nghiên cứu mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy xúc đào komatsu pc200 8

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN CƠ KHÍ
-  -

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
NIÊN KHÓA 2009 - 2013
Đề tài:

NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG HỆ THỐNG THỦY LỰC
TRÊN MÁY XÚC ĐÀO KOMATSU PC200 - 8

Giáo viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

ThS. VÕ THÀNH BẮC

LÊ VĂN TRƯỜNG
MSSV: 1090483
Lớp: Cơ khí chế tạo máy 2 – K35

Cần Thơ, tháng 11/2012


LỜI CẢM ƠN

Trong suốt hơn ba tháng thực hiện đề tài “Nghiên cứu mô phỏng hệ thống thủy
lực trên máy xúc đào Komatsu PC200-8” em đã gặp không ít khó khăn.
Em xin chân thành cám ơn đến thầy Võ Thành Bắc, mặc dù bận nhiều công tác
nhưng xới sự giúp đỡ tận tình của thầy đã giúp cho em hoàn thành luận văn đúng thời

hạn.
Cám ơn các thầy, các cô trong bộ môn đã nhiệt tình hướng dẫn em trong quá trình
thực hiện đề tài.
Em xin gửi lời cám ơn đến các thầy, các cô trong nhà trường đã truyền dạy kiến
thức cho em trong suốt bốn năm học tại trường.
Cám ơn các thầy cô trong thư viện khoa Công Nghệ, Trung tâm học liệu đã tạo
điều kiện cho em tham khảo các tài liệu liên quan và giúp ích cho việc thực hiện đề tài.
Cám ơn tất cả các bạn đã nhiệt tình giúp đỡ và góp ý cho em hoàn thành luận văn này.

Sinh viên thực hiện

Lê Văn Trường

i


XÁC NHẬN VÀ NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Đề tài:

“ Nghiên cứu mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy xúc đào
Komatsu PC200-8”
Do Sinh viên Lê Văn Trường (MSSV: 1090483), lớp Cơ khí chế tạo máy 2 - khóa
35 thực hiện trong thời gian từ tháng 8/2012-12/2012.
Nhận xét: ...........................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................

..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
Cần Thơ, ngày 4 tháng 12 năm 2012
Cán bộ hướng dẫn

Võ Thành Bắc

ii


XÁC NHẬN VÀ NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Đề tài:

“ Nghiên cứu mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy xúc đào
Komatsu PC200-8”
Do Sinh viên Lê Văn Trường (MSSV: 1090483), lớp Cơ khí chế tạo máy 2 - khóa
35 thực hiện trong thời gian từ tháng 8/2012-12/2012.
Ý kiến của Cán bộ Phản biện: ............................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
Cần Thơ, ngày 4 tháng 12 năm 2012
Cán bộ Phản biện

iii


MỤC LỤC
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ................................................................i
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN ..................................................................ii
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ............................................................. iii
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................iv
DANH SÁCH BẢNG .................................................................................................vi
DANH SÁCH HÌNH ..................................................................................................vi
LỜI NÓI ĐẦU.............................................................................................................1
Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG .............................................................................2
1.1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI.......................................................................................2
1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI ..........................................................................................4
1.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................................................4
1.4 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ MÔ PHỎNG VÀ THIẾT KẾ ...........4
1.5 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM AUTOMATION STUDIO................................5
1.5.1 Tham khảo đề tài (Project Explorer)............................................................6
1.5.2 Bộ soạn thảo biểu đồ (Diagram Editor) .......................................................6
1.5.3 Thư viện tìm kiếm (Library Explorer) .........................................................8
Chương 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ......................................................................11
2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY XÚC ĐÀO...................................................11
2.1.1 Khái niệm, công dụng ...............................................................................11
2.1.2 Phân loại ...................................................................................................12
2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TRUYỂN ĐỘNG TRÊN MÁY XÚC ĐÀO ................13
2.2.1 Truyền động cơ khí ...................................................................................13
2.2.2 Truyền động thủy lực ................................................................................14
2.3 CẤU TẠO CHUNG VÀ CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÁY ĐÀO
KOMATSU PC200-8.............................................................................................16
2.3.1 Kết cấu......................................................................................................16

2.3.2 Thông số kỹ thuật......................................................................................18
2.3.3 Hệ thống động lực và thủy lực...................................................................22
Chương 3 KHẢO SÁT MỘT SỐ CƠ CẤU THỦY LỰC TRÊN MÁY ĐÀO
KOMATSU PC200-8 ...............................................................................................24
3.1 BƠM THỦY LỰC ...........................................................................................24
3.1.1 Cấu tạo......................................................................................................24
3.1.2 Nguyên lý hoạt động .................................................................................25
3.1.3 Điều khiển thay đổi lưu lượng bơm ...........................................................27
3.2 VAN LS...........................................................................................................27
3.2.1 Cấu tạo và chức năng van LS ....................................................................27
3.2.2 Hoạt động của van LS ...............................................................................28
3.3 VAN PC...........................................................................................................32
3.3.1 Cấu tạo và chức năng van PC ....................................................................32
3.3.2 Hoạt động của van PC ...............................................................................33
3.4 VAN LS - EPC ................................................................................................37
3.4.1 Cấu tạo và chức năng van LS-EPC............................................................37
3.4.2 Hoạt động của van LS-EPC.......................................................................37
3.5 MOTOR QUAY ..............................................................................................39
3.5.1 Cấu tạo mô tơ quay ...................................................................................39
iv


3.5.2 Nguyên lý hoạt động motor quay...............................................................39
3.6 MOTOR DI CHUYỂN ....................................................................................43
3.6.1 Cấu tạo motor di chuyển............................................................................43
3.6.2 Nguyên lý hoạt động .................................................................................44
3.7 VAN ĐIỀU KHIỂN PPC .................................................................................48
3.7.1 Cấu tạo van PPC........................................................................................48
3.7.2 Hoạt động của van PPC.............................................................................48
3.8 VAN DI CHUYỂN PPC ..................................................................................50

3.8.1 Cấu tạo......................................................................................................50
3.8.2 Hoạt động của van di chuyển PPC.............................................................51
3.8.3 Tín hiệu di chuyển, tín hiệu xoay vòng......................................................52
3.9 VAN KHÔNG TẢI ..........................................................................................53
3.9.1 Cấu tạo và chức năng ................................................................................54
3.9.2 Hoạt động của van không tải .....................................................................54
3.10 VAN HỢP CHIA LƯU LƯỢNG ...................................................................54
3.10.1 Chức năng của van hợp chia lưu lượng....................................................54
3.10.2 Hoạt động................................................................................................55
3.11 VAN TỰ GIẢM ÁP.......................................................................................56
3.11.1 chức năng................................................................................................56
3.11.2 Hoạt động................................................................................................57
3.12 MỘT SỐ CƠ CẤU KHÁC.........................................................................59
Chương 4 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM AUTOMATION STUDIO MÔ PHỎNG
CÁC MẠCH THỦY LỰC .......................................................................................60
4.1 MẠCH THỦY LỰC CẦN VÀ XOAY TOA....................................................60
4.1.1 Bản vẽ sơ đồ mạch thủy lực cần và xoay toa .............................................60
4.1.2 Nguyên lí hoạt động ..................................................................................60
4.2 MẠCH THỦY LỰC GẦU VÀ TAY CẦN ......................................................63
4.2.1 Bản vẽ sơ đồ mạch thủy lực gầu và tay cần ...............................................63
4.2.2 Nguyên lí hoạt động ..................................................................................63
4.3 MẠCH THỦY LỰC DI CHUYỂN ..................................................................68
4.3.1 Bản vẽ sơ đồ..............................................................................................68
4.3.2 Nguyên lí hoạt động ..................................................................................68
4.3 MẠCH THỦY LỰC CƠ CẤU PHỤ TRỢ .......................................................68
4.3.1 Bản vẽ sơ đồ..............................................................................................68
4.2 Nguyên lí hoạt động .....................................................................................68
Chương 5 CHẨN ĐOÁN VÀ KHẮC PHỤC NHỮNG HƯ HỎNG, BẢO DƯỠNG
VÀ KỸ THUẬT AN TOÀN MÁY XÚC ĐÀO .......................................................71
5.1 NHỮNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP .............................................................71

5.1.1 Các lỗi báo hiệu khi vận hành....................................................................71
5.1.2 Các hư hỏng thủy lực thường gặp và sữa chữa...........................................72
5.2 BẢO DƯỠNG VÀ KỸ THUẬT AN TOÀN MÁY XÚC.................................75
5.2.1 Bảo dưỡng máy xúc đào. ...........................................................................75
5.2.2 Kỹ thuật an toàn máy xúc đào. ..................................................................76
KẾT LUẬN ..............................................................................................................78
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................79

v


DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1.1 Tham khảo máy xây dựng nhập khẩu từ Mỹ qua các cửa khẩu......................3
Bảng 2.1 Kích thước giới hạn của máy xúc đào Komatsu PC200-8............................18
Bảng 2.2 Kích thước làm việc của máy xúc đào PC200-8 ..........................................19
Bảng 2.3 Các thông số máy PC200-8.........................................................................20
Bảng 5.1 Các lỗi thường gặp hiển thị trên màn hình máy...........................................71
Bảng 5.2 Một số hư hỏng thủy lực .............................................................................73

DANH SÁCH HÌNH
Hình 1.1 Sơ đồ tóm tắt một quá trình sản xuất kết hợp công nghệ mô phỏng. ..............4
Hình 1.2 Giao diện Project Explorer ............................................................................6
Hình 1.3 Giao diện làm việc của phần mềm Automation Studio 5.0.............................7
Hình 1.4 Cửa sổ thư viện phần mềm ............................................................................9
Hình 1.5 Giao diện tra cứu ý nghĩa cơ cấu thủy lực....................................................9
Hình 1.6 Giao diện thiết kế van điều khiển ................................................................10
Hình 1.7 Giao diện tính toán xilanh ...........................................................................10
Hình 2.3 Máy xúc gầu ngửa. ......................................................................................12
Hình 2.4 Máy xúc đào Komatsu PC200-8..................................................................16
Hình 2.5 Sơ đồ bố trí các cơ cấu của máy đào............................................................17

Hình 2.4 Hệ thống thuỷ lực trên máy xúc đào ............................................................22
Hình 3.1 Cấu tạo bơm piston hướng trục....................................................................25
Hình 3.2 Bơm hoạt động với góc nghiêng a ...............................................................26
Hình 3.3 Bơm hoạt động với góc nghiêng a = 0 .........................................................26
Hình 3.4 Cấu tạo van LS............................................................................................27
Hình 3.5 Sơ đồ hoạt động van LS khi van điều khiển ở vị trí trung gian.....................28
Hình 3.5 Sơ đồ hoạt động van LS khi lưu lượng bơm là lớn nhất...............................28
Hình 3.5 Sơ đồ hoạt động van LS khi lưu lượng bơm là nhỏ nhất ..............................30
Hình 3.5 Sơ đồ hoạt động van LS khi piston trợ động ở vị trí cân bằng......................31
Hình 3.6 Cấu tạo van PC............................................................................................32
Hình 3.7 Hoạt động của van PC khi bộ điều khiển bơm ở chế độ bình thường ...........33
Hình 3.8 Hoạt động của van PC khi áp suất bơm lớn .................................................34
Hình 3.9 Hoạt động của van PC khi tải trọng trên bơm chính nhỏ..............................35
Hình 3.10 Hoạt động của van PC khi tải trọng trên bơm chính lớn.............................36
Hình 3.11 Cấu tạo của van LS-EPC ...........................................................................37
Hình 3.12 Hoạt động của van LS-EPC khi không được cấp điện................................37
Hình 3.13 Hoạt động của van LS-EPC khi được cấp điện ..........................................38
Hình 3.14 Cấu tạo của motor quay.............................................................................39
Hình 3.15 Hoạt động của phanh motor.......................................................................40

vi


Hình 3.16 Hoạt động của van an toàn tỉ lệ..................................................................41
Hình 3.17 Hoạt động của van chống xoay ngược khi motor đang quay......................41
Hình 3.17 Hoạt động của van chống xoay ngược khi motor ngừng quay....................42
Hình 3.18 Cấu tạo motor di chuyển............................................................................43
Hình 3.19 Hoạt động của motor quay ở tốc độ chậm..................................................44
Hình 3.20 Hoạt động của motor di chuyển ở tốc độ cao .............................................44
Hình 3.21 Hoạt động của phanh motor di chuyển.......................................................45

Hình 3.22 Hoạt động của van đối trọng và van kiểm tra.............................................46
Hình 3.23 Hoạt động van an toàn trong motor di chuyển ...........................................47
Hình 3.24 Cấu tạo van PPC .......................................................................................48
Hình 3.25 Hoạt động của van PPC.............................................................................49
Hình 3.26 Hoạt động của van PPC.............................................................................50
Hình 3.27 Cấu tạo van di chuyển PPC .......................................................................50
Hình 3.28 Hoạt động của van di chuyển PPC.............................................................51
Hình 3.29 Hoạt động của van di chuyển PPC.............................................................52
Hình 3.30 Tín hiệu lái và tính hiệu xoay vòng............................................................53
Hình 3.31 Cấu tạo van không tải................................................................................53
Hình 3.31 Nguyên lí hoạt động van không tải ............................................................54
Hình 3.32 Van hợp chia lưu lượng khi hợp lưu lượng ................................................55
Hình 3.33 Van hợp chia lưu lượng khi chia lưu lượng ...............................................56
Hình 3.34 Hoạt động của van tự giảm áp khi động cơ không hoạt động.....................57
Hình 3.35 Hoạt động của van tự giảm áp khi tải trọng P2 thấp...................................58
Hình 3.36 Hoạt động của van tự giảm áp khi tải trọng P2 cao ....................................58
Hình 4.1 Sơ đồ mạch thủy lực cần và xoay toa...........................................................61
Hình 4.2 Mô phỏng mạch thủy lực cần và xoay toa....................................................62
Hình 4.3 Sơ đồ mạch thủy lực gầu và tay cần ............................................................64
Hình 4.4 Mô phỏng mạch thủy lực gầu và tay cần .....................................................65
Hình 4.5 Sơ đồ mạch thủy lực di chuyển....................................................................66
Hình 4.6 Mô phỏng mạch thủy lực di chuyển.............................................................67
Hình 4.7 Sơ đồ mạch thủy lực cơ cấu phụ trợ ............................................................69
Hình 4.8 Mô phỏng mạch thủy lực cơ cấu phụ trợ .....................................................70

vii


Luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu mô phỏng hệ thống thủy lực máy xúc đào Komatsu PC200-8

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.
Ở nước ta hiện nay, quá trình xây dựng các công trình thuỷ lợi, thuỷ điện, các
công trình giao thông, khai thác các loại khoáng sản: than, đá, quặng đòi hỏi cần phải
giải quyết những công việc như đào mà vận chuyển đất đá với khối lượng lớn mà lao
động phổ thông không đáp ứng được. Do đó máy đào một gầu Komatsu PC200-8 có hệ
thống truyền động thuỷ lực nên có rất nhiều ưu điểm về kết cấu và thao tác và có khả
năng tự động hoá, do đó nâng cao được năng suất và kinh tế trong quá trình sử dụng.
Máy đào “Komatsu PC200-8” là một trong những loại máy được sử dụng để làm công
việc này.
Komatsu PC200-8 là loại máy đào gầu nghịch, một gầu, truyền động thuỷ lực, có
rất nhiều ưu điểm về kết cấu nên và điều khiển nên năng suất làm việc cũng như tính
năng kinh tế của máy cao.
Đề tài đồ án tốt nghiệp em chọn cũng theo xu hướng này, tên đề tài là “Nghiên
cứu mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy xúc đào Komatsu PC200-8”. 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.
nâng cao kỹ năng sử dụng phầm mềm trong thiết kế mạch thủy lực, điện tạo điều kiện
ứng dụng sau khi ra trường. Đề tài sau khi hoàn thành còn là tài liệu cho Sinh viên học
tập môn “Truyền động thủy lực và khí nén” giúp cho quá trình tìm hiểu mạch thủy lực
được trực quan hơn.
Trong quá trình làm luận văn do kiến thức còn hạn chế, tài liệu chưa đầy đủ, hạn
chế của phần mềm nên chắc chắn không tránh khỏi sai sót. Em rất mong được sự chỉ
bảo của quý thầy cô và sự đóng góp ý kiến của các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng cho em được gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả quý thầy cô trong
nhà trường đã truyền đạt kiến thức cho em trong thời gian qua. Em xin chân thành cám

ơn thầy Võ Thành Bắc và các thầy trong Khoa đã tận tình hướng dẫn cho em thực hiện
đề tài này, cám ơn tất cả các bạn đã góp ý cho em hoàn thành luận văn này
Cần thơ, ngày 20 tháng 11 năm 2012
Sinh viên thực hiện
Lê Văn Trường
GVHD: ThS. Võ Thành Bắc

1

SVTH: Lê Văn Trường


Luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu mô phỏng hệ thống thủy lực máy xúc đào Komatsu PC200-8

Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Như chúng ta đã biết, 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 các
cơ sở hạ tầng ngày càng được quan tâm đầu tư mạnh mẽ và có kế hoạch để thu hút
nguồn đầu tư nước ngoài và đóng góp vào sự phát triển chung của nền kinh tế - xã hội
nước nhà.
Với chính sách mở cửa của Đảng và Nhà nước, trong những năm qua nước ta đã
thu hút được nhiều vốn đầu tư của nước ngoài cho nhiều lĩnh vực, trong đó có lĩnh vực
xây dựng. Điều này càng làm cho số lượng và chủng loại máy xây dựng (đặc biệt là
máy xúc đào) ở nước ta vốn đã rất đa dạng, nay lại càng đa dạng hơn. Hiện tại, Việt
Nam chủ yếu nhập khẩu máy xây dựng từ Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc, Mỹ và
Thái Lan và theo thống kê có khoảng 645 đơn vị tham gia nhập khẩu máy xây dựng về
Việt Nam.Theo báo cáo của Trung tâm Thông tin Công nghiệp và thương mại (Bộ

Công Thương) cho thấy, 90% lượng máy xây dựng nhập khẩu về nước ta là các loại
máy đã qua sử dụng. Trong những chủng loại máy xây dựng được nhập khẩu về Việt
Nam thì máy xúc đào luôn là chủng loại được nhập nhiều nhất. Với nhu cầu máy móc
cho các công trình xây dựng cơ sở hạ tầng, giao thông ngày càng tăng nên trong tháng
03/2009 lượng máy xúc đào đã tăng mạnh (tăng 46% về lượng) đưa chủng loại này lần
đầu tiên kể từ tháng 07/2008 đạt con số nhập khẩu trên 1000 chiếc/tháng. Trong đó số
lượng máy đào chiếm tỷ lệ nhập khẩu cao nhất là Komatsu tiếp đến là Daewoo và thứ
ba là Kobelco (Komatsu 288 chiếc, Daewoo 215 chiếc, Kobelco 122 chiếc), hứa hẹn
trong tương lai sẽ còn tăng nhiều về số lượng.
Những máy móc này có nhiều tính ưu việt trong thi công như tính gọn nhẹ, độ
bền cao, độ tin cậy làm việc lớn, năng suất và chất lượng sản phẩm cao vv…, Cùng
với sự tăng nhanh về số lượng các loại máy xúc đào nhập khẩu đã qua sử dụng thì vấn
đề bảo dưỡng, sửa chữa chúng trong suốt thời gian làm việc là điều cần được quan
tâm, trong đó truyền động thủy lực là loại truyền động chính trên các máy đào hiện
nay. Hơn nữa mạch thủy lực của các máy xúc đào là hết sức phức tạp, để nắm rõ
nguyên lí hoạt động của các phần tử thủy lực là rất khó khăn. Vì vậy mà em chọn đề
tài “Nghiên cứu mô phỏng hệ thống thủy lực trên máy xúc đào Komatsu PC2008”, ngoài việc củng cố thêm những kiến thức đã học, nâng cao hiểu biết về khả năng
ứng dụng của truyền động thủy lực trên tất cả các lĩnh vưc, đặc biệt là lĩnh vực máy
công trình, đề tài có thể giúp tìm hiểu nguyên lý hoạt động một cách trực quan hơn, cơ
GVHD: ThS. Võ Thành Bắc

2

SVTH: Lê Văn Trường


Luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu mô phỏng hệ thống thủy lực máy xúc đào Komatsu PC200-8

cấu và chức năng của các cơ cấu thủy lực. Đề tài còn khảo sát các hư hỏng thường
gặp, chẩn đoán các nguyên nhân dẫn đến hư hỏng từ đó đưa ra một số cách sửa chữa,

bảo dưỡng máy đào Komatsu PC200-8 và một số loại máy đào tương tự.

Bảng 1.1 Tham khảo máy xây dựng nhập khẩu từ Mỹ qua các cửa khẩu

(ĐVT: Lượng (chiếc); Trị giá: (nghìn USD))
Cửa
khẩu,
Cảng

T2/2011
Lượng

% so với
T1/2011

% so với
T2/2010

2T/2011

% so với
2T/2010

Trị
Trị
Lượng Trị giá Lượng Trị giá Lượng
Lượng Trị giá
giá
giá

Hải
Phòng

41

Cát Lái

39

770 -51,25 -63,64 -7,14

Tân cảng

25

437 150,00 56,71 150,00 12,92

35

716 250,00 84,98

Vict

9

246 125,00 51,15 350,00 530,77

13

409 160,00 232,32

Vũng
Tàu

8

368

-

-

-

-

8

368

Phước
Long
Thủ Đức

2

63

-

-

-

-

2

63

Hiệp
Phước

1

39

-

-

-

-

1

39

-

-

Tân
Thuận

1

13

-

-

-

-

1

13

-

-

Tiên sa
(Đà
Nẵng)

1

52

0,00

-5,45

-

-

2

107 -33,33 -48,80

Cảng
Saigon

1

30

-

-

-

-

1

30

Tổng

128

1.521 13,89 12,15 20,59 52,93
6,16

3.539 -5,19 -12,66 31,96 45,02

77

2.878 22,22 33,11

119 2.887 -4,03 -4,51

-

-

100,00 152,00

-

-

263 7.590 19,00 15,02

Theo số liệu của tổng cục thống kê năm 2011

GVHD: ThS. Võ Thành Bắc

3

SVTH: Lê Văn Trường


Luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu mô phỏng hệ thống thủy lực máy xúc đào Komatsu PC200-8

1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống thủy lực
máy xúc đào Komatsu PC 200-8.
Mục tiêu cụ thể: Nghiên cứu sơ đồ hệ thống trong catalog của máy. Dùng phần
mềm Automation studio 5.0 mô phỏng hoạt động của hệ thống. Tìm hiểu các hư hỏng
thông thường, nguyên nhân dẫn đến hư hỏng, cách chuẩn đoán sửa chữa. Bảo dưỡng,
kỹ thuật an toàn khi vận hành máy.
1.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Dựa trên cơ sở lí thuyết kết hợp với sử dụng phần mềm Automation Studio để
thiết kế mô phỏng mạch.
1.4 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ MÔ PHỎNG VÀ THIẾT KẾ
Trong thời đại công nghiệp hiện nay, việc tự động hoá trong các quá trình sản
xuất đều diễn ra khá mạnh mẽ. Những bước phát triển đó đã bỏ qua các quá trình thủ
công để đêm lại năng suất cao trong lao động và hiệu quả trong quá trình sản xuất chế
tạo.
Trong quá trình sản suất trước kia, để đạt được kết quả cuối cùng ta phải thí
nghiệm nhiều lần. Mà trong mỗi lần thí nghiệm này là một lần phải điều chỉnh, thay

đổi kết cấu và chế tạo lại. Đây chính là nhược điểm trong quá trình sản xuất truyền
thống, nó làm tăng thời gian, công sức, tiêu tốn vật liệu,...
Với sự bùng nổ của công nghệ tin học, việc áp dụng vi tính mà cụ thể hơn là công
nghệ mô phỏng và thiết kế trên vi tính vào quá trình sản xuất đã giải quyết được phần
nào những nhược điểm trên. Khi đó, một quá trình sản xuất có thể được tóm tắt như
sau:
Yêu cầu về hệ thống

Lập bảng vẽ thiết kế, phân tích hệ thống

Xây dựng mô hình mô phỏng - chạy mô phỏng
Không đạt
Đánh giá kết quả
Đạt
Sản xuất
Hình 1.1 Sơ đồ tóm tắt một quá trình sản xuất kết hợp công nghệ mô phỏng.

GVHD: ThS. Võ Thành Bắc

4

SVTH: Lê Văn Trường


Luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu mô phỏng hệ thống thủy lực máy xúc đào Komatsu PC200-8

Từ sơ đồ trên, ta thấy nhìn chung quá trình sản xuất kết hợp công nghệ mô phỏng
thể hiện được ưu điểm của quá trình sản xuất kết hợp công nghệ mô phỏng từ đó ta có
thể nhanh chóng thấy được các hiện tượng trong hệ thống cũng như các quá trình thiết
kế và làm việc của nó.

Cụ thể đối với quá trình sản xuất kết hợp công nghệ mô phỏng, để đạt được kết
quả cuối theo yêu cầu, ta cũng tiến hành thí nghiệm nhiều lần. Tuy nhiên, quá trình
này được tiến hành trên mô hình mô phỏng, điều này giúp tiết kiệm rất nhiều thời gian,
tiền của, đem lại năng suất lao động. Bên cạnh đó, công nghệ mô phỏng còn cho phép
kiểm tra sự ảnh hưởng của các thông số kết cấu, thông số vận hành một cách nhanh
chóng. Nhờ đó, nhà thiết kế, sản xuất có thể nhanh chóng tìm được kết quả tối ưu nhất.
Để đánh giá một phần mềm tính toán, mô phỏng người ta sử dụng các tiêu chí
chính sau:
- Tính chính xác: đối tượng cần được mô phỏng với độ chính xác mong muốn. Để
đạt được điều này, cần sử dụng các thuật toán đặc biệt trong tính toán, giải phương
trình vi phân…
- Khả năng mô phỏng: mô phỏng được nhiều loại hệ thống khác nhau, thủy lực,
khí nén, điện điện tử, điện kỹ thuật số, PLC… Do đó có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh
vực khác nhau với những đặc thù riêng.
- Tính linh hoạt: dễ dàng thay đổi, thêm bớt các thành phần mà không làm ảnh
hưởng đến các thành phần khác.
- Khả năng sử dụng lại: do các đối tượng trong công nghiệp rất phong phú và phức
tạp nên khả năng sử dụng lại các mô hình đã xây dựng sẵn rất cần thiết.
- Tính đơn giản, trực quan: việc xây dựng mô hình có thể được thực hiện hoàn
toàn trên giao diện đồ họa, sử dụng chủ yếu các thao tác kéo – thả và đặt tham số. Đối
với mô phỏng các quá trình công nghiệp, khả năng biểu diễn hoạt động của hệ thống
dưới dạng hình ảnh đồ họa chuyển động là cần thiết.
- Tính thời gian thực: khả năng thực hiện mô phỏng theo thời gian thực, có thể đòi
hỏi phần cứng đặc biệt hay có thể thực hiện ngay trên máy tính thông thường.
- Khả năng tích hợp: khả năng giao tiếp, kết hợp với các công cụ khác (công cụ
thiết kế hệ thống, công cụ lập trình cho bộ điều khiển thực…) .
1.5 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM AUTOMATION STUDIO
Automation Studio là 1 phần mềm công cụ để thiết kế, tính toán và mô phỏng hệ
điều khiển thủy lực – khí nén nổi tiếng của hãng FAMIC technologies. Nó được tạo ra
dành cho lĩnh vực Tự động hóa trong Công nghiệp, đặc biệt dùng để thực thi thiết kế

và kiểm tra các điều kiện cần thiết.

GVHD: ThS. Võ Thành Bắc

5

SVTH: Lê Văn Trường


Luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu mô phỏng hệ thống thủy lực máy xúc đào Komatsu PC200-8

Các nhà máy kết hợp với phần mềm này đã tạo nên việc sử dụng rộng rãi trong
công nghiệp một cách chặt chẽ, về sự xác nhận của các quá trình và chương trình tự
động.
Automation studio thích hợp với các kỹ sư và các bạn Sinh viên trong công tác
học tập, nghiên cứu vv…
Ở trong môi trường của Automation Studio thì tất cả các công cụ thiết kế đều rất
khả thi. Bản thân chương trình bao gồm 3 phần hỗ trợ chính, đó là:
- Bộ soạn thảo biểu đồ (Diagram Editor).
- Tham khảo đề tài (Project Explorer).
- Thư viện tìm kiếm (Library Explorer).
Bộ soạn thảo biểu đồ cung cấp cho bạn cách tạo, mô phỏng biểu đồ và làm báo
cáo. Trong khi đó thì Tham khảo đề tài lại giải quyết việc quản lý file, và phân loại tất
cả các tài liệu được liên kết với đề tài mô phỏng.
Thư viện tìm kiếm cung cấp những thư viện dạng ký hiệu, cần thiết cho việc tạo
biểu đồ để làm nên đề tài.
Cuối cùng, phần mền này cho phép bạn tìm được hồ sơ (Document) trong đề tài
(Project). Bạn có thể in và xuất biểu đồ 1 cách dễ dàng.
1.5.1 Tham khảo đề tài (Project Explorer)
Trong phần này cho phép chúng ta chạy mô phỏng một dự án có sẵn trong thư mục

Demo.

Hình 1.2 Giao diện Project Explorer

1.5.2 Bộ soạn thảo biểu đồ (Diagram Editor)
Bộ soạn thảo biểu đồ cho phép ta tạo một dự án (Project), mô phỏng và làm báo
cáo.
GVHD: ThS. Võ Thành Bắc

6

SVTH: Lê Văn Trường


Luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu mô phỏng hệ thống thủy lực máy xúc đào Komatsu PC200-8

Phần này giới thiệu những thành phần nằm trong cửa sổ chính của Automation
studio.

Hình 1.3 Giao diện làm việc của phần mềm Automation Studio 5.0

Ở trên trình đơn Menu có các phần là : File, Edit, View, Insert, Layout,
Simulation, Tool, Window và Help (?).
Trong File có các phần giúp tạo mới một Project (đề án), mở hay đóng một
Project, Diagram (biểu đồ), Save (lưu), Print (in), Report (báo cáo) cho phép chèn vào
một bảng vật liệu Bill of Materia (BOM) hoặc một hồ sơ báo cáo…
Edit : cho phép cắt dán, Undo (quay lại), xóa, chọn tất cả (Select all),…Ngoài ra:
Component Properties trong Edit cho phép sử dụng để xem, chọn và chỉnh sửa thông
tin liên quan tới phần được chọn trong project (đề án). Document Properties trong Edit
cho phép xem, chọn và sửa thông tin liên quan tới hồ sơ.

View : có các chức năng phóng to, thu nhỏ biểu đồ để tiện cho việc xem và thiết
kế biểu đồ.
Panning : dùng để di chuyển biểu đồ.
Thanh công cụ mô phỏng
Thanh công cụ để mô phỏng của bộ soạn thảo biểu đồ (Diagram Editor) bao gồm
các dạng nút nhấn :

GVHD: ThS. Võ Thành Bắc

7

SVTH: Lê Văn Trường


Luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu mô phỏng hệ thống thủy lực máy xúc đào Komatsu PC200-8

A : Normal (bình thường) - mô phỏng
mạch ở tốc độ bình thường.

C : Slow Motion (chuyển động chậm) mô phỏng mạch ở tốc độ chậm nhất.

B : Stepbystep (từng bước) - mô phỏng
mạch ở nơi mà chuột nhấn làm thay đổi
1 chu trình (vòng).

D : Pause (ngắt mô phỏng)
E : Stop (dừng mô phỏng)
J:Plotter (máy vẽ)

công cụ chèn

A : Selection – cho phép chọn một phần
tử trong vùng làm việc.

F : % Arc – vẽ đường hình cung

B : Links – tạo liên kết công nghệ.

G : Polygon – vẽ hình đa giác

C : Line – vẽ đường thẳng.

H : Text – chèn hộp văn bản

D : Rectangle – vẽ hình chữ nhật

I : Image – chèn ảnh

E : Ellipse – vẽ hình elíp

J : Field – chèn các trường

1.5.3 Thư viện tìm kiếm (Library Explorer)
Trình duyệt thư viện là một trong những tính năng quan trọng dùng để thiết kế
trong phần mềm Automation Studio 5.0, có rất nhiều thư viện khác nhau: Thư viện cơ
bản, thư viện nâng cao, và thư viện do người thiết kế tự tạo. Trong thư viện thiết kế cơ
bản bao gồm hàng nghìn ký hiệu tiêu chuẩn khác nhau về thủy lực, khí nén, điện điều
khiển, điện kỹ thuật số, PLC...Thư viện thiết kế nâng cao có nhiều tính năng nâng cao
như thư viện máy ảo cho phép mô phỏng hoạt động của máy tương ứng với hoạt động
của sơ đồ thiết kế và kết nối máy ảo với thiết bị điều khiển bên ngoài.

Muốn sử dụng đối tượng nào trong cửa sổ Library ta chỉ việc click chọn và kéo
thả chúng vào vùng làm việc. Để xem dạng phóng to của đối tượng nào bạn chỉ việc di
chuyển chuột vào chúng.

GVHD: ThS. Võ Thành Bắc

8

SVTH: Lê Văn Trường


Luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu mô phỏng hệ thống thủy lực máy xúc đào Komatsu PC200-8

A
B

C

D

Hình 1.4 Cửa sổ thư viện phần mềm

A : Toolbal : công cụ cho phép quản lý, lựa chọn, tạo thư viện và các thành phần.
B : Tab(s) – thanh này cho phép sử dụng để lựa chọn thư viện cung cấp, cho những đòi
hỏi về đồ họa trong việc giảm thiểu mức độ để tạo nên mạch.
C : Library window – cho phép sử dụng để hiển thị dạng cây và lựa chọn theo những
nhóm và những họ phần tử thủy- khí đặc biệt.v.v…
D : Component window : cửa sổ các phần tử của thư viện.
Giao diện tra cứu ý nghĩa các ký hiệu trong thư viện.
Trong mục Help của phần mềm giúp người thiết kế tra cứu các ký hiệu các phần

tử được sử dụng trong phần mềm này. Có hàng trăm các ký hiệu thủy lực khác nhau đã
được tiêu chuẩn hóa, có thể giúp cho người mới thiết kế tiếp cận với phần mềm một
cách dễ dàng.

Hình 1.5 Giao diện tra cứu ý nghĩa cơ cấu thủy lực

GVHD: ThS. Võ Thành Bắc

9

SVTH: Lê Văn Trường


Luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu mô phỏng hệ thống thủy lực máy xúc đào Komatsu PC200-8

Giao diện thiết kế chính của các phần tử.
Trên nền thiết kế chính có chia lưới ô vuông, cho phép người dùng thiêt kế mạch
bằng cách tìm trong thư viện các ký hiệu các phần tử kéo và thả ra nền thiết kế, lắp ráp
các phần tử với nhau thành mạch tổng thành, và cho phép nối kết các thiết bị điều
khiển với mạch đang thiết kế. Tại đây người thiết kế dễ dàng tự thiết kế ra các phần tử
khác nhau và lập lên thư viện cho riêng mình, như thiết kế các loại van điều khiển, van
phân phối, van giảm áp, xi lanh thủy lực, bộ nguồn, bộ điều khiển...

Hình 1.6 Giao diện thiết kế van điều khiển

Giao diện tính toán các phần tử.
Các phần tử trên nền thiết kế chính được tính toán một cách rõ ràng, như tính
toán các thông số đầu vào của xilanh, động cơ, tổn thất đường ống, …

Hình 1.7 Giao diện tính toán xilanh

GVHD: ThS. Võ Thành Bắc

10

SVTH: Lê Văn Trường


Luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu mô phỏng hệ thống thủy lực máy xúc đào Komatsu PC200-8

Chương 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY XÚC ĐÀO
2.1.1 Khái niệm, công dụng
Khái niệm
Máy xúc, còn gọi là máy đào, là một loại máy móc cơ giới sử dụng đa năng, chủ
yếu dùng trong xây dựng, khai khoáng. Máy xúc là một loại máy đào một gầu, có thể
coi là "xẻng máy", dùng một cơ cấu tay cần gắn liền với gầu đào, thực hiện thao tác
đào, xúc, múc, đổ đất đá rời hay liền thổ và các loại khoáng sản, vật liệu xây dựng rời
(có thể vận chuyển trong cự ly ngắn hoặc rất ngắn). Trong xây dựng, máy xúc là một
loại máy xây dựng chính trong công tác đất, ngoài ra nó còn tham gia vào các công tác
giải phóng mặt bằng, phá dỡ công trình, bốc xếp vận chuyển vật liệu. Máy xúc là loại
thiết bị nặng gồm có một tay cần, gầu đào và ca-bin gắn trên một mâm quay.
Công dụng
Chúng ta thấy rằng, ngày nay, bất kỳ công trình xây dựng quy mô lớn nào cũng
không thể thiếu vai trò hỗ trợ của các thiết bị máy móc, công cụ lao động; trong đó
máy đào thủy lực đóng vai trò rất quan trọng, hầu như không thể thiếu được trong việc
cơ giới hóa công tác đất. Cụ thể nó có thể phục vụ các công việc sau:
- Trong xây dựng dân dụng và công nghiệp: đào hố móng, đào rãnh thoát nước,
đào rãnh dùng để lắp đặt đường ống cấp thoát nước, đường điện ngầm, điện thoại, bốc
xúc vật liệu ở các bãi, kho chứa 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 thủy lợi: đào kênh, mương, nạo vét sông ngòi, bến cảng, ao,
hồ… khai thác đất để đắp đập, đắp đê…
- Trong xây dựng cầu đường: đào móng, khai thác đất, cát để đắp đường, nạo bạt
sườn đồi để tạo ta luy khi thi công đường sát sườn núi…
- 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, đá sau nổ mìn,…).
- Trong các lĩnh vực khác: nhào trộn vật liệu các nhà máy hóa chất (phân lân, cao
su,…). Khai thác đất cho các nhà máy gạch, sứ,… Tiếp liệu cho các trạm trộn bê tông,
bê tông át phan… Bốc xếp vật liệu trong các ga tầu, bến cảng. Khai thác sỏi, cát ở lòng
sông…
Ngoài ra, máy cơ sở của máy xúc một gàu có thể lắp các thiết bị thi công khác
ngoài thiết bị gầu xúc như: cần trục, búa đóng cọc,…

GVHD: ThS. Võ Thành Bắc

11

SVTH: Lê Văn Trường


Luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu mô phỏng hệ thống thủy lực máy xúc đào Komatsu PC200-8

2.1.2 Phân loại
Theo nguyên lý làm việc
Có thể chia máy đào thành hai nhóm chính:
Nhóm máy đào một gào là nhóm máy đào làm việc theo chu kỳ, lặp đi lặp lại, bao
gồm các cơ cấu vận hành tay gầu sau:
- Máy xúc thủy lực vận hành gầu đào bằng hệ cơ cấu xi lanh thủy lực.

- Máy xúc truyền động cáp vận hành gầu đào bằng hệ cơ cấu tời cáp
Nhóm máy đào làm việc liên tục, đây là loại máy đào nhiều gầu.
Theo cơ cấu di chuyển

Hình 2.1 Máy xúc bánh lốp.

Hình 2.2 Máy xúc bánh xích.

Theo dạng gầu
- Máy xúc gầu sấp, còn gọi là máy đào gầu sấp hay máy đào gầu nghịch, thích hợp
cho việc đào đất đá và vật liệu nằm thấp hơn (sâu hơn hoặc đôi khi ngang bằng) với vị
trí máy đứng.
- Máy xúc gầu ngửa, còn gọi là máy đào gầu ngửa hay máy đào gầu thuận, thích
hợp cho việc đào đất đá và vật liệu nằm cao hơn vị trí máy đứng.

Hình 2.3 Máy xúc gầu ngửa.

GVHD: ThS. Võ Thành Bắc

12

SVTH: Lê Văn Trường


Luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu mô phỏng hệ thống thủy lực máy xúc đào Komatsu PC200-8

- Máy xúc lật, thích hợp cho việc đào, bốc, dỡ, vận chuyển vật liệu xây dựng rời và
đất xây dựng mềm (cấp I, II), nằm ở độ cao ngang (đôi khi cao hơn) với vị trí máy
đứng.
- Máy đào gầu bào.

Theo kiểu truyền lực
- Loại truyền động cơ khí: Sự truyền động được truyền trực tiếp từ động cơ chính
đến tất cả các loại cơ cấu nhờ các trục, bánh răng, cặp bánh vít trục vít, xích và các loại
truyền động khác.
- Loại truyền động thuỷ lực: Sự truyền động được thực hiện bằng bơm thuỷ lực
(một hoặc nhiều bơm) ống dẫn và động cơ thuỷ lực (mô tơ hoặc xylanh thuỷ lực) chất
lỏng công tác lưu thông tuần hoàn trong ống dẫn truyền năng lượng từ bơm đến các
động cơ thuỷ lực làm chuyển động các cơ cấu công tác.
2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TRUYỂN ĐỘNG TRÊN MÁY XÚC ĐÀO
2.2.1 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.

GVHD: ThS. Võ Thành Bắc

13

SVTH: Lê Văn Trường


Luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu mô phỏng hệ thống thủy lực máy xúc đào Komatsu PC200-8

Nhược điểm:
- 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.
2.2.2 Truyền động thủy lực
Sơ lược về hệ thống thủy lực
Muốn truyền cơ năng từ bộ phận dẫn động đến bộ phận làm việc của các máy, các
thiết bị, ngoài dẫn động bằng cơ khí, điện thì trong những năm gần đây người ta còn
dùng khí nén và chất lỏng.
Nhiệm vụ chính của hệ thống thuỷ lực là truyền năng lượng do động cơ điezen
tạo ra đến các cơ cấu khác nhau của máy như: gầu đào, di chuyển máy, bàn quay…
Động cơ điezen làm quay bơm thuỷ lực, dòng dầu cao áp do bơm tạo ra chuyển đến xi
lanh hoặc mô-tơ thuỷ lực để điều khiển các cơ cấu của máy
Truyền động thuỷ lực là tổ hợp các cơ cấu thuỷ lực và máy thuỷ lực, dùng môi
trường chất lỏng làm trung gian để truyền cơ năng từ bộ phận dẫn động đến bộ phận
công tác, trong đó có thể biến đổi vận tốc, lực, mô men, và biến đổi dạng theo quy luật
của chuyển động.
Theo nguyên lý truyền động, truyền động thuỷ lực chia làm hai loại: Truyền động

thuỷ động và truyền động thuỷ tĩnh.
Truyền động thuỷ tĩnh
Quá trình truyền năng lượng giữa các bộ phận được thực hiện bằng áp năng của
dòng chất lỏng, thường dùng các máy thể tích nên gọi là truyền động thể tích.
Truyền động thuỷ tĩnh gồm có ba bộ phận:
- Bơm: Nguồn cung cấp năng lượng cho chất lỏng (biến cơ năng thành áp năng),
thông thường dùng máy thể tích.
- Động cơ thuỷ lực: Biến đổi áp năng dòng chảy thành cơ năng bằng cách thực
hiện các chuyển động của nó (thẳng, quay, kết hợp).
- Phần tử trung gian (phần tử thuỷ lực): Điều khiển hệ thống (đường ống, van một
chiều, van an toàn, cơ cấu phân phối…).
Truyền động thuỷ động
Quá trình truyền cơ năng giữa các bộ phận máy được thực hiện bằng động năng
của dòng chất lỏng. Là tổ hợp các máy cánh dẫn (bơm, tuabin).

GVHD: ThS. Võ Thành Bắc

14

SVTH: Lê Văn Trường


Luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu mô phỏng hệ thống thủy lực máy xúc đào Komatsu PC200-8

Truyền động thuỷ động có hai loại: Khớp nối thuỷ lực và biến tốc thuỷ lực
thường được dùng trong các nghành động lực, giao thông vận tải.
Ưu điểm
- Truyền động được công suất cao và lực lớn nhờ các cơ cấu tương đối đơn giản.
- Hoạt động với độ tin cậy cao nhưng đòi hỏi ít về chăm sóc bảo dưỡng.
- Dễ thực hiện việc điều chỉnh vô cấp và tự động điều chỉnh vận tốc chuyển bộ

phận làm việc, thực hiện ngay khi máy đang làm việc.
- Dễ thực hiện tự động hoá theo điều kiện làm việc hoặc chương trình đã có sẵn.
- Cho phép đảo chiều chuyển động của cơ cấu chấp hành dễ dàng.
- Có khả năng giảm giảm khối lượng và kích thước nhờ chọn áp suất thuỷ lực cao.
Vị trí của các phần tử dẫn động không phụ thuộc lẫn nhau.
- Nhờ quán tính nhỏ của bơm và động cơ thuỷ lực, nhờ tính chịu nén của dần nên
có thể sử dụng ở vận tốc cao mà không sợ bị va đập mạnh.
- Do chất lỏng làm việc trong hệ truyền động thuỷ lực chủ yếu là dầu nên có điều
kiện bôi trơn rất tốt các chi tiết.
- Truyền động êm, hầu như không ồn.
- Dễ đề phòng quá tải nhờ van an toàn.
Nhược điểm
- Vận tốc chuyển động bị hạn chế vì phải đề phòng sự va đập thuỷ lực, tổn thất cột
áp, tổn thất công suất và xâm thực.
- Khó khăn trong việc làm kín các bộ phận làm việc, chất lỏng dễ bị rò rỉ, hay bị
không khí bên ngoài lọt vào làm giảm hiệu suất và tính ổn định của truyền động.
- Yêu cầu chất lỏng làm việc rất 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.
Phạm vi sử dụng
- Ngày nay hệ thống truyền động thuỷ lực được ứng dụng rộng rải trong công
nghiệp, nông nghiệp như máy công cụ, máy nông nghiệp, máy nâng chuyển, máy xúc,
máy đào…và trong lĩnh vực hàng không.

GVHD: ThS. Võ Thành Bắc

15

SVTH: Lê Văn Trường

Luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu mô phỏng hệ thống thủy lực máy xúc đào Komatsu PC200-8

2.3 CẤU TẠO CHUNG VÀ CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÁY ĐÀO
KOMATSU PC200-8
2.3.1 Kết cấu
Komatsu PC200-8 là máy đào gầu nghịch, một gầu, dẫn động thuỷ lực. Nó được
sử dụng để cơ giới hoá 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 như: Cần trục, búa đóng
cọc, nhổ gốc cây…

Hình 2.4 Máy xúc đào Komatsu PC200-8

Kết cấu của máy gồm có hai phần chính: Phần máy cơ sở (máy kéo xích) và phần
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 với cự ly lớn phải có thiết bị vận chuyển chuyên 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.
Phần thiết bị công tác: Cần một đầu được lắp khớp trụ với bàn quay còn đầu kia
được lắp với tay cần. Cần được nâng lên hạ xuống nhờ xy lanh cần. Tay cần một đầu
lắp khớp trụ với cần còn đầu kia với gàu và co, duỗi nhờ xy lanh tay cần. Quá trình
đào và đổ đất của gầu được thực hiện nhờ xy lanh gầu. Gầu thường được lắp thêm các
răng để làm việc ở nền đất cứng
GVHD: ThS. Võ Thành Bắc

16

SVTH: Lê Văn Trường


Luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu mô phỏng hệ thống thủy lực máy xúc đào Komatsu PC200-8

Nguyên lý làm việc:
Máy thường làm việc ở nền đất thấp hơn mặt bằng đứng của máy (cũng có những
trường hợp máy làm việc ở nơi cao hơn, nhưng nền 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 dỡ tải (nơi đổ đất).
Dỡ tải (đổ đất).
Quay gầu không tải trở lại vị trí đào để bắt đầu chu kỳ tiếp.

[7]

Hình 2.5 Sơ đồ bố trí các cơ cấu của máy đào

1 – Xy lanh thuỷ lực gàu.

10 - Động cơ Điezel.

2 – Tay cần.

12 – Bàn quay.

3 - Cần.

13 – Vòng ổ quay.

4 – Xy lanh thuỷ lực tay cần.

14 – Cơ cấu di chuyển.

5 - Ống dẫn.

15 - Khối phân phối thuỷ lực.

6 – Gàu.

16 – Bơm thuỷ lực.

7 – Xy lanh thuỷ lực cần.

17 - Đối trọng.

8 – Ca bin điều khiển.

18 – Ca bô.

9 – Mô tơm thuỷ lực cơ cấu quay.

19 – Bình nhiên liệu.

GVHD: ThS. Võ Thành Bắc

17

SVTH: Lê Văn Trường