Đang tải... (xem toàn văn)
I. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÁY XÚC: Máy xúc là máy xúc thuỷ lực một gàu vạn năng, được chế tạo tại Liên Xô cũ, thuộc nhóm kích thước (khối lượng thao tác 19 30 tấn), cơ cấu di chuyển kiểu bánh xích, thiết bị công tác được treo cứng (khớp nối đòn bẩy), mođen thứ nhất, cải tiến lần thứ nhất(A). Hình 1.1. Cấu tạo chung máy xúc 1 Gàu; 2 Tay xúc; 3 Xylanh gàu; 4 Xylanh tay xúc; 5 Cần; 6 Ống dẫn thuỷ lực; 7 Xylanh cần; 8 Buồng điều khiển; 9 Thùng dầu thuỷ lực; 10 Thiết bị động lực; 11 Bậc thang; 12 Ổ đỡ bàn quay; 13 Cơ cấu di chuyển Cấu tạo chung của máy xúc thuỷ lực vạn năng bao gồm ( hình 1.1): Bàn quay được tỳ lên cơ cấu di chuyển (13) thông qua ổ đỡ bàn quay (12). Trên bàn quay người ta bố trí thiết bị động lực, cơ cấu quay, cơ cấu đẫn động thuỷ lực,đối trọng. Buồng điều khiển (8) được lắp đặt trên bàn quay, trong buồng điều khiển ta có bố trí ghế ngồi và các cần điều khiển hoạt động của máy xúc. Thiết bị công tác chính của máy xúc bao gồm: gàu ngược (1), tay xúc (2), cần (5). Các thiết bị này được dẫn động bởi các xylanh gàu (3), xylanh tay xúc (4), xy lanh cần (7). Cơ cấu di chuyển (13) được dẫn động từ các môtơ thuỷ lực pittông hướng kính có mômen lớn. b. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH CỦA MÁY XÚC: Các thông số kỹ thuật chính củ máy xúc thuỷ lực được trình bày trên các bảng 1.1; 1.2; 1.3 và hình vẽ 1.2; 1.3
GVHD: Dương Bình Nam SVTH: Lê Thanh Hiền I CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÁY XÚC: Máy xúc máy xúc thuỷ lực gàu vạn năng, chế tạo Liên Xơ cũ, thuộc nhóm kích thước (khối lượng thao tác 19 30 tấn), cấu di chuyển kiểu bánh xích, thiết bị cơng tác treo cứng (khớp nối - đòn bẩy), mođen thứ nhất, cải tiến lần thứ nhất(A) a CẤU TẠO CHUNG: EO 10 1A 12 -4 13 12 11 Hình 1.1 Cấu tạo chung máy xúc 1- Gàu; 2- Tay xúc; 3- Xylanh gàu; 4- Xylanh tay xúc; 5- Cần; 6- Ống dẫn thuỷ lực; 7- Xylanh cần; 8- Buồng điều khiển; 9- Thùng dầu thuỷ lực; 10- Thiết bị động lực; 11- Bậc thang; 12- Ổ đỡ bàn quay; 13- Cơ cấu di chuyển Cấu tạo chung máy xúc thuỷ lực vạn bao gồm ( hình 1.1): Bàn quay tỳ lên cấu di chuyển (13) thông qua ổ đỡ bàn quay (12) Trên bàn quay người ta bố trí thiết bị động lực, cấu quay, cấu đẫn động thuỷ lực,đối trọng Buồng điều khiển (8) lắp đặt bàn quay, buồng điều khiển ta có bố trí ghế ngồi cần điều khiển hoạt động máy xúc Thiết bị cơng tác máy xúc bao gồm: gàu ngược (1), tay xúc (2), cần (5) Các thiết bị dẫn động xylanh gàu (3), xylanh tay xúc (4), xy lanh cần (7) Cơ cấu di chuyển (13) dẫn động từ mơtơ thuỷ lực pittơng hướng kính có mơmen lớn b CÁC THƠNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH CỦA MÁY XÚC: Các thơng số kỹ thuật củ máy xúc thuỷ lực trình bày bảng 1.1; 1.2; 1.3 hình vẽ 1.2; 1.3 Đề tài truyền động dầu ép Trang GVHD: Dương Bình Nam SVTH: Lê Thanh Hiền Bảng 1.1 Các thông số kỹ thuật máy xúc thuỷ lực vạn TT Tên thông số Loại động - Kiểu - Mã hiệu - Công suất Tốc độ di chuyển Khả leo dốc Tốc độ toa quay Áp suất dầu công tác Các thiết bị công tác - Dung tich gàu ngược - Dung tích gàu thuận - Dung tích gàu ngoạm - Dung tích gàu bốc xếp Áp suất nền(tính trung bình) Khối lượng máy xúc trung bình Giá trị Đơn vị Diesel A-01M 96 2,8 22 4,75 10x 10 N/m KW Km/h Độ V/ph MPa 0,65;1 1;1,6;2 0,5;0,8;1 1;1,5 0,062 0,065 18,75 m3 m3 m3 m3 MPa Tấn Bảng 1.2 Các thơng số kích thước: Tên thơng số Chiều dài máy xúc Chiều rộng máy xúc Chiều cao máy xúc Chiều dài tồn xích Chiều rộng tồn Chiều rộng xích Đề tài truyền động dầu ép Giá trị 6800 3000 3000 3420 2930 580 Đơn vị mm mm mm mm mm mm Trang GVHD: Dương Bình Nam SVTH: Lê Thanh Hiền Bảng :1.3 Các thông số vùng đào máy xúc Tên thông số Bán kính đào lớn Chiều sâu đào lớn Chiều cao dỡ tải Chiều cao lớn Ký hiệu Rk max H k max HB H B max Giá trị 9200 6500 6885 9710 Đơn vị mm mm mm mm Ghi Kích thước tương đương Kích thước tương đương Kích thước tương đương Kích thước tương đương 3000 6800 3000 580 3420 Đề tài truyền động dầu ép Trang SVTH: Lê Thanh Hiền HB HBmax GVHD: Dương Bình Nam Hkmax Rkmax Đề tài truyền động dầu ép Trang GVHD: Dương Bình Nam SVTH: Lê Thanh Hiền Nguyên lý hoạt động: Ở trạng thái hoạt động xy lanh A dùng để nâng cần vị trí thích hợp, sau hệ thống quay làm cho toàn cần, tay xúc, gàu xúc quay theo đến vị trí cần xúc, xy lanh B rút điều khiển tay xúc, xy lanh C rút điều khiển gàu xúc Sau xy lanh A rút hạ cần xuống đồng thời xy lanh B xy lanh C đẩy tới để điều khiển tay xúc gàu xúc để xúc đất Tiếp theo xy lanh A nâng cần lên hệ thống quay tới vị trí cần nhả đất ra, hệ thống quay trở hoạt động tiếp tục Qúa trình hoạt động tiếp tục diễn Đề tài truyền động dầu ép Trang GVHD: Dương Bình Nam SVTH: Lê Thanh Hiền Sơ đồ thuỷ lực II TÍNH TỐN HỆ THỐNG DẦU ÉP TRÊN MÁY XÚC: a Xy lanh A: Thông số ban đầu: D=120mm, Vmax=70mm/s, Vmin=30mm/s P=10*106 N/m2=100 bar=10N/mm2 D 3,14 *120 11304 mm Tiết diện làm việc piston F = = Đề tài truyền động dầu ép Trang GVHD: Dương Bình Nam SVTH: Lê Thanh Hiền Lưu lượng cần thiết làm việc xy lanh Q=F*Vmax=11304*70=791280 mm3/s=0,791280 dm3/s=47,5 (l/phut) Ta chọn áp suất bơm Pb = 100 bar = 10 N/mm2 Trong trình chuyển động ln có tổn thất áp suất: lọc, van, đường ống… Tổn thất lọc dầu: P1 = 1,5 bar Tổn thất van tràn: P2 = 2,5 bar Tổn thất van giảm áp; P3 = 1,5 bar Tổn thất van chiều: P4 = 1,5 bar Tổn thất van đảo chiều: P5 = bar Tổn thất van tiết lưu: P6 = bar Tổn thất ống dẫn: P7 = 1,5 bar Áp suất dầu tác dụng lên xi lanh: p = Pb - P = 85,5 bar = 8,55 N/mm2 Lực đẩy piston Pđmax=F.P=11304*8,55=96650 KG Đường kính cần đẩy: d = k x D = 0,7x 120 = 84 (mm) Q 791280 3,14 x 84 = Vận tốc piston về: V = = 137,25 mm/s F 5765 b Xy lanh B: Thông số ban đầu: D=105 mm, Vmax=70mm/giây, Vmin=30mm/giây P=10*106 N/m2=100 bar=10N/mm2 D 3,14 *105 Tiết diện làm việc piston F = = =8655 mm 4 Lưu lượng cần thiết làm việc xy lanh Q=F*Vmax=8655*70=605850mm3/s=0,605850 dm3/s=36,4 (l/phut) Ta chọn áp suất bơm Pb = 100 bar = 10 N/mm2 Trong q trình chuyển động ln có tổn thất áp suất: lọc, van, đường ống… Tổn thất lọc dầu: P1 = 1,5 bar Tổn thất van tràn: P2 = 2,5 bar Tổn thất van giảm áp; P3 = 1,5 bar Tổn thất van chiều: P4 = 1,5 bar Tổn thất van đảo chiều: P5 = bar Tổn thất van tiết lưu: P6 = bar Tổn thất ống dẫn: P7 = 1,5 bar Áp suất dầu tác dụng lên xi lanh: p = Pb - P = 85,5 bar = 8,55 N/mm2 Lực đẩy piston Pđmax=F.P=8655*8,55=74000 KG Đường kính cần đẩy: d = k x D = 0,7x 105 = 73,5 (mm) Q 605850 3,14 x 73,5 = Vận tốc piston về: V = =137,25 mm/s 4414,24 F c Xy lanh C: Thông số ban đầu: D=90 mm, Vmax=70mm/giây, Vmin=30mm/giây P=10*106 N/m2=100 bar=10N/mm2 Đề tài truyền động dầu ép Trang GVHD: Dương Bình Nam SVTH: Lê Thanh Hiền D 3,14 * 90 = =6358,5 mm 4 Lưu lượng cần thiết làm việc xy lanh Q=F*Vmax=6358,5*70=445090mm3/s=0,445090 dm3/s=26,7 (l/phut) Ta chọn áp suất bơm Pb = 100 bar = 10 N/mm2 Trong q trình chuyển động ln có tổn thất áp suất: lọc, van, đường ống… Tổn thất lọc dầu: P1 = 1,5 bar Tổn thất van tràn: P2 = 2,5 bar Tổn thất van giảm áp; P3 = 1,5 bar Tổn thất van chiều: P4 = 1,5 bar Tổn thất van đảo chiều: P5 = bar Tổn thất van tiết lưu: P6 = bar Tổn thất ống dẫn: P7 = 1,5 bar Áp suất dầu tác dụng lên xi lanh: p = Pb - P = 85,5 bar = 8,55 N/mm2 Lực đẩy piston Pđmax=F.P=6358,5*8,55=54366 KG Đường kính cần đẩy: d = k x D = 0,7x 90 = 63 (mm) Q 445090 3,14 x 632 = Vận tốc piston về: V = =137,25 mm/s F 3243 Toàn lượng lưu lượng biến thành nhiệt, gây nên tổn thất công suất: p Q 85,5 x 47,5 6,636 kW N= 612 612 P0 = 85,5 bar Q = 6,8 (l/phut) Nếu lấy tổng hiệu suất bơm dầu = 0,7, cơng suất cần thiết động điện : Tiết diện làm việc piston F = Nct = N 6,636 9,5 kW 0,7 Bảng tổng kết max V TT Đường kính D(mm) Lưu lượng Q (l/f) mm/s V mm/s Xi lanh A 120 47,5 70 30 Xi lanh B 105 36,4 70 30 Xi lanh C 90 26,7 70 30 Vậy lưu lượng cần thiết cung cấp cho hệ thống: = 110,6 lit/ phút áp suất cần thiết bơm tạo 100 bar Đề tài truyền động dầu ép Trang GVHD: Dương Bình Nam SVTH: Lê Thanh Hiền III BƠM DẦU VÀ ĐỘNG CƠ DẦU: Bơm dầu: a.Nguyên lý làm việc: Bơm gồm pittong (1) đặt song song với trục roto (2) ln tì sát vào đĩa nghiêng (3) nhờ lò xo (4) Trục (5) truyền chuyển động cho roto, nên buộc pittong (1) di động thẳng về, thực trình hút nén Các xilanh pitong (1) có lỗ thơng với rãnh đĩa dẫn dầu (6) Trong trình quay, pittong vào vùng rãnh A thực trình hút, vùng rãnh B thực trình nén Theo bảng III trang 160 chọn piston kiểu H∏P loại 713 có thơng số sau Số vịng quay n = 960(v/ph) Lưu lượng Q = 200 (l/ph) Áp suất p =100 bar Số piston z=9 Góc nghiêng lớn = 250 Hiệu suất bơm Q = 0,8 b.Lưu lượng bơm: 10 * Q * d * z * n * D * tg (l/ph) Trong đó: Q: lưu lượng bơm (l/ph) d: đường kính pitong (mm) z: số lượng pitong n: số vịng quay (v/ph) D: đường kính vịng chia rơto (mm) : góc nghiêng lớn Đề tài truyền động dầu ép d=16-22 (mm) chọn d=22mm Trang GVHD: Dương Bình Nam SVTH: Lê Thanh Hiền h: hành trình pitong thơng thường h=(1,3-1,4)*d Chọn h=1,4*22=30,8 Mà ta có tg h h 30,8 D 66 (mm) D tg 25 tg 25 Vậy lưu lượng pitong là: 10 * 10 * 3,14 Q * d * z * n * D * tg * 22 * * 960 * 66 * tg 25 101028,8 4 Chọn động dầu : Động cấu biến đổi lương dùng để biến dầu thành Về nguyên tắc, kết cấu động dầu giống bơm dầu Do đó, tất loại bơm dầu làm động dầu ngược lại Thông thường động dầu lắp với bơm dầu thành khối truyền động gọi hộp truyền động dầu ép Trong hộp truyền động dầu ép, bơm dầu động dầu động dầu thường có kết cấu giống nhau; có khác khác kích thước Ta chọn động dầu pittong Chọn lọc : Trong q trình làm việc, dầu khơng tránh khỏi bị ô nhiễm bẩn chất bẩn từ bên vào chất bẩn tù thân dầu tạo nên Những chất bẩn làm kẹt khe hở, tiết diện chảy có kích thước nhỏ hệ thống dầu ép gây nên trở ngại, hư hỏng hệ thống Do đó, hệ thống dầu ép dùng lọc dầu để ngừa chất bẩn thâm nhập vào bên cấu dầu ép Bộ lọc dầu thường đặt ống hút cơm dầu Trường hợp cần dầu tinh khiết đặt thêm phận cửa bơm cửa hệ thống dầu ép Tùy thuộc vào kích thước chất bẩn chọn được, lọc dầu phân thành : - Bộ lọc thơ : lọc chất bẩn có kích thước đến 0,1 mm - Bộ lọc trung bình : học chất bẩn có kích thước đến 0,01 mm - Bộ lọc tinh : lọc chất bẩn có kích thước đến 0,005 mm - Bộ lọc đặc biệt tinh : lọc chất bẩn có kích thước đến 0,001 mm Các hệ thống dầu ép máy công cụ thường dùng lọc trung bình lọc tinh Đề tài truyền động dầu ép Trang 10 GVHD: Dương Bình Nam SVTH: Lê Thanh Hiền Chọn lọc lưới đặc tính phù hợp với loai máy mà ta thiết kế Đặc điểm : Bộ lọc lưới lọc dầu đơn giản gồm khung cứng (1) lọc đồng (2) bao xung quanh Dầu từ xuyên qua mắt lưới lỗ (3) để vào ống hút (4) Hình dáng kích thước lọc lưới khác tùy thuộc vào vị trí cơng dụng lọc – khung – lưới – lỗ - ống hút Nhược điểm lọc : Nhược điểm lọc lưới chất bẩn dễ bám vào mắt lưới khó tẩy Do đó, thường dùng để lọc thơ, lắp vào ống hút bơm Trường hợp thường dùng lọc tinh ống Các thông số lọc : Do sức cản lưới, nên dầu qua lọc bị giảm áp suất, tổn thất áp suất lây ∆p = 1÷2 bar Tính lưu lượng chảy qua lọc dầu, người ta dùng cơng thức tính lưu lưu lượng qua lưới lọc : Q A.p l f Trong : A = 8 = 48 cm2 diện tích tồn bề lọc (cm2) ∆p = p1 – p2 = hiệu áp lọc (bar) 1 [poise] = 0,06895[bar] độ nhớt động học dầu Đề tài truyền động dầu ép Trang 11 GVHD: Dương Bình Nam SVTH: Lê Thanh Hiền lit hệ số lọc, đặc trưng cho lượng dầu chảy qua lọc cm phút lit đơn vị diện tích thời gian cm phút Q A.p 0,05 48.2 69,5 l f 0,06895 α = 0,05 Vận tốc dầu tính trước vào lưới (thơng thường v = 0,5÷1 m/s) Ống dẫn ống nôi : a.Ống dẫn : Ống dẫn dùng trog hệ thống dầu ép phổ biến ống đồng hay ống thép ống đồng có ưu điểm dễ biến đổi hình dáng, đắt tiền thế, ống dẫn có tiết diện lớn không cần uốn cong nhiều, người ta dùng ống thép Ống dẫn cần phải đảm bảo độ bền tổn thất áp suất cần nhỏ Để giảm tổn thất áp suất, ống dẫn ngắn tốt, bị uốn cong để tránh biến dạng tiết diện đổi hướng chuyển động dầu Để lựa chọn đường kính ống dẫn, ta xuất phát từ phương trình lưu lượng chảy qua ống dẫn : d v Q Nếu ta lấy lưu lượng la Q [lit/phut], vận tốc dầu chảy ống la v [m/s] đường kính ống dẫn la d [mm], ta có : 0,001d Q v 10 60 Từ rút : d 4,6 Q mm v Vận tốc dầu chảy ống thường dùng : - Ở ống hút : v = 1,5÷2 m/s - Ở ống nén : v = 3÷5 m/s Để kiểm tra sức bền ống, thường dùng công thức sau : 10 p.d N 2.s m2 ứng suất cho phép vật liệu ống dẫn Vì ta chọn ống dẫn đồng nên 250.105 N m2 p – áp suất lớn dầu ống [bar] s- bề dầy thành ống [cm] Đường kính ống dẫn từ lọc đến máy bơm : Từ lọc đến máy bơm ta thấy có hai loại ống Đường kính ống hút : d 4,6 Đề tài truyền động dầu ép Q v Trang 12 GVHD: Dương Bình Nam SVTH: Lê Thanh Hiền : Q = 69,5 l/f v = m/s d 4,6 Q 69,5 4,6 27 mm v Đường kính ống nén : d 4,6 Q v : Q = 69,5 l/f v = m/s d 4,6 Q 69,5 4,6 17 mm v Đường kính ống dẫn từ van ổn tốc đến van đảo chiều 5/2 Đường kính ống hút : d 4,6 Q v : Q = 35 l/ph v = m/s d 4,6 Q 35 4,6 19,2mm v Đường kính ống nén : d 4,6 Q v : Q = 35 l/ph v = m/s d 4,6 Q 35 4,6 12mm v Đường kính ống dẫn từ van đảo chiều 5/2 đến xylanh : Đường kính ống hút : d 4,6 Q v : Q = 48 (l/ph) v = m/s d 4,6 Q 48 4,6 22,5mm v Đường kính ống nén : d 4,6 Q v : Q = 48 (l/ph) v = m/s d 4,6 Đề tài truyền động dầu ép Q 48 4,6 14,2mm v Trang 13 GVHD: Dương Bình Nam SVTH: Lê Thanh Hiền b.Ống nối : Để nối ống dẫn với nối ống dẫn với cấu dầu ép Loại ống nối hình thường dùng để nối loại ống có đường kính khơng q 30 mm Đầu mút ống làm đồng (1) tạo thành dang tì lên đầu mối nối (2) Góc thơng thường 600±30’ Để xiết chặt hai mặt côn vào ta dung ecu (3) ép ống tì (4) bên trái Kiểu ống nối dùng đến áp suất 100÷200bar 5.CHỌN BỂ DẦU : Để xác định kích thước cần thiết bể dầu, ta phải tính lượng dầu cần thiết cho hệ thống dầu ép Lượng dầu tính tốn sở cân nhiệt lượng tổn thất hệ thống dầu ép sinh ra, phụ thuộc vào truyền tỏa nhiệt bể dầu Những tổn thất công suất chủ yếu biến thành nhiệt phận hệ thống dầu ép là: Tổn thất công suất bơm dầu Tổn thất công suất bơm dầu làm tăng nhiệt độ dầu, bơm nhúng vào dầu: Q p 1 Nb b o [kW] 612 = 35 *10 0,8 ( ) 0,142 KW 612 0,8 Trong đó: Qb lưu lượng bơm dầu [l/ph] p o áp suất cửa bơm [bar] tổng hiệu suất bơm Tổn thất công suất van tràn Chọn van kiểu Nếu lưu lượng qua van tràn Qt thì: Qt p o [kW] 612 140 * 40 9,15 KW = 612 Nt Tổn thất công suất cấu điều chỉnh, ống dẫn ống nối Nđ Qb Qt p [kW] 612 (200 35) *14,5 3,9 KW = 612 Trong đó: p tổn thất áp suất cấu điều khiển, ống dẫn Tổng tổn thất áp suất hệ thống dầu ép: N = Nb + Nt + Nđ [kW] = 0,142 + 9,15 + 3,9 =13,192 (KW) Ta lấy thể tích dầu cần thiết ÷ phút lưu lượng bơm Đề tài truyền động dầu ép Trang 14 GVHD: Dương Bình Nam SVTH: Lê Thanh Hiền V=4*200=800(lit)=0,8( m3/ph) Để kiểm tra lượng dầu chọn (hoặc để tính xác), đảm bảo nhiệt độ T dầu không vượt 55 60 o C sau thời gian làm việc t giờ, ta dùng cơng thức xác định từ phương trình cân nhiệt, nhiệt độ dầu khởi động nhiệt độ khơng khí: T To K o [ C] kF Trong đó: To - nhiệt độ khơng khí xung quanh [ o C ] K = 633N [kcal/giờ] - tổng nhiệt lượng sản tổn thất công suất hệ thống dầu ép k - hệ số truyền nhiệt phụ thuộc vào môi trường làm nguội: + Ở bể dầu làm nguội quạt không khí: k = 20 F 0,64.3 V [m2] =0,55 (m2) Thay trị số F vào cơng thức ta có: T To K [o C] 0,64k V 633 86 [ o C ] =28 + 11 Từ ta xác định thể tích dầu cần thiết: K K V 0,064k T 0,064k T To = (( Đề tài truyền động dầu ép 633 / 60 ) ) =1,045 (m3) 0,064.20.8 Trang 15 GVHD: Dương Bình Nam SVTH: Lê Thanh Hiền TÀI LIỆU THAM KHẢO 1- GS Nguyễn Ngọc Cẩn, TRUYỀN ĐỘNG DẦU ÉP TRONG MÁY CẮT KIM LOẠI- Nhà xuất ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM 2- Người Dịch: Hồnh Quang- Nguyễn Văn Kính TÍNH TỐN KẾT CẤU THÉP Nhà Xuất Bản Xây Dựng- Hà Nội- 1984 Đề tài truyền động dầu ép Trang 16 ... ra, hệ thống quay trở hoạt động tiếp tục Qúa trình hoạt động tiếp tục diễn Đề tài truyền động dầu ép Trang GVHD: Dương Bình Nam SVTH: Lê Thanh Hiền Sơ đồ thuỷ lực II TÍNH TOÁN HỆ THỐNG DẦU ÉP TRÊN... bơm dầu thành khối truyền động gọi hộp truyền động dầu ép Trong hộp truyền động dầu ép, bơm dầu động dầu động dầu thường có kết cấu giống nhau; có khác khác kích thước Ta chọn động dầu pittong... lanh C rút điều khiển gàu xúc Sau xy lanh A rút hạ cần xuống đồng thời xy lanh B xy lanh C đẩy tới để điều khiển tay xúc gàu xúc để xúc đất Tiếp theo xy lanh A nâng cần lên hệ thống quay tới vị trí
