Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy đào Hyundai R807.

Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy đào Hyundai
R80-7.
LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển chung của đất nước, cơ sở hạ tầng cho ngành giao thông
vận tải nói riêng và trên tất cả các lĩnh vực kinh tế xã hội nói chung đang phát triển
rộng khắp. Để phục vụ cho lĩnh vực này, máy công trình là một trong những công
cụ chủ lực, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng các công trình.
Ngày nay khoa học công nghệ của thế giới nói chung và nước ta nói riêng đã và
đang phát triển mạnh; đặc biệt là điều khiển tự động bằng thủy lực, khí nén, điện
cũng như điện tử. Trên các máy công trình ngày nay cũng được hiện đại hóa không
chỉ với hệ điều khiển mà cả hệ truyền lực, hầu như tất cả chức năng điều khiển và
truyền động đều bằng thủy lực. Đề tài đồ án tốt nghiệp em chọn cũng theo xu hướng
này, tên đề tài là “Khảo sát hệ thống truyền động thủy lực trên máy đào
Hyundai R80-7”. Đề tài tốt nghiệp sẽ giúp em củng cố thêm những kiến thức đã
học, nâng cao và hiểu sâu hơn về khả năng ứng dụng của truyền động thủy lực trên
tất cả các lĩnh vực. Đặc biệt trong lĩnh vực máy công trình, truyền động thủy lực đã
thay thế các truyền động cơ khí cổ điển.
Được sự giúp đỡ tận tình của thầy Phan Thành Long quý thầy cô cùng các bạn;
với sự nỗ lực và cố gắng của bản thân, sau hơn ba tháng em đã hoàn thành đề tài tốt
nghiệp của mình. Vì thời gian có hạn, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều, nên không
tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được quý thầy cô đóng góp thêm ý kiến để
đề tài của em được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng, em xin cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Phan Thành Long quý thầy cô
trong khoa Cơ khí giao thông và trong trường Đại học Bách khoa đã tận tình hướng
dẫn, giáo dục đào tạo em trong suốt 5 năm ở dưới mái trường Đại học.
Đà Nẵng, ngày 01, tháng 06, năm 2015
Trương Quốc Nghĩa
1
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy đào Hyundai
R80-7.
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỂ MÁY ĐÀO HYUNDAI R80-7

1.1. Mục đích, ý nghĩa đề tài.
Hiện nay nền kinh tế nước ta đang có những bước phát triển vượt bậc và ngày
càng hội nhập vào sự phát triển chung của nền kinh tế thế giới. Vì vậy mà cơ sở hạ
tầng ngày càng được quan tâm đầu tư mạnh mẽ và có kế hoạch để thu hút đầu tư
nước ngoài để đóng góp vào sự phát triển chung của nền kinh tế- xã hội nước nhà.
Như chúng ta thấy rằng ngày nay bất cứ công trình xây dựng quy mô lớn nào
cũng không thể thiếu vai trò hỗ trợ của các thiết bị và máy móc, công cụ lao
động để giảm bớt sức lao động của con người, trong đó máy đào thủy lực đóng
một vai trò quan trọng trong việc cơ giới công tác đất cùng với một số loại máy
công trình khác. Cụ thể nó có thể phục vụ trong các công việc sau:
- Trong xây dựng dân dụng và công nghiệp: đào hố móng, đào rãnh thoát nước, đào
rãnh để lắp đặt đường ống cấp thoát nước, đường điện ngầm, đường điện thoại, bốc
xúc vật liệu ở các bãi, kho vật liệu. Ngoài ra, có lúc làm việc thay cần trục khi lắp
các ống thoát nước hoặc thay các búa đóng cọc để thi công móng cọc, phục vụ thi
công cọc nhồi.
- Trong xây dựng cầu đường: đào móng, khai thác đất, cát để đắp đường
- Trong xây dựng thủy lợi: đào kênh, mương, nạo vét sông ngoài, bến cảng, ao,
hồ, khai thác đất để dắp đập, đắp đê
- Trong khai thác mỏ: bóc lớp đất tấm thực vật phía trên bề mặt đất, khai thác mỏ lộ
thiên ( than, đất sét, cao lanh, )
- Trong các lĩnh vực khác:nhào trộn vật liệu của các nhà máy hóa chất (phân lân, cao
su, ), khai thác đất cho nhà máy gạch, sứ Tiếp vật liệu cho các trạm trộn bê tông.
Bốc xếp vật liệu ở các ga tàu, bến cảng. Khai thác sỏi, cát ở lòng sông
Đối với sinh viên ngành cơ khí động lực nghiên cứu, khảo sát và tính toán hệ
thống thủy lực trên máy đào là việc rất bổ ích cho kiến thức sau này. Nhằm đi sâu
tìm hiểu kết cấu, nguyên lý làm việc, các đặc tính làm việc của hệ thống thủy lực
trên máy đào từ đó đề ra những phương án thiết kế, cải tiến hệ thống thủy lực nhằm
tăng hiệu quả công việc, tăng độ tin cậy với mục đích cải thiện chất lượng và năng
suất khi làm việc.
Em hy vọng đề tài này như là một tài liệu chung nhất để giúp người sử dụng tự

2
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy đào Hyundai
R80-7.
tìm hiểu kết cấu, nguyên lý làm việc, cũng như cách khắc phục các hỏng hóc nhằm
sử dụng và bảo dưỡng hệ thống thủy lực và các phần tử thủy lực trên máy đào một
cách tốt nhất để đảm bảo năng suất và chất lượng lao động.
1.2. Giới thiệu về các phương pháp truyền động trên máy đào.
1.2.1. Truyền động cơ khí.
Đây là phương pháp truyền động quen thuộc và có một thời gian dài từng được
coi là hình thức truyền động quan trọng nhất. Những kiểu truyền động này bao
gồm: truyền động bánh răng, truyền động xích, truyền động bánh vít.
+ Truyền động bánh răng: loại truyền động này thường được sử dụng rộng rãi
nhất . Người ta thường dùng nó để truyền chuyển động quay cho trục ra. Tùy theo
cách bố trí trục ra song song hoặc lệch góc mà người ta sử dụng bánh răng trụ hoặc
bánh răng côn. Loại truyền động này vẫn còn được sử dụng trong các bộ giảm tốc.
+ Truyền động xích: là cơ cấu truyền chuyển động giữa các trục song song nhờ
dây xích ăn khớp vào các răng của hai đĩa xích. Căn cứ vào số dãy răng trên đĩa
xích chủ động và bị động mà ta có truyền động xích một dãy hoặc nhiều dãy.
+ Truyền động bánh vít: Với phương pháp truyền động này ta có thể truyền
chuyển động quay giữa hai trục chéo nhau là trục vít và bánh vít đối tiếp với nó. Bộ
truyền động bánh vít có đặc điểm kích thước nhỏ gọn, tỷ số truyền lớn, làm việc êm
và không ồn, có khả năng tự hãm; nhưng hiệu suất thấp, nhiệt sinh nhiều phải dùng
các biện pháp làm nguội, vật liệu làm bánh vít tương đối đắt tiền để giảm ma sát.
Nhìn chung bộ truyền động cơ khí có những ưu, nhược điểm sau:
 Ưu điểm:
- Cấu tạo tương đối đơn giản
- Chế tạo dễ dàng
- Làm việc chắc chắn, có khả năng chịu tải lớn
- Giá thành chế tạo rẻ
 Nhược điểm:

3
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy đào Hyundai
R80-7.
- Kích thước bộ truyền lớn, trọng lượng nặng
- Làm việc gây tiếng ồn lớn
- Khi truyền công suất đi xa thường tổn thất công suất do ma sát và quán tính
lớn
- Tốc độ và mô men xoắn được biến đổi theo cấp
1.2.2. Truyền động thủy lực.
Truyền động thủy lực là phương pháp truyền động được sử dụng phổ biến hiện
nay và trở thành một trong những khuynh hướng phát triển của loại máy này.
Theo nguyên lý làm việc truyền động thủy lực được chia làm hai loại: truyền
động thủy động và truyền động thủy tĩnh (truyền động thể tích).
+ Truyền động thủy động: với phương pháp truyền động này không có mối liên
hệ cứng giữa khâu chủ động và khâu bị động. Để truyền chuyển động tới khâu bị
động (trục tuabin), động năng được sử dụng làm quay bánh bơm. Ở đây, trục bánh
bơm quay được nhờ nhận trực tiếp chuyển động quay của trục động cơ hoặc cơ
năng khác.
+ Truyền động thể tích: 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 khâu bị động của bộ truyền động thủy lực, có truyền dẫn năng lượng do bơm tạo
ra đến bộ phận chấp hành (xy lanh thủy lực hoặc động cơ thủy lực) qua chất lỏng
công tác để truyền vào một khoang kín.
Ưu, nhược điểm của phương pháp truyền động thủy lực:
 Ưu điểm:
- Dễ thực hiện điều chỉnh vô cấp và tự động điều chỉnh vận tốc chuyển động
của bộ phận làm việc trong máy ngay cả khi máy đang làm việc
- Truyền động công suất làm việc lớn và xa
- Cho phép đảo chiều chuyển động của các bộ phận làm việc của máy dễ dàng
4

Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy đào Hyundai
R80-7.
- Có thể đảm bảo cho máy làm việc ổn định không phụ thuộc vào sự thay đổi tải
trọng ngoài
- Kết cấu gọn nhẹ, có quán tính nhỏ do trọng lượng trên một đơn vị công suất
của truyền động nhỏ
- Do chất lỏng làm việc trong truyền động thủy lực là dầu khoáng nên có điều
kiện bôi trơn tốt các chi tiết
- Truyền chuyển động êm hầu như không có tiếng ồn
- Độ tin cậy và độ bền cao
- Điều khiển nhẹ nhàng
 Nhược điểm:
- Khó làm kín các bộ phận làm việc, chất lỏng làm việc dễ bị rò rỉ hoặc không
khí dễ bị lọt vào, làm giảm hiệu suất và tính chất làm việc ổn định của truyền động
- Vận tốc truyền động bị hạn chế vì phải đề phòng hiện tượng va đập thủy lực,
tổn thất cột áp, tổn thất công suất lớn và xâm thực
- Yêu cầu chất lỏng làm việc tương đối phức tạp, độ nhớt phải thích hợp ít thay
đổi khi nhiệt độ và áp suất thay đổi
- Áp lực dầu công tác khá cao đòi hỏi công nghệ chế tạo đạt độ chính xác cao,
do đó giá thành của bộ truyền động thủy lực đắt hơn các bộ truyền động khác.
1.3. Cấu tạo chung máy đào Hyundai R80-7.
1.3.1. Sơ đồ tổng thể máy đào Hyundai R80-7.
Hyundai R80-7 là máy đào gầu nghịch, một gầu, dẫn động thủy lực. Nó được sử
dụng để cơ giới hóa công tác đào, xúc, lấp đất khai thác mỏ hoặc thay cho máy
nâng. Ngoài ra, nó còn có thể thực hiện nhiều chức năng khác nhau như: cần trục,
búa đóng cọc, nhổ gốc cây,
5
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy đào Hyundai
R80-7.
Hình 1.1. Hình chiếu bằng máy đào Hyundai R80-7

1. Hộp công cụ; 2. Động cơ quay; 3. Bình nhiên liệu; 4. Bình dầu thủy lực;
5. Dầu làm mát; 6. Bộ tỏa nhiệt; 7. Động cơ; 8. Bơm chính;
9. Van điều khiển chính; 10. Bản lề; 11. Gầu;12. Bánh răng.
Hình 1.2. Hình chiếu đứng máy đào Hyundai R80-7.
1. Tay cần;2. Xylanh tay cần; 3. Cần; 4. Xylanh cần; 5. Cabin điều khiển; 6. Bộ lọc
sơ cấp; 7. Bộ giảm âm; 8. Đối trọng; 9. Bánh chủ động; 10. Răng bi nhông của
máy; 11. Ống lăn đỡ xích; 12. Con lăn đỡ xích; 13. Dãy xích; 14. Bánh bị động;
15. Lưỡi ủi; 16. Thanh điều khiển; 17. Thanh liên kết; 18. Máy cắt cạnh;
19. Xylanh gầu.
6
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy đào Hyundai
R80-7.
Kết cấu của máy gồm 2 phần chính: phần máy cơ sở (Máy kéo xích) và thiết bị
công tác (thiết bị làm việc).
Phần máy cơ sở: Cơ cấu di chuyển chủ yếu dùng để di chuyển máy trong công
trường. Nếu cần di chuyển máy trong phạm vi lớn phải có thiết bị vận chuyển dùng.
Cơ cấu quay dùng để thay đổi vị trí của gầu trong mặt phẳng ngang trong quá trình
đào và đổ đất. Trên bàn quay người ta bố trí động cơ, các bộ truyền động, cơ cấu
điều khiển, Cabin là nơi tập trung cơ cấu điều khiển toàn bộ quá trình hoạt động
của máy. Đối trọng là bộ phận cần bằng bàn quay và ổn định của máy.
Phần thiết bị công tác: Cần một đầu được lắp với khớp trụ với bàn quay còn đầu
còn lại được lắp với tay cần. Cần được nâng lên hạ xuống nhờ xylanh cần. Tay cần
một đầu lắp với khớp trụ với cần đầu còn lại với gầu và co, duỗi nhờ xylanh tay cần.
Quá trình đào và đổ đất của gầu được thực hiện nhờ xylanh gầu, gầu thường được
lắp thêm các răng để làm việc trên nền đất cứng.
Nguyên lý làm việc: Máy thường làm việc trên nền đất thấp hơn mặt bằng đứng
của máy (cũng có trường hợp làm trên nền đất cao hơn nhưng trên đất mềm). Đất
được đổ qua miệng gầu. Máy làm việc theo chu kỳ và trên từng chỗ đứng. Một chu
kỳ làm việc của máy bao gồm bốn giai đoạn sau:
- Xúc và tích đất vào gầu.

- Quay gầu đến nơi đổ đất.
- Đổ đất.
- Quay gầu không về vị trí đào để bắt đầu chu kỳ tiếp theo.
1.3.2. Nguồn động lực.
Động cơ: Yanmar 4TNV98.
Công suất lớn nhất N
emax
: 44 Kw
Số vòng quay ứng với N
emax
: 2100 rpm
Momen lớn nhất M
emax
: 25.2 Kgf.m
Số vòng quay ứng với M
emax
: 1000 rpm.
Số xylanh: 4 thẳng hàng.
Đường kính x Hành trình: 98 x 110 mm
7
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy đào Hyundai
R80-7.
Hình 1.3. Động cơ Yanmar 4TNV98.
* Đặc điểm cấu tạo:
Thân động cơ 4TNV98 được đúc liền thành khối bằng thép rất chắc chắn, trên
thân máy có khoét các lỗ để lắp khối xylanh, lắp các đường ống khí xả, nạp và
khoan các lỗ có ren bên trên để lắp nắp xylanh của động cơ bằng bulong. Ngoài ra
trên thân máy còn khoan các lỗ tròn để dẫn nước làm mát và đúc các áo nước môi
chất làm mát khối xylanh, hai bên thân máy có khoan các lỗ có ren để bắt các chi
tiết của máy bằng bulong như: bệ đỡ máy, ống dẫn dầu, lọc dầu… phía dưới thân

máy có một nửa bệ đỡ chính của máy được chế tạo liền với thân máy, một nửa còn
lại của bệ đỡ chính được chế tạo rời và lắp với nhau bằng bulong.
Động cơ có công suất 44 Kw/2100 v/p có hệ thống nhiên liệu sử dụng bơm cao
áp PE, sử dụng hệ thống nạp tăng áp Turbo Charger Intercooler, hệ thống bôi trơn
cưỡng bức các te ướt, hệ thống làm mát bằng nước.
8
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy đào Hyundai
R80-7.
1.3.3. Hệ thống lái máy đào Hyundai.
Hệ thống lái trên máy đào dùng để:
- Giữ cho máy đào chuyển động theo một hướng xác định nào đó.
- Thay đổi hướng chuyển động khi cần thiết theo yêu cầu cơ động của xe.
Yêu cầu của hệ thống lái:
- Đảm bảo chuyển động thẳng ổn định.
- Đảm bảo tính cơ động cao tức là xe có thể quay vòng thật ngoặt trong thời gian rất
ngắn trên một diện tích bé.
- Đảm bảo động lực học quay vòng đúng.
- Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện.
- Đảm bảo sự tỉ lệ giữa lực tác dụng lên vô lăng và momen quay bánh xích chủ
động.
Hệ thống lái trên máy đào Hyundai R80-7 là hệ thống lái dẫn động thủy lực bao
gồm:
- Cơ cấu điều khiển gồm có vô lăng, trục lái dùng để điều khiển các van thủy lực.
- Hệ thống thủy lực gồm bơm, van điều khiển, xylanh lái, đường ống thủy lực dùng
để dẫn động xylanh lái qua đó truyền đến dẫn động lái để điều khiển quay bánh
xích.
1.3.4. Hệ thống di chuyển.
Hệ thống di chuyển có nhiệm vụ di chuyển máy trong quá trình làm việc, di
chuyển máy từ công trình này sang công trình khác và đỡ toàn bộ trọng lượng máy
rồi truyền xuống nền.

Theo cấu tạo hệ thống di chuyển được chia thành các loại: hệ thống di chuyển
bằng bánh lốp, hệ thống di chuyển bằng bánh xích, hệ thống di chuyển trên đường
ray, hệ thống di chuyển trên nước, hệ thống di chuyển bằng cơ cấu tự bước.
Trên máy đào Hyundai R80-7 sử dụng hệ thống di chuyển bằng xích.
9
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy đào Hyundai
R80-7.
Hình 1.4. Kết cấu bộ phận di chuyển bằng xích
1. con lăn đỡ xích; 2. Bánh xích chủ động; 3. Dãy xích;
4. bánh đè xích; 5. Bánh xích bị động.
* Ưu điểm:
- Áp suất lên nền nhỏ (0.04÷0.1Mpa) và phân bố tương đối đều nên máy có thể
di chuyển trên những địa hình phức tạp như nền đất mềm, nền không bằng phẳng.
- Độ bám lớn, khả năng vượt dốc cao.
* Nhược điểm:
- Cồng kềnh, lực cản di chuyển lớn, vận tốc di chuyển thấp, tuổi thọ thấp.
- Khi máy đi xa phải dùng phương tiện vận chuyển.
1.3.5. Phạm vi làm việc.
Hình 1.5. Sơ đồ phạm vi làm việc máy đào Hyundai R80-7
10
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy đào Hyundai
R80-7.
Tên thông số Kí hiệu Giá trị
Tầm gầu tối đa A 6330mm
Tầm đào đất tối đa A’ 6190mm
Tầm gầu sâu tối đa B 4150mm
Tầm đào sâu tối đa B’ 3810mm
Tầm đào đứng tối đa C 3200mm
Chiều cao tối đa D 7260mm
Chiều cao đào tối đa E 5170mm

Bán kính quay nhỏ nhất F 1750mm
1.4. Thông số kỹ thuật của máy đào hyundai r80-7.
1.4.1. Thông số kích thước.
Hình 1.6. Sơ đồ tổng thể máy đào hyundai R80-7.
Tên thông số Kí hiệu Giá trị
Chiều dài tổng thể A 6325mm
Chiều rộng tổng thể B 2260mm
Chiều cao tổng thể C 2605mm
Chiều rộng cabin D 2250mm
Chiều cao tổng thể cabin E 2650mm
Chiều cao bàn máy F 755mm
Chiều cao nắp động cơ G 1775mm
Chiều cao tối thiểu bàn máy H 360mm
Khoảng cách phía sau I 1727mm
Bán kính xoay cabin I’ 1750mm
Khoảng cách 2 bánh xích J 2130mm
11
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy đào Hyundai
R80-7.
Chiều dài bánh xích K 2724mm
Chiều rộng bánh xích L 2200mm
Khoảng cách 2 dãy xích M 1750mm
Chiều rộng dãy xích N 450mm
Chiều cao lưỡi O 460mm
Tầm di chuyển lưỡi P 400mm
Độ sâu của lưỡi Q 280mm
1.4.2. Thông số kỹ thuật.
Tên thông số Giá trị Đơn vị
Dung tích gầu 0.28 m
3

Trọng lượng toàn bộ 3750 kg
Trọng lượng gầu 230 kg
Tốc độ di chuyển 3.3/4.6 Km/h
Tốc độ quay 12 rpm
Khả năng leo dốc 30 Độ
Áp lực trên đất 0.37 Kgf/cm
2
1.4.3. Thông số động cơ.
Động cơ 4 kỳ, làm mát bằng nước, phun dầu trực tiếp.
Tên thông số Giá trị
Số máy Yanmar 4TNV98
Số xy lanh 4 xylanh thẳng hàng
Thứ tự nổ 1-3-4-2
Đường kính x hành trình (SxD) 98x110mm
Dung tích xylanh 3318cc
Tỷ số nén 18.5:1
Công suất 44/2100 kw/rpm
Tốc độ không tải lớn nhất 2290+50rpm
Tốc độ không tải nhỏ nhất 1050+50rpm
Suất tiêu hao nhiên liệu 172.3g/Hp
Motor khởi động Hitachi 24V-3.5kw
Máy phát Hitachi 24V-40A
Ắc quy 2x12x68Ah
1.4.4. Thông số hệ thống thủy lực.
Tên thông số Giá trị Đơn vị
Bơm chính
Kiểu bơm Bơm piston
Dung lượng 2x36 Cc/rev
12
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy đào Hyundai

R80-7.
Lưu lượng 2x75.6 l/ph
Áp suất cực đại 280 Kgf/cm
2
Số vòng quay 1950 rpm
Bơm bánh răng
Lưu lượng 18.7 rpm
Dung lượng 8.9 Cc/rev
Áp suất cực đại 35 Kgf/cm
2
Van điều khiển
Kiểu van 11 spools mono-block
Áp suất van chính 280 Kgf/cm
2
Áp suất van xả 310 Kgf/cm
2
Motor thủy lực
Motor quay toa Động cơ piston hướng trục
Dung lượng 43 Cc/rev
Áp suất 190 Kgf/cm
2
Hệ thống phanh Tự động, dùng lò xo điều khiển thủy lực
Momen hãm 14 Kgf.m
2
Áp suất nhả phanh 20-40 Kgf/cm
2
Số vòng quay 12 rpm
Motor di chuyển Động cơ piston hướng trục
Áp suất 300 Kgf/cm
2

Hệ thống phanh Tự động, dùng lò xo điều khiển thủy lực
Áp suất nhả phanh >9 Kgf.cm
2
Momen hãm 8.4 Kgf.m
2
Van điều khiển từ xa
Kiểu van Giảm áp lực
Áp suất làm việc cực đại 20 Kgf/cm
2
Áp suất làm việc nhỏ nhất 5 Kgf/cm
2
13
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy đào Hyundai
R80-7.
Chương 2. KHẢO SÁT HỆ THỐNG THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO
HYUNDAI R80-7
2.1. Giới thiệu các phần tử thủy lực trên máy đào Hyundai R80-7.
2.1.1. Giới thiệu chung về hệ thống thuỷ lực trên máy đào.
Hệ thống thuỷ lực của máy đào gồm một số chi tiết, cụm chi tiết sau: Thùng dầu,
bơm thuỷ lực, cụm van phân phối, trục chia dầu, mô tơ chuyển động, mô tơ quay
toa, xy lanh thuỷ lực, hệ thống đường ống, lọc dầu, két làm mát dầu thuỷ lực.
Hình 2.1 Hệ thống thuỷ lực trên máy đào
* Nguyên lý hoạt động:
Khi động cơ làm việc, công suất được truyền qua bánh đà đến bơm thuỷ lực.
Bơm thuỷ lực làm việc, hút dầu từ thùng dầu thuỷ lực và đẩy đến cụm van phân
phối chính. Từ ca bin người điều khiển sẽ tác động đến các cần điều khiển thiết bị
công tác, quay toa, di chuyển. Khi có sự tác động của người điều khiển, một dòng
dầu điều khiển sẽ được mở đi đến cụm van phân phối chính. Dòng dầu điều khiển
này có tác dụng đóng /mở cụm van phân phối ( van điều khiển) tương ứng cho thiết
14

Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy đào Hyundai
R80-7.
bị công tác, quay toa, di chuyển. Dầu từ đường dầu chính đi đến cơ cấu công tác,
mô tơ quay toa, mô tơ di chuyển tuỳ theo sự điều khiển của người điều khiển.
Đường dầu trước khi về thùng chứa được làm mát ở két làm mát, và được lọc bẩn ở
lọc dầu thuỷ lực. Áp lực của hệ thống thuỷ lực được giới hạn bởi van an toàn
thường được lắp ở cụm van phân phối chính. Khi áp lực của hệ thống đạt đến giới
hạn của van thì van sẽ mở ra và cho dầu chảy về thùng.
2.1.2. Bơm thủy lực.
2.1.2.1. Tổng quan về bơm.
a. Nguyên lý chuyển đổi năng lượng.
Bơm và động cơ thuỷ lực là hai thiết bị có chức năng khác nhau. Bơm là thiết bị
tạo ra năng lượng, còn động cơ thuỷ lực là thiết bị tiêu thụ năng lượng này. Tuy
nhiên, kết cấu và phương pháp tính toán của bơm và động cơ thuỷ lực cùng loại
giống nhau.
-Bơm dầu: là một cơ cấu biến đổi năng lượng, dùng để biến cơ năng thành thành
năng lượng của dầu ( dòng chất lỏng). Trong hệ thống dầu ép thường chỉ dung 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.
Tuỳ thuộc vào lượng dầu do bơm đẩy ra trong một chu kỳ làm việc, bơm thể tích
được phân ra hai loại:
• Bơm có lưu lượng cố định
• Bơm có lưu lượng có thể điều chỉnh, gọi tắt là bơm điều chỉnh
Thông số cơ bản của bơm là lưu lượng và áp suất.
- Động cơ thuỷ lực: Là thiết bị dùng để biến năng lượng của dòng chất lỏng thành
động năng quay trên trục động. 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.

15
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy đào Hyundai
R80-7.
b. Các loại bơm.
* Bơm bánh răng:
Hình 2.2 Nguyên lý
làm việc của bơm bánh
răng
1 Bánh răng chủ
động; 2. Bánh
răng bị động; 3.
Vỏ bơm; A. Buồng
hút
B. Buồng đẩy.
Nguyên lý làm việc của bơm là sự thay đổi thể tích: Khi thể tích của buồng hút A
tăng, bơm hút dầu, thực hiện chu kỳ hút. Khi thể tích giảm, bơm thực hiện chu kỳ
nén, bơm đẩy dầu ra ở buồng B.
Loại bơm này được dùng rộng rãi vì nó có kết cấu đơn giản dễ chế tạo. Phạm vi
sử dụng của bơm bánh răng chủ yếu là ở những hệ thống có áp suất nhỏ trên các
máy khoan, doa…Áp suất của bơm bánh răng từ 10÷200 bar.
Bơm bánh răng gồm có các loại: Bánh răng ăn khớp ngoài, ăn khớp trong . Loại hai
răng hoặc ba răng. Loại bánh răng thẳng hoặc bánh răng nghiêng.
Trên máy đào bơm bánh răng được sử dụng để cung cấp dầu cho hệ thống điều
khiển.
Bơm bánh răng không điều chỉnh được lưu lượng.
16
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy đào Hyundai
R80-7.
Hình 2.3 Bơm bánh răng
a Bơm bánh răng ăn khớp ngoài; b. Bơm bánh răng ăn khớp trong;

c. Ký hiệu bơm; A. Buồng hút; B. Buồng đẩy
* Bơm trục vít:
Hình 2.4 Bơm trục vít
A. Buồng hút; B. Buồng đẩy
Dầu được hút từ buồng A sang buồng đẩy B theo chiều trục và không có hiện
tượng chèn dầu ở chân ren.
Bơm trục vít thường được sản xuất làm ba loại:
Loại có áp suất thấp (p = 10÷15 bar), loại có áp suất trung bình (p= 30÷60 bar),
loại có áp suất cao (p= 60÷200 bar).
Nhược điểm của bơm trục vít là chế tạo trục vít khá phức tạp. Ưu điểm căn bản
là chạy êm, độ nhấp nhô lưu lượng nhỏ.
Bơm trục vít không thay đổi được lưu lượng
17
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy đào Hyundai
R80-7.
* Bơm cánh gạt:
Bơm cánh gạt được dùng ở hệ thống thuỷ lực có áp thấp và trung bình. So với
bơm bánh răng, bơm cánh gạt đảm bảo lưu lương đều hơn, hiệu suất thể tích cao
hơn.
Kết cấu bơm cánh gạt có nhiều loại khác nhau, nhưng có thể chia làm hai loại
chính: Bơm cánh gạt đơn và bơm cánh gạt kép.
Hình 2.5 Bơm cánh gạt đơn
1.Độ lệch tâm; 2. Vòng trượt; 3. Roto
A. Vùng hút; B. Vùng nén
Lưu lượng của bơm cánh gạt đơn có thể thay đổi bằng cách thay đổi độ lệch tâm e
Hình 2.6. Bơm cánh gạt loại kép
1. Stato; 2. Roto; 3. Cánh gạt; A. Buồng hút; B. Buồng đẩy.
18
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy đào Hyundai
R80-7.

* Bơm piston:
Bơm piston là loại bơm dựa trên nguyên tắc thay đổi thể tích của cơ cấu piston
xy lanh. Vì bề mặt làm việc của cơ cấu này là mặt trụ, do đó dễ dàng đạt 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).
Bơm piston thường được dùng ở những hệ thống thuỷ lực cần áp suất cao và lưu
lượng lớn như máy đào, máy nâng…
Dựa vào cách bố trí piston, bơm có thể chia làm các loại sau:
+ Bơm piston đơn
+ Bơm piston dãy phẳng
+ Bơm piston – roto hướng tâm
+ Bơm piston – roto hướng trục (đồng trục và trục cong).
Bơm piston đơn và piston dãy phẳng không điều chỉnh được lưu lượng. Bơm
piston – rôto có thể chế tạo không thay đổi lưu lượng hoặc có thể thay đổi lưu
lượng.
Hình 2.7. Bơm piston.
1. Vành trụ; 2. Các piston; 3. Ống lót; 4. Vách ngăn; 5. Roto
19
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy đào Hyundai
R80-7.
2.1.2.2. Bơm thủy lực trên máy đào Hyundai R80-7.
Hình 2.8. Bơm thủy lực trên máy đào Hyundai R80-7.
1.Trục máy bơm; 2. Đĩa cam lắc; 3. Nhóm piston; 4. Nắp sau máy bơm; 5. Lò xo;
6. Piston trợ động; 7. Bơm bánh răng; 8. Nắp trước máy bơm; 9. Van an toàn.
Bơm chính trên máy đào Hyundai R80-7 là máy một máy bơm gồm 2 khối piston
chuyển vị tương đương từ một khối hình trụ, một cổng hút. Dầu được chia thành hai
dòng đều cho các đĩa điều khiển trong máy bơm và ra các cổng xả để cung cấp cho
các bộ phận công tác.
Các phần tử điều khiển lưu lượng được tích ngay trong bơm làm tăng khả năng
điều khiển

* Nguyên lý hoạt động:
Xy lanh được nối cứng với trục (1) nhờ then hoa. Trục dẫn (1) được dẫn động
từ động cơ. Khi trục (1) quay xy lanh và piston (3) cũng quay theo. Đế piston (3)
quay theo và trượt trên mặt của đĩa cam lắc (2). Các piston chuyển động tịnh tiến
lên xuống trong khối xy lanh thực hiện quá trình hút và đẩy chất lỏng ( dầu thuỷ
lực). Hành trình hút tương ứng với quá trình hành trình piston tăng dần (thể tích
buồng làm việc tăng dần) và ngược lại với quá trình đẩy.
20
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy đào Hyundai
R80-7.
Lưu lượng và áp suất của bơm phụ thuộc vào góc nghiêng α của đĩa cam lắc (2).
Góc nghiêng càng lớn thì lưu lượng của bơm càng lớn. khi α = 0 thì không có dầu
ra khỏi bơm.
* Điều khiển thay đổi lưu lượng bơm:
Khi góc nghiên α của đĩa cam lắc (2) thay đổi thì lưu lượng xả ra của bơm cũng
thay đổi theo. Góc nghiêng của đĩa cam lắc thay đổi nhờ piston trợ động (6). Piston
trợ động (6) chuyển động thẳng, qua lại theo lệnh điều khiển từ van điều khiển.
Piston trợ động (6) chuyển động làm đĩa cam lắc (2) chuyển động theo trên mặt trụ
của bệ đỡ (2), làm cho góc nghiêng α thay đổi. Do đó, lưu lượng xả ra của bơm
cũng thay đổi theo.
2.1.3. Motor quay toa.
Hình 2.9. Motor quay toa trên máy đào Hyundai R80-7.
1.Trục motor; 2. Bạc lót; 3. Lò xo; 4. Cụm xylanh; 5. Vòng chống thấm; 6. Tấm lót;
7. Đầu nối; 8. Nắp sau motor; 9. Bulong; 10. Piston; 11. Đĩa; 12. Đĩa ma sát;
13. Khớp cầu; 14. Đối trọng; 15. Đế piston; 16. Đĩa trượt; 17. Ổ bi côn;
18. Vòng phớt; 19. Vỏ máy.
* Nguyên lý làm việc:
Đĩa van phân thành hai khoang nối với hai đường ống đầu vào và đầu ra mô
tơ. Dòng dầu cao áp cấp vào mô tơ sẽ làm các piston có khoang tương ứng chuyển
21

Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy đào Hyundai
R80-7.
động tịnh tiến theo xu hướng đẩy các đế piston trượt xuống đĩa đế. Các đế piston
được giữ khoảng cách với nhau và được tỳ lên đĩa đế bởi đĩa giữ và lực nén của lò
xo xy lanh thông qua đệm, cần đẩy, đệm và bạc cầu. Khi các piston tương ứng với
khoang cấp chuyển động tịnh tiến như vậy thì sẽ làm quay khối xy lanh làm cho các
piston tương ứng ở khoang đẩy sẽ chuyển động theo hướng giảm thể tích giữa
piston và xy lanh, đẩy dòng dầu sau khi cấp áp năng cho mô tơ về thùng dầu thủy
lực. Đồng thời xy lanh quay làm cho trục truyền động được nối khớp then hoa với
khối xy lanh sẽ quay theo. Mô men và tốc độ của mô tơ sẽ được truyền tới bộ giảm
tốc quay toa và dẫn động qua các cặp bánh răng làm quay ca bin phía trên mâm
quay toa.
Khi đóng van phân phối ngừng cung cấp dòng dầu cao áp tới mô tơ và
ngừng cho phép dầu từ mô tơ về thùng dầu thì dầu thủy lực sẽ được giữ lại trong
mô tơ. Tác dụng ngược của dầu thủy lực không được dẫn về thùng chứa có xu
hướng hãm mô tơ lại. Đồng thời khi đóng van phân phối thì dầu trong mô tơ sẽ rò rỉ
vào khoang chứa piston hãm với áp suất lớn sẽ tác động ép piston xuống tỳ các đĩa
ma sát và đĩa tách với nhau tạo nên mô men ma sát hãm mô tơ lại.
2.1.4. Motor di chuyển.
8
1
5
6
7
9
10
111213
2
3
4

15 17
16
18
14
Hình 2.10. Cấu tạo motor di chuyển.
1. Trục ra; 2. Vỏ; 3. Đĩa phanh; 4. Đĩa ma sát; 5. Piston; 6. Xy lanh; 7. Nắp sau;
8. Đĩa van; 9. Van hồi lưu chậm; 10. Bu lông; 11. Piston điều chỉnh; 12. Trục giữa;
13. Lò xo; 14. Nắp chặn dầu; 15. Ổ đũa côn; 16. Piston phanh; 17. Lò xo phanh;
18. Van đối trọng
22
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy đào Hyundai
R80-7.
Mô tơ di chuyển có nhiệm vụ biến đổi áp năng của dòng dầu cao áp thành cơ
năng để tạo mô men làm quay bánh sao chủ động thông qua bộ giảm tốc di chuyển.
Có hai mô tơ di chuyển trái và phải có thể quay cùng chiều để chuyển động tiến về
phía trước hoặc ngược chiều để quay đầu xe.
* Nguyên lý hoạt động:
- Hoạt động ở tốc độ thấp ( Góc nghiêng của đĩa có giá trị lớn nhất).
Hình 2.11. Hoạt động của mô tơ di chuyển.
1.Lò xo; 2. Van điều chỉnh; 3. Van điện từ; 4. Nắp sau; 5. Van hồi lưu chậm;
6. Van điều khiển chuyển động; 7. Van giảm áp; 8. Piston điều chỉnh;
9. Đĩa van; 10. Khối xylanh.
Van điện từ không được kích hoạt (cấp điện). Vì vậy, dòng dầu điều khiển từ
bơm chính không chảy đến cửa p được. Vì lý do này, van điều chỉnh (2) bị đẩy lên
bởi lò xo (1). Dòng dầu chính từ van điều khiển (6) đẩy van hồi lưu chậm (5) đi đến
nắp sau (4) và tác động lên buồng a của piston điều chỉnh (8).
Cùng thời điểm này, dòng dầu chính đi qua lỗ c trong van điều chỉnh (2) và tác
động lên buồng b. Khi điều này xảy ra, do đường kính buồng b lớn hơn buồng a nên
piston điều chỉnh sẽ bị đẩy đi xuống. Kết quả, đĩa van (9) và khối xy lanh (10) di
chuyển đến vị trí góc nghiêng của đĩa có giá trị lớn nhất. Lưu lượng của mô tơ đạt

giá trị lớn nhất. Hệ thống được xác lập ở chế độ tốc độ thấp.
23
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy đào Hyundai
R80-7.
- Hoạt động ở tốc độ cao (Gióc nghiêng của đĩa có giá trị nhỏ nhất).
Khi van điện từ (3) được kích hoạt, dòng dầu điều khiển từ bơm chính chảy đến
cửa p và đẩy van điều chỉnh (2) đi xuống. Khi điều này xảy ra, đường dầu đến
buồng b bị ngắt và dầu từ buồng b chảy ra đường dầu hồi. Vì lý do này, lực đẩy của
dầu ( áp suất cao ) ở buồng a đẩy piston điều chỉnh (8) theo hướng đi lên.
Kết quả, đĩa van (9) và khối xy lanh (10) di chuyển đến vị trí góc nghiêng của
đĩa có giá trị nhỏ nhất. Lưu lượng của mô tơ đạt giá trị nhỏ nhất. Hệ thống được xác
lập ở chế độ chuyển động tốc độ cao.
2.1.5. Van điều khiển.
Van điều khiển máy đào Hyundai R80-7 có nhiệm vụ như tổng hợp của
nhiều van phân phối, đó là đóng ngắt, đảo chiều của các dòng dầu thủy lực cao áp
tới các bộ phận chấp hành như các xy lanh thủy lực, các mô tơ di chuyển và mô tơ
quay toa, đồng thời chứa các đường dẫn của các dòng dầu điều khiển, các van an
toàn, van tràn, các van tiết lưu .v.v… Đây là cơ cấu trung gian nhận dòng dầu cao
áp từ bơm chính và dòng dầu điều khiển từ bơm bánh răng đi phân phối tới các cơ
cấu chấp hành hoặc dẫn dầu về thùng chứa.
Hình 2.12. Van điều khiển.
24
Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm và mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy đào Hyundai
R80-7.
2.1.6. Van an toàn.
Van an toàn có nhiệm vụ cài đặt áp suất lớn nhất cho mạch và bảo vệ mạch
không bị quá tải.
Hình 2.13. Van an toàn.
1. Thân van; 2. Giá đỡ; 3. ụ van; 4. Lỗ dầu; 5. Đế tựa; 6,11. Vòng đệm; 7. Lò xo;
8,9. Bulong;10. Đai ốc; 12. Nắp chụp.

* Nguyên lý hoạt động:
Khe hở được tạo tại bề mặt trượt giữa ụ van (3) và giá đỡ (2) cho phép dầu
tự do chảy qua. Dầu được cấp từ cổng P được dẫn tới khoang C qua lỗ S của giá đỡ
(2) và khe hở tại mặt trượt giữa ụ van và giá đỡ. Lực lò xo đủ lớn để ụ van không
làm việc tới khi áp suất trong khoang C đạt tới áp suất điều chỉnh của van an toàn.
Khi mà áp suất trong khoang C vượt quá áp suất cho phép, thủy lực trở nên lớn hơn
lực lò xo và ụ van (3) sẽ tách khỏi đế của giá đỡ (2). Dầu được cấp từ cổng P sau đó
theo khe hở giữa ụ van và đế tựa tới cổng bể chứa T qua lỗ S.
25