Tìm hiểu hệ thống thủy lực trên máy xúc gầu nghịch

Tìm hiểu hệ thống thủy lực trên máy xúc gầu nghịch Robex2800KLC của hang Huyndai Ι,Giới thiệu chung: 1 máy cơ sở,2 bánh xích,3 ổ dão bàn quay,4 ca bin,5 xi lanh nâng hạ cần,6 các ống dẩn thủy lực,7 cần,8 xi lanh điều khiển tay cần,9 xinh lanh điều khiển gầu,10 tay cần,11 gầu. ΙΙ,Các thông số cửa máy: TT Tên thông số Giá trị Đơn vị 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Loại động cơ - Kiểu - Mã hiệu - Công suất Tốc độ di chuyển Khả năng leo dốc Tốc độ toa quay Áp suất dầu công tác Dung tich gàu Áp suất trên nền(tính trung bình) Khối lượng máy xúc trung bình Chiều dài của máy xúc Chiều rộng của máy xúc Chiều cao của máy xúc Chiều dài toàn bộ xích Chiều rộng toàn bộ Chiều rộng một bản xích Diesel 6CT8,3-C96 2,8 22 4,75 25x 10N/m 1,8 1.6 18,75 6800 3000 3000 3420 2930 580 KW Km/h Độ V/ph MPa MPa Tấn mm mm mm mm mm mm ΙΙ, HỆ THỐNG THỦY LỰC: A,Sơ đồ hệ thống thủy lực: Trong đó : 1, 5, 8, 22,50, 53- Thiết bị khóa thủy lực; 2- Van về 3- Bơm piston rotor hướng trục ; 4- Bình chất lỏng; 6, 45- Bơm bánh răng; 7- Van áp lực; 9, 49, 52- Đồng hồ đo áp suất; 10, 12, 38, 40, 43- Van trượt; 13, 24, 25, 44- Van an toàn; 14, 37- Khối phân phối thủy lực ba và bốn khoang; 15- Thiết bị khóa điều chỉnh; 16- Ống góp trung tâm; 17- Bộ ngắt thủy lực; 18, 19, 34- Môtơ thủy lực rotor hướng kính; 20, 23, 29- Xilanh thủy lực; 21, 36, 54, 55- Van thông qua; 35, 51- Van một chiều; 41- Khoang trung gian; 42- Khóa chuyền; 46, 48- Bộ lọc; 47- Bộ tản nhiệt làm mát chất lỏng công tác;30 đầu nối Nguyên lý làm việc của hệ thống thuỷ lực: Bắt đầu từ bình dầu 4 được cấp đến hai khối phân phối thủy lực 37 và 14 bằng Bơm piston rotor hướng trục kép. Khi các van trượt của bộ phân phối thuỷ lực ở vào vị trí trung gian, ống chính có áp lực được nối thông với ống tháo, còn các khoang của các xilanh thủy lực và môtơ thủy lực thì được khóa lại. Trong trường hợp này chất lỏng được bơm poston rôtor hướng trục (3) bơm về ống tháo. Khi các van trượt của bộ phận phối thủy lực ở vào vi tri đóng thì các bộ phận của máy xúc hoạt động. Từ khoang A của bơm piston rotor hướng trục (3) chất lỏng công tác đi đến cơ cấu phân phối thuỷ lực ba khoang (14). Nhờ cơ cấu phân phối thuỷ lực này mà ta có thể điều khiển sự làm việc của động cơ thuỷ lực cơ cấu di chuyển bánh xích trái (18) bằng van trượt (11), điều khiển môtơ thuỷ lực (19) của bàn quay còn van trượt (10) điều khiển xilanh thủy lực (20) của gầu Đồng thời, từ khoang B của bơm piston rotor hướng trục (3) chất lỏng công tác đi dến khối phân phối bốn khoang (37). Ở bộ phân phối này bằng sự dịch chuyển van trượt (43) ta có thể điều khiển sự làm việc của xilanh thuỷ lực (23) của cần. van trượt (40) dùng để điều khiển xilanh thuỷ lực (29) của tay xúc cần Van trượt (39) dùng để điều khiển các thiết bị công tác khác khi lắp thêm. Van trượt (38) dùng để điều khiển môtơ thủy lực (34) của cơ cấu di chuyển bánh xích bên phải Để phối hợp hai thao tác làm việc - nâng cần và quay tay xúc hoằc gàu (theo sơ đồ nối tiếp), ở giửa các khoang công tác được bố trí van trượt (43) và (40) có lắp lắp khoang trung gian (41). Khi phối hợp các thao tác, chất lỏng công tác ở các khoang cần đẩy của xilanh thủy lực cần (23) sẽ đi đến xilanh thủy lực tay xúc (29) hoặc xilanh thủy lực (31) Nếu các van trượt của khối phân phối thủy lực (14) không đống lại thì dòng chất lỏng công tác được cung cấp từ hai khoang của bơm (3) sẽ hợp chất lại sau van một chiều (51) và được cấp vào khối thủy lực (37). Lúc này, các chuyễn động công tác được thực hiện với tốc độ nhanh gấp đôi. Các van khác nhau lắp trong hệ thống thủy lực có các công dụng như sau , van an toàn của khoang cao áp bộ phân phối thủy lực (13) được điều chỉnh đến áp lực 22 Mpa đảm bảo cho bơm (3) không bị quá tải. Các van thông qua (55) (54) và (36) lắp trên khoang công tác cùng với van trượt (12), (11) và (38) dùng để điều khiển hành trình của máy xúc và bộ phận quay của bàn quay, đòng thời có tác dụng giảm tải cho môtơ thủy lực khỏi bị áp lực quá cao khi phanh hoặc tăng tốc. Các van (55) và (36) của cơ cấu di chuyển được điều chỉnh với áp lực 20 Mpa, còn van (54) cơ cấu quay với áp lực 16 Mpa và được cặp chì. Van thông qua (21) được điều chỉnh với áp lực 10 Mpa và được sử dụng với thiết bị gàu ngoặm, nó dùng để thay đổi tốc độ quay êm nhẹ và ngăn ngừa lúc quá tải Các van an toàn (24) và (25) dùng để tháo tải cho các khoang của xilanh thủy lực, các ống dẩn và các bộ phận phân phối thủy lực khỏi bị áp suất quá lớn phát sinh lúc đào bằng gàu ngược. Van (24) dùng để bảo hiểm cho khoang cần đẩy các xilanh thủy lực cần. Van (25) dùng để bảo hiển cho các khoang Pittông xilanh thủy lực tay xúc (29). Khi lắp thiết bị bốc xếp, van (25) bảo vệ khoang cần đẩy của xilanh thủy lực quay gàu (30), còn khi lắp thiết bị gàu thuận có bảo vệ khoang pittông của các xilanh thủy lực (26) và (28) Van một chiều (35) dùng để bổ sung sự hao hụt chất lỏng công tác cho các khoang của xilanh thủy lực khi các van an toàn (24) và (25) làm việc, củng như cho các khoang của môtơ thủy lực (18), (19) và (34) khi các van thông qua (55), (54) và (36) làm việc Van một chiều (35) được lắp trên ống dẩn nối các khoang công tác của bộ phân phối thủy lực của các khoang tương ứng của xilanh thủy lực và môtơ thủy lực, các khoang này được nối với ống thủy lực tháo bằng các ống mềm. Van một chiều (51) ngăn không cho chất lỏng công tác chuyển động từ khoang bơm B đến khối phân phối thủy lực (14). Chất lỏng công tác chảy từ bộ phân phối thủy lực đến ống thủy lực tháo, trên ống thủy lực tháo có mắp bộ lọc (48) dùng để lọc chất lỏng công tác và bộ tản nhiệt (47) dùng để làm mát chất lỏng công tác bằng không khí do thiết bị quạt cung cấp Van một chiều (44) lắp trong hệ thống thủy lực song song với bộ tản nhiệt (47), nó được đặt trước bộ lọc (48) và dùng để điều chỉnh áp lực tăng quá cao trong ống thủy lực tháo, áp lực này được hình thành do lục cản ở trong bộ tản nhiệt khi nhiệt độ chất lỏng công tác thấp. Để điều khiển phanh của cơ cấu di chuyển máy xúc và cơ cấu quay bàn quay, cũng như để xả chất lỏng công tác trong hệ thống thủy lực khi sửa chữa và bảo dưỡng kỹ thuật máy xúc, người ta dùng hệ thống thủy lực phụ bơm bánh răng (6) lắp trên động cơ được sử dung để cung cấp chất lỏng cho hệ thống thủy lực phụ đó Thiết bị thủy lực khóa (15) dùng để điều khiển bộ phận đóng mạch thủy lực (17) của các phanh ở cơ cấu di động và cơ cáu quay bàn quay, van áp lực (7) dùng để bảo vệ bơm (6) khỏi bị quá tải. Bơm bánh răng (45) lắp trên động cơ dùng để điều chỉnh dòng chất lỏng công tác cho hệ thống thủy lực. Trước lúc nạp, chất lỏng công tác được lọc bằng bộ lọc (46). Việc kiểm tra tình trạng hoạt động của hệ thống thủy lực và điều chỉnh thiết bị an toàn được thực hiện nhờ đồng hồ áp lực (9), (49), (52) và các thiết bị khóa thủy lực (8), (50) và (53). B, Các thiết bị cửa hệ thống thủy lực: 1, BƠM CHÍNH: 1.1, Kết cấu và nguyên lý của bộ phận lắc: a. Cấu tạo (hình 4.6): Hình 4.6. Kết cấu của bộ phận lắc Trong đó: 1- Trục; 2- Vòng khoá; 3, 9, 18- Bạc lót;4- Tấm dập; 5- Ngõng tâm; 6- Lò xo đĩa; 7- Thân xylanh; 8- Đĩa phân phối; 10- Chốt; 11- Thanh truyền; 12- Piston; 13,14- Ổ bi; 15- Vòng chắn; 16- Nắp chặn; 17- Vòng phớt Trục chủ động (1) được gối lên ba ổ bi : hai ổ chặn hướng tâm (13) và một ổ đỡ hướng tâm (14). Để hạn chế sự dịch chuyển của ổ bi theo chiều trục, người ta định vị bằng bạc (3), vòng khoá (2). Vòng phớt được lắp ổ nắp trước (16) và tỳ lên bạc (18) ngăn không cho chất lỏng chảy từ khoang làm việc vào bơm. Trên mặt bích của trục (1) được lắp bởi thanh truyền (11), đầu kia của thanh truyền được gắn với piston và có thể chuyển động tịnh tiến trong thân xylanh. Ngoài ra, một đầu gối đỡ của ngõng tâm (5) cũng được lắp trên mặt bích trục (1), đầu kia được tỳ lên bạc (9). Trên ngõng tâm (5) nhờ có chốt (10) hãm thân xylanh (7) mà bề mặt ngoài được tựa vào đĩa phân phối (8). Và lò xo (6) có nhiệm vụ ép sơ bộ thân xylanh vào đĩa (8). b. Nguyên lý làm việc: Để bơm có thể làm việc được thì ta phải điều chỉnh thân xylanh (7) lệch so với đường tâm trục (1) một góc () lượng chất lỏng cung cấp tỷ lệ thuận với góc nghiêng này. Khi trục (1) nhận được chuyển động quay từ trục dẫn động và nhờ sự liên kết của ngõng tâm (5) nên thân xylanh cũng quay theo. Lúc này, góc nghiêng đã được điều chỉnh do đó piston không chỉ quay đồng thời cùng xylanh nhờ thanh truyền (11) mà còn chuyển động tịnh tiến trong thân xylanh, hút chất lỏng từ bọng hút qua bơm cung cấp chất lỏng có áp lực cho hệ thống thuỷ lực. 1.2, Cấu tạo và nguyên lý làm việc của bơm chính: a. Cấu tạo (Hình 4.7): Hình 4.7. Kết cấu bơm piston-rotor hướng trục kép Trong đó: 1,7- Thân quay; 2- Van trượt; 3- Tổ hợp hai lò xo; 4- Thanh ngang; 5- Trục bơm; 6- Hộp giảm tốc; 8- Bộ phận giới hạn hành trình; 9- Ngõng trục thân xylanh; 10- Thanh kéo bộ điều chỉnh; 11- Vít điều chỉnh; 12- Vòng đệm Bơm được cấu tạo bởi hai bộ phận lắc tiêu chuẩn làm việc đồng thời với nhau. Ngoài ra, để thay đỗi tỷ số truyền từ động cơ dẫn động đến trục của bộ lắc ta bố trí thêm hộp giảm tốc (6). Để quá trình tự động diều chỉnh công suất giữa hai khoang của bơm được đồng bộ nên ta nối cứng hai thân xylanh bằng thanh ngang (4). b. Nguyên lý: Trục (5) của bơm kép nhận chuyển động quay từ động cơ dẫn động, sau đó qua hộp giảm tốc (6) truyền đến hai trục của hai bộ phận lắc được lắp chung trên một thân. Dưới sự làm việc của bộ phân lắc sẽ tạo ra chất lỏng có áp lực cung cấp hệ thống thuỷ lực 1.3, Bộ điều chỉnh công suất: a. Mục đích: Để sử dụng được hầu hết công suất của động cơ dẫn động nên ta lắp thêm bộ điều chỉnh công suất. b. Nguyên lý làm việc (Hình 4.3): Van trượt (2) liên kết bằng ngõng trục (9) cùng với thân xylanh và một đầu nhận lực lò xo (3) một đầu kia nhận áp lực do ngõng trục tạo ra, áp lực này được nén từ bộ phận lắc. Khi làm việc với áp lực nhỏ, lò xo (3) của bộ điều chỉnh duy trì thân quay (1) và (7) ở góc quay không lớn, với góc quay này bơm sẽ đảm bảo lượng chất lỏng được cấp lớn nhất. Khi áp suất tăng lên,van trượt (2) ép lò xo giảm lượng cấp của bơm. Lò xo của bộ điều chỉnh và vòng đệm chặn (12) được chọn làm sao để duy trì công suất truyền dẫn cho trước. 2, CƠ CẤU TRUNG GIAN: 2.1, Bộ phân phối thuỷ lực: Bộ phân phối thuỷ lực được dùng để đổi nhánh dòng chảy ở các nút của lưới đường ống và phân phối chất lỏng theo một quy luật nhất định . Khối phân phối thuỷ lực ba khoang Khối phân phối thuỷ lực bốn khoang a. Khối phân phối thuỷ lực ba khoang: Khối phân phối thuỷ lực ba khoang bao gồm: khoang áp lực, ba khoang công tác, khoang tháo. Ngoài ra, còn có hai khối van thông qua được gắn với khoang công tác nhờ các bulông. Giữa các khoang được ngăn cách bởi các miếng đệm. Hình 4.8. Kết cấu của bộ phân phối thuỷ lực nhiều buồng Trong đó: 1- Khoang áp lực; 2- Khoang làm việc; 3- Khoang tháo; 4- Van an toàn; 5- Van một chiều; 6- Van trượt; 7- Lò xo; 8- Vòng đệm; C- Kênh áp lực; D- Kênh lưu thông; Đ- Kênh tháo; E,G- Đường tháo. a1. Cấu tạo ( hình 4.8): Khoang áp lực của bộ phân phối dùng để cung cấp chất lỏng từ bơm đến các khoang công tác. Ở trong đó có bố trí các van một chiều (5) nhằm ngăn không cho chất lỏng chảy từ động cơ thuỷ lực tháo qua kênh chảy và van an toàn (4) đảm bảo cho bơm không bị quá tải khi van trượt ở vị trí trung gian. Các khoang làm việc (2) hướng dòng chất lỏng từ kênh áp lực đến các cơ cấu chấp hành. Khoang tháo (3) cho phép chất lỏng công tác chảy từ kênh tháo của các khoang làm việc về bình chứa hoặc cung cấp cho khoang áp lực của khối phân phối thuỷ lực bốn khoang. a2. Nguyên lý làm việc: Khi chưa tác động vào cần điều khiển, lúc này van trượt được cân bằng ở vị trí trung gian nhờ lò xo hồi vị (7). Chất lỏng được cung cấp từ bơm vào kênh áp lực (C) nhờ áp lực của chất lỏng thắng được lực lò xo của van an toàn (4) đưa chất lỏng vào kênh lưu thông D về kênh tháo Đ trở về bình chứa. Do vậy, bơm bị tháo tải. Khi tác động vào cần điều khiển, làm cho van trượt dịch chuyển đến vị trí làm việc. Kênh lưu thông D bị chặn lại, chất lỏng công tác qua van một chiều (5) cung cấp vào các khoang làm việc của cơ cấu chấp hành và các khoang còn lại của cơ cấu chấp hành được nối với đường E,G để tháo chất lỏng ra ngoài. b. Khối phân phối thuỷ lực bốn khoang: Tương tự như khối phân phối thuỷ lực ba khoang, khối phân phối thuỷ lực bốn khoang gồm có: khoang áp lực, bốn khoang công tác, khoang tháo. Ngoài ra, còn có thêm khoang trung gian để phối hơp sự làm việc của các thiết bị công tác như: cần- tay xúc, cần- gàu.v.v... Do đó, ở đây ta chỉ khảo sát thêm các trường hợp : khoang công tác điều khiển xylanh thuỷ lực cần, khoang trung gian. b1. Khoang công tác điều khiển cần: Hình 4.9. Kết cấu khoang công tác điều khiển cần Trong đó: 1- Thân; 2- Van trượt; 3- Piston; 4- Vòng lót cao su; 5- Nút; 6- Chuôi; 7- Miếng đệm; 8- Nắp; 9- Lò xo; 10- Chốt; 11- Vòng phớt; 12- Lỗ bắt gujông Cấu tạo (hình 4.9): Khác với các khoang công tác trên, van trượt của khoang công tác điều khiển cần được làm rỗng, trong đó có các lỗ hướng tâm K, T và lỗ chiều trục I. Để làm kín đầu cuối của van trượt, ta dùng vòng lót cao su (4) có đệm bảo vệ được lắp trên Bơm piston rotor hướng trục kép (3). Được định vị bằng nút (5) vặn vào lỗ van trượt. Nhờ vậy mà cần có thể đặt xuống một cách cưỡng bức khi bơm làm việc (chế độ bơm) hoặc dưới tác dụng thiết bị công tác (chế độ không bơm). Để bảo vệ cho vòng phớt (11) khỏi bị thủng dưới áp lực của chất lỏng ta nối thông không gian phía trên vòng phớt với kênh tháo D. Nguyên lý làm việc: - Trường hợp bơm không làm việc, cần được hạ xuống: Khi dịch chuyển van trượt theo chiều mũi tên thì chất lỏng công tác từ khoang piston xylanh thuỷ lực cần qua kênh L nối thông với đường G. Lúc này, chất lỏng chảy vào lỗ K qua kênh I đến lỗ T chảy vào đường E theo kênh M cấp vào khoang cần đẩy. Chất lỏng công tácbắt đầu chảy tràn từ khoang piston qua khoang cần đẩy và cần được hạ xuống. Nhưng do thể tích khoang piston lớn hơn thể tích khoang cần đẩy nên một phần chất lỏng chảy tràn thao kênh a vào khoang P nối với ống tháo thuỷ lực. Như vậy, kênh a có nhiêm vụ điều chỉnh tốc độ hạ cần ở chế độ không bơm. - Trường hợp bơm làm việc: Ở cuối hành trình van trượt kênh M được nối thông với đường E. Lỗ T lúc này được đóng kín bởi thân khoang công tác (1), do đó sự lưu thông giữa kênh L và M bị cắt đứt. Đồng thời, chất lỏng công tác từ bơm qua E vào kênh M đến khoang cần đẩy xylanh thuỷ lực và cần được hạ xuống. Chất lỏng từ khoang piston qua kênh L vào đường G theo kênh a về ống tháo qua kênh P. Hơn nữa, nhờ áp lực chất lỏng trong kênh I dọc thân van trượt tác động thêm lên đầu chuôi (6) qua chốt (10) nén lò xo (9) làm cho lực tác động lên tay điều khiển tăng lên. Lúc này, người lái cảm nhận được việc hạ cần bắt đầu chuyển từ chế độ không bơm sang chế độ bơm. Chất lỏng tiết lưu theo kênh a đảm bảo cho việc hạ cần êm hơn. Việc nâng cần bằng cách dịch chuyển van trượt theo chiều ngược lại. b2. Khoang trung gian: Hình 4.10. Kết cấu khoang trung gian của bộ phân phối thuỷ lực bốn khoang Trong đó: 1,4- Van một chiều; 2- Lỗ bắt gujông; 3- Thân Cấu tạo (hình 4.10): Khoang trung gian được cấu tạo từ thân (3) và các van một chiều (1), (4). Trong thân (3) có các kênh: E : Kênh tháo (xuyên suốt) để tháo chất lỏng từ khoang piston xylanh thuỷ lực cần đến khoang tháo của bộ phân phối thuỷ lực. C : Kênh áp lực (không xuyên suốt) được đóng kín từ phía khoang điều khiển cần và được nối với kênh rót Đ bằng kênh D. P : Kênh tháo ( không xuyên suốt) được đóng kín từ phía các khoang phía sau khoang trung gian. Nguyên lý làm việc: Để phối hợp sự làm việc của: cần - tay xúc hoặc cần - gàu .v.v...thì dòng chất lỏng từ khoang cần đẩy của xylanh thuỷ lực cần theo kênh P thắng trở lực của van một chiều (4) đưa chất lỏng vào kênh Đ qua kênh làm việc áp lực của tay xúc, gàu.v.v... Nếu khi thực hiện hoạt động của một cơ cấu chấp hành như : tay xúc, gàu hoặc di chuyển thì chất lỏng công tác từ bơm theo kênh Đ cấp vào kênh áp lực như khối phân phối thuỷ lực ba khoang. 2.2, Van giảm áp: Nhiệm vụ: Van giảm áp nhằm duy trì ở đường ra một áp lực cố định mà không phụ thuộc vào áp lực ở đường vào của van. Cũng như các hệ thống thuỷ lực khác, để đảm bảo chế độ làm việc ổn định và truyền động theo ỳ muốn nên trong hệ thống truyền động thuỷ lực của máy xúc người ta trang bị các van : van an toàn, van thônh qua, van một chiều, van giảm áp .v.v... Tuỳ theo cơ cấu chấp hành và áp lực của chất lỏng mà ta bố trí cho phù hợp. Mặc dù, van an toàn có tác dụng tuỳ động vừa bảo vệ cho hệ thống khỏi quá tải vừa ổn định được áp suất làm việc nhưng do kết cấu phức tạp, giá thành đắt nên với việc truyền dẫn công suất không quá lớn, trên máy xúc thuỷ lực, ta sử dụng van an toàn có tác dụng trực tiếp. Các van an toàn được bố trí ở khoang áp lực bộ phân phối thuỷ lực , xylanh cần (21), tay xúc (22), gàu (23). Với từng cơ cấu ta có thể điều chỉnh áp lực thông qua van phù hợp. Áp lực cho phép của van an toàn bộ phân phối thuỷ lực: 22 (MPa) Áp lực cho phép xylanh thuỷ lực cần, tay xúc, gàu: 32(MPa) Cấu tạo và nguyên lý làm việc van an toàn: Hình 4.11. Kết cấu của van an toàn Trong đó: 1- Thân; 2-Nút; 3- Đế tựa; 4- Van; 5- Đế; 6- Vòng đệm kín; 7- Cốc; 8- Lò xo; 9- Niêm chì; 10- Vít; 11- Tấm đệm; 12- Nắp đậy a. Cấu tạo: (hình 4.11) Thân (1) của van được chế tạo rỗng trong đó người ta bố trí đế tựa (3). Đồng thời, cốc (7) được liên kết với thân (1) bằng ren và giữ cho đế tựa khỏi di chuyển dọc thân. Van (4) được cân bằng bởi áp lực chất lỏng và lò xo (8) được lắp trong cốc. Nút (2) trượt trong thân đế tựa (3) nhằm đảm bảo cho sự đồng trục của van. Để thay đỗi ứng lực lò xo người ta điều chỉnh bằng vít (10) và được cố định bởi nắp đậy (12). Sau khi điều chỉnh xong tiến hành niêm chì (9) để giữ ở vị trí không đổi. b. Nguyên lý làm việc: Van an toàn được lắp đặt ống dẫn của hệ thống thuỷ lực. Chất lỏng có áp lực đi vào thân (1), tác động lên mặt đầu của van. Nếu áp lực chất lỏng nhỏ hơn ứng lực của lõ xo thì lúc này van chưa làm việc, chất lỏng tiếp tục đi vào cung cấp cho các khoang công tác của các cơ cấu làm việc. Nếu áp lực của chất lỏng đủ lớn thắng được ứng lực của lò xo, lúc này van an toàn hoạt động cho phép chất lỏng chảy qua van (4) thông với đường tháo chất lỏng tránh được quá tải cho hệ thống. 2.3, Van thông qua (van tràn). Van thông qua: thực chất là một van an toàn nhưng nó làm việc với tần suất cao và lưu lượng chất lỏng chảy qua lớn. Trong hệ thống thuỷ lực máy xúc, người ta sử dụng van thông qua ở cơ cấu di chuyển và cơ cấu quay bàn quay. a. Nhiệm vụ: Van thông qua dùng để điều khiển hành trình máy xúc và bàn quay, đồng thời có tác dụng giảm tải cho động cơ thuỷ lực khỏi bị áp lực quá cao khi phanh hoặc khi tăng tốc. b. Cấu tạo (hình 4.12): Hình 4.12. Kết cấu van thông qua Trong đó: 1- Thân; 2- Ống lót; 3- Bạc rỗng; 4- Cửa van; 5- Lò xo; 6- Cần đẩy; 7- Đai ốc; 8- Vít; 9- Đai ốc hãm Van thông qua bao gồm hai van an toàn giống nhau hoạt động trực tiếp, lắp trong thân (1) nhờ ống lót (2). Bên trong ống lót có lắp bạc rỗng (3), đầu cuối của bạc được tỳ vào cửa van (4) của van an toàn. Cửa van được ép tỳ vào bạc nhờ lò xo (5) và lò xo tỳ vào đai ốc (7) của cần đẩy (6). Để điều chỉnh lực ép của cửa van (4) vào bạc ta dùng vít (8), vít điều chỉnh được hãm lại bởi đai ốc (9). c. Nguyên lý làm việc: Van thông qua được lắp vào giữa hai khoang của động cơ thuỷ lực bàn quay hoặc cơ cấu di chuyển. Do đó, mà mỗi van hoạt động khi áp lực trong van tương ứng tăng lên quá mức. Khi dịch chuyển van trượt đến vị trí làm việc thì chất lỏng từ bơm được cấp vào động cơ thuỷ lực. Thế nhưng do quán tính nên bàn quay hoặc cơ cấu di chuyển không thể tăng tốc tức thời. Lúc này, áp lực chất lỏng bắt đầu tăng lên và một phần chất lỏng tiết lưu qua khoang C của van an toàn thắng được ứng lực của lò xo (5) đẩy cửa van (4) sang phải (như hình vẽ) nối thông khoang A và khoang B. Nhờ vậy, động cơ thuỷ lực được giảm tải đồng thời bàn quay hoặc cơ cấu di chuyển tăng tốc một cách từ từ. Khi van trượt dịch chuyển về vị trí trung gian, chất lỏng công tác cung cấp từ bơm bị đóng lại. Nhưng do quán tính nên động cơ thuỷ lực lúc này chuyển sang làm việc ở chế độ bơm dẫn đến áp lực trong ống tháo (khoang B) tăng lên. Áp lực chất lỏng này tăng lên cho đến khi thắng được ứng lực lò xo của van an toàn, thì khoang B và khoang A được nối thông với nhau và đảm bảo cho bàn quay hoặc cơ cấu di chuyển được hãm lại nhẹ nhàng. 2.4, Van một chiều bổ sung: a. Nhiệm vụ: Van một chiều bổ sung nhằm bổ sung chất lỏng vào các khoang công tác của động cơ thuỷ lực khi van an toàn hoặc van thông qua làm việc đê tránh gây nên hiện tượng xâm thực, phá hoại các bề mặt làm việc của cơ cấu chấp hành. b. Cấu tạo (hình 4.13): Hình 4.13. Kết cấu van một chiều bổ sung Trong đó: 1- Thân; 2- Piston; 3- Lò xo; 4- Vòng đệm kín; 5- Ống nối Van một chiều bổ sung được nối với ống dẫn bằng ống nối (5) và thân van (1) được nối thông với đường tháo. Lò xo (3) giữ cho piston (2) luôn ép vào thân van. Ngoài ra, vòng đệm (4) để tránh sự rò rĩ chất lỏng qua van. c. Nguyên lý làm việc: Khi van an toàn hoặc van thông qua chưa làm việc thì áp lực chất lỏng được cấp vào van lớn hơn áp lực chất lỏng trong ống tháo. Lúc này piston (2) dưới tác dụng của lò xo (2) và áp lực chất lỏng cấp vào bị ép vào đế tựa và ngăn không cho chất lỏng chảy sang ống tháo. Khi van an toàn hoặc van thông qua làm việc thì áp lực chất lỏng công tác trong ống dẫn bị giảm đến chân không. Dưới tác dụng của áp lực chất lỏng trong ống tháo piston (2) được mở ra và chất lỏng chảy vào khoang công tác của xylanh hoặc động cơ thuỷ lực. Khi áp lực trong khoang công tác đạt đến mức cho phép thì nhờ lực đấy của lò xo (3) làm cho piston (2) đóng lại, lúc này quá trình bổ sung chất lỏng được hoàn thành. 2.5, Van giảm áp: a.Nhiệm vụ: Van giảm áp dùng để giảm áp lực chất lỏng tăng quá cao trong ống tháo. Hình 4.14. Kết cấu van giảm áp Trong đó: 1- Thân; 2- Lò xo; 3- Vòng đệm; 4- Nắp; 5- Piston b. Cấu tạo: Van giảm áp lắp song song bộ tản nhiệt (47) (hình 4.1), được lắp trước bộ lọc (46),(48) và nối với các đường ống vào, ra bằng nắp (4) và thân (1). Trong thân có lò xo (2), piston (5) nhằm thay đỗi tiết diện lưu thông của chất lỏng qua van. c. Nguyên lý làm việc: Chất lỏng sau khi làm việc theo ống tháo dẫn đến bên phải van (như hình vẽ). Tùy theo sự chênh lệch áp lực chất lỏng và ứng lực lò xo (2) tác dụng lên piston mà tiết diện lưu thông thay đổi phù hợp. Khi áp lực chất lỏng lớn, cửa lưu thông mở rộng hơn chất lỏng chảy qua nhiều hơn và ngược lại. Vì một lý do nào đó, áp lực sau piston tăng lên đẩy piston (5) dịch chuyển sang phải đóng bớt cửa lưu thông lại do đó sẽ hạn chế được áp lực chất lỏng tăng quá cao trong ống tháo. 2.6, Thiết bị khoá thuỷ lực điều khiển phanh: a. Nhiệm vụ: Thiết bị khoá thuỷ lực nhằm điều khiển việc đóng, mở dòng chất lỏng cung cấp cho xylanh thuỷ lực phanh. b. Cấu tạo (hình 4.16): Hình 4.16. Thiết bị khoa điều khiển phanh Đây là thiết bị được tiêu chuẩn hoá, dùng để điều khiển cơ cấu phanh bàn quay hoặc bộ phận di chuyển của máy xúc thuỷ lực EO - 4121A. Nó bao gồm: nút (1) quay trong thân (11)nhờ tay gạt (5). Lò xo (7) và bi (8) dùng để định vị nút (1) tại một vị trí cố định. Thân (11) được đậy kín bằng hai nắp (10)&(13) được gắn chặt bằng bulông (3). Nút (1) có bốn hốc lõm, hai lỗ hướng tâm vuông góc nhau và các lỗ được bố trí dọc theo chiều cao. c. Nguyên lý làm việc: Khi chưa tác động vào tay gạt (5), thì lúc này nút (1) ở vị trí thứ nhất: khoang xylanh thuỷ lực thông với đường tháo, phanh vẫn ở vị trí thường đóng, chất lỏng từ bơm bámh răng (28) (hình 4.1) tràn qua van an toàn (29) trở về bình chứa. Muốn nhả phanh, ta quay tay gạt một gócĠ, nút (1) chuyển sang vị trí thứ hai, các khoang của xylanh thuỷ lực nối thông với khoang chất lỏng do bơm bánh răng cung cấp. Việc này thực hiện trước khi muốn quay bàn quay hoặc di chuyển máy xúc. 3.7, Bộ góp trung tâm: Nhiệm vụ: Bộ góp trung tâm dùng để cung cấp chất lỏng từ bộ phân phối thuỷ lực đến các động cơ thuỷ lực và xylanh thuỷ lực phanh của cơ cơ cấu di chuyển. Cấu tạo (hình 4.22): Hình 4.22. Cấu tạo (a) và sơ đồ (b) bộ góp trung tâm Trong đó: 1,12- Vòng đệm; 2- Vú mở; 3- Đai ốc; 4- Ổ bi; 5- Nắp trên; 6,7,8,9,13,14- Các khoang; 10- Vòng chặn; 11- Vòng phớt; 15- Cột; 16- Gujông; 17- Tấm thép Bộ góp được cấu tạo từ hai bộ phận: - Bộ phận cố định: cột (15), trong đó cáo các kênh hướng tâm và dọc trục. - Bộ phận di động bao gồm: sáu khoang di động (6-9,13,14) bên ngoài và quay theo bàn quay. Để tạo ra độ kín khít ta lắp các vòng phớt (11), giữa các vòng phớt được lắp các vòng chặn (10). Đồng thời, giữa các khoang được lắp vòng đệm (12), các khoang được kẹp bằng các gujông (16). Bộ phận ngoài của bộ góp được hãm tương đối với bàn quay bằng các tấm thép (17) có vành khuyết để bọc lấy các gujông bộ góp. Nguyên lý làm việc: Bộ phận ngoài của bộ góp được liên kết với bàn quay, do đó các khoang quay tương đối với cột (15). Chất lỏng công tác từ bộ phân phối thuỷ lực đi vào các khoang, được chế tạo rỗng, bao quay cột cố định (15). Lúc này chất lỏng thông qua kênh hướng tâm và kênh dọc trục qua ống nối cấp vào các khoang công tác của xylanh thuỷ lực phanh và động cơ thuỷ lực. Như vậy, mặc dù các thiết bị cung cấp chất lỏng lắp đặt trên bàn quay nhưng thông qua bộ góp trung tâm vẫn đảm bảo được chất lỏng cấp cho xylanh thuỷ lực phanh và động cơ của cơ cấu di chuyển hoạt động. 3, CƠ CẤU CHẤP HÀNH: 3.1 Xylanh thuỷ lực: Hình 4. 17.Xylanh thuỷ lực máy xúc EO - 4121A Trong đó: 1,14- Tai sau, tai trước; 2- Đai ốc; 3- Chốt chẻ; 4- Piston; 5- Vòng đệm; 6- Vòng phớt; 7- Cần đẩy; 8- Ống vỏ; 9,16- Vòng bít; 10- Ống lót; 11- Nắp trước; 12- Vòng chắn bùn; 13- Chốt; 15- Bạc lót. a. Cấu tạo (hình 4.13): Thể tích công tác chính của xy lanh được tạo thành bởi : ống vỏ (8) cùng với tai (1) lồng ống lót (10). Cần đẩy (7) được đặt trong xy lanh, một đầu được liên kết với tai trước (14) đầu kia được bắt chặt với piston (4) bằng đai ốc (2) và chốt chẻ (3). Để giảm bớt ma sát và mài mòn ta phủ lên lớp đồng trên bề mặt piston (4). Trên thân piston có các rãnh, ở đó được bố trí vòng đệm (5), vòng phớt (6) nhằm tránh chất lỏng qua lại giữa các khoang. Ngoài ra, trên ống lót (10) ta cũng lắp vòng bít (9),(16) để ngăn chất lỏng rò rỉ ra ngoài. Để giữ cho ống lót không di chuyển, nắp trước (11) được vặn vào ống lót (8) bằng ren và trong nắp người ta lắp vòng chắn bùn (12) để làm sạch cần đẩy. b. Nguyên lý làm việc: Chúng ta có thể dễ dàng biết được nguyên lý làm việc của xy lanh thuỷ lực, khi chất lỏng có áp được cấp vào một trong hai của xy lanh thuỷ lực và piston sẽ dịch chuyển về phía tương ứng. 3.2 Động cơ thuỷ lực: Hình 4.18. Kết cấu động cơ thuỷ lực Trong đó: 1- Bulông; 2,7,13- Nắp; 3- Bộ phân phối; 4- Vỏ bộ phân phối; 5- Lổ tia; 6- Thanh truyền; 7-Nắp; 8- Bộ lọc; 9- Piston; 10- Võ của môtơ thủy lực; 11- Vòng chặn; 12- Ổ đũa chặn; 14- Tr ục; 15- Van an toàn; 16- Tấm đỡ; 17- Khớp nối b. Cấu tạo (hình 4.18): Động cơ thuỷ lực piston hướng kính được cấu tạo từ hai phần: Phần tĩnh Stato: gồm có vỏ (4), Võ của môtơ thủy lực (10) và các nắp làm kín (2), (7), (13). Trong vỏ (4) có các kênh để hướng dòng chất lỏng công tác đến bộ phân phối (3) và từ bộ phân phối này lại thông qua các kênh để cấp vào, võ của môtơ thủy lực (10). Ngoài ra, van an toàn (15) được lắp trên thân để tránh quá tải cho bơm. Phần quay rotor: Trục lệch tâm (14) được lắp trên hai ổ đỡ (12), một ổ lắp trên thân (10), một ổ lắp trên nắp (13). Năm thanh truyền (6) được đặt tiếp xúc với trục (14), dưới tác dụng áp lực chất lỏng piston (9) làm việc kéo thanh truyền và trục quay theo. Đồng thời, bộ phân phối (3) cũng quay theo trục nhờ khớp nối (17). Cơ cấu khuỷu- thanh truyền là thân của bơm, ở đây phần tỉnh stator 1 làm chức năng thanh truyền, tâm chung O còn các xilanh được đặt trong phần quay rôto 2. Khi quay rôto quanh tâm O lạch cách tâm O một khoảng (e), thì pittông thực hiện chuyển động xuay tròn cùng với rôto và chuyển động tịnh tiến qua lại so với rôto Chất lỏng được đưa vào dưới pittông và bị pittông đẩy ra theo hai kênh 3 dọc trong trục rôto. Chát lỏng được bơm ra (bơm đẩy ra) khi quay pittong từ điểm A đến điểm C và khi dịch chuyển nó đến tâm (trục) O khi làm việc, cần thiết phải để cho pittông ép vào stator. Thực hiện được điều này là nhờ lò xo lắp dưới pittông, hoặc nhờ con trượt di chuyển trong rãnh của stator, hoặc nhờ bơm phụ ép pittông sát vào stator trong khoang hút của bơm. Trong môtơ thủy lực kiểu tương tự, pittông bị ép sát vào stator nhờ áp lực của chất lỏng cung cấp phía dưới pittông. Nếu như đổi vị trí khoảng lệch e trong bơm bằng cách chuyển vị trí của stator thì sẽ thay đổi tác dụng ngược lại của khoang hút và xả. Thay đổi khoảng lệch tâm e dẩn dến việc thay đổi tương ứng lượng chất lỏng cung cấp của bơm. Động cơ thủy lực piston hướng kính sử dụng để tạo ra áp suất đến 25MPa và cung cấp từ (5lít/ phút khi tần số quay của môtơ từ (15006000) vòng/ phút. c. Nguyên lý làm việc: Chất lỏng có áp lực từ ống dẫn cao áp đưa vào vỏ (4) , sau đó đi vào bộ phân phối (3). Chất lỏng từ khoang tăng áp của bộ phân phối qua kênh A nối thông thân (9) của động cơ thuỷ lực. Lúc này, chất lỏng chảy vào các khoang xylanh và dưới áp lực của chất lỏng piston (8) bắt đầu dịch chuyển trong xylanh, thông qua thanh truyền (6) làm quay trục (14). Trong thời gian động cơ thuỷ lực làm việc, piston bị dịch chuyển ra xa tâm đẩy chất lỏng qua lổ trong xylanh chảy vào võ của môtơ thủy lực (10) và vỏ (4) qua bộ phân phối (3). Từ kênh B chất lỏng tiếp tục chảy vào đường tháo của hệ thống thuỷ lực. Nếu áp lực chất lỏng được cấp vào vượt quá trị số cho phép thì van an toàn (15) sẽ mở ra và cho một phần chất lỏng chảy qua chảy về đường tháo. Để đảo chiều chuyển động của động cơ, chất lỏng công tác được cấp vào kênh B. Lúc này, đường tháo sẽ trở thành đường cấp chất lỏng cho động cơ thuỷ lực. 3.3 Cơ cấu quay bàn quay: Hình 4.19.Cơ cấu quay bàn quay Trong đó: 1- Trục ra; 2- Bánh răng di động; 3- Vòng ổ quay; 4- Khung bàn quay; 5,7- Bánh răng truyền động; 6- Vỏ hộp giảm tốc; 8- Động cơ thuỷ lực; 9- Trục bánh răng; 10- Bulông a. Cấu tạo (hình 4.19): Bộ phận quay của bàn quay gồm có: động cơ thuỷ lực (8), trục ra của động cơ này được liên hệ với trục bánh răng (9) của hộp giảm tốc. Qua các cặp bánh răng truyền động (5), (7), chuyển động quay được truyền đến bánh răng dịch chuyển (2) lắp trên trục ra (1) và ăn khớp với vành răng của vòng ổ quay (3). Nhờ khung bàn quay được hàn với ổ quay và hộp giảm tốc, do đó khi Môtơ thuỷ lực piston hướng kính làm việc thì bàn quay quay theo. Ngoài ra, để giữ cho bàn quay không bị quay khi động cơ thuỷ lực không làm việc, người ta lắp đặt thêm cơ cấu phanh ở trục vào hộp giảm tốc. b. Nguyên lý làm việc: Trước khi quay bàn quay người lái gạt cần điều khiển phanh hãm bàn quay (6) (hình 4.11) đến vị trí nhả phanh. Sau đó, tác động vào cần điều khiển van trượt đến vị trí mở, lúc này chất lỏng công tác được cấp từ bơm vào khoang làm việc của động cơ thuỷ lực làm quay rotor động cơ. Khi động cơ làm việc, momen xoắn được tạo ra qua hộp giảm tốc dẫn động bánh răng di động (2) và làm quay bàn quay. Khi tăng tốc vì lực quán tính nên bàn quay không thể tức khắc đạt tốc đọ lớn nhất mà chỉ tăng lên từ từ. Đồng thời, lúc này chỉ một phần chất lỏng do bơm cung cấp qua động cơ thuỷ lực, phần còn lại qua van an toàn trở về ống tháo. Điều này cho phép điều chỉnh được tốc đọ quay lớn nhất của bàn quay. Muốn hãm bàn quay ta di chuyển van trượt về vị trí trung gian và chất lỏng công tác cung cấp từ bơm bị đóng lại. Măc dù vậy nhưng động năng dự trữ để quay bàn quay làm cho động cơ thuỷ lực vẫn hoạt động và làm việc ở chế độ bơm. Bởi vì, chất lỏng cung cấp bị khoá lại nên không có chất lỏng cung cấp cho bơm. Lúc này, chất lỏng từ đường tháo qua van một chiều bổ sung và van thông qua cấp vào khoang công tác cho đến khi động cơ thuỷ lực dừng hoàn toàn 3.4 Cơ cấu di chuyển: Hình 4.20. Cơ cấu di chuyển bánh xích Trong đó: 1- Giải xích; 2- Vòng ổ quay; 3- Khung bàn quay; 4- Khung giữa; 5- Hộp giảm tốc; 6- Động cơ thuỷ lực; 7- Dầm ngang; 8- Bánh xe dẫn hướng; 9- Khung bánh xích; 10- Bánh đỡ xích; 11- Bánh xe chủ động; 12- Bộ góp trung tâm. a. Cấu tạo (hình 4.20) : Tải trọng từ khung bàn quay (3) được truyền lên thiết bị di động qua vòng ổ quay (2). Dầm ngang (7) của khung giữa (4) gối trên khung (9) của bánh xích. Trên khung (9) người ta lắp đặt bánh xe chủ động (11) bánh xe dẫn hướng (8) các bánh đỡ xích (10), trong đó bánh xe chủ động được truyền chuyển động quay từ động cơ thuỷ lực (6) qua hộp giảm tốc (5) làm cho máy xúc di chuyển. Bộ góp trung tâm (12) nhằm để cung cấp chất lỏng từ bơm đến động cơ thuỷ lực. b. Nguyên lý làm việc: Để đảm bảo chức năng chuyển động của máy xúc thì cơ cấu di chuyển phải thực hiện khả năng di chuyển: thẳng và quay. Muốn di chyển thẳng thì ta gạt đồng thời hai cần điều khiển (3)&(8) (hình4.). Lúc này, các van trượt tương ứng đều ở cùng vị trí làm việc, chất lỏng từ bơm được cấp vào hai động cơ thuỷ lực. Sau khi, động cơ làm việc truyền chuyển động quay qua hộp gảm tốc đến bánh xe chủ động làm cho máy xúc chuyển động theo đường thẳng. Khi vào cua hoặc quay máy xúc thì ta cũng tác động vào một trong hai cần điều khiển và sẽ làm cho máy xúc quay tương ứng.