4.2.1 Mô phỏng mạch cuộn gầu:
Hình 4.16 Mạch mô phỏng khi chưa cuộn gầu
ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC-300
Hình 4.17 Mạch mô phỏng khi cuộn gầu
Nguyên lý làm việc:
Khi hệ thống khởi động, dòng dầu được hút từ thùng dầu qua 2 bơm thủy lực đến van hợp chia lưu lượng. Lúc này lưu lượng dầu của 2 bơm được hợp lại qua cần điều khiển để điều khiển việc đóng mở dòng dầu. Lúc cần điều khiển chưa được người điều khiển tác động vào, dòng dầu không đến được cơ cấu phân phối làm cho công tác cuộn gàu chưa thực hiện được. Khi người điều khiển tác động lên cần điều khiển cho dòng dầu đi qua, lúc này dòng dầu đến van giảm áp rồi đến van phân phối. Người điều khiển tiếp tục tác động vào van phân phối, khi đó dòng dầu cao áp từ bơm thủy lực đến buồng đẩy của xylanh công tác thực hiện công tác cuộn gàu.
ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC-300
Đồ thị đặc tính xylanh:
ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC-300
4.2.2 Mô phỏng mạch quay toa
ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC-300
Hình 4.19 Mạch mô phỏng quay toa trái
Nguyên lý làm việc:
Khi hệ thống khởi động, dòng dầu được hút từ thùng dầu qua 2 bơm thủy lực đến van hợp chia lưu lượng. Lúc này lưu lượng dầu của 2 bơm được hợp lại qua cần điều khiển để điều khiển việc đóng mở dòng dầu. Lúc cần điều khiển chưa được người điều khiển tác động vào, dòng dầu không đến được cơ cấu phân phối làm cho công tác quay toa chưa thực hiện được. Khi người điều khiển tác động lên cần điều khiển thì dòng dầu được đưa đến van phân phối. Lúc này người điều khiển tác động và đẩy van phân phối về bên trái thực hiện công tác quay toa bên trái. Trong lúc quay toa áp suất dầu quá lớn thì dòng dầu được đưa qua van 1 chiều và hồi dầu về thùng dầu.
ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC-300
Hình 4.20 Mạch mô phỏng quay toa phải
Nguyên lý làm việc:
Tương tự như quay toa bên trái thì khi quay toa bên phải, người điều khiển tác động lên van phân phối qua phải làm quay toa bên phải. Trong khi quay toa, áp suất dầu quá lớn thì dòng dầu qua van 1 chiều được hồi về thùng dầu.
ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC-300
Đồ thị đặc tính moto quay toa:
ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC-300
Chương 5 HƯ HỎNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMATSU’PC-300
Trên máy đào, hệ thống thuỷ lực là bộ phận chính của máy. Nếu hệ thống thuỷ lực làm việc không ở điều kiện tối ưu thì hiệu suất của máy sẽ bị ảnh hưởng rất lớn. Thực hiện công tác kiểm tra bảo dưỡng thường xuyên giúp hệ thống thuỷ lực làm việc hiệu quả do đó sẽ đảm bảo máy làm việc ở hiệu suất cao nhất, giảm thiểu thời gian dùng máy, giảm chi phí sửa chữa.
Duy trì hệ thống thuỷ lực sạch sẽ làm giảm độ mài mòn các thiết bị đồng thời duy trì hiệu quả làm việc của chúng. Với hệ thống thuỷ lực ngày nay, dung sai của các phần tử rất bé đồng thời áp suất dầu thuỷ lực cao hơn nên những hạt bẩn lẫn vào trong dầu thuỷ lực có thể gây nên những sự phá huỷ cho hệ thống. Các hạt bẩn có thể thâm nhập vào hệ thống thủy lực bất cứ thời gian nào trong suốt vòng đời của máy: sản xuất, lưu kho,vận chuyển, làm việc và sữa chữa. Ngay cả dầu thuỷ lực mới cũng có thể bị nhiễm bẩn. Các thành phần hoá học trong dầu có thể sinh ra các chất nhiểm bẩn khi tiếp xúc với nước, không khí và khi nung nóng trong quá trình làm việc. Chất bẩn thường đi vào hệ thống qua các vòng đệm xy lanh và khe hở của các van điều khiển. Các chất rắn thường được lọc bởi các lọc đặt trong hệ thống, nhưng các chất bẩn đủ nhỏ thì không được lọc và luân chuyển liên tục trong hệ thống. Thời gian tăng lên, lượng chất bẩn này đủ lớn sẽ ảnh hưởng đến điều kiện làm việc làm việc của hệ thống và mài mòn thiết bị. Chính vì vậy, lấy mẫu thường xuyên để sớm phát hiện ra mức độ nhiểm bẩn để có cách xử lý. Vệ sinh sạch sẽ bên ngoài các thiết bị ( bơm, van , bộ phận công tác…). Thông thường, đối với máy đào, sau 250 giờ làm việc thì phải thay thế bộ lọc dầu hồi, sau 500 giờ thì thay thế bộ lọc dầu và sau 2000 giờ thì phải thay dầu hệ thống thủy lực.
Kiểm tra mức dầu thường xuyên, tránh để lượng dầu trong thùng thấp dưới mức cho phép
Sau một thời gian làm việc, các phớt, đệm làm kín bị biến dạng làm rò rỉ dầu trong hệ thống, năng suất làm việc của các thiết bị sẽ giảm đi. Phải tiến hành thay thế các phớt, đệm bị hỏng đảm bảo hệ thống làm việc trong điều kiện tốt nhất.
ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC-300
Bảng 5.1 Một số hư hỏng thường gặp của hệ thống thủy lực trên máy đào KOMAT’SU PC – 300
STT Hư hỏng Sửa chữa
1 Nhiệt độ dầu thủy lực tăng quá cao, thao tác nặng
+ Kiểm tra các lọc dầu thủy lực, nhất là các đường lọc về, vệ sinh sạch hoặc thay mới.
+ Kiểm tra và vệ sinh két nước giải nhiệt dầu thủy lực, nếu cần thiết ta nên cho mở két giải nhiệt, vệ sinh bên trong và các đường ống dẫn. + Kiểm tra dầu thủy lực có đạt chất lượng không.
2 Bơm phát ra tiếng ồn hoặc rung động quá mức
+ Vệ sinh lọc hút dầu, vặn chặt lại kết nối giữa ống hút dầu và lọc hút.
+ Kiểm tra mức dầu, thêm dầu nếu cần hoặc kiểm tra đã sử dụng dầu thủy lực đúng tiêu chuẩn không.
+ Kiểm tra độ đồng tâm của bơm và moto, kiểm tra khớp nối giữa bơm và moto
+ Kiểm tra và điều chỉnh lại van tràn cho đúng size tránh tiếng ồn.
+ Kiểm tra độ nhớt dầu và thay thế nếu độ nhớt dầu quá lớn dẫn đến lỗ trống.
3 Xylanh thủy lực không hoạt động
+ Kiểm tra lại van phân phối, áp suất hệ thống. + Kiểm tra đường ống chỗ xoắn, chỗ lõm và kiểm tra đầu nối các đường ống.
+ Kiểm tra tình trạng xylanh, ty xylanh có bị cong vênh hoặc ống xylanh bị trầy xước làm cho phốt piston bị mòn dẫn đến sự rò rỉ dầu qua piston.
+ Kiểm tra cách lắp đặt các van cho đúng, có thể lắp ngược van 1 chiều hoặc lắp đường ống không đúng.
ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC-300 4 Xylanh thủy lực đi chậm,
rung động hoặc không ổn định
+ Kiểm tra xem hệ thống có không khí đi vào hay không.
+ Kiểm tra tình trạng xylanh.
+ Kiểm tra tình trạng bơm có bị hỏng hay mòn để sửa chữa hoặc thay thế.
+ Kiểm tra đường ống có bị xoắn không khi xylanh di chuyển.
+ Kiểm tra lại hệ thống điện cung cấp, vệ sinh các van điều khiển
5 Quay toa được 1 bên + Kiểm tra van trượt điều khiển có bị kẹt không, nếu kẹt cần lắp lại hoặc rà lại.
+ Kiểm tra đường ống dẫn dầu có bị tắc hay không.
+ Kiểm tra van đầu moto có bị kê hay không 6 Mất quay toa 2 bên và nặng
máy
+ Kiểm tra đường ống phanh bị tắc hay không. + Kiểm tra solenoid mở nhớt có bị hỏng không 7 Mất quay toa 2 bên nhưng
không nặng máy
+ Kiểm tra ống điều khiển xem có nhớt lên bộ phân phối.
+ Kiểm tra cốt moto quay toa, có khả năng bị đứt nên tháo thay cốt.
+ Kiểm tra nhông ở dưới nắp gầm máy có bị hỏng, vỡ hay không.
8 Máy tiến lùi cả hai bên không được
+ Kiểm tra bơm có hỏng hay không, có khả năng là gãy trục bơm hoặc trục moto di chuyển.
+ Kiểm tra độ nhanh nhạy của phanh moto di chuyển, có bị bó phanh hay không.
9 Máy tiến được lùi không được
+ Kiểm tra dây điều khiển chỉnh chính xác chưa. + Kiểm tra ống điều khiển có bị lọt nhớt không hay đủ áp suất dầu để điều khiển không.
+ kiểm tra van trượt có bị kẹt về 1 phía hay không
ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC-300 10 Di chuyển một bên chạy
một bên
+ Kiểm tra độ mòn của phanh moto di chuyển.
11 Có tiếng kêu ở bộ phân phối
+ Kiểm tra độ chặt khít của các van.
+ Nổ máy duỗi thẳng gầu ra rồi tắt máy, xác định nơi tiếng kêu và xúc rửa van áp lực nơi đó. 12 Mất thủy lực đột ngột + Kiểm tra nhớt có đủ không.
+ Kiểm tra tình trạng điều khiển điện thủy lực: do cầu chì, dây dẫn, solenoid bị cháy, nên thay mới nếu cháy.
13 Mất thủy lực đột ngột nhưng di chuyển được
+ Kiểm tra bơm điều khiển có bị mất áp hoặc gãy trục, đứt cốt hay không, cần mở ra vệ sinh, thay mới.
+ Kiểm tra solenoid mở nhớt điều khiển bị cháy không, có thể nối tắt bỏ solenoid hoặc thay mới.
ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC-300
KẾT LUẬN
Sau khoảng thời gian hơn 3 tháng làm việc với đề tài tốt nghiệp, lúc đầu em không tránh khỏi sự khó khăn trong việc tìm hiểu, khai thác đề tài. Tuy nhiên, với sự nổ lực bản thân cùng với sự giúp đỡ tận tình của Thầy giáo hướng dẫn là Phan Thành Long em đã hoàn thành đề tài được giao đúng thời hạn.
Do khả năng và điều kiện về tài liệu còn hạn chế với thời gian làm việc tìm hiểu đề tài có hạn nên e chỉ giải quyết một số phần cơ bản trong hệ thống thủy lực máy đào KOMAT’SU PC–300. Trong đó em đã tìm hiểu được hoạt động, kết cấu của các chi tiết trong hệ thống và mô phỏng được một số mạch làm việc của hệ thống truyền động thủy lực.
Sau đây là những kết luận của em về đề tài: Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên máy đào KOMAT’SU PC-300:
+ Hệ thống làm việc tốt ở những điều kiện khác nhau. + Các chi tiết được thiết kế và đạt tiêu chuẩn cao.
+ Qua tính toán, nhận thấy không có sự sai lệch nhiều về các thông số và kích thước so với các chi tiết của hãng sản xuất
+ Áp suất dầu bị tổn thất không nhiều vì vậy giúp cho hiệu suất công tác cao.
+ Quá trình sửa chữa và bảo dưỡng cần được thực hiện theo quy trình chuyên nghiệp.
Trong quá trình thực hiện đề tài, em không tránh khỏi những sai sót kính mong quý thầy cô thông cảm. Cuối cùng em xin chân thành cám ơn các thầy, các cô trong khoa Cơ Khí Giao Thông – Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng. Đặc biệt em xin cám ơn thầy giáo Phan Thành Long đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.
ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC-300
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Đinh Ngọc Ái. “ h à á th t ”. Hà Nội: Nhà xuất bản Đại
học và Trung học chuyên nghiệp; 1972.
[2] Phạm Hữu Đổng, Hoa Văn Ngủ, Lưu Bá Thuận. “Má à đất”. Hà Nội: Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội; 2004.
[3] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm. “ hi t hi ti t á ”. Nhà xuất bản
giáo dục; 2001.
[4] Bùi Trọng Lực. “ bền t iệ ”. Hà Nội: Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp; 2001.
[5] Đinh Gia Tường, Tạ Khánh Lâm. “Nguyên lý máy”. Nhà xuất bản Khoa học và Kỷ thuật.
[6] Trần Xuân Tùy, Trần Ngọc Hải. “Hệ thống truyền động th y l ’’. Nhà xuất
bản Xây dựng, 2011.
[7] PGS.TS Nguyễn Văn Yến. “Giáo trình chi ti t á ’’. Nhà xuất bản Giao thông
Vận tải.
ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC-300
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ... 1
Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC-300 ... 2
1.1 Mục đích, ý nghĩa đề tài ... 2
1.2 Kết cấu chung ... 2
1.3Các thông số kỹ thuật chính ... 4
1.4Phạm vi sử dụng ... 7
1.5 Giới thiệu sơ bộ về các hệ thống trên máy đào KOMAT’SU PC-300 ... 7
1.5.1 Hệ thống động lực ... 7
1.5.2 Hệ thống truyền động ... 9
Chương 2 KHẢO SÁT HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC-300 ... 10
2.1 Giới thiệu chung về hệ thống truyền động thủy lực ... 10
2.1.1 Khái quát về hệ thống truyền động thủy lực ... 10
2.1.2 Phân loại ... 10
2.1.3 Ưu, nhược điểm của hệ thống truyền động thủy lực ... 11
2.1.4 Phạm vi sử dụng ... 11
2.2 Tổng quan về hệ thống truyền lực trên máy đào KOMAT’SU PC-300... 11
2.3 Kết cấu một số bộ phận trong hệ thống truyền động thủy lực trên máy đào KOMAT’SU PC-300 ... 12
2.3.1 Bơm thủy lực: ... 12
2.3.2. Mô tơ quay toa ... 16
2.3.2.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc mô tơ quay toa: ... 16
2.3.2.2 Hoạt động của phanh motor quay toa ... 17
2.3.3 Mô tơ di chuyển ... 20
2.3.3.1 Cấu tạo ... 20
ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC-300
2.3.3.3 Hoạt động của phanh hãm ... 22
2.3.4 Xylanh thủy lực ... 24
2.3.5 Van điều khiển ... 25
2.3.5.1 Van PC ... 25
2.3.5.2 Van điện từ LS (PC) - EPC ... 26
2.3.5.3 Van giảm áp ... 28
3.3.5.4 Van không tải ... 32
2.3.5.5. Van hợp và chia lưu lượng ... 33
2.3.5.6 Van PPC: ... 36
2.4 Các mạch thủy lực ... 41
2.4.1 Mạch thủy lực tổng thể: ... 41
2.4.2 Mạch thủy lực cuộn gầu ... 44
2.4.3 Mạch thủy lực quay toa ... 45
2.4.4 Mạch thủy lực co/duỗi tay cần ... 46
Chương 3 TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC-300 ... 47
3.1 Tính toán kiểm nghiệm bơm ... 47
3.2 Tính toán xylanh gàu ... 49
3.2.1. Tính lực và vận tốc chuyển động trong xylanh thủy lực khi nâng gầu ... 49
3.2.2. Tính lực và vận tốc chuyển động trong xylanh thủy lực khi hạ gầu ... 51
3.3 Tính toán thiết kế van giảm áp ... 53
3.3.1 Nguyên lý hoạt động ... 53
3.3.2 Tính toán ... 54
3.4 Tính toán kiểm nghiệm moto quay toa: ... 58
Chương 4 MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC - 300 BẰNG PHẦN MỀM AUTOMATION STUDIO ... 63
ĐỘNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC-300
4.1.1 Mô tả phần mềm ... 63
4.1.1.1 Bộ soạn thảo biểu đồ (diagram editor) ... 64
4.1.1.2 Tham khảo đề tài (project explorer) ... 64
4.1.1.3 Thư viện tìm kiếm (library explorer)... 64
4.1.1.4 Giao diện thư viện chính. ... 65
4.1.1.5. Giao diện tra cứu ý nghĩa các ký hiệu trong thư viện. ... 65
4.1.1.6. Giao diện thiết kế chính của các phần tử. ... 66
4.1.1.7. Giao diện tính toán các phần tử. ... 67
4.1.1.8. Thanh công cụ mô phỏng chương trình. ... 67
4.1.1.9. Các nhóm phần tử thiết kế và mô phỏng có trong Automation Studio 5.0. . 68
4.2 Mô phỏng các mạch thủy lực bằng phần mềm automation stadio 5.0: ... 74
4.2.1 Mô phỏng mạch cuộn gầu: ... 74
4.2.2 Mô phỏng mạch quay toa ... 77
Chương 5 HƯ HỎNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO KOMAT’SU PC-300 ... 81
KẾT LUẬN ... 85