Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên máy ủi KOMATSU D65EX 12

Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên
máy ủi KOMATSU D65EX - 12
MỞ ĐẦU
Khoa học kỉ thuật trong những thập kỉ gần đây phát triển rất mạnh mẽ, đặc biệt
là trong lĩnh vực điện tử và công nghệ tin học. Nó tạo ra một tạo ra một tác động
rất mạnh mẽ trong tất cả các lĩnh vực của đời sống, và đặc biệt mạnh mẽ trong các
ngành công nghiệp chế tạo máy đặc biệt là trong ngành công nghiệp ô tô và máy
công trình.
Trong những năm trở lại đây trên các
phương
tiện xe máy (ô tô và máy công
trình) đều
được
trang bị các hệ thống điện tử nhằm nâng cao tính tự động hóa của máy
móc thiết bị, tối
ưu
hoá quá trình điều khiển và vận hành nhằm nâng cao hiệu suất làm
việc và tính năng kinh tế của ô tô và máy công trình.
Máy ủi là loại máy chuyên dùng để ủi, san lấp, vận chuyển đất đá, là thiết bị rất
quan trọng và không thể thiếu trong các công trình xây dựng, cầu
đường,
thuỷ lợi,
thuỷ điện và khai thác các loại khoáng (than đá, quặng…).
Máy ủi
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.
Máy ủi Komat’su D65EX - 12 là loại máy ủi với lưỡi ủi đa năng, có thể nâng,
hạ, nghiêng lưỡi ủi dễ dàng nhờ hệ thống làm việc bằng thủy lực giúp cho máy ủi có
nhiều nổi trội hơn. Nó giúp cho quá trình điều khiển các thao tác

được
đơn giản hơn,
đặc biệt tính kinh tế của nó cao hơn so với các loại máy đào truyền động cơ khí
Xuất phát từ những
ưu
điểm về kết cấu và thao tác của máy, cũng
như
khả năng
sử dụng máy trong nhiều lĩnh vực khác nhau đã đem lại hiệu quả kinh tế cao trong
quá trình sử dụng nó vào các công trình xây dựng cơ bản, mà em đã chọn đề
tài “Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực máy
ủi Komat’su D65EX - 12”, nhằm tìm hiểu kỹ càng, nắm rõ nguyên lý làm việc, cách
sử dụng và
phương
pháp vận hành, bảo
dưỡng
kỹ thuật và sửa chữa, để nâng cao trình
độ chuyên môn phục vụ cho quá trình công tác sau khi tốt nghiệp.
1
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên
máy ủi KOMATSU D65EX - 12
Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY ỦI
1.1. MỤC ĐÍCH
Giúp sinh viên ứng dụng những kiến thức đã học, cũng cố kiến thức để nhớ lâu,
cặn kẽ. Đồng thời tạo điều kiện cho sinh viên tìm hiểu, nghiên cứu thêm các hệ thống
truyền động thủy lực trên m, xy lanh thủy lực, van….Thông qua đó nắm bắt được quy
trình làm việc, quá trình tính toán của máy công trình.
Biết sử dụng các phần mềm để mô phỏng các mạch thủy lực làm việc của máy
công trình và ứng các máy công trình. Nhằm giúp cho sinh viên biết được các cấu tạo
của các loại bơdụng vào thực tiễn.

1.2. Ý NGHĨA
Giúp sinh viên tổng hợp kiến thức đã được học và ứng dụng kiến thức đó vào
trong thực tế sản xuất. Để sinh viên tiếp cận gần hơn về các máy công trình, biết cách
mô phỏng các đường đi của mạch thủy lực. Nhằm giúp sinh viên tự tin hơn khi ra
trường khi chưa có nhiều kinh nghiệm.
Cải thiện điều kiện lao động nhờ điều khiển tự động hóa, tạo ra khả năng nâng
cao năng suất hiệu quả làm việc, tiết kiệm được nguồn năng lượng, nhân công….
Xuất phát từ những khả năng sử dụng máy trong các lĩnh vực xây dựng đã đem
lại hiệu quả kinh tế cao trong quá trình sử dụng nó vào các công trình xây dựng cơ
bản, mà em đã chọn đề tài này, nhằm tìm hiểu kỹ càng và nắm nguyên lý làm việc,
cách sử dụng và phương pháp vận hành, bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa, để nâng cao
trình độ chuyên môn phục vụ cho quá trình công tác sau khi tốt nghiệp.
1.3. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MÁY ỦI
1.3.1. Công dụng máy ủi
Máy ủi là loại điển hình của máy đào chuyển đất, đang được sử dụng rộng rãi
trên thế giới. Ví dụ: Ở Mỹ máy ủi được sử dụng nhiều gấp 2 lần so với máy san và 5
lần so với máy cạp; Ở Nhật, máy ủi được sử dụng nhiều gấp 2 lần so với máy cạp và
máy san; Còn ở Liên Bang Nga và Ucraina, máy ủi nhiều hơn 3,6 lần so với máy cạp
và 8 lần so với máy san. Các hãng máy ủi nổi tiếng trên thế giới hiện nay như: hãng
2
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên
máy ủi KOMATSU D65EX - 12
ChTZ của Liên Bang Nga, Tập đoàn Doosan, hãng máy xây dựng Hitachi, Tập đoàn
công nghiệp nặng Huyndai, hãng máy xây dựng Mỹ- Kobelco….
Máy ủi dùng để đào vận chuyển đất ở cự ly thích hợp nhỏ hơn 100m. Đồng thời
nó cũng được dùng để san sơ bộ mặt bằng.
Trong thực tế, máy ủi thường được 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 sơ bộ, tạo mặt bằng lớn để xây dựng sân quảng trường, sân vận động,
khu công nghiệp và các đô thị mới;
- San lấp rãnh đặt đường ông hoặc móng 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 một gàu xúc
vật liệu đổ lên ô tô;
- Trợ lực đẩy cho máy cạp khi máy cạp đào đất gặp đất rắn;
- Kéo các phương tiện khác.
1.3.2. Phân loại máy ủi
Bộ phận làm việc chính của máy ủi là bàn ủi.
a) Dựa vào góc đặt của bàn ủi so với 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
÷
o
60
hình vẽ (1.1).
Hình 1.1. Thiết bị ủi vạn năng
3
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên
máy ủi KOMATSU D65EX - 12
Góc quay này được sử dụng khi máy ủi thực hiện san lấp rãnh đặt ống, móng
nhà sau khi thi công, san các mặt bằng nói chung và cho năng suất cao hơn máy ủi
thường.
Máy ủi thường (hay còn gọi là máy ủi cố định): Bàn ủi luôn luôn được đặt
vuông góc với trục dọc của máy. Máy ủi thường được thể hiện ở hình 1.2.
Hình 1.2. Thiết bị ủi thường
b) Dựa vào phương pháp điều khiển thiết bị ủi:
Máy ủi điều khiển bằng thủy lực;

Máy ủi điều khiển bằng cáp;
Trong đó máy ủi điều khiển bằng thủy lực đang được sử dụng rộng rãi vì điều
khiển nhẹ nhàng, êm và chắc chắn, kết cấu gọn, chăm sóc và bảo quản đơn giản dễ
dàng.
Lưỡi ủi ấn sâu vào trong khi đào, một phần nhờ trọng lượng thiết bị ủi, phần
còn lại chủ yếu nhờ áp lực của dầu. Do đó trọng lượng của thiết bị ủi giảm đi từ 5
÷
10% so với thiết bị ủi của máy điều khiển bằng cáp cùng công suất. Đồng thời máy ủi
điều khiển bằng thủy lực có thể đào được đất rắn hơn máy ủi điều khiển bằng cáp.
Ngoài ra còn có máy ủi điều khiển từ xa bằng điện từ, mới được người Nhật
Bản áp dụng thí điểm cho những máy ủi khai thác khoáng sản dưới đại dương. Tuy
nhiên loại máy ủi này có cấu tạo phức tạp, công nghệ chế tạo hiện đại, giá thành cao
nên chưa được sử dụng phổ biến.
4
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên
máy ủi KOMATSU D65EX - 12
c) Dựa vào công suất và lực kéo của máy, có thể phân loại theo bảng dưới đây:
Phân loại máy ủi theo công suất và lực kéo
Loại máy ủi Công suất động cơ (kW) Lực kéo (F)
Rất nhỏ Đến 15 Đến 2,5
Nhỏ
15
÷
60 2,5
÷
7,5
Trung bình
60
÷
110 7,5

÷
15
Lớn
110
÷
220 15
÷
20
Rất lớn
〉
220
〉
30
Xu hướng phát triển máy ủi: Chế tạo những máy ủi có công suất nhỏ và trung
bình, điều khiển bằng thủy lực vì máy ủi nhỏ và trung bình có năng lượng riêng (công
suất trên một đơn vị trọng lượng) lớn hơn nhiều so với máy ủi có công suất lớn.
d) 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 đất tốt nên có thể hoạt động ở những nơi có nền đất yếu, những nơi có độ
dốc lớn, địa hình chật hẹp.
Máy ủi bánh hơi, có tốc độ di chuyển nhanh hơn, nhưng áp suất xuống đất lớn
hơn so với máy ủi bánh xích cùng trọng lượng.
1.3.3. Yêu cầu chung:
Chọn hợp lí và sử dụng nguồn năng lượng. Đối với động cơ dẫn động thường
được chọn là động cơ đốt trong, tổ hợp động cơ đốt trong, có độ bền và tuổi thọ cao.
Kích thước gọn nhẹ, dễ vận chuyển, dựng lắp; có khả năng thi công trong địa
hình chật hẹp, điều kiện khắc nghiệt, khả năng thay đổi cơ cấu công tác, khả năng thay
thế, sửa chữa.
Đảm bảo yêu cầu vệ sinh môi trường cũng như vệ sinh công nghiệp theo quy
định lao động, an toàn khi vận hành, thuận tiện trong làm việc….

Giá thành hợp lí, thõa mãn tính kinh tế, tính mỹ thuật công nghệ…
5
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên
máy ủi KOMATSU D65EX - 12
Chương 2: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MÁY ỦI KOMATSU D65EX - 12
2.1. GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CỦA MÁY ỦI
Truyền động dùng để truyền công suất, truyền động từ động cơ đến bộ công tác,
trên máy ủi có thể sử dụng truyền động cơ học, truyền động cơ điện, truyền động thủy
lực, truyền động khí nén hoặc sử dụng truyền động kết hợp.
2.1.1. Truyền động cơ học:
Truyền động cơ học bao gồm các bộ truyền động cơ khí cơ cấu đảo chiều,
truyền động bằng cáp….
Truyền động bằng cáp có cấu tạo đơn giản, nhưng chỉ truyền theo một chiều
nâng ủi còn muốn hạ xuống chỉ cần nhả phanh thì dưới tác dụng của trọng lượng thân
lưỡi ủi sẽ hạ xuống
Hình 2.1. Sơ đồ truyền động bằng cáp
1. Bộ công tác, 2. Cáp nâng, 3. Cụm dẫn động.
2.1.2. Truyền động thủy lực
Truyền động thủy lực là phương pháp truyền động được sử dụng phổ biến và
trở thành một trong những khuynh hướng phát triển của loại máy này. Truyền động
thủy lực được chia làm hai loại sau:
Truyền động thủy lực thủy động: Trong truyền động thủy lực thủy động, việc
truyền cơ năng giữa các bộ phận máy chủ yếu được thực hiện bằng động năng của
6
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên
máy ủi KOMATSU D65EX - 12
dòng chất lỏng. Truyền động thủy động có hai loại: khớp nối thủy lực và biến tốc thủy
lực, thường được dùng nhiều trong ngành cơ khí động lực và vận chuyển.
Truyền động thủy lực thể tích: Trong truyền động thủy lực thể tích, việc truyền
cơ năng giữa các bộ phận máy chủ yếu được thực hiện bằng áp năng của dòng chất

lỏng, thường dùng các máy thủy lực thể tích. Truyền động thể tích có rất nhiều dạng
khác nhau như: truyền động thủy lực thể tích có chuyển động tịnh tiến, truyền động
thủy lực thể tích có chuyển động quay, truyền động thủy lực thể tích có chuyển động
tùy động, được dùng rất phổ biến trong các ngành chế tạo máy và các hệ thống điều
khiển tự động.
Chất lỏng làm việc trong các máy thủy lực và truyền động thủy lực có nhiều
loại như nước, các loại dầu, không khí ….
Hình 2.2. Sơ đồ truyền động thủy lực
1. Bình dầu, 2. Bộ lọc, 3. Bơm thủy lực, 4. Van an toàn, 5. Cơ cấu điều
khiển, 6. Đường ống dẫn dầu, 7. Piston, 8. Xylanh thủy lực, 9. Cán
piston.
7
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên
máy ủi KOMATSU D65EX - 12
2.2. GIỚI THIỆU VỀ MÁY ỦI KOMATSU D65EX – 12
2.2.1. Kết cấu chung:
A
B
D
F
G
C
E
Hình 2.3. Kết cấu của của máy ủi Komatsu D65EX – 12
8
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên
máy ủi KOMATSU D65EX - 12
2.2.2. Các thông số kỷ thuật chính của máy ủi Komatsu D65EX – 12:
Bảng 2-2 Các thông số kỷ thuật chính của máy ủi Komatsu D65EX – 12
STT CÁC THÔNG SỐ CHÍNH GIÁ TRỊ ĐƠN VỊ

1 Loại máy D65EX – 12
2 Số seri 65000
3 Khối lượng hoạt động 14870 kg
4 Chiều dài với thiết bị làm việc 5470 mm
5 Chiều rộng thiết bị làm việc 3970 mm
6 Chiều cao đến đỉnh ống xả khí 2980 mm
7 Chiều cao đến xylanh nâng lên cao nhất 2935 mm
8 Chiều cao bàn ủi làm việc trên mặt đất lớn nhất 1180 mm
9 Chiều cao bàn ủi làm việc dưới mặt đất lớn nhất 460 mm
10 Số lượng tỷ số truyền của số tiến 3
11 Vận tốc di chuyển số 1 của số tiến 3,9 km/h
12 Vận tốc di chuyển số 2 của số tiến 6,8 km/h
13 Vận tốc di chuyển số 3 của số tiến 10,6 km/h
14 Số lượng tỷ số truyền của số lùi 3
15 Vận tốc di chuyển số 1 của số lùi 5,0 km/h
16 Vận tốc di chuyển số 2 của số lùi 8,6 km/h
17 Vận tốc di chuyển số 3 của số lùi 13,4 km/h
18 Cơ cấu di chuyển Xích
19 Kiểu điều khiển lưỡi ủi Thủy lực
20 Bơm chính Bơm piston
hướng trục
Áp suất lớn
nhất
Lưu lượng
Svq
47 MPa
183,2
(l/min)
1908 rpm
9

Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên
máy ủi KOMATSU D65EX - 12
2.2.3. Quá trình làm việc của máy ủi
Máy ủi là loại điển hình của máy đào đất và chuyển đất đang được sử dụng
rộng rãi. Cự ly đào chuyển đất thích hợp của máy ủi < 100m. Máy ủi làm việc theo
chu kỳ. Một chu kỳ làm việc của máy ủi gồm các giai đoạn sau:
- Cắt đất và tích lũy đất trước bàn ủi.
- Chuyển đất về phía trước và đổ đất.
- Chạy không tải về vị trí cũ và tiếp tục chu kỳ mới.
Để nâng cao năng suất máy ủi, cần phải sử dụng hợp lý chế độ lực kéo trong
từng giai đoạn để rút ngắn thời gian chu kỳ làm việc của máy, trong đó giai đoạn cắt
đất và tích đất trước bàn ủi là quan trọng nhất.
Hiện nay việc nghiên cứu quá trình cắt đất và tích lũy đất trước bàn ủi, các
thông số liên quan đến quy luật thay đổi chiều sâu cắt và quỹ đạo chuyển động của dao
cũng như các yếu tố ảnh hưởng đến lực cản cắt đất tác dụng lên máy ủi vẫn đang được
các nước nghiên cứu để tối ưu hóa quá trình việc của máy ủi.
Quá trình cắt đất và tích đất của máy ủi có thể tiến hành theo 3 sơ đồ ( hình )
Sơ đồ ( a ): Cắt đất và tích đất có chiều dày phoi cắt không đổi trên suốt quãng
đường đào đất L1 . Như thế không sử dụng hợp lý chế độ lực kéo của máy, chiều dài
quãng đường đào đất lớn, dẫn đến thời gian chu kỳ làm việc dài hơn và năng suất máy
thấp.
Bởi vậy sơ đồ này ít sử dụng trong thi công. Chỉ khi máy ủi làm việc xuống dốc
với độ dốc lớn mới áp dụng sơ đồ này. Trong trường hợp đó lực cản di chuyển máy
giảm đi nhiều vì lực cản dốc đã biến thành lực đẩy.
Sơ đồ ( b ): Thường chỉ dùng khi thi công gặp đất rắn có lực cản cắt riêng lớn.
Sơ đồ ( c ): Theo sơ đồ này quá trình đào đất và tích đất trước ủi gồm hai giai
đoạn:
- Ấn sâu dần dao cắt vào đất đến khi đạt được chiều sâu cắt lớn nhất.
- Nâng dần bàn ủi lên để giảm chiều sâu cắt, đến khi đạt được chiều sâu cắt
nhỏ nhất, vết cắt có dạng hình thang.

Sơ đồ này cho phép sử dụng hợp lý chế độ lực kéo, rút ngắn thời gian chu kỳ
làm việc cũng như rút ngắn chiều dài quãng đường cắt đất và tích đất nên cho năng
10
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên
máy ủi KOMATSU D65EX - 12
suất cao. Hầu hết máy ủi đều tiến hành cắt đất theo sơ đồ này và áp dụng cho mọi địa
hình thi công.
a)
b)
c)
L3
L2
L1
C1
C3
C2
Hmin
Hình 2.4: Các sơ đồ đào đất của máy ủi
Chiều sâu cắt và chiều dài quãng đường đào đất theo 3 sơ đồ trên có mối quan
hệ như sau: C1 < C2 < C3 và L1 > L2 > L3.
Sau khi kết thúc giai đoạn đào đất, trước bàn ủi đã tích tụ đầy đất, máy ủi
chuyển sang giai đoạn chuyển đất về phía trước đến nơi đổ đất.
Trong khi di chuyển đất, đất sẽ bị rơi vãi sang hai phía của bàn ủi. Để bù lại
lượng đất rơi vãi đó, người ta cho bàn ủi cắt đất với chiều sâu cắt Hmin. Chiều sâu này
không thay đổi trên suốt quãng đường chuyển đất.
Sau khi cắt đất, tiếp theo là giai đoạn đổ đất, máy ủi đổ đất theo hai phương
pháp:
Nếu nơi máy đang thi công cần lấy đất để san lấp thì máy ủi đổ đất theo cách
san rải đất thành lớp.
11

Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên
máy ủi KOMATSU D65EX - 12
Khi san lấp rãnh với bờ thoải có chiều sâu nhỏ, máy ủi thường di chuyển theo
đường chéo giao nhau (góc tạo bởi các đường chéo này thường từ 40
÷
45
o
)
. Như vậy
máy vừa rải đất, vừa có tác dụng đầm chặt đất được nhiều lần
Hình 2.5: Sơ đồ san lấp rãnh có chiều sâu nhỏ
Khi san lấp hồ ao với bờ dốc đứng và có chiều sâu lớn, máy ủi thường san lấp
theo phương pháp lấn dần tức là đất được đổ dần dần từ bờ ra. Phương pháp này làm
giảm độ dốc thi công cho máy ủi tức là giảm lực cản di chuyển khi máy chạy lùi
không tải, sau khi đã đỗ đất xong; nhưng có nhược điểm là độ chặt của đất không được
đồng đều.
Hình 2.6: Sơ đồ san lấp hồ ao có chiều sâu lớn
Nếu nơi máy thi công không cần lấy đất để san lấp rãnh hoặc hồ ao thì máy ủi
tiến hành đổ đất theo phương pháp: nâng dần bàn ủi lên để vun đất thành đống cao hơn
12
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên
máy ủi KOMATSU D65EX - 12
mặt bằng thi công, tạo điều kiện thuận lợi cho máy đào một gầu, xúc lượng đất đó đổ
lên ôtô, chuyển đi nơi khác, góp phần làm tăng năng suất cho máy đào một gầu.
Sau khi đổ đất xong, máy ủi di chuyển không tải về vị trí cũ để tiếp tục chu kì
làm việc mới. Thông thường, máy ủi chạy lùi không tải ( mà không quay đầu máy ) về
vị trí cũ để rút ngắn thời gian chu kì làm việc, tăng năng suất máy.
Song đôi khi, nếu chiều dài quãng đường làm việc của máy lớn hơn chiều dài
giới hạn vận chuyển đất thì có thể cho máy ủi quay đầu, rồi chạy tiến với số tiến cao
nhất về vị trí cũ để tiếp tục chu kì làm việc mới.

2.3. CÁC HỆ THỐNG CHÍNH TRÊN MÁY ỦI KOMATSU D65EX- 12
2.3.1. Hệ thống động lực
Đây là hệ thống đóng vai trò hết sức quan trọng trên máy ủi, có nhiệm vụ
truyền tải công suất từ trục khuỷu động cơ thành mômen và tốc độ cho máy ủi, tạo ra
lực kéo cần thiết để máy ủi thực hiện các chuyển động.
Bảng 2-3: Các thông số kỹ thuật của động cơ
STT TÊN GỌI GIÁ TRỊ ĐƠN VỊ
1 Động cơ Komatsu S6D125E-2
2 Nhiên liệu dùng cho động cơ Diezen
3 Công suất thiết kế 142 HP
4 Số xylanh-đường kính D x
hành trình d
6-125x150 Mm
5 Môtơ khởi động 24 V; 7,5 A
6 Máy phát 24V; 35A
7 Acquy 12V; 140Ah x 2
8 Tốc độ động cơ 1950 Vg/ph
Trên máy ủi Komatsu D65EX – 12 động cơ diezen 4 kỳ, mã hiệu động cơ
S6D125E-2 bao gồm 6 xylanh, bộ phận làm mát bằng nước, hệ thống phun nhiên liệu
diezen trực tiếp, hành trình làm việc của xylanh chính là 150mm, đường kính xylanh
125mm, tốc độ động cơ là 1950 vg/ph.
13
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên
máy ủi KOMATSU D65EX - 12
Công suất phát ra từ bánh đà là 142 HP. Nguồn động lực phụ là động cơ điện
một chiều với máy phát có hiệu điện thế 24V, cường độ dòng điện 35A. Máy khởi
động có hiệu điện thế 24V, công suất 7,5 kW
Nguồn Acquy gồm có hai bình, mỗi bình có hiệu điện thế 12V, cường độ dòng
điện 140 Ah.
2.3.2. Hệ thống truyền lực

Hệ thống truyền lực có nhiệm vụ biến đổi cơ năng do thiết bị động lực tạo ra
thành năng lượng truyền thích hợp, điều khiển và phân phối năng lượng truyền đó đến
các cơ cấu và bộ phận công tác. Nó cho phép biến đổi momen, quy luật chuyển
động…. Kết cấu của hệ thống truyền lực được thể hiện ở hình dưới đây:
4
5 6
7
8
9
3
2
1
Hình 2.7: Sơ đồ đường truyền lực
1. Động cơ, 2. Biến mô, 3. Trục các đăng, 4. Bộ truyền lực, 5. Van điều khiển
hộp số, 6. Ly hợp, 7. Phanh, 8. Bánh sau chủ động, 9. Xích.
Nguồn động lực từ động cơ (1) được truyền đến cụm truyền động trung gian
thông qua bánh đà động cơ. Nguồn động lực từ đó sẽ truyền qua khớp nối (3) đến trục
sơ cấp của hộp số. Sự lựa chọn tỷ số truyền phù hợp cho ly hợp bố trí trong hộp số nhờ
sự hoạt động của van điều khiển (5) được lắp trên vỏ của hộp số, nguồn động lực phù
hợp với tải trọng được truyền đến bánh răng nón, ở phía sau hộp số. Nguồn động lực
14
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên
máy ủi KOMATSU D65EX - 12
được truyền theo cách thức là từ động cơ truyền đến biến mô thủy lực, truyền đến hộp
số và được truyền đến bên phải bởi cặp bánh răng nón.
Ly hợp (6) được lắp đặt tại hai đầu trục của bánh răng nón có tác dụng ngăn cản
và điều khiển động lực từ bánh răng nón truyền đến ly hợp cuối cùng.
Hướng di chuyển của máy được thay đổi bởi hoạt động của van điều khiển bố
trí trên nắp của hộp lái để cắt nguồn động lực của ly hợp ở phía mà máy muốn di
chuyển.

Động lực từ ly hợp chính lại được truyền đến ly hợp cuối cùng và được giảm
tốc thêm một lần nữa trước khi làm quay bánh sau chủ động (8). Sự quay vòng của
bánh sau chủ động dẫn động hệ thống xích (9) quay vòng và xe chuyển động dịch
chuyển theo ý muốn của người điều khiển.
Bánh sau chuyển động trên dải xích làm nó chuyển động đi xuống. Chuyển
động quay tròn của bánh sau do lực dẫn động từ động cơ. Tuy nhiên nếu bánh sau
nhận hết lực truyền động từ động cơ thì nó sẽ quay rất nhanh và làm giảm hiệu suất
sinh công, vì vậy giữa bánh sau và động cơ người ta lắp thêm cơ cấu giảm tốc.
Đầu tiên vận tốc được làm giảm ở hộp số, sau đó tại trục sau của bánh răng
giảm tốc và cuối cùng nó lại tiếp tục được giảm xuống ở cơ cấu giảm tốc cuối. Hơn
nữa, giảm tốc càng nhiều thì vận tốc máy càng thấp và tạo ra lực kéo càng lớn.
2.3.3. Hệ thống truyền động trên máy ủi Komatsu D65EX – 12
Hệ thống dùng để truyền công suất, truyền động từ động cơ đến bộ phận công
tác, hệ truyền động trên máy ủi Komatsu D65EX – 12 được sử dụng bằng hệ thống
truyền động thủy lực và chính xác thực tế là hệ truyền động thủy lực thể tích.
15
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên
máy ủi KOMATSU D65EX - 12
Hình 2.8: Sơ đồ hệ thống
1. Thùng dầu; 2. Bơm; 3. Van an toàn; 4. Van điều khiển; 5. Bình lọc dầu; 6.
Xylanh; 7. Van một chiều ( nạp co ); 8. Van một chiều ( nạp duỗi ); 9. Van một
chiều
Dầu từ bình dầu số 1 được truyền qua bơm bánh răng số 2 qua van điều khiển
4. Từ cụm van điều khiển dầu được phân phối đi tới xylanh nâng hạ bộ công tác. Mọi
hoạt động chuyển hướng của đường dầu đều do sự điều khiển của cụm van số 4, và hệ
truyền động được chỉnh vận tốc trong phạm vi rộng và tự động điều chỉnh vận tốc
truyền động với công suất lớn, để đảo chiều chuyển động của bộ công tác, dễ dàng
thay đổi quy luật chuyển động, chuyển động tịnh tiến hoặc ngược lại đảm bảo cho máy
làm việc ổn định không phụ thuộc tải trọng bên ngoài, kết cấu gọn nhẹ, lực quán tính
nhỏ, truyền động không có tiếng ồn, độ chính xác cao khi điều hành, tính ổn định cao

khi chuyển động của bộ công tác, điều khiển nhẹ nhàng, làm việc an toàn tự động bôi
trơn, song tổn thất công suất do rò rỉ chất lỏng trong và ngoài được ống dầu .
2.3.4. Cơ cấu di chuyển
Cơ cấu di chuyển máy ủi Komatsu D65EX – 12 là cơ cấu di chuyển bằng xích.
Các bộ phận chính của cụm di động xích được thể hiện trên hình vẽ
16
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên
máy ủi KOMATSU D65EX - 12
Hình 2.9: Kết cấu bộ phận di chuyển bằng xích
1. Bánh chủ động hình sao; 2. Dãi xích; 3. Bánh đè xích; 4. Cụm bánh đè xích; 5.
Bánh dẫn hướng; 6. Giá tựa bộ căng xích; 7. Lò xo; 8. Lò xo giảm chấn của
cụm bánh đè xích; 9. Khung máy keo; 10. Bánh đỡ xích.
Bánh sao chủ động 1 nhận mômen quay từ truyền lực cuối cùng, kéo dải xích
chuyển động và làm cho máy ủi di chuyển.
Dãi xích 2 gồm nhiều mắt xích riêng biệt nối với nhau bằng khớp bản lề thành
dải kín. Nó bao quanh các bánh chủ động, bánh dẫn hướng, các bánh đè xích và bánh
đỡ xích, tạo diện tích tiếp xúc giữa hai dải xích khá lớn. Ngoài ra các mắt xích còn có
các mấu bám đất và gờ tạo rãnh lăn cho các bánh đè xích ở phía trong.
Các bánh đè xích có tác dụng nâng đỡ bánh bị động trên của dải xích và giữ cho
nó khỏi lắc lư ngang trong khi chuyển động. Bánh dẫn hướng 5 và cơ cấu tăng xích có
nhiệm vụ dẫn hướng chuyển động và căng xích, giảm chấn cho bộ phận di động xích.
Bộ phận di chuyển làm việc như sau:
Mômen chủ động truyền đến bánh sao chủ động 1 lắp trên trục bị động của
truyền lực cuối cùng, làm cho nó quay kéo theo dải xích lăn dưới các bánh đè xích.
Khi đó xuất hiện các phản lực tiếp tuyến của đất tại vùng tiếp xúc, lực này truyền lên
khung và đẩy máy kéo chuyển động khi mà các bánh đè lăn theo các đường gờ bên
trong dải xích như lăn trên một đường ray vô hạn.
Bộ phận di chuyển bằng xích có nhiều ưu điểm như: khả năng bám và tính cơ
động cao, áp suất riêng trên đất nhỏ nên lực cản lăn nhỏ. Đồng thời chúng có nhược
điểm như : Cấu tạo phức tạp, giá thành bộ phận di chuyển bằng xích cao, tốn nhiều

thời gian và chi phí trong chăm sóc và bảo dưỡng.
17
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên
máy ủi KOMATSU D65EX - 12
2.3.5. Giới thiệu về bộ công tác của máy ủi Komatsu D65EX – 12
Hình 2.10: Cấu tạo bộ công tác của máy ủi Komatsu D65EX – 12
1. Vị trí lắp xylanh nâng bộ công tác; 2. Xylanh quay lưỡi ủi; 3. Bàn ủi; 4. Khớp
cầu; 5. Xylanh nghiêng bàn ủi; 6. Khung ủi; 7. Vị trí lắp khớp bản lề liên kết
khung ủi với máy ủi.
Nguyên lí hoạt động:
Toàn bộ bộ công tác của máy ủi liên kết với máy qua khớp bản lề (7) và cặp
xylanh nâng hạ bộ công tác, như vậy bộ công tác sẽ quay quanh khớp bản lề. Khi ủi
đất cặp xylanh sẽ hạ bộ công tác xuống đồng thời nó còn tác dụng thêm lực để ấn sâu
bộ công tác vào nền đất để ủi. Khi muốn ủi đất sang một bên thì cặp xylanh (2) sẽ tác
động vào lưỡi ủi đẩy lưỡi ủi quay đi một góc
ϕ
so với trục dọc của máy, khi ấy đất
trên bàn ủi sẽ được chuyển sang một bên.
Xylanh (5) có tác dụng tạo góc nghiêng cho lưỡi ủi, khi cần nghiêng lưỡi ủi để
tạo độ chênh cao một phía của nền đất thì xylanh này sẽ đẩy làm cho lưỡi ủi quay
quanh khớp cầu (4)
18
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên
máy ủi KOMATSU D65EX - 12
Lưỡi ủi còn có tác dụng san đất nên nó không có tấm chắn ở hai bên, do đó khi
ủi đất làm lượng đất rơi vãi đi nhiều, thể tích khối lăn giảm sẽ làm giảm năng suất máy
ủi.
19
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên
máy ủi KOMATSU D65EX - 12

Chương 3: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG
THỦY LỰC TRÊN MÁY ỦI KOMATSU D65EX - 12
3.1. KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC
3.1.1. Công dụng về truyền động thủy lực
Truyền động thủy lực là tổ hợp các cơ cấu thủy lực và máy thủy lực, dùng môi
trường chất lỏng làm không gian để truyền năng lượng từ bộ phận dẫn động đến bộ
phận công tác, trong đó có thể biến đổi tốc độ, momen và biến đổi dạng theo quy luật
chuyển động.
3.1.2. Yêu cầu về truyền động thủy lực
Chất lỏng làm việc trong truyền động thủy lực cần phải hoàn thành chức năng
cơ bản là môi trường trung gian để truyền động, đồng thời cũng là chất bôi trơn các
bộ phận làm việc. Vì vậy khi chọn chất lỏng làm việc cần đòi hỏi phải giải quyết hợp
lý các yêu cầu để giảm bớt sự rò rỉ qua các bộ phận làm kín, chọn chất lỏng có độ nhớt
lớn để giảm ma sát và tổn thất thủy lực….
Đảm bảo hiệu quả, khả năng làm việc và tuổi thọ của các bộ phận trong truyền
động thủy lực. Khi chọn chất lỏng làm việc cần chú ý các yêu cầu như: tính chống rỉ,
tính chịu nhiệt tốt, độ chính xác các bộ phận…
3.1.3. Ưu, nhược điểm của truyền động thủy lực
Truyền động thủy lực có những ưu điểm chung là:
Kết cấu gọn nhẹ, dùng nhiều trong hệ thống tự động, truyền động êm dịu và cho
phép đảo chiều chuyển động khi làm việc thực hiện ngay khi làm việc.
Đảm bảo cho máy làm việc ổn định, không phụ thuộc sự thay đổi tải bên ngoài.
Có thể phòng sự cố khi máy quá tải nhờ van an toàn.
Có khả năng truyền động với năng suất lớn và áp suất cao, điều chỉnh vận tốc
làm việc tinh cấp hoặc vô cấp.
Dễ theo dõi quan sát mạch thủy lực với sự hỗ trợ của áp kế, đòi hỏi bảo dưỡng
chăm sóc ít.
20
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên
máy ủi KOMATSU D65EX - 12

Khâu ra của hệ thống dễ dàng biến đổi từ chuyển động quay – tịnh tiến, tịnh
tiến – quay.
Nhờ vào quán tính nhỏ của máy bơm và động cơ, khả năng chịu nén cao của
dầu mà hệ thống có thể làm việc với tốc độ cao mà không cần tính toán yếu tố va đập
như hệ thống điện và cơ khí.
3.1.4. Nhược điểm của truyền động thủy lực
Hiệu suất không cao do mất mát đường ống, rò rỉ các phần tử hay không khí
bên ngoài lọt vào. Để khắc phục được nhược điểm này cần chế tạo kết cấu phức tạp,
khó khăn
Khi mới khởi động, nhiệt độ hệ thống thay đổi dẫn tới thay đổi độ nhớt chất
lỏng và kéo theo thay đổi vận tốc làm việc.
Khó giữ được vận tốc không đổi khi phụ tải thay đổi do tính nén của chất lỏng
và tính đàn hồi của đường ống dẫn.
3.1.5. Phạm vi sử dụng
Hệ thống truyền động thủy lực được sử dụng nhiều trong lĩnh vực công
nghiệp như: máy ép áp lực, máy nâng chuyển, máy công cụ gia công cơ khí, máy dập,
máy đào, tời kéo, các hệ thống lái trên ôtô, thiết bị máy bay, tàu thủy….
3.2. CÔNG DỤNG CỦA MÁY ỦI KOMATSU D65EX – 12
Bộ công tác của máy ủi komatsu D65EX – 12 là bộ công tác vạn năng nên có
khác với máy ủi thường. Liên kết giữa bàn ủi với khung ủi nhờ khớp cầu. Do đó bàn ủi
có thể quay dễ dàng trên mặt phẳng ngang và mặt phẳng thẳng đứng nhờ các xylanh.
Nhờ khả năng quay lưỡi ủi theo phương ngang nên ngoài việc ủi đất theo
hướng dọc, theo phương chuyển động của máy, nó còn có thể ủi đất sang một bên, như
vậy tác dụng của nó giống như máy san khi san đất.
Ngoài khả năng quay được theo phương ngang, bàn ủi còn có thể quay được
theo phương thẳng đứng. Việc quay này rất dễ dàng nhờ một xylanh đặt nằm ngang.
Do đó máy còn có khả năng tạo độ chênh cao cho địa hình thi công. Như vậy với khả
năng ưu việt này của máy ủi sẽ góp phần làm tăng năng suất san của máy.
21
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên

máy ủi KOMATSU D65EX - 12
Với máy ủi vạn năng, ngoài khả năng làm việc ưu việt của nó, kết cấu của máy
còn gọn hơn máy ủi thường nhờ việc đặt khung ủi bên trong bộ di chuyển xích. Như
thế kết cấu của khung ủi sẽ nhỏ hơn. Tuy nhiên với kết cấu nhỏ gọn như vậy cũng làm
giảm khả năng làm việc của máy, máy sẽ làm việc yếu hơn so với máy ủi thường. Do
đó bàn ủi vạn năng còn dùng để san đất nên kết cấu của lưỡi ũi không có tấm chắn hai
đầu bàn ủi, lượng đất rơi vãi sang hai bên nhiều sẽ làm giảm năng suất của máy.
3.3. GIỚI THIỆU VỀ CÁC MẠCH THỦY LỰC LÀM VIỆC CỦA MÁY ỦI
KOMATSU D65EX – 12
3.3.1. Mạch thủy lực di chuyển và công tác
22
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên
máy ủi KOMATSU D65EX - 12
1
2
3
5
6
9
14
13
12
10
15
16
8
Ðuong dau cao ap
Ðuong dau dieu khien
Ðuong dau xa
11

4
7
Hình 3.1: Mạch thủy lực di chuyển và công tác
1. Van điều khiển nâng hạ lưỡi ủi; 2. Van điều khiển nghiêng lưỡi ủi; 3. Van điều
khiển hệ thống lái; 4. Xylanh nghiêng lưỡi ủi; 5. Xylanh phải nâng lưỡi ủi; 6.
Xylanh trái nâng lưỡi ủi; 7. Cụm lái; 8. Van an toàn; 9. Cụm bơm cung cấp dầu
cho mạch công tác; 10. Bơm bánh răng; 11. Môtơ; 12. Van phân phối điều
khiển nâng hạ lưỡi ủi; 13. Van phân phối điều khiển nghiêng lưỡi ủi; 14. Van
phân phối điều khiển di chuyển; 15. Van xả kiểm tra; 16. Thùng chứa dầu.
Nguyên lý chung :
23
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên
máy ủi KOMATSU D65EX - 12
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. Cả mạch được cung cấp dầu bởi bơm HPV95 qua hệ thống 3 van trượt phân phối
được điều khiển bởi hai cần điều khiển để cung cấp dầu cho các bộ phận công tác.
Trong mạch này có bơm bánh răng SBR(1)-010, các 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.
Dầu được bơm từ thùng dầu (16), bơm bánh răng (10) bơm dầu từ thùng đi qua
van an toàn (8) đưa dầu đến bôi trơn đồng thời đến van điều khiển các chế độ làm việc,
chế độ điều khiển di chuyển của xe, từ đó tác động đưa dòng dầu đến cụm van phân
phối để điều khiển van làm lưu thông dòng dầu cao áp từ bơm piston rôto hướng trục
đến các xylanh cơ cấu chấp hành thực hiện quá trình làm việc.
24
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống truyền động thủy lực trên
máy ủi KOMATSU D65EX - 12
3.3.2. Mạch thủy lực nâng hạ lưỡi ủi
1

2
3
5
6
8
9
4
Ðuong dau cao ap
Ðuong dau dieu khien
Ðuong dau xa
7
Hình 3.2. Sơ đồ mạch thủy lực làm việc nâng hạ lưỡi ủi
1. Van điều khiển nâng hạ lưỡi ủi; 2. Xylanh phải nâng lưỡi ủi; 3. Xylanh trái
nâng lưỡi ũi 4. Van an toàn; 5. Cụm bơm cung cấp dầu cho mạch công tác; 6.
Bơm bánh răng; 7. Van phân phối điều khiển nâng hạ lưỡi ủi; 8. Van xả kiểm
tra; 9. Thùng chứa dầu.
Nguyên lý làm việc
25