L ỜI NÓI ĐẦU
3.7 VAN ĐIỀU KHIỂN PPC
3.7.1 Cấu tạo van PPC
[7]
P : áp lực vào từ van giảm áp;
P1: LH. PPC valve: Duỗi cần Arm – RH. PPC valve: hạ cần Boom;
P2: LH. PPC valve: Co cần Arm – RH. PPC valve: nâng cần Boom;
P3: LH. PPC valve: Quay trái - RH. PPC valve: co bucket; P4: LH. PPC valve: Quay phải - RH. PPC valve: duỗi bucket;
T: Trở về thùng.
1. Thanh trượt; 2. Piston; 3. Đĩa; 4. Nút (đai ốc); 5. khớp nối; 6. Bản đệm; 7. Đĩa
chặn; 8. Thân; 9. Lọc; 10,11. Lò xo; 12. Lò xo định lượng.
Hình 3.24 Cấu tạo van PPC
3.7.2 Hoạt động của van PPC
Khi ở vị trí trung lập
Cửa A, B của van điều khiển và cửa P1, P2 của van PPC thông với buồng xả D qua lỗ điều khiển f trong piston (1). Vị trí của piston 1 so với thân kiểm soát vị trí của
Khi ở vị trí trung lập Khi hoạt động
[7]
Hình 3.25 Hoạt động của van PPC
Khi hoạt động
Khi piston 4 bắtđầu bị đẩy bởiđĩa 5, đĩa chặn 9 bịđẩy, piston 1 cũng bịđẩy bởi
lò xo định lượng 2 và chuyểnđộng xuống dưới.
Khi điều này xảy ra, lỗ điều khiển f bị đóng lại không thông với khoang xả D. Gần như cùng thời gian này, lỗ này được nối với buồng áp suất bơm PP, áp suất điều khiển từ bơm chính đi qua lỗ điều khiển f và đi từ cửa P1 đến cửa A.
Khi áp suất tại cửa P1 tăng cao, piston 1 bị đẩy quay trở lại phía sau và lỗ điều
khiển f bị đóng lại từ khoang áp suất bơm PP. Gần như cùng thời gian này, lỗ này
thông với buồng xả D để giảm áp suất tại cửa P1. Kết quả là piston 1 di chuyển lên
xuống cho đến khi lực của lò xo định lượng 2 cân bằng với áp suất tai cổng P1. Mối
quan hệ giữa vị trí của của piston 1 và thân 10 (lỗ điều khiển f nằm giữa lỗ xả D và buồng áp suất bơm PP) không thay đổi cho đến khi đĩa chặn 9 tiếp xúc với piston 1.
Khi đĩa 5 bắt đầu quay trở lại, piston 1 bịđẩy lên bởi lực của lò xo và áp suất tại
cửa P1. Khi điều này xảy ra, lỗ điều khiển f được nối với buồng xả D và áp suất dầu tại
cửa P1 giảm xuống.
Nếu áp suất tại cửa P1 giảm xuống quá nhiều, piston 1 bị đẩy xuống bởi lò xo
định lượng 2 và lỗ điều khiển f bịđóng khỏi buồng xả D. Gần như cùng thời gian này, lỗ này được nối với với buồng áp suất bơm PP và áp suất bơm được cung cấp cho đến
Khi piston 1 của van điều khiển quay lại, dầu trong buồng xả D chảy vào từ lỗ
điều khiển f’ trong van ở trên bề mặt không làm việc. Dầu chảy qua cửa P2 đi vào
buồng B và bổ sung dầu vào buồng này.
Khi cần bắt đầu quay trở lại Khi cần kéo hết cỡ
[7]
Hình 3.26 Hoạt động của van PPC
Khi cần điều khiển kéo hết cỡ
Khi đĩa 5 đẩy piston 4 đi xuống, đĩa chặn 9 đẩy piston 1 đi xuống, lỗ điều khiển
nhỏ f bị đóng khỏi buồng xả D và nối với buồng áp suất bơm PP. Vì vậy, dầu điều khiển từ bơm chính chảy qua lỗ điều khiển f, chảy đến buồng A từ cửa P1 và đẩy
piston của van điều khiển. Dầu quay lại từ buồng B chảy từ cửa P2 qua lỗ điều khiển f’
và chảy tới buồng xả D.
3.8 VAN DI CHUYỂN PPC3.8.1 Cấu tạo 3.8.1 Cấu tạo
1. Bản đệm; 2. Thân; 3. Piston; 4. Vành chặn; 5. Van; 6. Damper; 7. Thanh trượt; 8.
Lò xo giữa; 9. Lò xo định lượng; 10. Lò xo điều chỉnh.
Hình 3.27 Cấu tạo van di chuyển PPC
3.8.2 Hoạt động của van di chuyển PPC
Khi ở vị trí trung lập
Cổng A, cổng B của van điều khiển và cổng P1, P2 của van PPC được nối với
cổng xả D thông qua lỗ kiểm soát f trong thanh trượt 1.
Khi ở vị trí trung lập Trong quá trình điều khiển
[7]
Hình 3.28 Hoạt động của van di chuyển PPC
Trong quá trình điều khiển
Khi piston 4 bị đẩy bởi cần 5 thiết bị 9 cũng bị đẩy, thanh trượt 1 cũng bị đẩy
xuống bởi lò xo định lượng 2. Khi lỗ f ngắt kết nối với buồng xả D ngay lặp tức sẽ kết
nối với buồng áp suất P1. Dầu chịu nén đi đến cổng A thông qua cổng P1 nhờ lỗ f. Khi
áp suất tại P1 trở nên lớn hơn nó sẽ đẩy ngược thanh trượt 1 lên và ngắt lỗ f với buồng
P. Thanh trượt sẽ di chuyển lên xuống cho đến khi lực của lò xo định lượng 2 cân bằng
với lực của áp suất P1 tác dụng lên thanh trượt.
Khi cần điều khiển quay trở lại
Khi cần 5 được trả lại thanh trượt 1 bị đẩy lên bởi lò xo và áp suất tại cổng P1.
Nếu áp suất P1 bị hạ xuống quá mức thanh trượt 1 bị đẩy xuống bởi lò xo định lượng 2
lỗ f ngắt khỏi buồng xả D và áp suất tăng trở lại tương ứng với vị trí của cần điều
Khi cần điều khiển kéo hết cỡ
Khi đĩa 5 đẩy piston 4 đi xuống, đĩa chặn 9 đẩy piston 1 đi xuống, lỗ điều khiển
nhỏ f bị đóng khỏi buồng xả D và nối với buồng áp suất bơm PP. Vì vậy, dầu điều khiển từ bơm chính chảy qua lỗ điều khiển f, chảy đến buồng A từ cửa P1 và đẩy
piston của van điều khiển. Dầu quay lại từ buồng B chảy từ cửa P2 qua lỗ điều khiển f’
và chảy tới buồng xả D.
Khi cần điều khiển quay trở lại Khi cần điều khiển kéo hết cỡ
[7]
Hình 3.29 Hoạt động của van di chuyển PPC
3.8.3 Tín hiệu di chuyển, tín hiệu xoay vòng Tín hiệu lái (Drive signal)
Nếu một trong hai cần điều khiển di chuyển trái hoặc phải hoạt động áp lực cổng
ra của van PPC cao cho ra tính hiệu lái tại cổng P5 (hình 3.30).
Tín hiệu xoay vòng (Steering signal)
Tính hiệu vận hành xoay vòng P6 có được khi có sự khác nhau về trạng thái hoặc
mức độ điều khiển của hai cần điều khiển.
Hoạt động
Khi không có tín hiệu tại cổng P6
Khi máy không di chuyển sẽ không có áp lực tại hai buồng I và k nên không có
áp lực tại cổng P6.
Khi di chuyển thẳng cả hai cần điều khiển nằm cùng phía khi đó sẽ có dầu áp lực
điều khiển đến cổng P2 và P4. Áp lực ở hai buồng I và k tăng lên và bằng nhau do đó
thanh trượt k không di chuyển và không có tín hiệu tại cổng P6.
Khi rẽ trái hoặc phải do mức độ nghiêng khác nhau của cần điều khiển dẫn đến áp
suất tại hai buồng I và k cũng chênh lệch gây ra lực đẩy thanh trượt j sang trái hoặc
phải dẫn đến có tín hiệu tại cổng P6.
Khi quay, hai cần điều khiển gạt về hai phía khác nhau. Áp lực dầu điều khiển từ
hai cổng P1, P4 hoặc P2, P3 sẽ cùng điều khiển thanh trượt j sang trái hoặc phải gây ra
tín hiệu xoay vòng tại cổng P6.
[7]
3.9 VAN KHÔNG TẢI
1. Đường dẫn đến van LS; 2. Van con trượt; 3. đường dầu chính từ bơm; 4. nối
với thùng; 5. lò xo.
[7]
Hình 3.31 Cấu tạo van không tải
3.9.1 Cấu tạo và chức năng
Khi tất cả các van phân phốiđềuở vị trí trung gian, dầu từ bơm (góc nghiêng của đĩa cam lắc ở vị trí nhỏ nhất) được xả hết. Khi đó, áp suất của bơm bằng áp suất đặt
của lò xo (5). Áp suất LS được xả về thùng thông qua mạch LS (1). Vì vậy, áp suất LS bằng áp suất áp suất dầuở thùng.
Khi hoạt động (hoạt động khi góc nghiêng của đĩa cam lắc là nhỏ nhất), áp suất
tương ứngởđầu ra của bơm bằng áp suất tại cổng (3).
3.9.2 Hoạt động của van không tải
[7]
Hình 3.31 Nguyên lí hoạt động van không tải
Áp lực của bơm theo đường dẫn đến cổng 3 và kết thúc ở cuối van 2. Khi các van
điều khiển ở vị trí trung lập áp suất LS của mạch 1 là 0 Mpa. Áp lực dầu ở mạch 3 bị
con trượt di chuyển sang trái, cổng b và c được nối thông với nhau và áp lực từ bơm
chảy về thùng theo đường 4. Dầu từ mạch LS 1 theo lỗ a thông qua cổng c và được
tháo về thùng. Khi hoạt động, dầu mạch LS từ các van điều khiển chính tăng lên dẫn
đến áp suất từ cổng 1 tăng lên cùng với lực lò xo 5 đẩy thanh trượt 2 sang phải dầu từ
cổng b ngắt với cổng a.
3.10 VAN HỢP CHIA LƯU LƯỢNG
3.10.1 Chức năng của van hợp chia lưu lượng
Van này dùng để hợp hoặc chia hai dòng dầu áp suất cao P1 và P2 từ bơm. Cùng thờiđiểm này, nó cũng thực hiện việc hợp hoặc chia của áp suấtđiều khiển lưu lượng bơm trong mạch LS.
3.10.2 Hoạt động
Khi hợp lưu lượng P1 và P2 (khi van điều khiển IS1 và IS2 OFF)
[7] 1. Van con trượt;
2. lò xo;
3. Van con trượt hợp chia mạch LS;
4. lò xo;
5, 6. mạch LS (gầu); 7, 8. Mạch LS tay cần;
9. Van PPC cho van con trượt chính
10. Van PPC cho van con trượt LS
Khi tín hiệu IS1 là OFF, áp lực đầu ra từ van EPC bằng 0 Mpa/cm2. Van con
trượt chính 1 bị ép sang bên phải bởi lò xo 2 khi đó cổng E và F được nối lại với nhau.
Áp lực bơm P1 và P2 được hòa trộn với nhau tại cổng E và F sau đó được chuyển đến
các van và cơ cấu chấp hành.
Khi tín hiệu IS2 là OFF, van con trượt hợp chia mạch LS 3 bị đẩy sang phải bởi
lò xo 4. Khi đó cổng A nối với cổng D, cổng B nối với cổng C áp suất tương ứng của
các cổng này bằng nhau.
Khi chia lưu lượng P1 và P2 (IS1 và IS2 ON)
[7]
Hình 3.33 Van hợp chia lưu lượng khi chia lưu lượng
Khi tín hiệu IS1 bật lên ON, áp lực dầu từ van PPC 9 được đẩy van con trượt 1 và nén lò xo 2 sang trái, buồng E và F được chia ra. Áp lực dầu từ mỗi bơm được đưa tới
các van điều khiển, áp lực P1 được đưa tới các cơ cấu chấp hành gầu, motor di chuyển
trái và 2 cần. áp lực P2 đưa tới các cơ cấu chấp hành quay, motor di chuyển phải và tay cần.
Khi IS2 bật ON van con trượt 3 cũng di chuyển sang trái bởi áp lực từ van điều
khiển PPC, áp lực từ các cổng A, B, C, D cũng được chia ra thành áp suất PLS1 cho
3.11 VAN TỰ GIẢM ÁP3.11.1 chức năng 3.11.1 chức năng
Làm giảm áp lực của bơm chính và đưa áp lực dầu này đến các van điều khiển
như van solenoic, van PPC, EPC, van xả dầu về vv…
3.11.2 Hoạt động
Khi động cơ không hoạt động.
[7]
Hình 3.34 Hoạt động của van tự giảm áp khi động cơ không hoạt động
Van 11 bị ấn bởi lò xo 12 làm cổng PR không kết nối với ổng TS, Van 14 bị đẩy
bởi lò xo 13 sang bên trái khi đó cổng P2 thông với cổng TS. Van 7 cũng bị đẩy bởi lò xo 8 sang trái, cổng P2 không kết nối với A2.
Tại vị trí trung gian và khi tải trọng P2 thấp.
Khi áp tải A2 thấp hơn so với áp suất điều khiển cổng PR, van 7 bị đẩy bởi lò xo
8, cổng P2 và A2 bị ngắt. Áp suất tại cổng P2 có sự cân bằng bởi van 7 giữa (P2 x d)
và (lực lò xo 8 + PR x d) van 7 có chức năng điều chỉnh áp suất P2 ở một mức độ lớn hơn áp suất PR.
Khi áp suất PR tăng lên van 11 sẽ mở ra dầu áp suất từ cổng PR qua lỗ a đến cổng
TS và trở về thùng. Kết quả, một sự chênh lệch áp suất tạo ra trên hai bề mặt của lỗ a ngoài van piston 14 làm van này dịch chuyển theo hướngđóng đường thông giữa từ
cửa P1đến PR.
[7]
Hình 3.35 Hoạt động của van tự giảm áp khi tải trọng P2 thấp
Khi áp suất tải trọng P2 cao
[7]
Nếu áp lực của tải trọng A2 cao và lưu lượng của bơm cũng tăng do quá trình đào
đất, áp suất P2 cũng tăng. Vì vậy, van (2) bịđẩy hoàn toàn sang phải. Kết quả là cổng
P2 thông với A2 tổn hao công suất của động cơ được giảm xuống. Nếu áp suất PR
tăng quá so với áp suất đặt của lò xo van 11 mở ra dầu áp lực chảy qua lỗ a về thùng.
3.12 MỘT SỐ CƠ CẤU KHÁC
Ngoài những cơ cấu thủy lực nêu trên, trên máy xúc đào Komatsu PC200-8 còn các thiết bị, cơ cấu thủy lực khác góp phần giúp cho hệ thống thủy lực làm việc được.
Các cơ cấu khác như: thùng dầu thủy lực, Bộ lọc dầu, bộ phận làm mát dầu, van về
Chương 4 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM AUTOMATION STUDIO MÔ
PHỎNG CÁC MẠCH THỦY LỰC
4.1 MẠCH THỦY LỰC TAY CẦN VÀ XOAY TOA 4.1.1 Bản vẽ sơ đồ mạch thủy lực cần và xoay toa
Sau khi khảo sát cấu tạo và nguyên lý làm việc của các phần tử trong sơđồ thuỷ
lực của hệ thống cần và xoay toa, khả năng làm việc với công suất lớn do đó hệ di
chuyển gồm nhiều phần tử kết hợp trong mạch thuỷ lực và luôn đảm bảo là hệ mạch
kín. Chúng ta xây dựng mô hình hệ thống thuỷ lực trên phần mềm Automation Studio 5.0 như hình 4.1, và sơ đồ mô phỏngở hình 4.2.
4.1.2 Nguyên lí hoạt động
Sau khi khởi động máy động cơ dẫn động máy bơm, động cơ bơm với lưu lượng
tối thiểu khi chưa tác động cần điều khiển, dầu dẫn từ bơm chảy qua các cụm van
chính qua van không tải và trở về thùng dầu thủy lực.
Dầu từ bơm qua van giảm áp, bộ lọc và được tích ở bình tích thủy lực điều khiển.
Người điều khiển tác động công tắc van điện từ khóa van điều khiển để giải thoát dầu
điều khiển đến van điều khiển PPC, và van điện từ phanh quay để nhả phanh motor
quay toa.
Khi muốn nâng cần và quay toa người lái tác động vào cần điều khiển cần, tay
cần điều khiển quay toa. Lúc này dầu từ bình tích đến cần điều khiển nâng cần và quay
toa, dầu có áp lực điều khiển đến van điều khiển chính cần và quay toa, làm dịch
chuyển con trượt của van điều khiển mở thông đường dầu cao áp đi từ bơm qua van
điều khiển chính mở van giữ cần, dầu chảy vào đầu piston của xy lanh cần nâng cần
lên. Dầu cao áp cũng đi đến motor quay làm quay toa. Lúc này van điều khiển chính
cũng mở phía còn lại để cho dầu sau khi công tác hồi thùng. Nếu ngừng tác động cần
điều khiển thì tay cần và toa giữ nguyên vị trí.
Do tính chất công việc thường thực hiện hai thao tác đồng thời như vừa xoay vừa
nâng cần qua khỏi tường. Thao tác nâng cần phải được ưu tiên để tránh va phải tường
nên van tách mạch LS làm nhiệm vụ phân phối áp suất điều khiển trong mạch LS là áp
suất tải của nâng cần để cần vượt tải trước, khi ngừng nâng cần áp suất mạch LS là áp
suất tải trọng quay toa. Tùy theo tải trọng mà áp suất tải trọng PLS từ van điều khiển
chính điều chỉnh lưu lượng bơm tăng hay giảm.
Khi tác động hạ cần dầu điều khiển mở van khóa cần (Boom lock valve) dầu
? ? ? S E L F R E D U C IN G P R E S S U R E V A L V E U N L O A D IN G V A L V E R