Trong sơ đồ hệ thống thủy lực bao gồm 1 van an toàn (Hình 4.11)được lắp trên đường ống đẩy của bơm.
Kí hiệu của van an toàn:
Áp suất làm việc của hệ thống là: 168bar
Do đó áp suất đặt tại van an toàn được tính bằng áp suất làm việc của hệ thống cộng thêm với 10%.
10% 163 0,1.163 179,3 179
at
P P P bar bar
Do đó chọn van an toàn theo thông số Pat 179barvà Q62 /l ph theo catalog của hãng Rexroth ta chọn kiểu van:
6 10 / 200
34
Hình 4.11: Van an toàn
Trong đó:
DBD- kí hiệu van của van an toàn.
S – Điều chỉnh áp suất bằng vít lục giác có nắp bảo vệ. 6 – Size 6 kích thước cổng kết nối làG1 / 4.
G – Cổng kết nối bằng ren. 10 – Van có số serial 10.
200 – Áp suất giới hạn của van. V - Kí hiệu phớt làm kín loại FKM.
4.4.2. Tính chọn van phân phối
Van phân phối bao gồm 6 van loại 4/3 (Hình 4.12) điều khiển hai đầu bằng điện có hồi vị bằng lò xo và 1 van 4/2 (Hình 4.13) loại một đầu điều khiển bằng điện một đầu hồi vị bằng lò xo.
Kí hiệu:
Van 4/3
Van 4/2
Áp suất làm việc và lưu lượng qua van:
max 140 , 62 /
P bar Q l ph
Dựa vào áp suất và lưu lượng làm việc ta chọn được van 4/3 theo catalog của hãng Rexroth với loại:
35
Hình 4.12: Van phân phối 4 cửa 3 vị trí
Trong đó:
4 – Số cổng kết nối là 4. WE – Loại sản phẩm. 6 – Van có size là 6.
E- Dạng con trượt cho van 4 cửa 3 vị trí.
6X – Series từ 60 đến 69, kích thước lắp đặt và kết nối cố định. E – Cuộn dây có công suất lớn, có thể tháo rời.
G24 – Cuộn dây sử dụng điện áp 24V DC. N9 – Sử dụng thiết bị gạt phụ trợ.
K4 – Kiểu kết nối K4. V – Phớt làm kín loại FKM. Van 4/2 là: 4WE 6 Y6X/EG24N9K4/V
Hình 4.13: Van phân phối 4 cửa 2 vị trí
Trong đó:
4-Số cổng kết nối. WE-Loại sản phẩm. 6-Van có size là 6.
36 Y-Dạng con trượt cho van 4 cửa 2 vị trí.
6X-Series từ 60 đến 69, kích thước lắp đặt và kết nối cố định. E-Cuộn dây công suất có thể tháo rời.
G24-Cuộn dây sử dụng điện áp 24V DC. N9-Kiểu kết nối K4.
V-Phớt làm kín loại FKM.
4.4.3. Tính chọn van giảm tải
Van giảm tải bao là một van 4/2 (Hình 4.14) một đầu điều khiển bằng điện một đầu hồi vị bằng lò xo.
Kí hiệu:
Chọn theo catalog của hang Rexroth loại van: 4WE 6 D6X/EG24N9K4/V
Hình 4.14: Van giảm tải
Trong đó:
4-Số cổng kết nối. WE-Loại sản phẩm. 6-Van có size là 6.
D-Dạng con trượt cho van 4 cửa 2 vị trí.
6X-Series từ 60 đến 69, kích thước lắp đặt và kết nối cố định. E-Cuộn dây công suất có thể tháo rời.
G24-Cuộn dây sử dụng điện áp 24V DC. N9-Kiểu kết nối K4.
V-Phớt làm kín loại FKM.
4.4.4. Chọn van một chiều
Van một chiều (Hình 4.15) được lắp ở đường ra của bơm có vai trò ngăn dầu thoát khỏi mạch thủy lực trong quá trình ta tháo ra sửa chữa hoặc bảo dưỡng bơm.
37 Kí hiệu:
Chọn theo catalog của hãng Rexroth ta chọn loại van: S8A0.0/
Hình 4.15: Van một chiều
Trong đó:
S-Kí hiệu van một chiều. 8-Size 8
A-Kiểu ren cổng kết nối. 0-Áp suất mở bằng 0.
0-Chỉ số sửa đổi (được nhập sẵn trong nhà máy).
4.4.5. Chọn van chống rơi
Van chống (Hình 4.16) rơi được sử dụng là van một chiều có điều khiển.
Van chống rơi kí hiệu như hình:
Chọn theo catalog của hãng Rexroth loại van: Z2S 6A-2-6X/V
38 Trong đó:
Z2S- Chỉ kí hiệu van một chiều có điều khiển 6-Size 6
A-Đặt tại vị trí cổng A 2-Áp suất ở là 3 bar 6X-series từ 60 đến 69 V-Phớt làm kín loại FKM
4.4.6. Chọn van điều chỉnh lưu lượng
Van điều chỉnh lưu lượng là van tiết lưu được lắp trong mạch để điều chỉnh lưu lượng cấp vào cơ cấu chấp hành nhằm thay đổi tốc độ của cơ cấu chấp hành phù hợp theo tính toán, Hình 4.17 là một van tiết lưu một chiều và Hình 4.18 là một van tiết lưu thông thường.
Kí hiệu: và
Giá trị lưu lượng đặt tại các bộ ổn tốc như sau: - Đối với xylanh nâng hạ:
Hành trình nâng:18,7 /l ph Hành trình hạ:8,15 /l ph - Đối với xylanh lật:
Hành trình ra:11,76 /l ph Hành trình vào:5,67 /l ph - Đối với xylanh kẹp:
Hành trình ra:5.88 /l ph Hành trình vào:4.04 /l ph - Đối với xylanh ra vào:
Hành trình ra:23,55 /l ph Hành trình vào:11,34 /l ph - Xylanh mở nắp thùng: Hành trình ra:23,55 /l ph Hành trình vào:16,2 /l ph - Xylanh nén rác: Hành trình nén:28 /l ph Hành trình về:13,8 /l ph - Xylanh tầng:36 /l ph
Theo catalog Rexroth ta chọn được 6 van có kí hiệu:
39
Hình 4.17: Van tiết lưu một chiều
Trong đó:
Z2FS- Van tiết lưu một chiều hai đường. 6- Size 6
“-“- loại van tiết lưu cả đường A và B 7- Núm quay với vạch chia độ
4X- series phần tử từ 40 đến 49 S2- Tiết lưu đường về
2Q- Loại tiêu chuẩn
V- Phớt làm kín loại FKM
Theo catalog ta chọn được một van có kí hiệu:
MG6G1X/V
Hình 4.18: van tiết lưu
Trong đó:
MG- Kí hiệu van tiết lưu 6-Size 6
G-Kiểu ren cổng kết nối 1X-Series từ 10 đến 19
40 V-Phớt làm kín loại FKM
4.4.7. Chọn bộ chia lưu lượng
Bộ chia lưu lượng (Hình 4.19) thường được sử dụng để đảm bảo lưu lượng giữa các đầu ra, thông thường nó chia lưu lượng đều ở các đầu ra nhưng trong trường hợp đặc biệt nó có thể cho một tỉ lệ lưu lượng đầu ra khác, ở đây ta sử dụng bộ chia lưu lượng đều ở hai đầu ra để đảm bảo đồng bộ tốc độ của hai xylanh.
Kí hiệu:
Hình 4.19: Bộ chia lưu lượng
Dựa vào các thông số đã tính tóan tra catalog hãng Rexroth ta chọn được bộ chia có kí hiệu: 1/ 50 VT dùng cho xylanh mở nắp thùng. 1/ 60 VT dùng cho xylanh nén rác. Trong đó: 1/ 50
VT có Qmax 50 /l ph Pmax 310bar 1/ 60
VT có Qmax 60 /l ph Pmax 310bar
4.5. Tính chọn bộ lọc
Để đảm bảo độ tin cậy và tuổi thọ của các phần tử thủy lực trong mạch thủy lực không bị các tác nhân là cặn bẩm phá hỏng ta cần sử dụng các bộ lọc.
41 Kí hiệu:
Bộ lọc có thể đặt tại 3 vị trí trong mạch:
Vị trí 1: đặt tại đường hút của bơm, phương pháp này thường được sử dụng nhưng chỉ lọc bụi bẩn có kích thước không lớn hơn 150m.
Vị trí 2: đặt tại đường ống đẩy của bơm. Thường áp dụng khi hệ thống đòi hỏi yêu cầu cao về độ sạch của dầu thủy lực tới các van và cơ cấu chấp hành.
Vị trí 3: đặt tại đường dầu hồi về của hệ thống. Hầu hết các mạch thủy lực đều lựa chọn phương pháp này do bộ lọc được đạt ở nơi có áp suất thấp lên chỉ cần một bộ lọc với giá thành rẻ hơn.
Trong mạch thủy lực của bài tập ta chọn lắp bộ lọc tại đường dầu hồi về.Ta chọn bộ lọc dựa theo các thông số là lưu lượng và áp suất chuyển qua bộ lọc.
Theo catalog của hãng Rexroth ta chọn bộ lọc có kí hiệu: 10TEN0063-H10XLA00-P2.2-V Hình 4.20: Bộ lọc dầu 01 02 03 04 05 06 07 10TE N 0063 H10XL A00 P2.2 V Trong đó: 01 – Kí hiệu bộ lọc đường về.
02 - Với phần tử lọc theo tiêu chuẩn DIN 24.550 03 – Bộ lọc có size 0063
04 – Vật liệu sợi thủy tinh
42 06 - Áp lực chuyển dịch là 2,2bar áp lực mở là 3,5bar
07 – Phớt làm kín loại FKM
4.6. Tính toán thiết kế trạm nguồn
Trong hệ thống thủy lực bể dầu đảm nhiệm các chức vụ sau: - Cấp dầu đảm bảo hệ thống hoạt động bình thường. - Nạp dầu mới xả dầu cũ của hệ thống.
- Bù dò gỉ cho hệ thống. - Loại bọt khí ra khỏi dầu.
- Lắng đọng các cặn bẩn bị lẫn vào dầu. - Tỏa nhiệt làm mát cho dầu.
- Dùng để lắp đặt các phần tử thủy lực. Cấu tạo bể dầu:
Hình 4.21: Kết cấu thùng dầu
Trong đó:
1-Cửa hút, 2-Cửa xả, 3-cửa xả đáy, 4-lỗ lắp thông hơi, 5-lỗ lắp bộ lọc đường về, 6-Cửa vệ sinh, 7-Vạch thăm dầu.
43 Theo kinh nghiệm để đảm bảo những điều kiện trên thường chọn thể tích dầu như sau:V (3 5)Qb
Trong đó:
V- Thể tích dầu
b
Q -lưu lượng của bơm. Do Qb l ph/
Thể tích cần thiết của thùng dầu là: (3 5)Qb 2 80 248
V l
Thể tích của bể tính theo các kích thước bể dầu:
. .
V a b h
Chiều dài của bể dầu: bk a1. Chiều cao của bể dầu: H k a2.
Chiều cao của mực dầu trong bể: h0,8.H
Vậy V 0,8. . .k k a1 2 3
Với k k1, 2là các hệ số k1 1 3;k2 1 2 Vậy chiều rộng của bể dầu:
3 3 3 1 2 248.10 0.6 0,8. . 0,8.1,5.1 V a m k k
Chiều dài của bể: bk a1. 1,5 0.6 0.9m
Chiều cao của bể: H k a2. 1 0,60,6m
Chiều cao mức dầu trong bể: h0,8 0.6 0.48m
Thông thường khi thiết kế trạm nguồn ta thường lắp đặt động cơ, bơm thủy lực, cụm van điều khiển, bộ lọc, làm mát…lên trên bể dầu. Nhưng trong hệ thống thủy lực trên xe tải bơm được dẫn động bằng puli lai từ động cơ diesel, do đó bơm được bố trí ở vị trí ngoài thùng dầu. Các cụm van, bộ lọc, làm mát được bố trí trên mặt thùng dầu và được biểu diễn trong hình.
4.7. Thiết kế panel
Để giảm bớt sự phức tạp trong lắp đặt đường ống và giảm thiểu rò rỉ qua đường ống ta sử dụng panel.
44 Panel là một chi tiết dung để ghép nối nhiều phần tử van thay cho các đường ống vì vậy panel phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Đáp ứng, cung cấp đầy đủ lưu lượng cho các van làm việc ổn định. - Tổn thất qua panel là nhỏ nhất.
- Kích thước nhỏ gọn, dễ tháo lắp và gia công khi chế tạo.
Theo sơ đồ thủy lực chúng ta cần thiết kế 3 panel. Một panel đùng để lắp van an toàn và van giảm tải, một panel dùng để lắp các van điều khiển xylanh nén rác xylanh tầng và xylanh mở lắp thùng, một panel dùng để lắp các van điều khiển xylanh của cơ cấu tay gắp rác.
Sơ đồ lắp các van trên panel được trình bày tại sơ đồ bên dưới: - Với panel 1đặt hai van: van an toàn và van giảm tải.
Hình 4.22: Sơ đồ Panel 1
- Với panel 2 đặt 3 cụm van.
45 - Với panel 3 đặt 4 cụm van.
46
KẾT LUẬN
Trong đồ án này chúng em đã lần lượt tính toán và thiết kế tay gắp rác thủy lực và hệ thống thủy lực trên xe chở rác với các bước tiến hành bao gồm thứ nhất là: Thiết kế kết cấu cơ khí sơ bộ cho tay cần gắp rác. Thứ hai là: Thiết kế mạch thủy lực trên xe và trên tay cần gắp trùng rác. Thứ ba là: Thiết kế chế tạo và lựa chọn các phần tử trong hệ thống thủy lực lắp trên xe. Thứ tư là: Thiết kế hệ thống điều khiển cho hệ thống thủy lực và mô phỏng hoạt động của toàn bộ hệ thống. Sau một thời gian nghiên cứu và đi vào thiết kế tính toán được sự giúp đỡ của thầy Trần Xuân Bộ, việc tính toán thiết kế tay máy thủy lực gắp rác trên xe chở rác và hệ thống thủy lực trên xe đã được hoàn thành, nó đã đáp ứng được các yêu cầu đề ra trong đồ án và có khả năng được ứng dụng trong thực tế.
Quá trình tính toán thiết kế có đựa trên nhiều thông số và kết cấu có sẵn nhưng cũng có nhiều cải tiến để phù hợp với yêu cầu đặt ra của đề bài. Tuy nhiên quá trình tính toán và thiết kế của chúng em không tránh khỏi những thiếu xót và chưa thể đi hết những vấn đề có thể xảy ra cũng như hoàn toàn tối ưu cho hệ thống để mang lại hiệu quả cao nhất, nhưng nó đã đúc kết và thể hiện được những kiến thức trong quá trình chúng em học tập tại trường. Chúng em mong các thầy cô xem xét và chỉ bảo những điều còn thiếu xót để chúng em hoàn thành đồ án này được tốt hơn.
47
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Catalog của hãng Rexroth. [2] Catalog của hãng Parker. [3] Catalog Hydraulic seals.
[4] Sổ Tay Dung Sai Lắp Ghép tác giả Ninh Đức Tốn nhà xuất bản giáo dục.
[5] Giáo trình Kỹ Thuật Thủy Khí tác giả Vũ Duy Quang - Phạm Đức Thuận nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật 2009.