mạch điều khiển thủy lực 36 2.1.5 Bơm 37 2.1.6 Kết cấu phận điều chỉnh bơm 39 2.1.7 Cụm van điều khiển 41 2.2 Mạch thủy lực nâng hạ cần máy 43 2.2.1 Mạch thủy lực cho hoạt động nâng cần 43 2.2.1.1 Sơ đồ mạch thủy lực nâng cần 43 2.2.1.2 Hoạt động van điều khiển 45 2.2.2 Mạch thủy lực cho hoạt động hạ cần 46 2.2.2.1 Sơ đồ mạch thủy lực hạ cần 46 2.2.2.2 Hoạt động van điều khiển 48 2.3 Mạch thủy lực co duỗi tay gầu 49 2.3.1 Mạch thủy lực cho hoạt động co tay gầu 49 2.3.1.1 Sơ đồ mạch thủy lực co tay gầu 49 2.3.1.2 Hoạt động van điều khiển 51 2.3.2 Mạch thủy lực cho hoạt động duỗi tay gầu 52 2.3.2.1 Sơ đồ mạch thủy lực duỗi tay gầu 52 2.3.2.2 Hoạt động van điều khiển 54 2.4 Mạch thủy lực co duỗi gầu 55 2.4.1 Mạch thủy lực cho hoạt động co gầu 55 2.4.1.1 Sơ đồ mạch thủy lực co gầu 55 2.4.1.2- Hoạt động van điều khiển 57 2.4.2 Mạch thủy lực cho hoạt động duỗi gầu 58 2.4.2.1 Sơ đồ mạch thủy lực duỗi gầu 58 2.4.2.2 Hoạt động van điều khiển 60 2.5 Mạch thủy lực cho hoạt động quay máy 60 2.5.1 Sơ đồ mạch thủy lực quay máy 60 2.5.2 Hoạt động van điều khiển 62 2.6 Mạch thủy lực di chuyển máy 63 2.6.1 Sơ đồ mạch thủy lực 63 2.6.2 Hoạt động van điều khiển 66 2.6.2.1 Hoạt động van điều khiển trường hợp tiến xe 66 2.6.2.2 Hoạt động van điều khiển trường hợp lùi xe 66 2.7 Mạch thủy lực hệ thống phanh máy xúc gạt Hyundai R170W-9 67 2.8 Mạch thủy lực thiết bị lái máy xúc gạt Hyundai R170W-9 68 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN MẠCH THỦY LỰC CHÍNH VÀ CÁC PHẦN TỬ BẢO VỆ TRONG MẠCH 69 Đặt vấn đề 69 3.1 Sơ đồ mạch thuỷ lực điều khiển xilanh nâng cần 69 3.2 Các thông số kỹ thuật phần tử hệ thống 70 3.2.1 Bơm thuỷ lực 70 3.2.2 Đường ống đẩy từ bơm đến trước van phân phối 71 3.2.3 Đường ống đẩy từ van phân phối đến xilanh cần 71 3.2.4 Đường ống hồi dầu từ sau van phân phối thùng dầu 71 3.2.5 Xilanh nâng hạ cần 71 3.2.6 Cụm van điều khiển 72 3.2.7 Loại dầu sử dụng hệ thống 72 3.3 Phân tích xác định kích thước tính tốn 72 3.3.1 Vị trí chịu tải lớn xilanh nâng hạ cần 72 3.3.2 Phân tích xác định kích thước tính tốn gầu 73 3.3.3 Phân tích xác định kích thước tính tốn tay gầu 76 3.3.4 Phân tích xác định kích thước tính tốn cần 78 3.4 Tính toán tải trọng tác dụng lên xilanh cần 80 3.5 Tính tốn chung hệ thống thuỷ lực cấu nâng cần 81 3.5.1 Tính tốn tổn thất áp suất đường ống đẩy từ bơm đến cụm van phân phối 81 3.5.1.1 Tổn thất chỗ cong 900 chỗ nối vào bơm 81 3.5.1.2 Tổn thất ống thép 83 3.5.1.3 Tổn thất qua lọc dầu cao áp 84 3.5.2 Tính tốn tổn thất áp suất cụm van phân phối 84 3.5.2.1 Tổn thất qua van hành trình 2/2 84 3.5.2.2 Tổn thất qua van hành trình 4/3 85 3.5.2.3 Tổn thất qua van hành trình 6/3 86 3.5.2.4 Tổn thất qua van chiều 87 3.5.3 Tính toán tổn thất áp suất từ cụm van phân phối đến xilanh cần 88 3.5.3.1 Tổn thất áp suất ống thép d35 88 3.5.3.2 Tổn thất áp suất ống mềm 90 3.5.3.3 Tổn thất áp suất ống thép d30 91 3.6 Tính tốn thơng số bơm xilanh thủy lực 93 3.6.1 Tính tốn, kiểm tra thơng số xilanh nâng hạ cần 93 3.6.1.1 Kết cấu xilanh 93 3.6.1.2 Tính tốn lực đẩy dọc trục piston áp suất thủy lực tạo 93 3.6.1.3 Tính cơng suất lớn xilanh nâng cần 94 3.6.1.4 Tính hiệu suất xilanh 95 3.6.1.5 Tính hệ số dự trữ công suất xilanh nâng hạ cần 95 3.6.1.6 Tính tốn, kiểm tra kích thước xilanh nâng hạ cần 96 3.6.2 Tính tốn, kiểm tra thông số bơm dầu 98 3.6.2.1 Xác định áp suất yêu cầu bơm dầu 98 3.6.2.2 Xác định lưu lượng yêu cầu bơm dầu 99 3.7 Các phần tử bảo vệ mạch tính tốn số phần tử bảo 99 vệ tải 3.7.1 Van chiều 100 3.7.2 Van chiều tự khử 101 3.7.3 Van điều áp 102 3.7.3.1 Tính tốn áp suất tới hạn van điều áp 108 3.7.3.2 Tính tốn lưu lượng qua van điều áp 108 3.3.3.3 Tính tốn áp suất xả qua van điều áp 108 3.7.4 Van an toàn, van xả 110 3.7.5 Van tiết lưu 112 KẾT LUẬN 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO 115 DANH MỤC CÁC BẢNG Tên gọi Bảng 1: Quan hệ áp suất Ps lưu lượng dầu Qr qua van điều áp Trang 109 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1- Các loại máy xúc 17 Hình 1.2 - Máy bốc xúc Hitachi 19 Hình 1.3 - Máy san gạt Komatsu 20 Hình 1.4 - Cấu tạo chung máy xúc gạt thuỷ lực Hyundai R170W-9 23 Hình 1.5 - Các kích thước chủ yếu máy xúc gạt thủy lực Hyundai R170W-9 25 Hình 1.6 - Phạm vi làm việc máy xúc gạt Hyundai 170W-9 26 Hình 2.1- Sơ đồ thủy lực chung máy xúc gạt Hyundai R170W-9 32 Hình 2.2- Sơ đồ khối mạch hút phân phối thủy lực 34 Hình 2.3 - Sơ đồ thực tế mạch hút phân phối thủy lực 35 Hình 2.4 - Sơ đồ khối thể mạch hồi dầu 35 Hình 2.5 - Sơ đồ khối thể mạch điều khiển thủy lực 36 Hình 2.6 - Sơ đồ mạch thủy lực cụm bơm 37 Hình 2.7 - Cụm bơm 38 Hình 2.8 - Kết cấu phận điều chỉnh bơm 39 Hình 2.9 - Sơ đồ thủy lực phận điều chỉnh bơm 40 Hình 2.10 - Cụm van điều khiển 41 Hình 2.11- Sơ đồ mạch thủy lực nâng cần 44 Hình 2.12 - Sơ đồ thể đường dầu van điều khiển nâng cần 45 Hình 2.13 - Sơ đồ mạch thủy lực hạ cần 47 Hình 2.14 - Sơ đồ thể đường dầu van điều khiển hạ cần 48 Hình 2.15 - Sơ đồ mạch thủy lực co tay gầu 50 Hình 2.16 - Sơ đồ thể đường dầu van điều khiển co tay gầu 51 Hình 2.17 - Sơ đồ mạch thủy lực duỗi tay gầu 53 Hình 2.18 - Sơ đồ thể đường dầu van điều khiển duỗi tay gầu 54 Hình 2.19 - Sơ đồ mạch thủy lực co gầu 56 Hình 2.20 - Sơ đồ thể đường dầu van điều khiển co gầu 57 Hình 2.21 - Sơ đồ mạch thủy lực duỗi gầu 59 104 qua van giảm bớt áp suất hệ thống Áp suất tới hạn tính tốn theo cơng thức: pc  Trong đó: Fs  Fr As (3.34) pc áp suất tới hạn Fs0 lực nén trước lò xo (= ks.x0); ks hệ số đàn hồi lò xo; x0 chiều dài nén trước lò xo; Fr lực ma sát Coulomb; As diện tích tiết diện đế van vng góc với áp suất Lực ma sát Coulomb tác động ngược chiều với hướng dịch chuyển van, lực nhân tố gây nên tượng trễ van lúc mở lúc van phục hồi lại trạng thái ban đầu Trong thực tế, áp suất vào thời điểm xả hệ thống thường cao áp suất tới hạn tồn lực học thủy lực dịng xả qua van, tượng gọi áp suất Công thức cân lực mô tả điều tiết áp suất qua van điều áp thể thư sau : p A  k (x  x )  F  F s s s v sf r Trong công thức : xv chiều rộng mở van (khoảng dịch chuyển van) Fsf lực dòng chảy trạng thái ổn định ( = CfPSxv với giả định áp suất cổng xả = 0) Cf hệ số thay đổi diện tích áp lực dịng chảy (=2DCdCvcos với van trượt) D đường kính van Cd hệ số lưu lượng dòng chảy Cv hệ số vận tốc dịng chảy  góc nghiêng dịng chảy Thế cơng thức (3.34) vào (3.35), ta có: (3.35) 105   k x  As  ps   pc  s v   A C x  A s  s f v   (3.36) Nói chung van điều áp thiết kế tốt trì áp suất ps gần với áp suất tới hạn pc trình làm việc, có nghĩa áp suất điều chỉnh tăng lưu lượng qua van tăng lên Điều đạt (từ cơng thức 3.36) yếu tố áp lực dịng Cfxv khơng đáng kể giá trị: k s xv 0 As (3.37) Công thức (3.37) cho thấy việc điều chỉnh tham số thiết kế (ks, xv, As) giảm tối thiểu việc tăng áp suất xả Để đạt điều hệ số đàn hồi ks lò xo phải nhỏ, dịch chuyển van xv nhỏ và/hoặc tiết diện van As lớn Tuy nhiên với van điều áp tác dụng trực tiếp, thiết kế thường dẫn tới yêu cầu kết cấu van lớn Vì thực tế thường sử dụng van điều áp trạng thái điều khiển quan tâm đến việc khống chế áp lớn Van hai trạng thái thông thường sử dụng lò xo cứng giai đoạn đầu để cung cấp áp suất tới hạn cao, giai đoạn điều khiển cần lị xo mềm với van lớn Bố trí thỏa mãn cơng thức (3.37) Giả định lực dịng chảy khơng đáng kể, cơng thức tính lưu lượng qua van điều áp viết sau: Qr  Cd Dxv  ps (3.38) Tính xv từ cơng thức (3.37) thay vào cơng thức (3.38), ta tính áp suất làm việc sau: p s  pc  Trong đó: ks As Qr Cd D  (3.39) ps Qr lưu lượng chất lỏng qua van  khối lượng riêng chất lỏng 106 Công thức (3.39) mô tả đặc tính áp suất van điều áp (van xả), ta thấy khơng có phụ thuộc tuyến tính ps Qr, cần số bước lặp để tìm ps với Qr xác định theo đường cong lưu lượng - áp suất van điều áp Trong thực tế, đường đặc tính áp thường gần với hàm tuyến tính, để thể rõ mơ hình van điều áp, vẽ lại hình 3.20 với đường rị 0, hình 3.22 Đường cong đặc tính thể van giữ lưu lượng xả Hình 3.22 - Đường đặc tính áp suất hệ thống đạt tới áp suất tới hạn, van điều áp với đường rị tiết diện thơng qua van điều áp tăng áp suất hệ thống tăng lên lượng  Pr Tại thời điểm này, áp suất hệ thống áp suất lớn Pm, vùng tuyến tính Khi van mở hoàn toàn với lưu lượng xả Qm Lưu lượng xả tính theo phương trình lưu lượng áp suất hệ cịn cao Pm Theo tốn học, phương trình biểu diễn sau: Qr = P1 < Pc  P1  Pc  Pm  Pc = Qm     = K V P1  P2 Pc < P1 < Pm (3.40) P1 > Pm Trong KV hệ số lưu lượng, phụ thuộc áp suất van ( K V  Qm ) Pm Trong máy xúc gạt Hyundai R170W-9 sử dụng van điều áp điều khiển từ xa (hình 3.23), việc mở van điều khiển nhờ áp suất điều khiển P3 Khi lưu lượng qua van tính theo biểu thức sau: Qr =  P3  Pc  Pm  Pc = K V  P3 ≤ Pc   P1  P2  Pc < P3 ≤ Pm (3.41) 107 = K V P1  P2 P3 > Pm Cần ý với van điều khiển từ xa áp suất P3 định việc mở van, áp suất (P1 - P2) xác định mức lưu lượng xả Hình 3.23 - Van điều áp điều khiển từ xa ký hiệu van Mơ hình động lực nhận cách dễ dàng cách thêm lực quán tính lực giảm chấn độ nhớt vào phương trình cân lực (3.25), bao hàm biểu thức liên quan đến mức độ thay đổi áp suất dòng chảy PS AS  k S ( x0  xV )  FSf  Fr  mxV  bxV PS  e Ve (QP  Qr  AS xV ) (3.42) (3.43) Trong đó: m khối lượng van cộng thêm 1/3 khối lượng lò xo b hệ số giảm chấn nhớt  e mơ đul đàn hồi hữu ích Ve thể tích buồng chịu áp suất QP lưu lượng dịng vào Trên hình 3.24 ngun lý kết cấu van điều áp kiểu nón với nửa góc 300 Với Hình 3.24 - Nguyên lý kết cấu van điều áp sử dụng máy xúc gạt van điều áp kiểu nón Hyundai R170W-9 ta có thơng số sau: 108 - Đường kính cổng cảm biến áp suất ds = 0,85 cm - Đầu van hình nón giữ lị xo có hệ số đàn hồi Ks = 1,950.103 N/cm - Lò xo nén trước x0 = 0,75 cm - Chất lỏng dầu thuỷ lực HO46-HM có khối lượng riêng 800 kg/m3 - Giả định hệ số xả qua cửa mở Cd = 0,61 3.7.3.1 Tính tốn áp suất tới hạn van điều áp Giả sử lực ma sát không đáng kể Áp suất tới hạn Pc xác định: Ks.x0 (1,950.103 Ncm 1).(0,75cm) Pc   2577,8 N/cm2 ≈ 257,78 bar  0,25. d s 0,25. (0,85cm) 3.7.3.2 Tính toán lưu lượng qua van điều áp Với áp suất hệ thống 334,1375 bar, ta cần phải biết tiết diện dịng chảy Với van nón, tiết diện dịng AV tính tốn theo biểu thức: A  x sin  (d  x sin  cos  ) V V S V  d x sin  S V xV nhỏ Đường đặc tính lưu lượng - áp suất van điều áp loại trượt mô tả cơng thức (3.39) Với van hình nón, khoảng dịch chuyển nhỏ, cơng thức (3.39) viết lại đơn giản cách thay đại lượng thay đổi van D đại lượng d S sin  Do lưu lượng xả van điều tiết áp suất 334,1375 bar tính sau: A   Q  S  C d sin  P ( P  P ) r k d S  S S C S    2.10    0,61. (0,85cm).sin 30 ( 334 , 1375 bar ) 3   800 kg cm   (334,1375bar  257,78bar )  19,44 / ph  0,25. (0,85cm) 1,950.103 Ncm 1 3.7.3.3 Tính toán áp suất xả qua van điều áp Việc xác định áp suất xả từ lưu lượng phức tạp việc tính lưu lượng qua van từ áp suất, lưu lượng Qr(PS) khơng tuyến tính với áp suất Thơng 109 thường để giải phương trình khơng tuyến tính thực phép tính lặp lại giả định ban đầu Từ số liệu phần 3.3.3.1 3.3.3.2 đưa ra, ta thấy Qr = áp suất PS = 257,78 bar (áp suất tới hạn), Qr có giá trị 19,44 l/ph áp suất 334,1375 bar Do vậy, suy đốn giá trị có khả PS Qr = 10 l/ph khoảng 296 bar Thay PS = 296 bar vào công thức: A   Q  S  C d sin  P ( P  P ) r k d S  S S C S   0,25. (0,85cm) 1,950.103 Ncm 1   2.10    0,61. (0,85cm) sin 30 bar ( 296 ) 3   kg cm 800   (296bar  257,78bar )  9,15 / ph Ta tính Qr = 9,15 l/ph Giá trị nhỏ lưu lượng yêu cầu Qr = 10 l/ph, áp suất PS phải có giá trị lớn Cho PS=298 bar để tính thử lại, kết Qr= 9,67 l/ph, nhỏ Qr = 10 l/ph Tiếp tục thử chọ giá trị PS=299 bar để tính, ta Qr=9,92 l/ph Sự sai khác 9,92 l/ph 10 l/ph chưa đến 1%, chấp nhận giả định: áp suất xả áp mức lưu lượng 9,92 l/ph gần 299 bar Tiếp tục tính cho giá trị khác, ta có bảng quan hệ Ps Qr sau: Bảng 1: Quan hệ áp suất Ps lưu lượng dầu Qr qua van điều áp Ps 257,78 296 299 300 305 310 320 330 334,1375 Qr 9,92 10,18 10,48 12,8 15,5 18,27 19,44 9,15 Qua bảng số liệu ta xây dựng đồ thị thể mối quan hệ áp suất hệ thống Ps lưu lượng dầu xả Qr qua van điều áp Qr (l/ph) 110 O Ps (bar) Hình 3.25 – Đồ thị Ps – Qr van điều áp 3.7.4 Van an toàn, van xả Van an toàn thiết bị thủy lực dùng để điều chỉnh áp suất mạch thủy lực Van an tồn thuộc nhóm thiết bị điều chỉnh áp suất đầu vào Nhiệm vụ van an toàn bảo vệ mạch thủy lực khỏi tăng áp vượt giá trị định mức (giá trị định mức cài đặt sẵn ) Trong trình làm việc van an tồn ln trạng thái đóng Khi áp suất đầu vào van vượt giá trị định mức van an toàn mở cho phép phần chất lỏng chảy qua van thùng chứa để giảm áp suất mạch thủy lực, đảm bảo an toàn cho thiết bị máy Hình 3.26 - Kết cấu van an tồn máy xúc gạt Hyundai R170W-9 Ở hình 3.26 van an tồn lắp cụm van điều khiển máy xúc gạt Hyundai R170W-9 Áp suất cài đặt van 392,4 bar Nếu áp suất dầu thủy lực máy vượt qua giá trị cài đặt van mở để hồi dầu ngược thùng chứa, đảm bảo an toàn cho thiết bị thủy lực máy Hình 3.27 kết 111 cấu van an toàn dùng riêng cho xilanh nâng hạ cần máy Áp suất tới hạn để mở van cài đặt van 343,35 bar, áp suất hệ thống cấp dầu vào cụm xilanh nâng hạ cần máy vượt qua giới hạn van mở xả dầu thùng chứa Hình 3.27 - Kết cấu van an tồn dùng cho xilanh nâng hạ cần máy Về nguyên tắc, van an toàn lắp máy xúc gạt Hyundai R170W-9 van tác động trực tiếp Sơ đồ hoạt động van an tồn tác động trực tiếp mơ tả hình 3.27 Hình 3.28 – Sơ đồ tính tốn van an tồn tác động trực tiếp FF – Lực lò xo Fhyd – Lực chất lỏng PE – Áp suất cửa vào PA – Áp suất cửa van an tồn (chính áp suất khí quyển) - Tại thời điểm bắt đầu mở phần tử khóa van Ta có: FF = Fhyd 112 FF = c.h0 Fhyd = PE0  PE0 = d d c.h0 (3.44) Trong đó: c – độ cứng lò xo PE0- áp suất thời điểm mở h0 – độ nén ban đầu lị xo - Tại thời điểm phần tử khóa mở hoàn toàn FF = c(h + h0); Fhyd = PE D - Áp suất định mức van: PE = 4c(h  h0 ) D (3.45) - Tại thời điểm đóng phần tử khóa FF = c.h0; Fhyd = PEd S; S= d + 2  (D  d ) (3.46) 3.7.5 Van tiết lưu Van tiết lưu máy xúc gạt Hyundai R170W-9 có cơng dụng điều chỉnh lưu lượng chất lỏng hệ thủy lực phận hệ thủy lực, qua điều chỉnh vận tốc cấu chấp hành: xilanh thủy lực Để điều chỉnh lưu lượng, từ công thức Q = v.S dẫn tới điều chỉnh vận tốc tiết diện dịng chảy Với chất lỏng thực thay đổi vận tốc liên quan trực tiếp tới hao phí áp suất – độ tụt áp suất qua van Do ta vấn đề điều chỉnh lưu lượng thu từ điều chỉnh độ tụt áp suất Δp Hao phí áp suất qua van hao phí ma sát theo độ dài hao phí trở lực cục Quan hệ lưu lượng độ sụt áp qua van tiết lưu thể biểu thức: Q = μ.Sv Trong đó: 2 p  hay Δp = C.Q2 = p2 – p1; C =( ρ μ2.S2)/2 113 Q – Lưu lượng chất lỏng qua van Sv - tiết diện cửa van µ - hệ số lưu lượng ρ – khối lượng riêng chất lỏng Phương trình cân lực trượt van: Δp = Phương trình tiết diện van: Sv =  xi k.xi Sc bi ( xi )d xi bi(xi) – hàm số biên dạng mép cửa van; bi(xi)= C xi Với C - hệ số tỷ lệ Khi ta có: Sv =  xi C d xi = 2.C xi = 2.C xi  Q = μ.2C Q = μ.2C p.S c 2 p k  2S c p k  p.S c k (3.47) 114 KẾT LUẬN Sau thời gian thu thập tài liệu, khảo sát, nghiên cứu lý thuyết thực tế, nội dung luận văn giải quyết vấn đề sau: - Giới thiệu tổng quan máy xúc gạt ứng dụng thi công giới nay; - Giới thiệu tổng quát máy xúc gạt thủy lực Hyundai R170W-9; - Giới thiệu chung hệ thống thủy lực sơ đồ thủy lực cho phần công việc cụ thể máy xúc gạt Hyundai R170W-9; - Tính tốn thông số làm việc hệ thống truyền động thủy lực cấu nâng hạ cần máy xúc gạt Hyundai R170W-9; - Giới thiệu phần tử bảo vệ mạch tính tốn số phần tử bảo vệ tải máy xúc gạt Hyundai R170W-9; Các kết đề tài, đóng góp vào nghiên cứu làm việc máy xúc gạt Hyundai R170W-9 Đây dịp kiểm nghiệm vận dụng mơ hình tính tốn khả vận dụng lý thuyết vào thực tế Luận văn cịn đóng góp vào tài liệu tham khảo cho cán kỹ thuật cơng nhân q trình vận hành, sử dụng sửa chữa máy xúc gạt Hyundai R170W-9 hệ thống thủy lực 115 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đinh Ngọc Ái, Đặng Huy Chi, Nguyễn Phước Hoàng, Phạm Đức Nhuận (1972), Thủy lực máy thủy lực, Nhà xuất Đại học trung học chuyên nghiệp Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lâm (2005), Thiết kế chi tiết máy, Nhà xuất Giáo dục Trần Đức Huân (2012), Luận văn thạc sĩ - Nghiên cứu thông số làm việc hợp lý bơm dầu cấu nâng hạ gầu máy xúc Kawasaki 90Z-IV, Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội Nguyễn Khánh Linh (2005), Bài giảng máy xây dựng, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Vũ Nam Ngạn (2009), Truyền động thủy lực khí nén, Nxb Giao thông vận tải Nguyễn Đức Sướng (2005), Bài giảng truyền động thủy lực khí nén, Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội Nguyễn Đức Sướng (2011), Các chuyên đề cao học, Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội Nguyễn Đức Sướng (2011), Hệ thống thủy khí máy thiết bị mỏ - dầu khí đại, trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội Trần Sĩ Phiệt, Vũ Duy Quang (1979), Thủy khí động lực kỹ thuật, Nxb Đại học trung học chuyên nghiệp 10 Hydraulic Excavator Loaders manual R170W-9, General information functions and structure, Hyundai Manufacturer sơ đồ mạch thủy lực co gầu máy xúc gạt hyundai r170w-9 DOZER/ OUTRIGGER CYLINDER OSCILLATING REAR AXLE CYLINDER FRONT AXLE ARM CYLINDER BUCKET CYLINDER BOOM CYLINDER TRAVEL MOTOR TRANSMISSION P2 P1 Rs Pi2(Pump) Pn1 PS Pi1(Pump) PS Pn2 C6 D6 Pc6 TURNING JOINT L RELIEF VALVE MAKE UP VALVE DOZER PS Pd6 Puo C5 D5 Pc5 Pd5 R B5 A5 Pb5 Pa5 SWING MOTOR BUCKET OPT-B DR5 C4 P05 P04 D4 DR3 B4 Pc41 Pb4 Pa4 Pd40 Pc40 ARM Pc42 V3 ARM REGEN Pc3 Pb3 Pd41 DR2 Pa21 P ACC1 ACC1GP AC1 M2 BOOM C2 T2 BRAKE VALVE ACC2 D2 M1 B T CT2 T T3 Pc1 Pd1 CT3 PGP P B1 A1 Pb1 C1 CT1 dr2 dr3 T4(TGP) P02 Patt BOOM P03 CT4 D1 P1 DR1 SWING K P P P0 Pa1 TRAVEL DR0 SH (S/Motor) PS Ai OPT-C T1 P3 P2 P1 Pu A1 PUMP HYDRAULIC TANK 3-18 A2 Pb21 DR4 TP B2 Pc2 Pd2 BR1 BR2 M ARM A2 PUMP PILOT PUMP Pb20 Pa20 PS sơ đồ mạch thủy lực duỗi gầu máy xúc gạt hyundai r170w-9 DOZER/ OUTRIGGER CYLINDER REAR AXLE FRONT AXLE OSCILLATING CYLINDER ARM CYLINDER BUCKET CYLINDER BOOM CYLINDER TRAVEL MOTOR TRANSMISSION P2 P1 Rs Pi2(Pump) Pn1 PS Pi1(Pump) PS Pn2 C6 D6 Pc6 MAKE UP VALVE TURNING JOINT L DOZER RELIEF VALVE PS Pd6 Puo B5 C5 D5 Pc5 Pd5 R A5 Pb5 Pa5 SWING MOTOR BUCKET OPT-B DR5 C4 P05 P04 D4 DR3 B4 Pc41 Pb4 Pa4 Pd40 Pc40 ARM Pc42 V3 ARM REGEN Pc3 Pb3 Pd41 DR2 Pa21 P ACC1 ACC1GP M2 BOOM C2 T2 AC1 BRAKE VALVE ACC2 D2 BR1 BR2 M M1 DR1 SWING DR4 B T CT2 Pc1 Pd1 CT1 CT3 PGP P dr2 dr3 T4(TGP) B1 A1 Pb1 C1 D1 T3 P02 Patt BOOM P03 CT4 T P1 B2 P0 Pa1 TRAVEL DR0 SH (S/Motor) PS Ai OPT-C T1 P3 P2 P1 Pu A1 PUMP HYDRAULIC TANK 3-19 A2 Pb21 K P P TP ARM Pc2 Pd2 A2 PUMP PILOT PUMP Pb20 Pa20 PS Sơ đồ thủy lực tổng thể máy xúc gạt Hyundai R170W-9 T2 40 41 58 46 U X2 T1G 59 58 47 46 59 47 10 dr5 11 73 E 52 PS 22 T(dr6) T 43 dr8 42 39 M P2 P1 X1 M2 M3 MA T 48 MB V2 49 49 48 51 Pi1 E 74 Pi1 V2 V2 Pi1 P Gext S A(fw) 45 T Pi1(Pump) P B(bw) Rs 23 PS Pn2 Pi2(Pump) Pn1 PS A2 A3 A4 23 C6 A1 D6 Pc6 50 12 27 24 PS Pd6 B5 Puo C5 A5 D5 Pb5 Pc5 Pa5 SH R AC1 24 M2 ACC1GP ACC1 32 M P C4 D4 Au BR1 BR2 K P DR5 P05 PG 34 ACC2 33 M1 TP 27 Pd5 36 31 PS L 35 Dr B 38 T Pc40 Pc42 V3 37 T3 Pb3 GB GA B(CW) Pc3 DR2 Pa21 PGP P Mu 62 Pd41 C2 A(CCW) PS dr2 dr3 T2 Pb4 Pa4 Pd40 P1 P B4 DR3 Pc41 PS T P04 ACGP PS 30 51 E T4 (TGP) 27 B2 D2 23 Pc2 Pd2 A2 Pb21 DR1 Pb20 Pa20 DR4 Breaker Only instead of 26,54,61 61 Pd5 64 PS A2 A1 A1 A2 PS 24 P03 26 P A3 P2 RCV DOZER T Pc6 T 67 Pd6 P1 P 24 C1 28 24 T P02 Patt D1 B T A P Pc1 Pd1 P0 SWING 26 ARM T P (3,B) (2,D) (1,A) BUCKET 26 (3,F) (4,E) 26 P BOOM T P (1,G) (2,H) A1 DR0 24 PS Ai T1 P2 Pu P1 2 WAY & ADJUST BOOM PEDAL 26 P 44 A2 PS1 PS T 54 a1 T PS2 PS A E H F G J D B 68 24 Pb1 P1 P2 A1 A2 A1 22 PS Pa1 a2 A2 PS 25 a b d e g j f g B2 d b h B1 j Pc1 (FW) c Pc2 Pc3 (MCV) 21 PS PS Pa5 Pd40 Pc40 24 24 Pa20 27 B1 PS Pb5 Pc5 Pb4 (MCV) A5 A4 X1 (T/Motor) A3 Pu (MCV) A2 Pi2 26 24 Pb20 53 DR#,dr# 14 P03 (MCV) 26 Pi1 65 17 15 T2,T3,T4 A1 20 P4 PG (S/Motor) P3 P2 P0 (MCV) 13 16 18 19 P1 ENG B1 P1 P2 29 S2 P1 T(dr1) Pn1(MCV) Pd5 h1 d1 Pd2 T 56 60 55 57 57 B B2 Pd1 (BW) 22 70 Pn2(MCV) JohnDeere / ISO a e h f A1 ACCELERATOR T PEDAL A3 (4,J) B1 Pa1 P3 PS Pb1 PS S1 B3 A3 24 C 63 B¬m chÝnh Cơm van điều khiển Motor quay máy Motor di chuyển Cụm van điều khiển mạch hồi dầu (trái) Cụm van điều khiển mạch hồi dầu (phải) Bàn đạp ga Xilanh cần (trái) Xilanh cần (phải) 10 Xilanh tay gầu 11 Xilanh gầu 12 Khíp quay 13 Van chiỊu 14 Van chiỊu 15 Thùng dầu thủy lực 16 Bộ phận làm nguội dầu 17 ống thông 18 Van tràn 19 Bầu lọc 20 Lọc thô 21 Cụm van solenoid mạch thẳng 22 Cảm biến áp suất (500k) 23 Cảm biến áp suất (100k) 24 Cảm biến áp suât (50k) 25 Khối tín hiệu điều khiển 26 Bầu lọc 27 Van or 28 Van điều khiển lỡi gạt 29 Bơm truyền ®éng 30 Van l¸i 31 Van ®iỊu khiĨn di chun 32 Van dÉn cho van ®iỊu khiĨn di chun 33 Van cấp dầu cho phanh 34 Van phanh 35 Bình tích 36 Bình tích 37 Cảm biến áp suất (5k) 38 Cảm biến áp suất (200k) 39 Bộ trun lùc 40 Trơc trc 41 Trơc sau 42 Van khãa 43 Xilanh dao ®éng 44 Cơm van solenoid 45 Cụm van solenoid 46 Xilanh (bên trái) 47 Xilanh (bên phải) 48 Mạch van chiều bên trái 49 Mạch van chiều bên phải 50 Công tắc áp suất 51 Van khóa an toàn cho cần 52 Van khóa an toàn cho tay gầu 53 Van tỉ lệ điều khiển điện tử 54 Bàn đạp điều khiển cần chiều 55 Bình tích 56 Bình tích 57 Van dừng 58 Xilanh luỡi gạt bên trái 59 Xilanh luỡi gạt bên phải 60 Van läc bé phËn ®Ëp 61 Van solenoid 62 Van lơa chọn 63 Lọc xoay vòng phận đập 64 Van solenoid 65 ¾c quy 67 Van solenoid kĐp nhanh 68 Van thay ®ỉi mÉu 70 Van solenoid lơa chän 73 Xilanh điều chỉnh cần Van khóa an toàn điều chỉnh cÇn ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN HỒNG NGOAN NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THỦY LỰC MÁY XÚC GẠT HYUNDAI R170W- 9 VÀ CÁC PHẦN TỬ BẢO VỆ AN TỒN TRÊN MỘT SỐ MẠCH CHÍNH CỦA MÁY Chuyên... MẠCH THỦY LỰC CHÍNH VÀ CÁC PHẦN TỬ BẢO VỆ TRONG MẠCH 69 Đặt vấn đề 69 3.1 Sơ đồ mạch thuỷ lực điều khiển xilanh nâng cần 69 3.2 Các thông số kỹ thuật phần tử hệ thống 70 3.2.1 Bơm thuỷ lực 70 3.2.2... loại máy san gạt * Theo vị trí lắp gạt a) Máy san gạt có gạt lắp phía trước b) Máy san gạt có gạt lắp c) Máy san gạt có gạt lắp phía sau * Theo công suất máy a) Máy san gạt cỡ nhỏ b) Máy san gạt