MỤC LỤC
MỤC LỤC.....................................................................................................................................................................................................................................4
LỜI NÓI ĐẦU...............................................................................................................................................................................................................................5
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY ỦI D275A.........................................................................................................................................................................7
1.1. Công dụng máy ủi…………………………....................................................................................………………...................................................…………7
1.2. Phân loại máy ủi..................................................................................................................................................................................................................8
1.3. Cấu tạo chung của máy ủi KOMATSU D275A- 5............................................................................................................................................................12
1.3.1. Cấu tạo chung...................................................................................................................................................................................................................12
1.3.2. Các thông số kỹ thuật của máy ủi KOMATSU D275A-5...................................................................................................................................................13
1.4. Hệ thống thủy lực trên máy ủi KOMATSU D275A-5........................................................................................................................................................17
1.4.1. Khái niệm chung về bơm và động cơ thủy lực.................................................................................................................................................................17
1.4.2. Truyền động chính............................................................................................................................................................................................................18
1.4.3. Cơ cấu di chuyển..............................................................................................................................................................................................................20
1.5. Hệ thống điều khiển...........................................................................................................................................................................................................21
1.6. Bộ công tác và cơ cấu phụ trợ.........................................................................................................................................................................................24
1.6.1. Bộ công tác.......................................................................................................................................................................................................................24
1.6.2. Cơ cấu phụ trợ..................................................................................................................................................................................................................25
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH KẾT CẤU HOẠT ĐỘNG VÀ TÍNH CHỌN HỆ THỐNG THỦY LỰC DẪN ĐỘNG LUÕI ỦI TRÊN MÁY ỦI KOMATSU D275A-5...28
2.1.Các thiết bị của mạch thủy lực công tác..........................................................................................................................................................................28
2.1.1. Bơm cung cấp dầu cho thiết bị công tác..........................................................................................................................................................................28
2.1.2. Van điều chỉnh công suất của bơm dầu công tác( Van LS)c............................................................................................................................................29
2.1.3. Van tiết lưuc......................................................................................................................................................................................................................32
2.1.4. Van giảm ápc....................................................................................................................................................................................................................34
2.1.5. Các thiết bị thuỷ lực phụ trợc............................................................................................................................................................................................37
2.2. Sơ đồ, nguyên lí hoạt động của mạch thủy lực trên máy ủi KOMATSU D275A-5 ......................................................................................................44
2.2.1. Sơ đồ mạch thuỷ lực nâng hạ khi lưỡi ủi ở vị trí giữ........................................................................................................................................................45
2.2.2. Sơ đồ mạch thuỷ lực nâng lưỡi ủi....................................................................................................................................................................................46
2.2.3. Sơ đồ mạch thuỷ lực nghiêng lưỡi ủi...............................................................................................................................................................................47
2.3. Tính toán một số phần tử trong mạch thủy lực ở bộ công tác.....................................................................................................................................48
2.3.1. Tổng quan về HTTĐTL trên máy ủi D275A-5...................................................................................................................................................................48
2.3.2.Tính toán lực cắt đất - bộ công tác....................................................................................................................................................................................51
2.3.3. Tính chọn cặp xylanh thủy lực..........................................................................................................................................................................................52
2.3.4. Tính toán kiểm tra bơm chính...........................................................................................................................................................................................57
CHƯƠNG 3: CHẨN ĐOÁN KỸ THUẬT HỆ THỐNG THỦY LỰC DẪN ĐỘN BỘ CÔNG TÁC CỦA MÁY ỦI KOMAT’SU D275A-5.......................................61
3.1. Chẩn đoán các dạng hư hỏng..........................................................................................................................................................................................61
3.2. Khái niệm chung bảo dưỡng...........................................................................................................................................................................................64
3.3. Chương trình bảo dưỡng.................................................................................................................................................................................................66
KẾT LUẬN.................................................................................................................................................................................................................................69
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................................................................................................................................70
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, cuộc cách mạng khoa học công nghệ đã tác động đến mọi mặt đời sống kinh tế xã hội của hầu hết các quốc gia trên thế giới. Vấn đề tự động hóa, cơ khí hóa đã tham gia ngày càng nhiều trong quá trình sản xuất để thay thế cho sức lao động của con người, làm cho năng suất lao động rất cao. Nó tạo điều kiện cho kinh tế thế giới phát triển mạnh mẽ.
Trong xây dựng cơ bản: xây dựng dân dụng, công nghiệp, xây dựng giao thông, xây dựng thủy lợi… đất là đối tượng thi công có khối lượng lớn. Cơ giới hóa công tác đất có ý nghĩa trọng yếu và đó là vấn đề cấp bách,cần thiết đối với tình hình nước ta hiện nay. Trong những năm gần đây điều đó được quan tâm đáng kể, cụ thể: Số lượng và chủng loại máy móc tăng nhiều, đặc biệt là nhóm máy làm công tác đất với hệ thống truyền động thuỷ lực được nhập về từ các nước như: Mỹ, Nhật, Hàn Quốc...
Trong nhóm máy làm công tác đất, máy ủi chiếm vai trò chủ đạo với khối lượng thi công rất lớn. Do vậy, việc sử dụng hệ thống truyền động thủy lực trên máy ủi để nâng cao năng suất là hết sức cần thiết với những ưu điểm nổi bật như sau:
- Kết cấu nhỏ gọn, có khả năng truyền lực đi xa.
- Lực tác dụng lên tay điều khiển, bàn đạp và hành trình của chúng nhỏ.
- Điều chỉnh độc lập và thuận tiện tốc độ chuyển động kết hợp theo thời gian trong một vùng rộng bằng những phương tiện đơn giản, điều đó làm tăng khả năng thao tác của máy dẫn đến nâng cao hiệu quả sử dụng công suất của động cơ.
- Sử dụng điều khiển tự động và bán tự động, để cải thiện điều kiện lao động của thợ lái và nâng cao chất lượng công tác.
Vì những lý do trên, nên em chọn đề tài tốt nghiệp là: “KHẢO SÁT HỆ THỐNG THUỶ LỰC TRÊN MÁY ỦI KOMATSU D275A-5” để tìm hiểu kỹ hơn, nắm được nguyên lý làm việc của hệ thống thuỷ lực lắp trên máy và cũng như biết được những tính năng riêng biệt và hiện đại của máy.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY ỦI D275A
1.1. Công dụng máy ủi
Máy ủi là một trong những loại điển hình của máy công trình, đang được sử dụng hết sức rộng rãi.
Máy ủi dùng để đào vận chuyển đất ở cự ly thích hợp nhỏ hơn 100m. Đồng thời máy ủi còn thường được dùng để san sơ bộ mặt bằng.
Trong thực tế, máy ủi thường sử dụng làm các công việc sau:
- Đào hồ ao, kênh mương nông và rộng
- Đào các móng nhà lớn
- Đào đắp đường có độ cao không quá 2m
- San lấp rãnh đặt đường ống hoặc mống nhà sau khi đã thi công xong.
- Thu dọn vật liệu phế thải trên hiện trường sau khi công trình đã hoàn thành.
- Dồn vật liệu thành đống cao để tạo điều kiện thuận lợi cho máy xúc một gầu xúc vật liệu đổ lên ôtô
1.2. Phân loại máy ủi
Bộ phận làm việc chính của máy ủi là bàn ủi.
a) Phân loại dựa vào góc đặt của bàn ủi so vói trục dọc của máy :
- Máy ủi vạn năng : Bàn ủi được liên kết với khung ủi qua khớp cầu nên bàn ủi có thể quay được trong mặt phẳng ngang và đặt nghiêng so với trục dọc của máy một góc 45 – 600.
- Máy ủi thường : Bàn ủi luôn được đặt vuông góc với trục dọc của máy j = 900.
b) Phân loại dựa vào phương pháp điều khiển thiết bị ủi:
- Máy ủi điều khiển bằng thuỷ lực.
- Máy ủi điều khiển bằng cáp.
d) Phân loại dựa vào cơ cấu di chuyển :
- Máy ủi bánh xích, có áp suất xuống đất nhỏ, bán kính quay vòng nhỏ, khả năng bám vào mặt nền đất tốt nên có thể hoạt động những nơi đất yếu, độ dốc lớn.
- Máy ủi bánh hơi, cơ động hơn nhiều so với máy ủi bánh xích, phạm vi hoạt động rộng, di chuyển nhanh nhưng áp suất xuống đất lớn hơn so với máy ủi bánh xích cùng khối lượng.
1.3. Cấu tạo chung của máy ủi KOMATSU D275A- 5.
Cáu tạo chung máy ủi như hình 1.8.
1.3.1. Cấu tạo chung
Máy ủi KOMATSU D275A - 5 là loại máy ủi thường điều khiển bằng thuỷ lực với bàn ủi không quay. Khung ủi (7) gồm hai phần riêng biệt và được liên kết với bàn ủi (4) bằng khớp trụ (6), do đó bàn ủi luôn luôn đặt vuông góc với trục dọc của máy và không thể quay được trong mặt phẳng ngang. Thanh chống xiên (14) giữ cho bàn ủi ổn định trong khi làm việc dưới tác dụng của áp lực khối đất trước bàn ủi.
Sơ đồ bố trí các cơ cấu của máy ủi KOMATSU D275A- 5 như hình 1.9.
1.4. Hệ thống thủy lực trên máy ủi KOMATSU D275A-5
1.4.1. Khái niệm chung về bơm và động cơ thủy lực
Bơm và động cơ thủy lực là hai thiết bị có chức năng khác nhau. Bơm là thiết bị tạo ra năng lượng, còn động cơ thủy lực là thiết bị tiêu thụ năng lượng này. Tuy thế nhưng kết cấu và phương pháp tính toán của bơm và động cơ thủy lực cùng loại là giống nhau.
* Bơm dầu: Là một cơ cấu biến đổi năng lượng, dùng để biến cơ năng thành năng lượng của dầu (dòng chất lỏng). Trong hệ thống dầu ép thường chỉ dùng bơm thể tích, tức là loại bơm thực hiện việc biến đổi năng lượng bằng cách thay đổi thể tích các buồng làm việc, khi thể tích của buồng làm việc tăng, bơm hút dầu, thực hiện chu kỳ hút và khi thể tích của buồng giảm, bơm đẩy dầu ra thực hiện chu kỳ nén.
* Động cơ thủy lực: Là thiết bị dùng để biến năng lượng của dòng chất lỏng thành động năng quay trên trục động cơ. Quá trình biến đổi năng lượng là dầu có áp suất được đưa vào buồng công tác của động cơ. Dưới tác dụng của áp suất, các phần tử của động cơ quay.
Những thông số cơ bản của động cơ dầu là lưu lượng của 1 vòng quay và hiệu áp suất ở đường vào và đường ra.
1.4.2. Truyền động chính
1.4.2.1. Sơ đồ truyền động chính:
Sơ đồ truyền động chính như hình 1.11.
1.4.2.2. Nguyên lý chung:
Công suất được phát ra bởi động cơ (3) truyền qua khớp nối mềm (4) đến trục các-đăng (5) và truyền đến biến mô thuỷ lực (7).
Công suất từ động cơ được truyền qua biến mô thuỷ lực (7) đến trục vào hộp số (trục tuabin) tuỳ thuộc vào sự thay đổi tải trọng .
Công suất được đưa vào bên phải và trái bằng trục bánh răng nón truyền đến ly hợp lái (13). Ly hợp lái (13) mở và cắt việc truyền công suất từ trục bánh răng nón đến bộ dẫn động cuối để điều khiển di chuyển máy ủi.
Việc thay đổi hướng di chuyển máy được điều khiển bởi cần thiết bị lái để cắt công suất của ly hợp lái. Bán kính quay vòng được điều khiển với phanh lái (14) lắp bên ngoài ly hợp lái.
1.4.3. Cơ cấu di chuyển
Cơ cấu di chuyển máy ủi KOMATSU D275A-5 là cơ cấu di chuyển bằng xích. Các bộ phận chính của cụm di động xích được thể hiện trên hình vẽ.
Bánh sao chủ động 1 nhận mô men quay từ truyền lực cuối cùng, kéo dải xích chuyển động và làm cho máy ủi di chuyển.
1.5. Hệ thống điều khiển
Hệ thống điều khiển dùng để điều khiển quá trình làm việc của máy.
Trên máy ủi KOMATSU D275A-5 hệ thống điều khiển là điều khiển thủy lực, vì vậy hệ thống có kết cấu nhỏ, gọn, không có hệ thanh bản lề cồng kềnh, phức tạp. Có khả năng truyền đi xa, lực tác dụng lên tay điều khiển hay bàn đạp và hành trình của chúng nhỏ.
Các cơ cấu chính của hệ thống điều khiển là cơ cấu điều chỉnh (các loại van, bộ phận phân phối thủy lực) và cũng như các cơ cấu khớp, thanh và các hệ thống khác... mà nhờ đó người lái mới điều khiển được các cơ cấu điều chỉnh.
- Hệ thống điều khiển của biến mô và hộp số.
Các bộ phận chính trong hệ thống điều khiển thuỷ lực của hộp số bao gồm bộ lọc thô (lưới lọc) (18) Bơm dầu số (19), bộ van điều khiển và bộ làm mát dầu (14). Các ống nối van giảm áp bôi trơn (15) với bộ làm mát dầu (14) và nối bộ lọc dầu thô ở đáy vỏ hộp với của hút của bơm dầu từ vỏ hộp số được hút lên bởi bơm số (2) thông qua bộ lọc thô (1) để cung cấp cho van điều khiển hộp số thống qua bộ lọc dầu số (3) van điều khiển của hộp số đựơc chia làm 2 nhóm là van điều biến áp toàn và nhóm van an toàn cho biến mô.
- Van an toàn của biến mô (van giảm áp):
Van giảm áp này được điều khiển áp lực của dòng chất lỏng sao cho áp suất khá cao không được cung cấp đến biến mô thuỷ lực , áp lực của dầu được điều chỉnh ổn định ở mức 20 KG/cm2 tại van điều chỉnh của hệ thống van truyền động được tiếp tục giảm xuống từ 6¸7 KG/cm2 bởi van giảm áp.
- Van điều khiển:
Van này được bố trí trên đường dầu ra của biến mô thuỷ lực, đảm bảo áp suất dầu trong biến mô thuỷ lực khoảng 2¸3 KG/cm2nhằm để bảo vệ biến mô thuỷ lực và đảm bảo hoạt động tối đa.
1.6. Bộ công tác và cơ cấu phụ trợ
1.6.1. Bộ công tác
Máy ủi KOMATSU D275A-5 có lưỡi ủi cấu tạo kiểu vạn năng, có sơ đồ kết cấu như hình vẽ 2.5.
Lưỡi ủi 1 được đặt nằm ở phía trước của máy ủi và được chế tạo từ thép các bon có độ bền cao, chịu được tải trọng lớn. Lưỡi cắt 2 được chế tạo từ thép các bon bao gồm có hai mãnh vì thế dễ dàng thay thế. Lưỡi cắt hai bên 3 cũng được chế tạo từ thép các bon đúc, có khả năng chống mài mòn tốt và có độ bền cao.
1.6.2. Cơ cấu phụ trợ
* Xy lanh thủy lực nâng hạ:
Máy ủi KOMATSU D275A-5 có hai xy lanh thủy lực cùng chung một đường dầu. Xy lanh thủy lực KOMATSU D275A-5 có đường kính xy lanh là 130mm, hành trình piston là 802mm. Cấu tạo xy lanh được thể hiện 2.6.
Khi piston dịch chuyển trong xy lanh dưới tác dụng của dầu có áp suất vào một khoang của xy lanh, lúc này van bị đẩy về một bên làm đóng kín mạch dầu đi qua nó. Khi hành trình piston kết thúc, đuôi van chạm vào nắp xy lanh làm cho van mở ra và cho dầu đi qua sang ống dẫn nối với khoang kia của xy lanh, và áp suất trong xy lanh giảm xuống.
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH KẾT CẤU HOẠT ĐỘNG VÀ TÍNH CHỌN HỆ THỐNG THỦY LỰC
DẪN ĐỘNG LUÕI ỦI TRÊN MÁY ỦI KOMATSU D275A-5
2.1. Các thiết bị của mạch thủy lực công tác.
2.1.1. Bơm cung cấp dầu cho thiết bị công tác.
* Nhiệm vụ:
Dùng để cung cấp năng lượng dầu cho các thiết bị công tác như: nâng hạ nghiêng ben, nâng hạ nghiêng lưỡi cào.
Đây là kiểu bơm piston rôto hướng trục áp suất cao, lưu lượng 256 l/ph, tốc độ 2286 v/ph, áp suất bơm 280 kG/cm2, điều chỉnh lưu lượng bằng đĩa nghiêng cố định.
* Cấu tạo:
Thân xylanh được gắn lên trục (1) bằng then dẫn hướng (13) và trục (1) được đỡ bởi ổ bi đũa trước và sau. Đầu piston (8) có dạng hình cầu lõm và gắn tiếp xúc vào đế (5) tạo hành một khối. Cam lắc (4) và đế (5) luôn ép sát và trượt lên nhau khi quay.
Kết cấu của bơm công tác như hình 2.1.
* Nguyên lý làm việc:
Động cơ quay, truyền động làm quay trục bơm, nhờ góc nghiêng của đĩa nên piston chuyển động trong xylanh và thực hiện quá trình hút, nén tạo áp suất dầu để truyền động cho các cơ cấu chấp hành. Bơm thay đổi được lưu lượng ra nhờ thay đổi góc nghiêng của đĩa.
2.1.2. Van điều chỉnh công suất của bơm dầu công tác (Van LS).
* Nhiệm vụ:
Điều chỉnh góc nghiêng của đĩa nghiêng trong bơm nhằm thay đổi công suất bơm phù hợp với điều kiện làm việc.
* Nguyên lý làm việc của mạch thuỷ lực van LS:
+ Khi van điều khiển tại vị trí chờ:
- Van LS là van điều chỉnh 3 cửa với áp suất bơm chính PP tác động vào cửa d và áp suất điều khiến PLS ( pressure load signal) từ cửa ra của van điều khiển mạch dầu công tác tác động vào cửa a.
- Áp suất dầu bơm chính PP luôn tác động tới cửa d và e. Áp suất điều khiển PLS vào khoang g từ cửa a
2.1.3 Van tiết lưu
* Nhiệm vụ :
Van tiết lưu được đặt giữa van điều chỉnh góc nghiêng của đĩa bơm và cửa vào phía đường kính lớn của piston tỉ lệ để:
- Để giảm tốc độ của đĩa nghiêng giữa MAX và MIN ở áp suất cao, giảm lực tác động lên cần điều gạt và bộ phận khác của bơm chính và ngăn chặn sự trả lại quá mức của cần điều khiển.
- Để ngăn chặn sự sủi bọt ở cửa hút vì sự gia tăng đột ngột thể tích hút khi thay đổi từ MIN đến MAX.
* Nguyên lý hoạt động:
- Khi áp suất đẩy của bơm cao.
Trong van tiết lưu (6) , dầu từ bơm chính có áp suất PP qua van LS (5) và đến cửa b và vào khoang f.
Khi áp suất dầu từ bơm chính PP cao, nếu lớn hơn lực lò xo (3) do chênh lệch tiết diện đường kính piston ở buồng f, cần (4) di chuyển sang trái.
- Khi áp suất đẩy của bơm thấp.
Khi áp suất dầu ở bơm chính PP thấp, dầu đi vào buồng f từ cửa b, áp suất dầu ở đây thấp, nhỏ hơn lực lò xo(3), vì thế cần (4) được đẩy sang phải.
2.1.5. Các thiết bị thuỷ lực phụ trợ
2.1.5.1.Xi lanh thuỷ lực nâng hạ lưỡi ủi
Máy ủi komatsu D275A -5 có hai xy lanh thủy lực nâng hạ lưỡi ủi cùng chung một đường dầu, là loại xilanh thuỷ lực tác dụng hai chiều, nó có hai khoang công tác.
Khoang của xilanh thuỷ lực có cần piston gọi là khoang cần piston, còn khoang ở vị trí đối diện gọi là khoang piston.
* Kết cấu:
Kết cấu xy lanh máy ủi KOMATSU D275A-5 thể hiện như hình 2.11.
* Nguyên lý làm việc :
Khi dòng chất lỏng có áp suất cao được van điều khiển cung cấp vào một trong hai khoang của xylanh thuỷ lực thì piston và cần piston sẽ dịch chuyển về phía tương ứng. Xy lanh thuỷ lực có nhiệm vụ nâng hạ lưỡi ủi của máy ủi khi làm việc cũng như khi đang di chuyển không tải, trên piston xy lanh thuỷ lực có gắn 3 van piston (12), van này nằm trong ổ đặt , đặt lệch nhau 1200
2.1.5.2. Van giảm chấn (Van piston).
* Chức năng :
Van piston được lắp đặt trên piston trong xy lanh nâng hạ lưỡi ủi, khi cần piston dịch chuyển đến cuối hành trình, van piston có tác dụng làm giảm áp suất dầu đựơc cung cấp từ bơm, làm cho lưỡi ủi được nâng hạ một cách êm dịu.
* Nguyên lý làm việc :
- Khi van piston đóng:
Cần piston (1) dịch chuyển qua lại trong xy lanh dưới tác dụng của dầu có áp suất , khi dầu vào khoang cần piston trong xy lanh (5), lúc này van piston (3) bị đẩy về bên phải theo hướng mũi tên tỳ vào đế van (4) làm đóng kín mạch dầu đi qua nó.
- Khi van piston mở:
Khi hành trình cần piston (1) kết thúc, đuôi piston (2) chạm vào nắp xy lanh (6) làm cho van piston (3) mở ra và cho dầu đi qua khoang piston của xy lanh, áp suất trong khoang cần piston trong xy lanh giảm xuống.
2.1.5.4. Van điện từ đóng chốt thiết bị xới
* Chức năng:
Van điện từ đóng chốt được điều khiển bằng cách xoay công tắc đến vị trí ON/OFF. Khi đó sẽ thay đổi lưu lượng dầu trong mạch đến xi lanh đóng chốt và đặt chốt của bộ răng xới đến vị trí “đẩy vào ” (bộ răng xới làm việc) hoặc “ kéo ra” ( bộ răng xới không làm việc).
* Nguyên lý làm việc :
- Công tắc đóng chốt bật:
Khi đó không có dòng điện đến cuộn dây điện từ (7) và van điện từ không hoạt động. Khi đó khoang P và khoang A được nối thông , dầu từ bơm truyền động chảy từ khoang P đến khoang A và đi vào khoang C của xilanh gài chốt (4).
- Công tắc đóng chốt ngắt :
Dòng điện kích thích được cấp tới cuộn dây điện từ (7) , lực điện từ sinh ra trong cuộn dây này đẩy cần (8) và piston (1) di chuyển sang trái theo hướng mũi tên.
2.2. Sơ đồ, nguyên lí hoạt động của mạch thủy lực trên máy ủi KOMATSU D275A -5
* Nguyên lý chung :
Sơ đồ mạch thuỷ lực này bao gồm các hệ thống công tác như nâng, hạ lưỡi ủi, nghiêng lưỡi ủi, nâng hạ lưỡi xới, nghiêng lưỡi xới và điều khiển quạt làm mát động cơ.
Trong mạch này có nhiều van tiết lưu, van an toàn, van một chiều. Nhờ sự phối hợp hợp lý các loại van trong mạch truyền động thuỷ lực, chúng ta có thể tạo nên được chế độ làm việc ổn định của truyền động theo ý muốn.
Sơ đồ mạch thuỷ lực của máy ủi Komatsu D275A-5 như hình 2.19.
2.2.1. Sơ đồ mạch thuỷ lực nâng hạ khi lưỡi ủi ở vị trí giữ
Sơ đồ mạch thuỷ lực nâng hạ khi lưỡi ủi ở vị trí giữ như hình 2.20.
* Nguyên lý làm việc :
Khi lưỡi ủi ở vị trí giữ, cần gạt của van điều khiển (1) ở vị trí trung gian, van phân phối (4) ở vị trí đóng đường từ cụm bơm (7) đến các xilanh công tác (8) và (9), đồng thời đóng luôn đường dầu từ xilanh về thùng chứa, lưỡi ủi được giữ tại vị trí cố định. Dầu từ thùng chứa dầu (10) qua bơm dầu (7) đi đến van giảm áp (6) và van an toàn (5).
2.2.3. Sơ đồ mạch thuỷ lực nghiêng lưỡi ủi:
Sơ đồ mạch thuỷ lực nghiêng lưỡi ủi như hình 2.22.
* Nguyên lý làm việc :
Van trượt phân phối số (4) ở vị trí trung gian, các cửa lưu thông đều được đóng, dầu thuỷ lực từ bình dầu số (10) được hút lên bơm dầu (7) đến van an toàn (5) không đến được xilanh nghiêng lưỡi ủi (9) và dầu từ các khoang trong xilanh này được thông về thùng chứa (10). Trên sơ đồ này van điều khiển số (1) ở vị trí trung gian, dầu từ bơm qua van giảm áp (6) đến van điều khiển (1), mạch dầu điều khiển của van này không tác động đến van số (4) mà được thông với thùng chứa (10).
2.3. Tính toán một số phần tử trong mạch thủy lực ở bộ công tác
2.3.1 Tổng quan về HTTĐTL trên máy ủi D275A-5
Hệ thống truyền động thủy lực (HTTĐTL) là một tiến bộ khoa học, nó được áp dụng rộng rãi trong khoảng 30 năm trở lại đây. Việc áp dụng HTTĐTL ngày càng nhiều đã góp phần nâng cao các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của máy móc và nhất là đáp ứng một phần nhu cầu tự động hóa ngày càng cao trong kỹ thuật.
Trên các máy làm đất, đặc biệt là máy ủi HTTĐTL chiếm một phần khá lớn và có vai trò quan trọng. Trên máy ủi D275A-5 thì ngoài cơ cấu di chuyển là có truyền động cơ khí còn lại là áp dụng hệ thống HTTĐTL.
* Các lực tác dụng lên máy ủi:
Trọng lượng bộ công tác :
- Lưỡi ủi : 2440 kg
Lực tác dụng của đất lên bàn ủi P
Lực tác dụng lên lưỡi ủi được chia ra 2 thành phần:
P1: Phương thẳng đứng;
P2 Phương nằm ngang.
Để xét các giá trị P1 và P2 ta xét các trường hợp sau:
Khi bàn ủi bắt đầu ấn sâu dao cắt xuống đất để đào đất
Trong trường hợp này có kể đến sự mòn của lưỡi ủi, lúc này trước lưỡi ủi chưa có đất tạo thành khối lăn (Hình 2.24).
Qua hình 2.24 ta thấy:
a. Ân sâu dao cắt xuống đất
b. Nâng lưỡi ở cuối giai đoạn đào
Khi đó phản lực tác dụng lên lưỡi ủi P1 và P2 đều có điểm đặt cùng nằm trên mặt nền cơ bản, lực P2 có chiều hướng lên.
P1= R1 ; P2 = R2
R2 đã được xác định từ : R2 = K.x.B.N =60.1,0.341=27,300 KN (4.2, [3])
2.3.2.Tính toán lực cắt đất - Bộ công tác
* Mục tiêu:
Tính toán lực cần thiết để lưỡi ủi có thể cắt qua lớp đất trong điều kiện làm việc thực tế, phục vụ cho việc kiểm nghiệm sức bền bộ công tác.
- Diện tích tiếp xúc lưỡi ủi với đất
Máy ủi sử dụng lưỡi Semi-U blade:
- Chiều rộng lưỡi: B = 3.71 m
- Chiều cao lưỡi: H = 1.73 m
Diện tích tiếp xúc: A = B × H = 3.71 × 1.73 = 6.4183 m²
* Tính lực cắt đất:
Công thức: F = A × σ
Thay số: F = 6.4183 × 120.000 = 770.196 N ≈ 770 kN
- Diễn giải kết quả
- Lực F là lực tối thiểu để lưỡi ủi xuyên và đẩy được đất đi.
2.3.3 Tính chọn cặp xylanh thủy lực
2.3.3.1 Tính chọn cặp xylanh nâng hạ bộ công tác
Cặp xylanh nâng hạ bộ công tác có nhiệm vụ nâng bộ công tác lên ở cuối quá trình đào (khi lưỡi ủi đã đầy đất) hoặc ấn sâu lưỡi ủi xuống đất khi bắt đầu thực hiện quá trình đào đất.
Ở phần trước khi tính toán các lực tác dụng lên cơ cấu nâng hạ thiết bị ủi (phần 2.3.1.2) ta đã tính được lực tác dụng lên cặp xylanh này:
- Khi ấn sâu lưỡi ủi xuống đất để bắt đầu quá trình đào thì lực tác dụng lên xylanh là: S= 151,7 kN
- Khi nâng bộ công tác lên kết thúc quá trình đào (lưỡi ủi đầy đất) lực nâng cần thiết tính được là S= 181 kN
Vậy trong quá trình tính chọn đường kính xylanh ta sử dụng giá trị lực nâng lớn hơn S=181 kN.
* Xác định đường kính xy lanh:
Thông thường đường kính cán piston d
d = (0,4 - 0,5). D, ta chọn d = 0,5D
* Hành trình làm việc của piston:
Hành trình làm việc của piston phụ thuộc và chiều cao nâng hạ của xy lanh.
Theo kinh nghiệm thường chọn L = (8 ¸ 15).D
Ta chọn
L = 8.D
Trong đó :
L : Hành trình làm việc của piston
D : Đường kính piston
=> L = 8.130 = 1040 mm
- Thể tích làm việc của khoang xy lanh phía sau không chứa cán piston. Theo (công thức 4.IV.21) trang 354 của tài liệu 4
V1 = F1.L = 13266.1040 = 13796640 mm2
Thể tích làm việc của khoang xy lanh có chứa cán piston được xác định theo (công thức 4.IV.21a) trang 354 của tài liệu 4
V2 = F2.L = 9950.1040 = 1034800 mm2
* Vận tốc khi hạ (piston đi xuống)
Thay số ta được: Vh = 800cm/ph
2.3.3.2 Tính chọn cặp xylanh quay lưỡi ủi
Cặp xylanh quay lưỡi ủi có nhiệm vụ tạo góc quay cho lưỡi ủi. Thông thường góc quay này có giá trị 600- 900. Đây là tính năng ưu việt hơn mà máy ủi thường không làm được. Khi quay lưỡi ủi người ta có thể san, ủi đất sang một bên giống như là máy san. Cặp xylanh này còn có tác dụng bảo vệ cho lưỡi ủi, giảm lực động khi máy va vấp vào vật cản.
Vị trí của cặp xylanh quay lưỡi ủi được thể hiện ở hình vẽ dưới đây
Theo tài liệu truyền động máy xây dựng và xếp dỡ (TL[7]) ta chọn một vài thông số sau:
- Hệ số kết cấu của xylanh là 1,25.
- Giá trị áp suất dầu: Định mức là 16 MPa và áp suất dầu lớn nhất là 25 MPa
Chọn xylanh có đường kính là D=80 mm.
Lực đẩy trên xl có thể đạt được là 838,4 kN
2.3.4 Tính toán kiểm tra bơm chính
2.3.4.1. Các thông số chính của bơm.
- Bơm chính dùng trong hệ thống truyền động thuỷ lực của bộ công tác máy ủi Komatsu D275A-5 là loại bơm bánh răng, có các thông số chính:
- Lưu lượng của bơm Qbr = 264 lit/phút
- Số vòng quay nb = 2286 v/ph
- Số răng của bánh răng chủ động Z1 = 10
- Số răng của bánh răng bị động Z2 = 10
- Áp suất cơ bản tạo ra P = 280 kg/cm2
2.3.4.2. Cơ sở tính toán :
- Phương pháp chung để tính chọn bơm - động cơ thuỷ lực là xác định lưu lượng yêu cầu của hệ thống thuỷ lực dựa trên diện tích làm việc của piston trong xy lanh vựa chọn ở trên và vận tốc nâng hạ thiết bị công tác với từng loại máy khác nhau. Dựa vào hai thông số thì lưu lượng của bơm được xác định theo (công thức 4.IV.24) - Trang 3.55 của tài liệu 4.
Qxl = F.V cm3/ph
* Trường hợp biết được các thông số của bơm ta có thể tích lưu lượng theo (công thức 12-5 tài liệu 3
QBr = 7.h.Q.D.m.b.n = 7.h.Q.m3.b-.Z2.n (cm3/ph)
Từ biểu thức tình lưu lượng ở trên ta xác định mô đun m
m = 0,6 (mm)
Q : Tính bằng cm3/ph
n : Tính bằng Vg/ph
- Các kích thước khác của bánh răng (đối với bánh răng không dịch chỉnh) được xác định theo m và Z như sau
D2 = m(Z + 2)
D0 = m.Zcos∝0 ; ∝0 : Góc ăn khớp của thước răng thông thường ∝0 = 20
h = 2.m
b = b-.m.Z
L = m.Z
2.3.4.3. Tính toán kiểm tra bơm chính
Từ Qbr = 264 l/ph
P = 280 kg/cm = 140 at
hQ = 0,92
Z = 10
b- = 0,3
n = 2286 v/ph
Mô đung của bánh răng:
=> m = 8mm
Ta thấy tròn giá trị tính toán của m lấy m = 8 mm khi đó b- có giá trị
Chiều rộng của bánh răng b:
b = b-.m.Z = 0,28.8.10 == 22,4 mm
b = 25 mm
Kính vòng lăn D
D = m.Z = 8.10 = 80 mm
Đường kính vòng tròn đỉnh D2
D2 = m(Z + 2) = 8(10 + 2) = 96 mm
Đường kính vòng tròn cơ bản D0
D0 = m.Z.cosa0 = 8.10.cos200 = 32 mm
Chiều cao của răng h
h = 2m = 2.8 = 16 mm
- Tính công suất của bơm:
Nb = 131,28(KW)
- Công suất dẫn động của động cơ:
Nđc = 167,87 (KW)
* Kết luận :
Trong quá trình tính toán kiểm tra bơm chính. Ta xét thấy sử dụng bơm bánh răng có các thông số kỹ thuật như trên thì đáp ứng tốt cho quá trình hoạt động của hệ thống truyền động thuỷ lực của máy ủi KOMATSU D257A-5 trong mọi điều kiện làm việc với giới hạn cho trước của máy.
CHƯƠNG 3: CHẨN ĐOÁN KỸ THUẬT HỆ THỐNG THỦY LỰC DẪN ĐỘNG BỘ CÔNG
TÁC CỦA MÁY ỦI KOMAT’SU D275A-5
3.1. Chẩn đoán các dạng hư hỏng
Chẩn đoán hệ thống thủy lực dẫn động bộ công tác máy ủi là quá trình kiểm tra, phân tích và đánh giá tình trạng làm việc của hệ thống để xác định nguyên nhân gây ra các sự cố, hư hỏng hoặc suy giảm hiệu suất. Dưới đây là hướng tiếp cận đầy đủ và có hệ thống để chẩn đoán:
1. Tổng quan về hệ thống thủy lực dẫn động bộ công tác máy ủi
Hệ thống này thường bao gồm:
- Bơm thủy lực: tạo áp suất dầu.
- Van điều khiển (chính là van PPC hoặc van phân phối): điều khiển hướng và lưu lượng dầu đến xi lanh.
3. Quy trình chẩn đoán
* Bước 1: Quan sát và thu thập dữ liệu
- Quan sát hoạt động của lưỡi ủi.
- Ghi nhận tiếng ồn, rung, nhiệt độ dầu, tốc độ nâng/hạ.
* Bước 3: Kiểm tra áp suất làm việc
- Sử dụng đồng hồ đo áp suất tại các điểm test port để so sánh với thông số tiêu chuẩn (theo manual của máy D275A-5 hoặc loại tương đương).
- Nếu áp suất thấp → khả năng do bơm, van hoặc rò rỉ.
* Bước 5: Kiểm tra xi lanh
- Kiểm tra rò rỉ bên trong xi lanh (nội rò).
- Rò rỉ bên ngoài ở phớt cần xi lanh.
4. Một số biện pháp khắc phục
- Thay thế phớt, lọc dầu, hoặc dầu mới nếu hư hỏng nhẹ.
- Kiểm tra và sửa chữa bơm, xi lanh hoặc van nếu có hư hỏng nặng.
- Xả khí nếu có hiện tượng sủi bọt, rung giật.
3.2. Khái niệm chung bảo dưỡng
Bảo dưỡng kỹ thuật nhằm tạo điều kiện làm việc bình thường cho máy, cụm máy và tránh cho chúng không bị hao mòn trước thời hạn và hư hỏng bất thường, làm cho tốc độ hao mòn ở mức độ tốt nhất trong quá trình sử dụng.
Khi bảo dưỡng kỷ thuật phải tiến hành : lau, rửa, xem xét, tra dầu mỡ, kiểm tra xiết chặt, điều chỉnh….
Qua đó giảm ma sát ở mối ghép hoặc đảm bảo sự làm việc ổn định trong trường hợp ma sát thủy động, kéo dài tuổi thọ chi tiết và cụm chi tiết.
Cần phân biệt các nội dung bảo dưỡng kỹ thuật sau đây :
+ Bảo dưỡng kỹ thuật trong sử dụng;
+ Bảo dưỡng kỹ thuật trong khi chờ đợi;
+ Bảo dưỡng kỹ thuật khi bảo quản;
+ Bảo dưỡng kỹ thuật trong vận chuyển;
3.3. Chương trình bảo dưỡng
* Trước khi nổ máy:
- Kiểm tra màn hinh máy.
- Kiểm tra, bổ sung mức nước làm mát.
- Kiểm tra, bổ sung mức nhiên liệu.
* Sau 250 giờ đầu tiên (đối với máy mới):
- Thay dầu máy và lõi lọc dầu.
- Thay lọc nhiên liệu và lõi lọc.
- Thay dầu hộp số, làm sạch lọc hút mạt hộp số.
* Sau mỗi 500 giờ chạy máy:
- Thay dầu và lõi lọc dầu máy.
- Thay lõi lọc nhiên liệu.
- Thay lọc dầu hộp số và lọc dầu lái.
* Sau mỗi 4000 giờ chạy máy:
- Kiểm tra bơm nước.
- Làm sạch và kiểm tra tăng áp.
- Kiểm tra, điều chỉnh khe hở supáp.
* Sau mỗi 8000 giờ chạy máy:
- Thay thế kẹp ống cao áp.
- Thay thế nắp bảo vệ phần áp suất cao của nhiên liệu.
KẾT LUẬN
Đồ án tốt nghiệp này là kết quả của quá trình tìm hiểu thực tế, cũng như là sự tổng kết của quá trình học tập của các môn chuyên ngành của sinh viên lớp Máy xây dựng, trường Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải, cũng như bản thân em.
Máy ủi KOMAT’SU D275A-5 đã được sử dụng rộng rãi trên thế giới và ở nước ta cũng đã được sử dụng nhiều, chủ yếu là đường quốc lộ. Với sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy trong Khoa Cơ Khí - Bộ môn Máy Xây Dựng trường Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải và đặt biệt là thầy : TS…………….. đã giúp đỡ em hoàn thành thiết kế này.
Với những kiến thức thức đã được học, cũng như khả năng của bản thân, em nhận thấy trong thiết minh của thiết kế này em đã làm tốt được một số vấn đề: Tìm hiểu về máy ủi D275 trên thế giới và ở Việt Nam, về nguyên lý làm việc, hệ truyền động, môi trường thi công, công nghệ thi công, ….
Song do trình độ, kiến thức còn hạn chế và thời gian có hạn nên khóa luận của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được những ý kiến nhận xét, đóng góp, bổ sung của thầy cô và công ty để bài khóa luận của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày … tháng … năm 20,,,
Sinh viên thực hiện
…………………
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. SHOP MANUAL. KOMATSU D257-5
2. Thuỷ lực và máy thuỷ lực
Tác giả : Đinh Ngọc Ái - Đặng Huy Chi - Nguyễn Đức Hoàng - Phạm Đức Nhuận.
Nhà xuất bản : Đại học và trung học chuyên nghiệp Hà Nội 1972
3. Thuỷ lực và máy thuỷ lực - Tập II
Tác giả : Đinh Ngọc Ái - Đặng Huy Chi - Nguyễn Đức Hoàng - Phạm Đức Nhuận.
Nhà xuất bản : Đại học và trung học chuyên nghiệp Hà Nội 1972
4. Máy làm đất
Tác giả : Vũ thế Lộc - Vũ Thanh Binh
Nhà xuất bản giao thông vận tải
5. Máy làm đất
Tác giả : Phạm Hữu Đồng - Hoa Văn Ngũ - Lưu Bá Thuận
Nhà xuất bản xây dựng Hà Nội 2004.
6. Vận hành và bảo dưỡng máy xây dựng
Tác giả : Phạm Đức ân
Nhà xuất bản giao thông vận tải.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"