Chương 1 Tổng quan về các hệ thống truyền động thủy lực dẫn động gàu công tác trên xe xúc lật. Ở chương này, tiến hành tìm hiểu về các hệ thống truyền động thủy lực dẫn động gàu công tác trên xe xúc lật. Chương 2 Xây dựng mô hình mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực dẫn động gàu công tác trên xe xúc lật. Ở chương này, tiến hành xây dựng mô hình mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực dẫn động gàu công tác trên xe xúc lật trên phần mềm Matlab - Simulink.
Chương 3 Mô phỏng khảo sát ảnh hưởng của các thông số kết cấu đến các thông số làm việc của hệ thống truyền động thủy lực dẫn động gàu công tác trên xe 1 xúc lật. Ở chương này, tiến hành mô phỏng nghiên cứu các ảnh hưởng của các thông số kết cấu của các máy thủy lực đến các thông số làm việc của hệ thống truyền động thủy lực dẫn động gàu công tác trên xe xúc lật. Trong quá trình thực hiện đề tài này trên cơ sở tham khảo, sử dụng kiến thức chuyên môn, các kết quả, công trình nghiên cứu của những người nghiên cứu trước tại các tài liệu, giáo trình, các bài báo, các thông tin khoa học và các kết quả nghiên cứu, mô phỏng, tính toán đã được công bố. TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC DẪN ĐỘNG GÀU CÔNG TÁC TRÊN XE XÚC LẬT 1.
Xe xúc lật Xe xúc lật là một loại máy cơ giới thuộc nhóm máy động lực. Nó được sử dụng chủ yếu trong các công trường xây dựng, khai khoáng … nhằm xúc đổ đất, đá, khoáng sản, vật liệu xây dựng với khối lượng lớn. Xe xúc lật gồm có hai loại là xe xúc lật di chuyển bằng lốp và bằng xích: Hình 1-1. Xe xúc lật di chuyển bằng xích Hình 1-2.
Xe xúc lật di chuyển bằng lốp 3 Cấu tạo chung của xe xúc lật: Hình 1-3. Cấu tạo chung của xe xúc lật 1 - Gàu xúc; 2 – Thanh đẩy; 3 – Xilanh lật gàu; 4 – Khung chính; 5 – Ca bin điều khiển; 6 – Máy cơ sở; 7, 10 – Hệ thống di chuyển bánh lốp; 8 – Khớp quay; 9 – Xilanh nâng hạ khung chính. Thông số cơ bản của xe xúc lật một gầu công tác: Hình 1-4. Thông số cơ bản của xe xúc lật Tốc độ di chuyển của xe xúc lật một gàu chạy xích từ 3 – 8 km/h, khi lắp thêm hộp giảm tốc phụ thì có thể đạt 8 – 12 km/h.
Xe xúc lật bánh lốp một gàu công 4 tác thường trang bị bộ biến tốc thủy lực đảm bảo tốc độ di chuyển có thể thay đổi tốc độ vô cấp từ 0 – 40 km/h. Sức nâng của xe xúc lật một gàu công tác di chuyển bằng bánh lốp từ 0,32 đến 5 tấn; đối với xe xúc lật di chuyển bằng xích từ 2 – 10 tấn. Hệ thống truyền động thủy lực dẫn động gàu công tác trên xe xúc lật Hình 1-5. Hệ thống truyền động thủy lực dẫn động gàu công tác trên xe xúc lật 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 xe xúc lật.
Truyền động thuỷ lực được chia ra làm hai loại là truyền động thuỷ động và truyền động thuỷ tĩnh (hay còn gọi là truyền động thể tích). Hệ thống truyền động thủy lực dẫn động gàu công tác trên xe xúc lật thường sử dụng hệ thống truyền động thủy tĩnh. Truyền động thủy tĩnh: Là phương pháp truyền động có chức năng đảm bảo mối liên hệ cứng (trong giới hạn 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 (xilanh thuỷ lực hoặc động cơ thuỷ lực) qua chất lỏng công tác để truyền vào một khoang kín. 5 Hệ thống thủy lực dẫn động gàu công tác trên xe xúc lật Hình 1-6.
Hệ thống thủy lực dẫn động gàu công tác trên xe xúc lật 6 1 – Bơm chính 3 - Van điều khiển chính 4 - Điều khiển Van 10 - Van an toàn 11- Van đổi áp suất 12 - Xilanh nâng cần 13 - Xilanh gàu 21 - Thùng chứa dầu thủy lực 22 - Ống thông hơi 23 - Lọc dầu về 24 - Van thoát 25 - Lọc 28 - Van kiểm tra 29 - Cảm biến áp suất 7 Hình 1-7. Hệ thống thủy lực dẫn động gàu công tác trên xe xúc lật khi nâng cần 8 Khi cần điều khiển van (4) được kéo về phía sau, thanh trượt nâng cần di chuyển vị trí bởi gia tăng áp lục dầu từ cổng 3 của van. Dầu từ máy bơm chính (1) chảy vào van điều khiển chính (3) và sau đó đi đến khoang lớn của xilanh nâng cần (12). Dầu từ khoang nhỏ của xilanh nâng cần (12) trở về thùng chứa dầu thủy lực (21) thông qua thanh trượt nâng cần cùng một lúc.
Khi điều này xảy ra, xilanh nâng cần đi lên. Hệ thống thủy lực dẫn động gàu công tác trên xe xúc lật khi hạ cần 10 Khi cần điều khiển van (4) được đẩy về phía trước, thanh trượt nâng cần được chuyển tới vị trí giảm áp lực. Dầu từ máy bơm chính (1) chảy vào van điều khiển chính (3) và sau đó đi đến khoang nhỏ của các xilanh nâng cần (12). Dầu trở về từ khoang lớn của xilanh nâng cần (12) trở về thùng chứa dầu thủy lực (21) thông qua thanh trượt nâng cần cùng một lúc.
Khi tốc độ nâng cần suy giảm nhanh hơn, dầu trở về từ khoang lớn của xilanh nâng cần kết hợp với dầu từ máy bơm thông qua van kiểm soát sự tái tạo, và chảy vào khoang nhỏ của xilanh. Điều này ngăn cản tạo ra rò rỉ dầu xilanh bởi áp lực tiêu cực khi lưu lượng máy bơm không thể phù hợp với tốc độ giảm xuống của cần nâng. Hệ thống thủy lực dẫn động gàu công tác trên xe xúc lật ở vị trí di chuyển 12 Khi cần điều khiển van (4) được đẩy hơn nữa về phía trước từ vị trí thấp hơn, áp lực tăng đạt đến 13 ~ 15bar, sau đó thanh trượt nâng cần được di chuyển đến vị trí trung gian. Các cổng làm việc (A2), (B2) và khoang nhỏ và khoang lớn được kết nối với các đường về.
Do đó, cần nâng sẽ được hạ xuống do trọng lượng riêng của nó. Trong điều kiện này, khi gàu tiếp xúc với mặt đất, nó có thể là di chuyển lên và xuống phù hợp với tình trạng của mặt đất. Hệ thống thủy lực dẫn động gàu công tác trên xe xúc lật ở vị trí lật gàu 14 Nếu cần điều khiển van (4) được đẩy sang bên phải, thanh trượt gàu công tác được di chuyển đến vị trí lật gàu bằng áp lực dầu tăng từ cổng 2 của van. Dầu từ máy bơm chính (1) chảy vào van điều khiển chính (3) và sau đó đi đến khoang nhỏ của xilanh gàu (13).
Dầu ở khoang lớn của xilanh gàu (13) trở về thùng chúa dầu thủy lực (21). Khi điều này xảy ra, gàu được lật đổ. Khi tốc độ lật gàu của gàu quá nhanh, dầu trở về từ khoang lớn của xilanh lật gàu kết hợp với dầu từ máy bơm, và chảy vào khoang nhỏ của xilanh. Điều này ngăn cản rò rỉ dầu xilanh bởi áp lực tiêu cực khi lưu lượng máy bơm không thể phù hợp với tốc độ lật gàu.
Hệ thống thủy lực dẫn động gàu công tác trên xe xúc lật ở vị trí nâng gàu 16 Nếu cần điều khiển van (4) được kéo sang trái, thanh trượt gàu được di chuyển đến vị trí quay trở lại bởi áp lực dầu tăng từ cổng 4 của van. Dầu từ máy bơm chính (1) chảy vào van điều khiển chính (3) và sau đó đi đến khoang lớn của xilanh gàu. Dầu tại khoang của xilanh gàu (13) trở về thùng dầu chứa dầu thủy lực (21). Khi điều này xảy ra, gàu quay trở lại.
Bơm chính Hình 1-12. Bơm chính Bơm pittông là loại bơm dựa trên nguyên tắc thay đổi thể tích của cơ cấu pittông - xilanh. Vì bề mặt làm việc của cơ cấu này là mặt trụ, do đó dễ dàng đạt 17 được độ chính xác gia công cao, bảo đảm hiệu suất thể tích tốt, có khả năng thực hiện được với áp suất làm việc lớn (áp suất lớn nhất có thể đạt được là p = 700 bar). Dự trên cách bố trí píttông, bơm pittông thường phân thành hai loại: - Bơm píttông hướng tâm - Bơm píttông hướng trục.
Trên xe xúc lật thường dùng loại bơm píttông hướng trục: Bơm píttông hướng trục là loại bơm có píttông đặt song song với trục của rôto và được truyền bằng khớp hoặc đĩa nghiêng. Ngoài những ưu điểm như của bơm píttông hướng tâm, bơm píttông hướng trục còn có ưu điểm nữa là kích thước của nó nhỏ gọn hơn, khi cùng một cỡ với bơm hướng tâm. Ngoài ra, so với tất cả các loại bơm khác, bơm píttông hướng trục có hiệu suất tốt nhất, và hiệu suất hầu như không phụ thuộc vào tải trọng và số vòng quay. Bơm píttông hướng trục Lưu lượng của bơm píttông: (lít/phút) .n 4 Trong đó: - D: đường kính phân bố các xilanh (m) 18 - n: số vòng quay - d: đường kính xilanh (m) - z: số píttông của bơm - α: góc nghiêng điều chỉnh bơm.
Van điều khiển chính Hình 1-14. van servo Có nhiệm vụ đóng mở các ống dẫn để đảo chiều chuyển động của cơ cấu chấp hành. Khi dòng điện điều khiển ở hai cuộn dây bằng nhau hoặc bằng 0 thì con trượt ở vị trí trung gian (áp suất ở hai buồng con trượt cân bằng nhau). Khi dòng điện i 1 và i2 lệch nhau thì phần ứng bị hút lệch, do sự đối xứng của các nam châm mà phần ứng sẽ quay.
khi phần ứng quay, ống đàn hồi sẽ biến dạng đàn hồi, khe hở từ cánh chặn đến miệng phun dầu cũng sẽ thay đổi. Điều đó dẫn đến áp suất ở hai phía của con trượt lệch nhau và con trượt di chuyển hình thành tiết diện chảy qua van (tạo đường dẫn dầu qua van). Vị trí nâng cần Hình 1-15. Vị trí nâng cần 1.
Vị trí hạ cần Hình 1-16. Vị trí hạ cần 20 1. Vị trí nâng gàu Hình 1-17. Vị trí nâng gàu 1.
Vị trí lật gàu Hình 1-18. Vị trí lật gàu 21 1. Van an toàn Van tràn và van an toàn dùng để hạn chế việc tăng áp suất chất lỏng trong hệ thống thủy lực vượt quá trị số quy định. Van tràn làm việc thường xuyên, còn van an toàn làm việc khi quá tải.
Ký hiệu của van tràn và van an toàn: Hình 1-19.