CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ XE THU GOM RÁC 1. Giới thiệu về các loại xe thu gom rác Xe thu gom rác thải là một loại xe khá phổ biến, đang được các thành phố lớn và khu công nghiệp sử dụng rộng rãi. Các loại xe có tính cơ động và tải trọng tương đối lớn, có thể thu gom được nhiều rác nhờ có cơ cấu nén, ép rác dưới áp lực lớn của thủy lực. Có các loại xe thu gom rác điều khiển bằng tay và loại điều khiển tự động.
Hiện nay có rất nhiều hãng phát triển công nghệ cho ra đời các loại xe thu gom rác thông minh và tiện lợi. Sau đây là một số loại xe thu gom rác thải đang được sử dụng hiện nay. Xe thu gom rác thông thường Các loại xe thu gom rác này được sử dụng rộng rãi và phổ biến ở nước ta hiện nay do giá thành rẻ nhưng vẫn đảm bảo được yêu cầu về thu gom rác ở các đo thị của nước ta. Thùng chứa của loại xe này có thể tích từ 14m3 tới 22m3 tùy thuộc vào yêu cầu mà lựa chọn kích thước xe một cách hợp lí.1 là hình ảnh của loại xe chở rác này.1: Xe chở rác Dongfeng 1.
Xe thu gom rác tự động Những loại xe thu gom rác tự động hiện nay ở nước ta vì nhiều lí do mà chưa được đưa vào sử dụng, nhưng trong tương lai nó sẽ dần thay thế những loại sẽ thu gom rác 6 thông thường đang được sử dụng hiện nay do những ưu điểm vượt trội mà nó mang lại sẽ giúp giảm thiểu sức lao động chân tay của con người. Những chiếc xe thu gom rác tự động được thiết kế và ứng dụng hệ thống thủy lực sâu vào các cơ cấu thu rác và nén rác. Việc sử dụng chúng để thu gom rác mang lại năng suất cao giảm đi sự vất vả của người công nhân.3 là hai mô hình xe thu gom rác tự động do hãng E-Z PACK sản xuất.2: Xe thu gom rác tự động Hercules Hình 1.3: Xe thu gom rác tự động với tay gắp phía trước 7 CHƯƠNG 2 KẾT CẤU CƠ KHÍ TAY GẮP RÁC 2. Giới thiệu kết cấu cơ khí tay gắp rác Kết cấu cơ khí của tay gắp rác trên xe được thể hiện trong Hình 2.
Cánh tay gắp thùng rác hoạt động dựa trên nguyên lý của một cánh tay robot với 4 bậc tự do. Cánh tay hoạt động được nhờ các xylanh thủy lực được điều khiển hoạt động thông qua các van phân phối các van này được điều khiển bởi một PLC (Programable logic controller: bộ điều khiển logic lập trình được). Các xylanh thủy lực của cánh tay hoạt động nhờ một bơm nguồn thủy lực được đẫn động bởi động cơ diesel của xe thông qua các bộ truyền đai.1: Kết cấu cơ khí tay gắp rác thủy lực 8 Hình 2.2: Kết cấu cơ khí tay gắp rác thủy lực Các bộ phận chính bao gồm: 1- Cụm van phân phối, 2- Xylanh nâng hạ, 3- Xylanh ra vào, 4- Xylanh lật, 5- Thân tay cần, 6- Ray trượt, 7- Xylanh kẹp, 8- Mỏ kẹp, 9- Thanh trượt, 10-Thân tay kẹp. Kết cấu các bộ phận tay gắp rác 2.
Cơ cấu kẹp Cơ cấu kẹp thùng rác được thể hiện trong Hình 2. Gồm các bộ phận chính sau: 1- Xylanh kẹp, 2- Tay đòn, 3- Bánh răng ăn khớp, 4- Thanh đỡ, 5- Càng kẹp.3: Cơ cấu kẹp thùng rác 9 2. Cơ cấu xoay đổ rác Cơ cấu xoay đổ rác (Hình 2.4) là cơ cấu tạo chuyển động quay cho, giúp cho cơ cấu kẹp và thùng rác quay một góc nhất định để đổ rác từ thùng rác vào thùng chứa của xe tải. Bộ phận chính của cơ cấu gồm: 1- Xylanh, 2- Trục quay (giúp liên kết giữa các phần của cơ cấu và đảm bảo chuyển động quay giữa các khâu liên kết).
Cơ cấu nâng hạ tay cần Cơ cấu nâng hạ (Hình 2.5) là cơ giúp nâng toàn bộ cánh tay lên cao đảm bảo thùng rác ở đúng vị trí cần thiết cho phép rác được đổ vào thùng chứa. Các bộ phận chính của cơ cấu bao gồm: 1-Xylanh nâng hạ, 2-Cánh tay đòn, 3-Trục quay.5: Cơ cấu nâng hạ tay cần. 10 CHƯƠNG 3 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG THỦY LỰC 3. Nguyên lí hoạt động của mạch thủy lực 3.
Các phần tử chính trong mạch thủy lực STT Tên phần tử Kiểu Chức năng Số lượng Tạo chuyển động ra 1 Xy lanh ra vào Tác động kép vào cho tay cần 1 2 Xy kẹp Tác động kép Tạo lực kẹp cho cơ 1 cấu kẹp 3 Xy lanh nâng Tác động kép Tạo lực nâng cho 1 tay cần Tạo chuyển động 4 Xy lanh xoay Tác động kép xoay cho cơ cấu đổ 1 rác 5 Xy lanh nén rác Tác động kép Nén rác 2 6 Xy lanh mở nắp thùng Tác động kép Mở nắp 2 7 Xy lanh đổ rác Tầng và tác Nâng thùng đổ rác 1 động đơn Bơm bánh răng Cung cấp nguồn cho 8 Bơm nguồn ăn khớp ngoài hệ thống 1 4/3 điều khiển Điều khiển hướng 9 Van phân phối điện hồi vị bằng cho cơ cấu chấp 6 lò xo hành 4/2 điều khiển Giảm tải cho bơm 10 Van phân phối điện hồi vị bằng 1 lò xo 3/2 điều khiển Điều khiển xy lanh 11 Van phân phối điện hồi vị bằng tầng 1 lò xo Điều khiển vận tốc 12 Van tiết lưu 1 chiều các cơ cấu chấp 8 hành 13 Van tiết lưu 2 chiều Điều khiển vận tốc 1 xy lanh tầng 14 Bộ chia lưu lượng Dạng van kiểu Đồng tốc 2 xy lanh 2 con trượt 11 STT Tên phần tử Kiểu Chức năng Số lượng 15 Van an toàn Tác động trực Bảo vệ hệ thống 1 tiếp 16 Bộ lọc dầu Lọc cặn bẩn cho 1 dầu 17 Thùng dầu Đựng dầu 1 Chống rơi cho xy 18 Van một chiều Có điều khiển lanh nâng và xy 2 lanh mở nắp thùng 19 Đồng hồ đo áp Đo áp suất trong hệ 1 thống 20 Đường ống thủy lực ống thép Dẫn dầu trong hệ thống Làm mát dầu trước 21 Bộ làm mát khi về thùng 1 3. Ngyên lý hoạt động của mạch thủy lực a) Chế độ chờ Là chế độ khi bơm nguồn đã bật nhưng các cơ cấu trong hệ thống chưa hoạt động. Van phân phối 4/2 luôn ở vị trí thường mở do y4 chưa được cấp nguồn điện (vị trí số 1). Dầu do bơm cấp lên qua van phân phối này qua bộ phận làm mát và qua bộ lọc đi về thùng dầu.
b) Chế độ cánh tay hoạt động gắp thùng rác Nhấn nút điều khiển gắp thùng rác trên bảng điều khiển khi đã định vị được vị trí của thùng rác. Lúc này van phân phối 4/2 chuyển sang trạng thái thứ 2 (vị trí số 2), chế độ giảm tải cho bơm nguồn được đóng lại và lưu lượng được cấp cho các cơ cấu tay gắp. Tay gắp thùng rác sẽ hoạt động tự động theo đúng chu trình tuần tự. Ban đầu xylanh ra vào sẽ đưa toàn bộ cơ cấu tay gắp đi ra cho tới khi chạm tới giới hạn hành trình đã đặt trước sau đó xylanh gắp thùng rác thực hiện gắp thùng rác, khi đã kẹp được thùng rác thì xylanh ra vào sẽ thụt lại đưa toàn bộ cơ cấu tay gắp và thùng rác đã được kẹp về vị trí ban đầu.
Khi về tới cuối hành trình của xylanh ra vào thì xylanh nâng toàn bộ cánh tay và thùng rác sẽ lập tức hoạt động nhờ các cảm biến được đặt trên đầu và cuối mỗi hành trình của các xylanh. Khi xylanh nâng tay cần lên tới vị trí đặt cảm biến thì xylanh xoay đổ rác bắt đầu đi ra, xylanh này tạo chuyển động quay cho cơ cấu kẹp thùng rác làm cho rác trong thùng rác đổ vào trong thùng xe chở. Tại đây xylanh này sẽ được giữ để đổ rác trong 3s đã thiết lập ở bộ điều khiển PLC. Sau 3s thì xylanh xoay đổ rác thực 12 hiện hành trình về tiếp đến là xylanh nâng hạ toàn bộ tay cần xuống.
Khi tới vị trí ban đầu thì xylanh ra vào thực hiện hành trình đi ra để trả thùng đựng rác về vị trí ban đầu sau đó thụt lại kết thúc quá trình kẹp và đổ một thùng rác. Trong cơ cấu gắp thùng rác tự động sẽ được điều khiển bằng bộ điều khiển PLC thông qua các tín hiệu điều khiển từ người điều khiển và các cảm biến vị trí lắp trên thân mỗi xylanh. c) Chế độ nén rác Hệ thống nén rác bằng cơ cấu được dẫn động bằng 2 xylanh lắp song song chạy đồng bộ với nhau. Hai xylanh nén rác này sẽ được điều khiển thông qua bộ điều khiển PLC.
Tín hiệu điều khiển là nút bấm và cảm biến vị trị. Khi ngươi điều khiển nhấn nút “nén rác” trên bảng điều khiển thì hai xylanh này sẽ được cấp nguồn và bắt đầu đi ra thực hiện hành trình nén rác khi xylanh tới vị trí đặt cảm biến vị trí thì ngay lập tức hai xylanh này thực hiện hành trình về kết thúc quá trình nén rác. d) Chế độ đổ rác Trước tiên ta cần có tín hiệu từ cảm biến áp suất P. Khi đạt tới áp suất đã cài đặt thì ngay lập tức cảm biến áp suất sẽ gửi tín hiệu về bảng điều khiển thông báo cho người điều khiển thực hiện quá trình đổ rác.
Mở nắp thùng rác và đổ rác được thực hiện qua tín hiệu điều khiển bằng tay thông qua nút bấm trên bảng điều khiển. Ban đầu ta nhấn nút mở nắp thùng rác khi nắp thùng rác mở hết thì ta nhấn nút đổ rác lúc này thùng rác được nâng lên để thực hiện đổ rác thông qua xy lanh đổ rác. Sau khi đổ xong ta nhả nút điều khiển đổ rác thì xy lanh đổ rác tự động đi về do có tải trọng của thùng xe. Đồng thời ta nhấn nút đóng nắp thùng rác kết thúc quá trình đổ rác.
Khi các nút điều khiển này được tác động thì ngay lập tức van giảm tải cho bơm nguồn cũng được đóng ngăn dầu về bể, để cung cấp nguồn cho các cơ cấu chấp hành. Nguyên lí hoạt động của mạch điều khiển 3. Chu trình hoạt động của tay cần 13 3. Các phần tử trong mạch điều khiển STT Tên phần tử Chức năng Số lượng 1 Bộ nguồn điện 24VDC Cung cấp nguồn chính 1 2 Cảm biến vị trí Theo dõi hành trình của xy lanh 10 3 Bộ điều khiển lập trình PLC Điều khiển hệ thống 1 4 Công tắc , nút bấm Cung cấp tín hiệu điều khiển 16 5 Cảm biến áp suất Cung cấp tín hiệu điều khiển 1 6 Bảng điều khiển Lắp ráp các phần tử điều khiển 1 7 Dây điện Đấu nối các phần tử 3.