Hệ thống hoạt ủộng với bốn bơm thủy lực: Bơm ủiều khiển ủược 1, 2, 3 và bơm cung cấp dầu cho hệ thống di ủộng và cỏc xi lanh thủy lực, hai bơm thủy lực cú thể tớch làm việc khụng ủổi cung cấp dầu cho ủiều khiển trước và bàn xoay. Bơm dầu 1 ủược ủiều chỉnh nhờ một bộ ủiều chỉnh liờn hợp cấu tạo từ bộ ủiều chỉnh dũng 5 và bộ ủiều chỉnh ỏp suất 6. Trong khi ỏp suất làm việc trong mạch thủy lực bàn xoay tỏc ủộng trực tiếp vào con trượt của van 6 thỡ ỏp suất bơm của bơm dầu 2 lại ủược truyền qua tay ủũn 7 ủến con trượt của van 6. Quóng ủường ủiều khiển thay ủổi của van này phụ thuộc vào vị trớ của xi lanh ủiều khiển bơm 8. Khi lưu lượng cung cấp từ bơm 1 lớn thỡ sự thay ủổi ỏp suất hệ thống sẽ tỏc ủộng một quóng ủường ủiều khiển bơm nhỏ, khi lưu lượng cung cấp lớn sẽ ủiều khiển mạnh hơn. Như vậy sẽ cú ủược một ủường hyperbol cụng suất theo yờu cầu ủể ủiều chỉnh cụng suất. Cỏc van nhạy tải 9-13 ủược ủúng mạch trước nhờ cỏc cõn ỏp xuất sơ cấp 14-18 ủể ủạt ủược chuyển ủộng ủều của tất cả cỏc phụ tải ngay cả khi cú cỏc ỏp suất tải khỏc nhau.
Mỗi ỏp suất tải cao nhất ủược dẫn qua van ủổi chiều 19-22 ủến bộ ủiều chỉnh dũng cung cấp 5. ðể trỏnh bị ngắt ỏp suất nhạy tải và ủiều khiển bơm 1 khi dũng chuyển ủộng xuống dốc, cỏc cõn ỏp suất sơ cấp 17 và 18 ủược tỏc ủộng ủi ủộng từ phớa ỏp suất cao thụng qua cỏc van chuyển mạch 23 và 24 trong mạch thứ cấp của hệ thống.
Hỡnh 1.8. Hệ thống thủy lực nhạy tải trờn mỏy xỳc
1,2,3,4 – Cỏc bơm dầu; 5- Bộ ủiều chỉnh dũng; 6- Bộ ủiều chỉnh cụng suất; 7- Tay ủũn; 8- Xy lanh ủiều khiển bơm; 9,13- Cỏc van nhạy tải; 14,18– Cỏc
cõn ỏp suất; 19,22- Cỏc van ủổi chiều; 23,24- van chuyển mạch
1.3.3.3 Hệ thống thủy lực ủiều khiển ủiện tử trờn mỏy xỳc
Hệ thống làm việc với 3 bơm dầu ủiều khiển ủược 1,2,3 và một bơm khụng thay ủổi ủược thể tớch làm việc 4. Việc ủiều khiển và giỏm sỏt cỏc bơm thủy lực và ủộng cơ truyền lực ủược thực hiện nhờ một hệ thống vi sử lý. Bàn xoay ủược cung cấp dầu từ bơm 1 trong mạch kớn. Cỏc bơm cũn lại làm việc trong mạch hở. Bơm 1 luụn cung cấp cho ủộng cơ bàn xoay một lưu lượng ủủ lớn theo yờu cầu ủể giữ ủộ chờnh lệch ỏp suất trờn ủộng cơ bàn xoay ở giỏ trị cần thiết. Khi cõn ỏp suất trờn tăng tốc thỡ mụ men quay thay ủổi tỷ lệ thuận với ủộ lệch của tay ủũn ủiều khiển. Khi hóm cú thể vận dụng ủộng năng ủể
làm hoạt ủộng cỏc bơm khỏc, sau ủú bơm 1 hoạt ủộng ở chế ủộ ủộng cơ như hỡnh 1.9.
Hỡnh 1.9. Hệ thống thủy lực 3 bơm ủiều khiển ủiện tử trờn mỏy xỳc
1,2,3,4- Bơm dầu; 5,6,7,8- Van phõn phối; 9- Cỏc van chặn; 10,11- Bộ ủiều chỉnh cụng suất;
Khối ủiều khiển van phõn phối từ 5 ủến 8 ủược thiết kế sao cho khi chỉ tỏc ủộng ủến một phụ tải thỡ nú chịu tỏc ủộng của lưu lượng dầu từ bơm 2 và bơm 3. Bơm 2 và bơm 3 ủược ủiều khiển theo nhu cầu nhờ ỏp suất ủiều khiển trước của van phõn phối mở rộng nhất trước ủú.
Những ỏp suất ủiều khiển trước cao nhất ủược thụng bỏo ủến bộ ủiều khiển bơm qua van chặn 9. Nếu khụng cú phụ tải nào hoạt ủộng thỡ ủĩa lắc bơm xoay trả về. Khi ủiều khiển theo nhu cầu như vậy cú thể xuất hiện ảnh hưởng ngược nhau của hai phụ tải tỏc ủộng ủồng thời. Việc ủiều chỉnh tải trọng giới hạn thụng qua cỏc bơm 2 và 3 nhằm ngăn ngừa ủộng cơ ủốt trong bị quỏ tải. Nếu tần số quay ủộng cơ giảm khi tăng tải trọng quỏ giỏ trị ủặt trờn cỏc bộ ủiều khiển 10, 11 thỡ bơm sẽ ủược ủiều khiển sao cho ủộng cơ khụng bị nghẹt ủến chết mỏy. ðiều chỉnh cụng suất riờng là ủiều khiển theo nhu cầu và cú ưu ủiểm so với ủiều chỉnh cụng suất thụng thường là khụng cần dự trữ cụng suất cho cỏc truyền ủộng phụ.
1.4. ðặc ủiểm kết cấu, sử dụng, ủiều kiện làm việc của mỏy xõy
dựng tự hành ở Việt Nam
1.4.1. ðặc ủiểm kết cấu của mỏy xõy dựng tự hành ở Việt Nam
Cựng với sự phỏt triển mạnh mẽ của kỹ thuật cụng nghệ hiện ủại, ngày nay kỹ thuật thủy lực tạo ra cho cỏc nhà thiết kế cơ khớ rất nhiều khả năng mới so với cỏc giải phỏp cơ khớ trước ủõy. Một trong số ủú là khả năng thực hiện bằng thủy lực cỏc chức năng mà trước ủõy thực hiện thuần tỳy bằng cơ khớ của cỏc phụ tải cấu trỳc mỏy. Rất nhiều cỏc bộ phận cơ cấu cơ học ủược thay thế bằng cỏc bộ phận cơ cấu thủy lực, vớ dụ cỏc loại phanh, cơ cấu lỏi, cơ cấu nõng hạ cơ học ... ủược thay thế bằng loại phanh, cơ cấu lỏi, cơ cấu nõng hạ thủy lực trờn cỏc ụ tụ, mỏy xõy dựng tự hành, mỏy nụng nghiệp, mỏy khai thỏc mỏ ... Thực tế cho thấy rằng phần lớn hệ thống thủy lực cho khả năng ủạt ủược sự hoạt ủộng tốt hơn, việc ủiều khiển mỏy ủược thực hiện dễ dàng hơn, khả năng vượt trội về kinh tế lao ủộng, ...
Truyền ủộng thuỷ lực cú thể ủược hiểu là một quỏ trỡnh chuyển hoỏ và truyền năng lượng từ bộ phận này sang bộ phận khỏc trong cỏc mỏy cụng tỏc. Truyền ủộng cơ học là quỏ trỡnh truyền dẫn năng lượng trực tiếp từ bộ phận
này sang bộ phận khỏc mà dạng năng lượng khụng bị thay ủổi. ðối với truyền ủộng thuỷ lực, trong quỏ trỡnh truyền ủộng, dạng năng lượng ủược qua hai lần chuyển húa: Năng lượng cơ học ủược chuyển húa thành năng lượng của dũng chất lỏng (ỏp năng), dũng chất lỏng ủược dẫn ủến vị trớ thuận lợi, sau ủú ủược chuyển hoỏ thành cơ năng và truyền ủến bộ phận nhận năng lượng.
Trong mỏy múc cơ giới húa, truyền ủộng thuỷ lực ủúng vai trũ hết sức quan trọng, nú cú rất nhiều ưu ủiểm như:
- Truyền ủược cụng suất cao và lực lớn nhờ cỏc cơ cấu tương ủối ủơn giản, hoạt ủộng với ủộ tin cậy cao mà lại ớt ủũi hỏi về chăm súc, bảo dưỡng.
- Tốc ủộ truyền ủộng cao;
- ðiều chỉnh ủược vận tốc làm việc vụ cấp và ờm dịu, dễ thực hiện tự ủộng húa theo ủiều kiện làm việc hay theo chương trỡnh cú sẵn. Kết cấu gọn nhẹ, vị trớ cỏc phần tự dẫn và bị dẫn khụng lệ thuộc với nhau, ủường truyền sử dụng thường là cỏc ống mềm dễ thay ủổi vị trớ.
- Cú khả năng giảm khối lượng và kớnh thước cỏc thiết bị nhờ chọn ỏp suất thuỷ lực cao.
- Nhờ bỏn kớnh nhỏ của bơm và ủộng cơ thuỷ lực, nhờ tớnh chịu nộn của dầu nờn cú thể sử dụng ở vận tốc cao mà khụng sợ bị va ủập như trong trường hợp truyền ủộng cơ khớ.
- Dễ biến ủổi chuyển ủộng quay của ủộng cơ sang chuyển ủộng tịnh tiển của cơ cấu chấp hành.
- An toàn quỏ tải nhờ van ỏp suất.
- Dễ theo dừi và quan sỏt bằng ỏp kế, kể cả cỏc hệ thống thuỷ lực phức tạp và nhiều mạch, nhiều nhỏnh truyền.
- Tự ủộng húa ủơn giản, kể cả cỏc thiết bị phức tạp bằng cỏch dựng cỏc phần tử tiờu chuẩn húa.
1.4.2. ðặc ủiểm sử dụng và ủiều kiện làm việc của mỏy xõy dựng tự
hành ở Việt Nam
Mụi trường nhiệt ủới của nước ta cú ủộ ẩm tương ủối cao (80-100%) trong khi ở cỏc nước chế tạo cỏc thiết bị kể trờn cú ủộ ẩm tương ủối thấp (10- 20%). ðộ ẩm cao là nguyờn nhõn cơ bản dẫn tới han rỉ, ăn mũn kim loại làm tăng hư hỏng. Cỏc yếu tố tự nhiờn khỏc như tạp chất trong khụng khớ, bức xạ mặt trời cũng làm ảnh hưởng xấu tới chất lượng hệ thống truyền ủộng thủy lực trờn cỏc mỏy xõy dựng khi khai thỏc ở nước ta. Với những vựng ủất thi cụng cỏch bờ biển 30 km trở lại hàm lượng muối trong khớ quyển tăng lờn rừ rệt sẽ làm tăng tốc ủộ han rỉ, tăng mài mũn, tăng hư hỏng làm giảm hiệu quả khai thỏc mỏy vỡ vậy ở ủõy ta phải chọn dựng hoặc chế tạo cỏc loại mỏy cú khả năng chịu ủược ăn mũn ủiện húa tốt, nếu khụng cú chế ủộ khai thỏc hợp lý. Bức xạ mặt trời tỏc ủộng trực tiếp lờn hệ thống truyền ủộng thủy lực biểu hiện dưới hỡnh thức tỏc ủộng của nhiệt ủộ và tia tử ngoại. Ở nước ta bức xạ mặt trời trung bỡnh khoảng 130-135 kCal/năm. Năng lượng mặt trời này cú thể ủốt núng vỏ kim loại lờn ủến 60oC, với nhiệt ủộ này sẽ làm tăng nhiệt ủộ của chất lỏng cụng tỏc, giảm ủộ nhớt, tăng khả năng dũ rỉ, tăng nhanh quỏ trỡnh biến chất của chất cụng tỏc, giảm ỏp suất làm việc của hệ thống ... Tia tử ngoại làm tăng quỏ trỡnh ụ xi húa, tăng ăn mũn và lóo húa cỏc chi tiết cao su của hệ thống ảnh hưởng xấu ủến chất lượng của hệ thống trồng ủộng thủy lực cũng như của mỏy.
Một trong những yếu tố quan trọng nữa cần phải tớnh ủến ủú là thực trạng ở nước ta cũn yếu kộm về cụng tỏc tổ chức, quản lý và khai thỏc thể hiện ở sự lựa chọn loại mỏy xõy dựng truyền ủộng thủy lực cú tớnh năng kỹ thuật và cỏc thụng số cơ bản của hệ thống truyền ủộng thủy lực hoàn toàn chưa phự hợp với ủối tượng khai thỏc, việc bố trớ số lượng mỏy khụng tương xứng với khối lượng cụng việc và thời gian hợp lý của mỏy. Những ủiều ủú sẽ
tạo ra chế ủộ làm việc khụng hợp lý, gõy hư hỏng cho hệ thống truyền ủộng thủy lực, làm giảm tuổi thọ và khú phỏt huy ủược cỏc chỉ tiờu kinh tế - kỹ thuật của mỏy làm cho tuổi thọ của mỏy bị giảm ủi.
Sau một thời gian khai thỏc cỏc mỏy xõy dựng bị hư hỏng rất nhiều, trong ủú hơn 80% tổng số lần hư hỏng của mỏy thuộc về hệ thống truyền ủộng thủy lực, tỷ lệ này ngày càng cao khi thời gian sử dụng mỏy càng lớn. Tuổi thọ của hệ thống truyền ủộng thủy lực ngắn hơn nhiều so với dự kiến, mỏy bị hư hỏng nặng hoặc phải bị thanh lý trước thời hạn rất nhiều những ưu ủiểm của hệ thống truyền ủộng thủy lực chưa ủược phỏt huy. Những ủiều ủú chứng tỏ hiệu quả khai thỏc cỏc mỏy xõy dựng dựng truyền ủộng thủy lực trong ủiều kiện khai thỏc thực tế ở nước ta cũn rất nhiều mặt hạn chế làm ảnh hưởng tới kế hoạch sản xuất.
1.5 Tỡnh hỡnh sử dụng, dịch vụ bảo dưỡng sửa chữa hệ thống thủy
lực trờn cỏc mỏy xõy dựng ở Việt Nam
1.5.1. Tỡnh hỡnh sử dụng, dịch vụ, chăm súc, sửa chữa mỏy thủy lực
ở Việt Nam.
Hiện nay hệ thống thủy lực ủược sử dụng rất rộng rói trong cỏc ngành cụng nghiệp ở Việt Nam. Nhu cầu về cỏc dịch vụ chăm súc, sửa chữa, bảo dưỡng hệ thống thủy lực là rất lớn. Tuy nhiờn tỡnh hỡnh sử dụng, chăm súc, bảo dưỡng, sửa chữa cỏc mỏy thủy lực ở nước ta vẫn cũn nhiều hạn chế. Chủ yếu cụng tỏc chăm súc bảo dưỡng và sửa chữa ủều ủược thực hiện một cỏch nhỏ lẻ, cụng tỏc này mới chỉ dừng lại ở chỗ hỏng ủõu sửa ủấy. Việc thỏo lắp sửa chữa chủ yếu là thủ cụng do vậy năng suất chưa cao, chất lượng sửa chữa thấp. Tuy nhiờn hệ thống truyền ủộng thủy lực là hệ thống truyền ủộng tiờn tiến hiện ủại nờn việc sửa chỉ do một số thợ sửa chữa lành nghề ủảm nhận nhưng mới chỉ dừng lại ở mức dựng kinh nghiệm ủể chẩn ủoỏn và sửa chữa bằng cỏch loại trừ cỏc hiện tượng hư hỏng do ủú hiệu quả sửa chữa rất thấp
vừa tốn thời gian và cú khi gõy hỏng húc cả cụm mỏy. Chưa cú hỡnh thức chăm súc, bảo dưỡng sửa chữa cú quy mụ lớn, hiện ủại.
Hầu hết cỏc loại mỏy xõy dựng tự hành trang bị hệ thống thủy lực ủang ủược sử dụng ở nước ta chủ yếu ủược sản xuất và lắp rỏp ủược nhập khẩu vào nước ta như Nhật Bản, Hàn Quốc, í, Mỹ, Trung Quốc, Nga, ðức, Thụy ðiển ... mà trong nước chưa chế tạo và sản suất ủược. Do ủú việc chăm súc, bảo dưỡng, chẩn ủoỏn và sửa chữa nhỏ ủa số toàn do cỏc cụng ty nhập thiết bị ủại diện cho hóng sản xuất ủược chuyển giao cụng nghệ chịu trỏch nhiệm bảo dưỡng, bảo hành, sửa chữa. Cỏc hỏng húc, sửa chữa lớn thường do cỏc chuyờn gia nước ngoài của hóng sang sửa chữa, bảo dưỡng và thay thế cỏc cụm chi tiết.
Vỡ vậy khi cỏc thiết bị thủy lực bị hỏng húc việc sửa chữa là rất tốn kộm cú khi một cụm mỏy cú giỏ thành gần bằng một mỏy mới, và thời gian dừng mỏy chờ sửa chữa lõu, phụ tựng, thiết bị thay thế khụng chủ ủộng ủược do chủng loại ủa dạng nờn ảnh hưởng ủến chất lượng sửa chữa, ủến tiến ủộ thi cụng cụng trỡnh dẫn ủến gõy thiệt hại lớn về kinh tế.
1.5.2. Tỡnh hỡnh nghiờn cứu về chẩn ủoỏn hệ thống thủy lực trong
và ngoài nước.
Trước tỡnh hỡnh chất lượng bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống thủy lực ở trong nước thấp kộm và lạc hậu việc nghiờn cứu chẩn ủoỏn hệ thống thủy lực ở nước ta chưa ủược ủề cao, chưa ủược ủầu tư và nghiờn cứu ủỏp ứng nhu cầu của cụng việc.
Hiện nay ở nước ta một số cụng ty, hóng sửa chữa cú nhập một số cỏc linh kiện, thiết bị phục vụ cho cụng tỏc chẩn ủoỏn thủy lực như cỏc loại cảm biến ủo lưu lượng, cảm biến ủo ỏp suất, cảm biến ủo nhiệt ủộ, cảm biến ủo tần số quay, cảm biến ủo nhiệt ủộ ... hoặc cỏc thiết bị chẩn ủoỏn của Liờn Xụ (cũ), Mỹ
... Tuy nhiờn ủú cũng chỉ là một số cỏc cụng ty, hóng xuất nhập khẩu thiết bị chứ khụng ủược phổ biến rộng rói với cỏc cỏn bộ kỹ thuật, cỏc nhà khoa học.
Do vậy việc nghiờn cứu chẩn ủoỏn hệ thống thủy lực trờn cỏc mỏy sử dụng truyền ủộng thủy lực núi chung mỏy xõy dựng tự hành núi riờng là rất cần thiết. Muốn làm ủược ủiều ủú chỳng ta cần phải mở cỏc lớp ủào tạo về chẩn ủoỏn thủy lực, cần phải ủầu tư mua sắm cỏc dụng cụ, thiết bị phục vụ cho cụng tỏc chẩn ủoỏn. ðồng thời phải thường xuyờn ủào tạo, bồi dưỡng ủội ngũ cỏn bộ kỹ thuật, cụng nhõn kỹ thuật tiếp cận và nắm ủược cụng nghệ hiện ủại và tiờn tiến trờn thế giới. Mở rộng hỡnh thức liờn doanh, liờn kết với cỏc doanh nghiệp trong và ngoài nước ủể cú cơ hội, ủiều kiện hội nhập cựng phỏt triển
1.6. Nhiệm vụ và mục ủớch nghiờn cứu
Mục ủớch: Nghiờn cứu chẩn ủoỏn trạng thỏi kỹ thuật của hệ thống thủy lực làm cơ sở khoa học cho cụng tỏc bảo trỡ, sửa chữa cỏc mỏy xõy dựng tự hành.
Nhiệm vụ:
- Nguyờn cứu cơ sở lý thuyết chẩn ủoỏn kỹ thuật và ủộ tin cậy mỏy - Nghiờn cứu kỹ thuật chẩn ủoỏn hệ thống thủy lực.
- Xõy dựng mụ hỡnh chẩn ủoỏn, quan hệ giữa dấu hiệu chẩn ủoỏn với trạng thỏi kỹ thuật của cỏc phần tử thủy lực bằng phương phỏp mụ phỏng.
CHƯƠNG 2
CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẨN ðOÁN HỆ THỐNG THỦY LỰC.
2.1. Cỏc khỏi niệm chung
Dạng hư hỏng thường gặp nhất trong hệ thống thủy lực là hao mũn. Với cỏc nguyờn nhõn chớnh là mài mũn cỏc bề mặt tiếp xỳc, mỏi, gỉ hoặc là do húa già. Dưới cỏc ủiều kiện làm việc xỏc ủịnh sẽ dẫn ủến làm thay ủổi tớnh chất hao mũn theo thời gian do hoạt ủộng quỏ tải. Vật liệu và ủiều kiện sử dụng sẽ quyết ủịnh tớnh chất và loại hao mũn. Trong hệ thống thủy lực cỏc