MỤC  LỤC

MỤC LỤC.............................................................................................................................................................i

LỜI NÓI ĐẦU.......................................................................................................................................................1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐÀO..........................................................................................................2

1.1. Mục đích, ý nghĩa của đề tài.........................................................................................................................2

1.2 Công dụng, phân loại và yêu cầu của máy đào.............................................................................................3

1.2.1 Công dụng của máy đào.............................................................................................................................3

1.2.2 Phân loại máy đào......................................................................................................................................3

1.2.3 Yêu cầu của máy đào................................................................................................................................10

1.3.Hệ thống truyền động thủy lực.....................................................................................................................10

1.4. Giới thiệu chung về máy đào Komatsu PC 400-7.......................................................................................12

1.4.1. Kết cấu chung...........................................................................................................................................12

1.4.2. Các thông số kĩ thuật chính......................................................................................................................14

CHƯƠNG 2: KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG THỦY LỰC BỘ CÔNG TÁC MÁY XÚC PC400-7..........................16

2.1. Sơ đồ hệ thống thủy lực..............................................................................................................................16

2.1.1. Giới thiệu chung về hệ thống...................................................................................................................16

2.2. Kết cấu một số bộ phận..............................................................................................................................19

2.2.1. Nguồn động lực........................................................................................................................................19

2.2.2. Kết cấu xy lanh thủy lực...........................................................................................................................20

2.2.3. Kết cấu bơm thủy lực...............................................................................................................................22

2.2.4. Kết cấu van an toàn.................................................................................................................................26

2.3. Tính toán kiểm nghiệm một số thông số của hệ thống truyền động thủy lực bộ công tác..........................29

2.3.1. Cơ sở lí thuyết.........................................................................................................................................29

2.3.2. Tính kiểm nghiệm xylanh.........................................................................................................................31

2.3.3. Tính toán kiểm nghiệm bơm....................................................................................................................44

CHƯƠNG 3: KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG THỦY LỰC BỘ CÔNG TÁC MÁY XÚC PC400-7...........49

3.1. Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống thủy lực.......................................................................................................49

3.1.1. Khái niệm chung về bảo dưỡng..............................................................................................................49

3.1.2. Lịch trình bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống thủy lực....................................................................................50

3.2. Quy Trình bảo dưỡng bơm và xylanh thủy lực..........................................................................................52

3.2.1. Quy trình bảo dưỡng bơm thủy lực........................................................................................................53

3.2.2. Quy trình bảo dưỡng xi lanh thủy lực.....................................................................................................54

KẾT LUẬN........................................................................................................................................................55

TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................................................56

LỜI NÓI ĐẦU

Sau thời gian 5 năm học tại trường, được sự dạy bảo và hướng dẫn tận tình của các thầy cô giáo, em đã tiếp thu những kiến thức quí báu mà thầy cô đã truyền đạt. Mỗi sinh viên trước khi ra trường cần phải qua một đợt tìm hiểu thực tế để kiểm tra và bổ sung thêm những kiến thức đã học.

Trong đề tài tốt nghiệp em được giao nhiệm vụ: “Khai thác kỹ thuật hệ thống truyền động thủy lực cho bộ công tác máy xúc đào pc400-7”. Đây là loại máy đào được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực xây dựng các công trình giao thông, khai thác mỏ, đào và vận chuyển đất đá, …Thông qua đề tài này cho em nắm vững hơn về kết cấu cũng như nguyên lý làm việc của tất cả các hệ thống có liên quan.

Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, em cũng đã cố gắng làm việc, học hỏi, tìm tòi, nghiên cứu rất nhiều các tài liệu có liên quan đến hệ thống và các loại máy đào bánh xích nhằm mong muốn đồ án đạt kết quả tốt nhất. Tuy nhiên, vì bản thân còn ít kinh nghiệm, kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót.

Em chân thành gởi lời cảm ơn đến thầy giáo: TS..................., Giáo viên hướng dẫn, đã quan tâm giúp đỡ trong suốt quá trình làm việc và giúp em hoàn thành đồ án đúng tiến độ.

                                                                                                                                                  Hà Nội , ngày ... tháng ... năm 20...

                                                                                                                                                    Sinh viên thực hiện

                                                                                                                                                   .........................

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐÀO

1.1.Mục đích, ý nghĩa của đề tài

Ngày nay cách mạng khoa học kỹ thuật công nghệ đã tác động đến mọi mặt đời sống kinh tế - xã hội của hầu hết các quốc gia trên thế giới. Tự động hoá, cơ khí hoá đã tham gia ngày càng nhiều trong quá trình sản xuất tạo nên hiệu quả rất cao.

Máy đào là máy dùng để vận chuyển đất đá, là thiết bị rất quan trọng và không thể thiếu trong các công trình xây dựng, cầu đường, thủy lợi thủy điện và khai thác các loại khoáng sản. Trong các công việc làm đất chiếm một khối lượng rất lớn, trong đó khoảng 45% là do máy đào đảm nhiệm. Máy đào được sử dụng rộng rãi vì chúng dễ thích nghi với nhiều loại công việc nhờ sử dụng các thiết bị công tác thay thế, các loại truyền động và những bộ phận di chuyển khác nhau.

Cải thiện điều kiện lao động nhờ điều khiển tự động hóa, tạo ra khả năng nâng cao công suất của máy đào, còn tự động hoá sự dẫn động của nó thì dẫn động tiết kiệm được nguồn năng lượng do việc nâng cao hiệu suất của máy.

1.2 Công dụng, phân loại và yêu cầu của máy đào

1.2.1 Công dụng của máy đào

Máy đào chủ yếu để đào và khai thác đất, cát phục vụ công việc xây dựng cơ sở hạ tầng trong các lĩnh vực : xây dựng dân dụng và công nghiệp, khai thác mỏ, xây dựng thủy lợi, xây dựng cầu đường… Cụ thể, nó có thể phục vụ các việc sau:

Trong xây dựng dân dụng và công nghiệp: đào hố móng, đào rãnh thoát nước, đào rãnh dùng cho lắp đặt đường ống cấp thoát nước, đường điện ngầm,  điện thoại, bốc xúc vật liệu ở các bãi, kho chứa vật liệu. Ngoài ra có lúc làm việc thay thế cần trục khi lắp các ống thoát nước hoặc thay các búa đóng cọc để thi công đóng cọc, phục vụ thi công cọc nhồi…

1.2.2 Phân loại máy đào

a) Theo nguyên lý làm việc:

Có thể chia thành 2 nhóm chính:

Máy đào làm việc theo chu kỳ (máy đào một gầu)

Máy đào làm việc liên tục (máy xúc nhiều gầu)

b) Theo hệ thống di chuyển:

- Máy đào di chuyển bánh lốp:

c) Theo dạng truyền động bộ phận công tác:

* Truyền động bằng thủy lực gồm:

+ Truyền động thuỷ tĩnh (thể tích): là sự thay đổi lưu lượng của dòng khi áp lực của chất lỏng gần như khôngđổi (ngược với thuỷ động).

+ Truyền động thuỷ động: là sự biến đổi áp lực trong lòng chất lỏng khi chất lỏng chuyển động vớivận tốc cao.

* Truyền động cơ khí gồm:

+ Truyền động bánh răng: Loại truyền động này được sử dụng rộng rãi nhiều nhất. Người ta dùng nó để truyền chuyển động quay cho trục ra. Tuỳ theo cách bố trí trục ra song song hoặc lệch góc với trục mà người ta sử dụng bánh răng trụ hoặc bánh răng côn.

+ Truyền động xích: là cơ cấu truyền động giữa các trục song song nhờ dây xích ăn khớp vào các răng của hai đĩa xích. Căn cứ vào số răng trên đĩa xích chủ động và bị động mà ta có truyền động xích một dãy hoặc nhiều dãy.

e) Phân loại theo công dụng:

+ Máy đào một gầu thông dụng.

+ Máy đào một gầu chuyên dụng.

1.2. Hệ thống truyền động thủy lực

a) Định nghĩa hệ thống thủy lực:

Hệ thống thủy lực là hệ thống truyền động và điều khiển sử dụng chất lỏng (thường là dầu thủy lực) để truyền năng lượng từ nguồn cấp đến cơ cấu chấp hành nhằm thực hiện các chuyển động hoặc công việc cơ khí.

b) Phân loại hệ thống thủy lực:

Hệ thống thủy lực có thể được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau:

* Theo chức năng:

Hệ thống thủy lực truyền động: Chuyển đổi năng lượng thủy lực thành chuyển động cơ học.

Hệ thống thủy lực điều khiển: Điều khiển hoạt động của các cơ cấu chấp hành trong hệ thống.

* Theo áp suất làm việc:

Hệ thống thủy lực áp suất thấp (< 70 bar).

Hệ thống thủy lực áp suất trung bình (70 - 200 bar).

Hệ thống thủy lực áp suất cao (> 200 bar).

* Theo ứng dụng:

Hệ thống thủy lực công nghiệp: Sử dụng trong máy ép, máy dập, dây chuyền sản xuất.

Hệ thống thủy lực di động: Ứng dụng trong máy công trình, xe cẩu, máy xúc, xe nâng.

c) Một số mạch thủy lực tiêu biểu:

* Mạch thủy lực điều khiển xi lanh:

Dùng trong máy ép, máy dập, máy nâng hạ.

Bao gồm: bơm thủy lực, van điều khiển, xi lanh thủy lực, thùng dầu.

Xi lanh di chuyển nhờ áp lực dầu do bơm cung cấp và điều khiển bởi van.

* Mạch thủy lực điều khiển động cơ thủy lực:

Ứng dụng trong máy khoan, máy khuấy, băng tải.

Dầu thủy lực làm quay động cơ thủy lực, biến năng lượng thành chuyển động quay.

1.4. Giới thiệu chung về máy đào Komatsu PC 400-7

1.4.1. Kết cấu chung

Sơ đồ bố trí các cơ cấu của máy đào như hình 1.4.

Máy đào K0MATSU PC 400-7 là máy đào 1 gầu điều khiển bằng thuỷ lực do Nhật Bản sản xuất, dùng đào và vận chuyển đất đá. Nó được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng thuỷ lợi

Máy đào K0MATSU PC 400-7 có đặc điểm, thiết bị công tác chính của máy đào là gầu ngược, mà thể tích của nó có thể trang bị khác nhau tuỳ theo loại đất thi công

1.4.2. Các thông số kĩ thuật chính

Các thông số kĩ thuật chính của máy đào Komatsu PC 400-7 như bảng 1.1.

Các thông số về tầm với máy đào KOM ATSU PC 400-7 thể hiện như bảng 1.2.

CHƯƠNG 2: KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG THỦY LỰC BỘ CÔNG TÁC MÁY XÚC PC400-7

2.1 Sơ đồ hệ thống thủy lực

2.1.1 Giới thiệu chung về hệ thống

Hệ thống truyền động thuỷ lực là phương pháp truyền động được sử dụng rất phổ biến và trở thành một trong những khuynh hướng phát triển của loại máy đào này. theo nguyên lý làm việc truyền động thuỷ lực được chia ra làm 2 loại:

- Truyền động thuỷ lực

- Truyền động thuỷ tĩnh (còn gọi là truyền động thể tích).

* Truyền động thuỷ động:

Với phương pháp truyền động này không có mối liên hệ cứng giữa khâu chủ động và khâu bị động. Để truyền năng lượng tới khâu bị động (trục tuabin) động năng được sử dụng làm quay bánh bơm. Ở đây, trục bánh bơm quay nhận trực tiếp chuyển động quay của trục động cơ hoặc cơ năng khác.

* Truyền động thể tích:

Là phương pháp truyền động có chức năng đảm bảo môi liên hệ cứng (trong giới không thể nén được của chất lỏng) giữa khâu chủ động và bị động của bộ truyền động thuỷ lực, có truyền dẫn năng lượng do bơm tạo ra đến động cơ thuỷ lực (xi lanh thuỷ lực hoặc động cơ thuỷ lực) qua chất lỏng công tác để truyền vào một khoang kín.

Tuy vậy, toàn bộ quá trình truyền và bộ phận truyền động là thuỷ lực nên vẫn được gọi là truyền động thuỷ lực.

* Nguyên lý làm việc của mạch thủy lực:

+  Bơm thủy lực 3 được dẫn động bằng động cơ đốt trong. Khi cần thực hiện thao tác nào của bộ công tác, người thợ điều khiển tay trang để mở cửa dầu điều khiển, đường dầu khiển đi lên van phân phối 12 thay đổi vị trí của các cửa, đường dầu áp lực cao qua van phân phối sẽ đi lên bộ công tác

+ Lọc dầu thủy lực có nhiệm vụ lọc sạch các tạp chất bẩn lẫn trong dầu trước khi cung cấp cho hệ thống và trước khi trở lại thùng dầu. Két làm mát dầu 14 có tác dụng giữ cho nhiệt độ dầu luôn trong phạm vi cho phép. Van tiết lưu 10 có tác dụng điều chỉnh lưu lượng dầu đi qua, van an toàn 15 giữ cho áp lực dầu trong hệ thống luôn ở trong mức quy định. Cụm van an toàn giảm chấn 9 vừa có nhiệm vụ giữ cho áp suất dầu trong mức quy định, vừa có tác dụng giảm chấn khi áp suất dầu thay đổi đột ngột

2.2. Kết cấu một số bộ phận

2.2.1. Nguồn động lực

Sử dụng loại động cơ đốt trong là loại động cơ diezen 4 kỳ, mã hiệu động cơ SAA6D125E - 3 bao gồm 6 xy lanh, bộ phận làm mát bằng nước phun nhiên liệu diezen trực tiếp thể tích làm việc là 11045 (CC) hành trình làm việc của xy lanh chính là 125 mm đường kính xy lanh là 150 mm.

Nguồn động lực phụ là động cơ điện một chiều với máy phát có hiệu điện thế 24V và cường độ dòng điện 33A, máy khởi động có hiệu điện thế 24V công suất 7,5KW.

Nguồn ắc quy bao gồm có hai bình ắc quy mỗi bình có hiệu điện thế 12V cường độ dòng điện 150Ah

2.2.2. Kết cấu xy lanh thủy lực

Cấu tạo của xi lanh thủy lực máy đào Kamatsu được cấu tạo từ các bộ phận chính sau đây: xi lanh (19) (có nắp sau); nắp trước (9) có lỗ thông cần đẩy được lắp bằng ren vào ống xylanh (19); cần đẩy (18) có tai (2) và piston (1)

Tai (1) và tai (2) được chế tạo có lỗ bạc lót. Chất lỏng công tác được cấp vào khoang cần đẩy và khoang piston qua các lỗ tương ứng A, B.Sự ngăn cách kín khoang piston với khoang cần đẩy và sự truyền lực do áp lực trong khoang công tác lên cần đẩy (18) là do piston (15) có phớt (14) và vòng đệm (13) tạo nên piston (15) liên kết với đầu trong cần đẩy (18) nhờ có đai ốc (16) và chốt hãm (17). Ngoài ra khắc phục sự rò rĩ từ khoang này khoang kia trong xylanh thủy lực ở mặt ngoài của của piston bằng vòng phớt (14), ở mặt bằng vòng bít (13).

2.2.3. Kết cấu bơm thủy lực

a) Cấu tao: Gồm hai bơm chính, một bơm phía trước và một bơm phía sau và có các cửa điều khiển, các cửa hút, cửa áp suất.

Cấu tạo bơm thủy lực như hình 2.4.

* Mặt cắt A-A:

Vỏ 3, 11 của cả hai bơm là những chi tiết đúc, nó có tác dụng bảo vệ các chi tiết và định dạng bơm. Mỗi một bơm có một trục chính, bơm trước thì có trục trước 1 còn bơm sau có trục sau 10. Trong bơm bộ phận làm việc chính là khối xilanh 7 và các pittông tương ứng 6, ở mỗi bên đều có một cam lắc 4 để tác dụng lực vào các pittông thông qua bộ phận hãm 5 ở mỗi bơm đều có pittông trợ độnghay là bộ phận điều khiển chỉnh góc nghiêng để tăng hoặc giảm lưu lượng bơm.

b) Nguyên lý hoạt động:

* Nguyên lý hoạt động của máy bơm chính:

- Khối xilanh 7 xoay cùng chiều với trục 1 và bộ phận hãm 5 trượt trên bề mặt phẳng A. Khi đó cam lắc 4 chuyển dịch theo bề mặt hình trụ B. Vì vậy góc a giữa đường trung tâm x của chiếc cam lắc 4 với hướng trục của khối xilanh 7 sẽ thay đổi.

- Nếu đường trung tâm x của chiếc cam lắc 4 trùng với trục của khối xilanh 7 (góc a=0). Lúc đó không có sự khác biệt giữa dung tích E và F bên trong khối trục. Lúc này bơm không hút dầu vào hoặc đẩy dầu ra (trên thực tế góc a không bao giờ bằng 0).

* Nguyên lý điều chỉnh lưu lượng:

Nếu góc nghiêng của đĩa nghiêng a lớn dẫn đến hiệu độ lớn của thể tích các khoang công tác E và F lớn làm cho lưu lượng bơm tăng.

Góc nghiêng của đĩa nghiêng a được thay đổi nhờ pít tông xéc vô 12.

Pít tông xéc vô 12 chuyển động tịnh tiến qua lại theo tín hiệu áp suất của van điều khiển (van TVC và van LS). Chuyển động thẳng của pít tông 12 qua vấu 13 truyền tới gối lắc 4, nhờ giá đỡ 2, gối lắc có chuyển động quay qua lại.

2.3. Tính toán kiểm nghiệm một số thông số của hệ thống truyền động thủy lực bộ công tác

2.3.1. Cơ sở lí thuyết

Dựa vào tính chất cơ lý của từng loại đất

Theo phương pháp thi công bằng cơ giới đất được chia thành 11 cấp.

Trong đó, từ cấp (I ÷V) có thể thi công bằng máy làm đất. Các đặc trưng cơ tính của đất từ cấp (I ÷V) được xác định như trong bảng 1.II.1. [1]

Dựa vào công thức N. G. Dombrovski để tính thành phần lực P₁:

Để xác đinh lực cản đào đất tác dụng lên tác dụng lên dao cắt có nhiều phương pháp khác nhau của các nhà nghiên cứu như A.N.Zelenin, Ju.A.Vetrov... Tuy nhiên phương pháp của nhà bác học N.G.Dombrovski thường được sử dụng hơn cả.

Theo N.G.Dombrovski :

P₁ = K₁.B.h

Trong đó: K₁: hệ số lực cản đào và tích đất, hoặc còn gọi là lực cản đào riêng; tra bảng 1.III.1.[1].

Dựa vào các giả thiết đã cho trước:

+ Các lực trên được xác định dựa vào các đặc điểm của quá trình đào và tích đất, cụ thể là các đặc điểm sau:

+ Gầu quay quanh khớp O₃  nhờ xilanh quay gầu. Lúc này cho phép xem cần và tay gầu cố định.

+ Tay gầu quay quanh khớp O₂ nhờ xilanh quay tay gầu. Khi đó xem cần cố định và gầu được coi là liên kết cứng với tay gầu.

+ Lực để quay tay gầu quanh khớp O (P_t).

+ Lực quay gầu quanh khớp O₂ (P_g).

Dựa vào quá trình đào và tích đất tại hai vị trí (I) và (II).

2.3.2. Tính kiểm nghiệm xylanh

Ta xét quá trình làm việc của máy đào như hình vẽ:

2.3.2.1.Xác định chiều dày phoi cắt lớn nhất, lực cản đào và tích đất

Giả sử trong thời gian đào đất, gầu chuyển động nhờ tay gầu, chiều dày lớn nhất của phoi đất đạt được khi răng gầu cắt hết tầng đào và ngang với khớp O₂. Khớp O₂ có độ cao ngang mặt bằng đứng của máy.

Trong trường hợp này chiều dày phoi đất lớn nhất được tính theo công thức:

C_max = q/b.H_n.l_g.K_t

Trong đó:

q:   Dung tích hình học gầu q= 1,9 m³.

b:   Chiều rộng gầu b = 1475 (mm) = 1,475 (m).

H_n: Chiều sâu đào đất.

Ta có : O₂ O₃ = 3,38 (m).

l_g : chiều dài của gầu xúc: l_g = 1,839 (m).

Suy ra: H_n = O₂O₃ +l_g= 3,38 + 1,839 = 5,219 (m).

K_t: Hệ số tơi của đất, ta tính cho đất loại IV do đó ta chọn K_t = 1,37.

Vậy chiều dày phoi đất lớn nhất là:

C_max  (m) = 9,5 ( cm ).

Trong trường hợp này, thành phần lực cản đào theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo đào lớn nhất tác dụng lên răng gầu (hay mép gầu) được xác định theo công thức của N. G. Dombrovski:

P₁= K₁.b.C_max

Trong đó:

K₁: Hệ số cản đào, theo bảng 1.III.1 [1] với đất cấp IV, chọn K₁= 36 ( N/cm²).

P₁: Lực cản đào tiếp tuyến tác dụng lên răng gầu (hay mép gàu).

b: Chiều rộng gầu, b=147,5 (cm)

Lực cản đào lớn nhất tiếp tuyến tác dụng lên răng gầu:

P₁= b.K₁.C_max=147,5.36.9,5= 50445 (N).

2.3.2.2. Xác định lực trong xilanh quay tay gầu

Để xác định lực tác dụng lên cán piston của xi lanh quay tay gầu ta dựa vào đặc điểm thứ hai của quá trình đào và tích đất trong máy đào gầu ngược truyền động thuỷ lực.

Tay gầu gần như vuông góc với phương ngang, trục của tay gầu vuông góc với trục dọc của xi lanh quay tay gầu hay cũng chính là phương của lực P_t trong xi lanh quay tay gầu.

Gàu bắt đầu cắt đất, răng gầu gặp chướng ngại vật.

* Xác định các cánh tay đòn:

+ a₁: Khoảng cách từ lực P₁ đến khớp quay O₂

a₁ = O₂. O₃ + l_g = 3,38 + 1,839 = 5,219 (m).

+ a₃: Cánh tay đòn của G_t,  a₃ = 0.

+ a₄: Cánh tay đòn của P_t đối với O₂, a₄ = 0,396 (m).

Từ đó ta xác định được: p_c = 975361 N

Vị trí thứ hai.

Vị trí thứ hai với các đặc điểm tính toán như sau:

Gầu vẫn đang cắt đất ở cuối quá trình đào đất và tích đất vào gầu.

Răng gầu cắt đất với chiều dày phoi cắt lớn nhất C_max; gầu đã được tích đầy đất.

Trong đó, vị trí thứ hai là vị trí tổng quát, luôn luôn xuất hiện trong quá trình đào đất và tích đất của máy đào gầu ngược. Do đó ta tiến hành xác định lực P_t trong xi lanh quay gầu ở vị trí thứ hai. Lực P_­t có phương tạo với trục dọc của tay gầu góc a₁.

Có G_t = 13478,94 (N),  G_g = 13400,46 (N).

=> G_đ = 18394,2 (N).

G_g+đ  = G_g + G_đ = 13400,46 + 18394,2 = 31794,6 (N).

Với: P₁ = 50445 (N).

* Xác định các cánh tay đòn:

a₁: khoảng cách từ lực P₁ đến khớp quay O₂.

Lúc này, coi tay gầu và gầu nằm nghiêng so với phương ngang một góc 30⁰, lực P₁ vuông góc với tay gầu.

a₁ = (O₂O₃ + l_g)cos30⁰ = (3,38+ 1,839)cos30⁰ = 4,52 (m).

a₂: Khoảng cách từ G_g+đ đến khớp quay O₂.

Lấy G_g+đ nằm ở giữa gầu, vậy ta có:

a₂ = (O₂O₃+ 0,5.l_g)cos30⁰ = (3,38 + 0,5.1,839) cos30⁰= 3,72 (m).

a₄: cánh tay đòn từ lực P_t đến khớp quay O­₂.

Lấy góc a₁ = 45⁰ => a₄ = 0,396 (m).

Từ đó ta có: p₁ = 389388 (N).

2.3.2.3. xác định lực trong xylanh nâng cần

Lực trong xi lanh nâng cần được xác định tại hai vị trí.

- Vị trí thứ  nhất:

Máy làm việc ở cuối giai đoạn đào và tích đất vào gầu, gầu đã đầy đất, xi lanh quay tay gầu và xi lanh quay gầu ngừng làm việc.

Lúc đó, xi lanh nâng cần vươn ra từ từ để nâng toàn bộ thiết bị làm việc gồm cần, tay gầu, gầu chứa đầy đất, chuẩn bị quay máy đến vị trí xả.

* Tại vị trí thứ nhất:

Lực trong xi lanh nâng cần được xác định tại thời điểm kết thúc giai đoạn đào và tích đất vào gầu, gầu đã đầy đất, xi lanh quay tay gầu và xy lanh quay tay gầu ngừng làm việc. Lúc đó, xi lanh nâng cần vươn ra từ từ để nâng toàn bộ thiết bị làm việc gồm cần, tay gầu và gầu chứa đầy đất lên khỏi tầng đào, chuẩn bị quay máy đến vị trí xả đất.

Lực nâng cần P_c được xác định từ phương trình cân bằng mô men do các lực tác dụng lên cân gây ra so với khớp chân cần - khớp O₁.

∑M_O1 = 0

Ta có: G_c = 3290.9,81=32274,9 (N).

G_t = 13478,94 (N).

G_g+đ = 31794,6 (N).

- Xác định các cánh tay đòn:

b₁ : khoảng cách từ G_g+đ đến khớp quay O₁.

Khi xi lanh nâng cần bắt đầu vươn ra từ từ, coi tay gàu nghiêng một góc

a = 30⁰, cần nằm ngang :

b₁ = l_c – (O₂O₃ .cos30⁰ + 0,5.l_g)

b₁ = 7,06 –(3,38.cos30⁰ + 0,5.1,839] = 3,2 (m).

b₄: Khoảng cách từ P_c đến khớp quay O₁, coi đường tâm xi lanh cần nghiêng một góc a = 30⁰  so với đường O₁A.

b₄ = O₁A.sin30⁰ = 2,95.sin 30⁰ = 1,475 (m).

Từ đó ta có: P_c = 64231,6 (N).

=> Lực cần thiết trong mỗi xilanh nâng cần là : P_x = 3211584 (N).

* Vị trí thứ hai:

Máy đã xả xong đất. Lúc này toàn bộ thiết bị làm việc của máy vươn xa nhất, xi lanh nâng cần chuẩn bị thu về đưa thiết bị làm việc trở về chuẩn bị chu kỳ làm việc tiếp theo.

Lực nâng cần Pc được xác định từ phương trình cân bằng mômen do lực tác dụng lên cần gây ra so với khớp chân cần – khớp O₁.

∑M_O1 = 0 => G_g.b₁ + G_t.b₂ + G_c.b₃ – P_c.b₄ = 0

Có: G_g =1366.9,81=13400,46 (N).

G_c = 3290.9,81=32274,9  (N).

G_t = 1374.9,81=13478,94 (N).

- Xác định các cánh tay đòn:

Coi lúc này cần nghiêng một góc 45⁰ so với phương ngang, tay gầu nghiêng một góc 30⁰.

+ Xác định b₁:khoảng cách từ trọng tâm gầu đến khớp O₁

b₁=L_c.cos45⁰+(O₂O₃+ 1/2.l_g).cos30⁰

b₁=7,06.cos45⁰+(3,38+1,839/2).cos30⁰ =8,72 (m).

+ Xác định b₂:Khoảng cách từ Gt đến khớp O₁

b₂=L_c.cos45⁰+1/2O₂O₃ .cos30⁰

b₂ = 7,06.cos45⁰ + 1/23,38.cos30⁰ = 6,5 (m).

Ta có b₄ = 1,475 (m).

=> P_c = .(13400,46. 8,72 + 13478,94. 6,5 + 32274,9.2,5) = 193323,64 (N).

2.3.2.4. Xác định lực trong xylanh quay gầu

Xác định lực trong xi lanh quay gầu trong trường hợp gàu quay quanh khớp O₃ (giữa gầu và tay gầu) để tiến hành xúc đất và tích đất vào gầu, xilanh cần và xilanh tay gầu cố định.  Như vậy,  khớp O₃ cố định gầu quay từ vị trí I đến vị trí II tiến hành cắt đất và tích đất vào gầu với chiều cao H₁.  

a) Xác định lực trong xi lanh quay gầu:

Dựa vào đặc điểm thứ nhất, ta có thể xác định được lực trong xi lanh quay gầu khi răng gầu ở vị trí thứ II bằng cách thiết lập phương trình cân bằng mômen với điểm O₃.

∑Mo₃ = 0.

=> P_g.r₃ - P₁.r₁ - G_g+d.r₂ = 0.

Xác định các cánh tay đòn:

+ r₁ : Khoảng cách từ lực P₁ đến khớp quay O₃

r₁ = L_g = 1,839 (m).

+ r₂ : Khoảng cách từ G_g+đ đến khớp quay O₃

r₂ =  L_g = 1,839 =0,9195 (m).

+ r₃ : Khoảng cách từ lực P_g đến khớp quay O₃, r₃ = 0,234 (m).

- Xác định các lực:

+ Ta có G_g+đ = 31794,6 (N)

+ Xác định P₁:

Ta tính cho đất loại IV:

Chọn K_t = 1,37.

Với: b = 1,475 m.

Chiều sâu tầng đào H_n

H_n = l_g = 1,839 (m).

Trong trường hợp này, thành phần lực cản đào theo phương tiếp tuyến với quỹ  đạo đào lớn nhất tác dụng lên răng gầu (hay mép gầu) được xác định theo công thức của N. G. Dombrovski:

P₁= K₁.b.C_max

Lực cản đào lớn nhất tiếp tuyến tác dụng lên răng gầu ở vị trí II là:

P₁= b.K₁.C_max=147,5.36.51,13= 27150,03 (N)

Lực trong xi lanh quay gầu là:

P_g = 1/0,234 (27150,03. 1,839 + 31794,6.0,9195) = 338307,9 (N)

2.3.2.5. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống truyền động của máy đào pc400-7

Thông qua việc tính toán kiểm tra bộ công tác của máy đào ta tính được lực lớn nhất cần sinh ra trong các xilanh của bộ công tác máy đào. Đây chính là cơ sở cho việc so sánh với lực lớn nhất được sinh ra bởi áp lực dầu trong hệ thống thuỷ lực. Nếu lực tính toán nhỏ hơn hoặc bằng với lực do áp lực dầu sinh ra thì máy đào có thể làm việc tốt với những chế độ tải nặng.

Tính các lực lớn nhất của các xilanh

Áp suất của chất lỏng làm việc trong hệ thống bằng giá trị cực đại mà bơm của hệ thống bơm có thể cung cấp được:

P_max = 38 MPa = 380 bar. (Hay là P = 380.10⁵ N/m²)

+ Xilanh cần:

F_c= h_c (p₁A₁ - p₂A₂) = 0,95.10⁵ (304.20096.10^-6 - 16.10597,5.10^-6) = 564264,28 (N)

+ Xilanh tay gầu:

F_tc=h_c (p₁A₁ - p₂A₂)= 0,95.10⁵(304.26866,6.10^-6 - 16.15562,6.10^-6)= 752252,3 (N)

+ Xilanh gầu:

F_c= h_c (p₁A₁ - p₂A₂ )= 0,95.10⁵ (304.20096.10^-6 - 16.10597,5.10^-6) = 564264,28 (N)

Sau khi tính toán ta xác định được lực lớn nhất của các xilanh như bảng dưới.

2.3.3. Tính toán kiểm nghiệm bơm

Bơm chính là loại bơm kép kiểu pit tông rô to hướng trục thay đổi lưu lượng. Thông số của bơm như sau:

- Số vòng quay: n_max = 1850 [vg/ph]

- Lưu lượng cực đại: Q_max = 208 [l/ph] = 3,467.10^-3 [m³/s]

- Lưu lượng riêng: q = 97,2 [cc/vg] = 9,72.10^-5 [m³/s]

- Áp suất làm việc: p = 259[KG/cm²] = 253,9.10⁵ [N/m²]

- Số pit tông: Z = 9

- Góc nghiêng lớn nhất của đĩa: a = 18⁰

2.3.3.1 Xác định kích thước cơ bản và công suất của bơm

Các kích thước cơ bản của bơm pit tông rô to hướng trục là đường kính pit tông d, hành trình pit tông S, và đường kính vòng tròn chia D của rô to. Đường kính pit tông được xác định theo lưu lượng của bơm.

Đường kính pit tông: d = 18,05 [mm]. Lấy d = 18 mm

Đường kính vòng chia của rô to:

D_x = k.d = 3,6.18 = 65 [mm]

Hành trình của pit tông:

S = D.sina = 68,3.sin18⁰ = 21,1 [mm]

Công suất của bơm kép:

N_2b = p.Q = 253,9.10⁵.3,467.10^-3 = 88027 [W] = 88,027 [kW]

Công suất trên trục bơm:

theo t.166- Giáo trình thủy lực và máy thủy lực tập 2, h_Q = 0,96 ¸ 0,98, chọn h_Q = 0,98; h_c = 0,95, ta có: N_đc = 94,5 kW

Công suất cực đại của động cơ dùng để dẫn động bơm là:

N_emax = 135 [ps] = 99,3 [kW]

Vậy động cơ đốt trong đã bố trí không thể kéo bơm làm việc ở chế độ lưu lượng cực đại với áp suất làm việc là 253,9.10⁵ [N/m²].

2.3.3.2. Xây dựng đường đặc tính làm việc của bơm chính

Áp suất và lưu lượng làm việc của bơm chính phụ thuộc vào công suất và tốc độ làm việc của động cơ kéo, vì vậy trước tiên phải xây dựng đường đặc tính ngoài của động cơ dẫn động bơm.

Công suất động cơ đốt trong một phần dẫn động máy phát điện, một phần dẫn động bơm bánh răng, còn lại chủ yếu dẫn động bơm chính làm việc. Ta có công suất trục của bơm bánh răng là 1,915 [kW], công suất máy phát điện hiện nay thường trong khoảng 700 ¸ 1500 [W] (giáo trình Trang bị điện và điện tử trên động cơ hiện đại), ta chọn công suất định mức của máy phát điện là 800 [W]. Vậy công suất động cơ dùng để dẫn động bơm chính làm việc là:

N_đc = N_e - 1915 - 800 = N_e - 2715 [W] (6.10)

Mối quan hệ giữa công suất trục bơm, áp suất làm việc và lưu lượng của bơm:

N_đc = p.Q.h_Q.h_c = p.q.n­_e.h_Q.h_c/60

Phương trình (6.11) thể hiện mối quan hệ giữa áp suất làm việc của bơm với công suất và tốc độ của động cơ dẫn động. Từ bảng 6-1, ta thiết lập được bảng giá trị áp suất làm việc của bơm theo N_e và n_e khi bơm làm việc với góc nghiêng đĩa lớn nhất.

Bảng giá trị p_b = f(N_e, n_e), đơn vị ( N/m²) thể hiện như bảng 2.3.5.

Từ bảng 2-3-2, ta xây dựng được đường đặc tính áp suất của bơm p_b = f (n­_e)

CHƯƠNG 3: KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG THỦY LỰC BỘ CÔNG TÁC MÁY XÚC PC400-7

3.1. Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống thủy lực

3.1.1. Khái niệm chung về bảo dưỡng

- Bảo dưỡng máy xây dựng: Là công việc dự phòng được tiến hành bắt buộc sau một chu kỳ vận hành nhất định trong khai thác máy theo nội dung công việc đã quy định.

- Mục đích:

+ Chủ yếu là kiểm tra, phát hiện những hư hỏng đột xuất, ngăn ngừa chúng để đảm cho cụm máy, xe vận hành an toàn.

+ Chăm sóc các hệ thống, các cơ cấu để đảm bảo chúng làm việc an toàn và không bị hư hỏng.

- Theo thời hạn và nội dung công việc, bảo dưỡng kỹ thuật đối với máy thi công chuyên dùng được phân thành các cấp sau:

1./ Bảo dưỡng theo ca: Sau mỗi ca làm việc người thợ lái máy phải tiến hành bảo dưỡng theo ca tại địa điểm thi công trước khi bàn giao máy. Công việc của cấp bảo dưỡng này gồm có việc lau chùi bên ngoài máy, kiểm tra và xiết chặt lại các mối ghép bu lông..

3./ Bảo dưỡng định kỳ cấp II: Trong bảo dưỡng này bao gồm cả các công doạn của bảo dưỡng định kỳ cấp I có bổ sung thêm khâu kiểm tra, điều chỉnh các cơ cấu và hệ thống hoặc cụm máy cùng với việc sử dụng các thiết bị hay dụng cụ chẩn đoán kỹ thuật. Bảo dưỡng định kỳ cấp II do thợ bảo dưỡng tiến hành trong gara hay xưởng cùng với sự tham gia của nhóm thợ chuyên môn hóa. 

4./ Bảo dưỡng định kỳ cấp III.: Trong bảo dưỡng này bao gồm tất cả các công việc của bảo dưỡng định kỳ cấp II nhưng được tiến hành kiểm tra cẩn thận hơn mà không cần tháo máy với mục đích xác định rõ khả năng sử dụng tiếp theo của nó hoặc cần sửa chữa.

3.1.2. Lịch trình bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống thủy lực

* Sau 10 giờ máy xúc hoạt động:

Để máy xúc hoạt động được bình thường, sau mỗi 10 giờ máy hoạt động, bạn cần:

- Kiểm tra mức dầu động cơ, mức dầu nhiên liệu

- Kiểm tra đèn và dụng cụ báo hiệu

- Kiểm tra rò rỉ, các bộ phận bên ngoài

* Sau 125 giờ máy xức hoạt động :

125 giờ làm việc, bạn cần: kiểm tra mức dầu thủy lực, ắc quy, nắp máy và hệ thống làm mát.

* Sau 250 giờ máy xúc hoạt động:

Bạn cần tiến hành kiểm tra độ chặt của bu lông vành bánh xe và bu lông phanh đĩa, mức dầu của cầu trước và cầu sau sau khi máy xúc đã hoạt động 250 giờ.

* Sau 1000 giờ máy xúc hoạt động:

Khi máy xúc làm việc được khoảng thời gian là 1000 giờ, đây là khoảng thời gian khá dài và bạn cần:

- Kiểm tra độ sạch của dầu truyền động. Nếu thấy vẩn đục thì phải thay dầu và làm sạch lọc tách nước.

- Thay lọc dầu diesel.

- Kiểm tra các loại đồng hồ đo nhiệt độ và áp suất.

3.2. Quy trình bảo dưỡng bơm và xylanh thủy lực

3.2.1. Quy trình bảo dưỡng bơm thủy lực

 Quy trình bảo dưỡng bơm thủy lực thể hiện như bảng dưới.

3.2.2. Quy trình bảo dưỡng xi lanh thủy lực

Quy trình bảo dưỡng xi lanh thủy lực như bảng dưới.

KẾT LUẬN

Sau thời gian làm đề tài, dựa trên cơ sở tài liệu kỹ thuật của máy đào KOMATSU PC400-7 và một số tài liệu tham khảo khác, cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo: TS…………….. và các thầy trong bộ môn Máy xây dựng, đồ án tốt nghiệp của em đã hoàn thành. Trong Đồ án tốt nghiệp này em đã trình bày các nội dung chính sau:

1. Tổng quan về máy đào

2. Kêt cấu hệ thống thủy lực bộ công tác của máy đào KOMATSU PC 400-7.

3. Chẩn đoán, bảo dưỡng hệ thống thủy lực dẫn động bộ công tác và của máy đào KOMATSU PC 400-7.

Thông qua đề tài “Khai thác kỹ thuật hệ thống truyền động thủy lực cho bộ công tác máy xúc đào pc400-7”, bản thân em có thể vận dụng kiến thức mình được học vào thực tiễn, hiểu rõ hơn về cấu tạo của bộ máy, cũng như nguyên lý hoạt động, qua đó đưa ra được phương án chẩn đoán bảo dưỡng hợp lý, phù hợp với yêu cầu thực tế hiện nay.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1].  Nguyễn Hữu Đỗng, Hoa Văn Ngũ, Lưu Bá Thuận. “Máy làm Đất”. Nhà xuất bản xây dựng 2004.

[2]. I.L.Berkman, A.V.Rannev, A.K.Reis. “Máy xúc xây dựng một gàu vạn năng”. Nhà xuất bản MIR Maxcơva-Liên xô 1984.

[3]. Đinh Ngọc Ái, Đặng Huy Chi, Nguyễn Phước Hoàng, Phạm Đức Nhuận. “Thuỷ lực và máy thuỷ lực  tập 2”. Nhà xuất bản Đại Học và Trung Học Chuyên Nghiệp, Hà Nội 1972.

[4]. Shop manual PC 400-7.

[5]. Catalogue PC 400-7.

[6]. Lưu Bá Thuận. “Tính toán máy làm đất”. Nhà xuất bản xây dựng, Hà Nội 2005.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"