Đồ án học phần : Truyền động thuỷ khí động lực

Đồ án học phần : Truyền động thuỷ khí động lực
Mục lục
Lời nói đầu
Mục lục.............................................................................................................................1

Phần 1 : Thiết kế sơ đồ truyền động thủy lực của hệ thống
1.1

. Tổng quan về xe cần trục bánh xích:

1.1.1. Định nghĩa :
- Cần trục tự hành nói chung, cần trục tự hành bánh xích nói riêng là loại cần trục
có thiết bị phát lực là động cơ đốt trong, hệ thống di chuyển bằng bánh xích, có
tính năng cơ động rất cao, có khả năng di chuyển trong phạm vi khá rộng lớn.
- Cần trục tự hành bánh xích thường có tay cần nghiêng so với phương ngang khi
hoạt động cẩu lắp. Góc nghiên tay cần tối đa là 850
- Tầm với của loại cần trục này thay đổi bằng cách thay đổi góc nghiêng tay cần .

1.2 . Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống truyền động bằng thuỷ lực.
1.2.1. 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 về chăm sóc, bảo dưỡng).
- Điều chỉnh được vận tốc làm việc (dễ thực hiện tự động hoá theo điều kiện làm
việc hay theo chương trình có sẵn).
- Dễ đề phòng quá tải nhờ van an toàn.
- Dễ theo dõi và quan sát bằng áp kế, kể cả hệ phức tạp, nhiều mạch.
- Tự động hoá đơn giản, kể cả các thiết bị phức tạp, bằng cách dùng các phần tử
tiêu chuẩn hoá.

1.2.2. Nhược điểm:
- Mất mát trong đường ống dẫn và rò rỉ bên trong các phần tử, làm giảm hiệu suất

và hạn chế phạm vi sử dụng.
SVTH : Trần Hào Kiệt _ Lớp 11C4LT _ MSSV : 103110035

Trang


Đồ án học phần : Truyền động thuỷ khí động lực
- Khó giữ được vận tốc không đổi khi phụ tải thay đổi do tính nén được của chất
lỏng và tính đàn hồi của đường ống dẫn.
- Khi mới khởi động, nhiệt độ của hệ thống chưa ổn định, vận tốc làm việc thay
đổi do độ nhớt của chất lỏng thay đổi.

1.3. Cấu tạo chung của xe cần trục bánh xích : ( Hình 1.3.1)

5

4

3
1

2

6

Hình 1.3.1 : Cần trục bánh xích .
1-Xi lanh thuỷ lực nâng hạ cần trục , 2-Cần trục , 3-Móc chính , 4-Móc phụ , 5-Tời ,
6-Đối trọng

SVTH : Trần Hào Kiệt _ Lớp 11C4LT _ MSSV : 103110035

Trang


Đồ án học phần : Truyền động thuỷ khí động lực

1.4. Sơ đồ hệ thống thủy lực trong xe cần trục bánh xích (Hình 1.4.1).

14
15
16

13
12

11

17

18
29

9

6

28
19

27

26

7

8

21
25

24

3

5

4

37
10
23
22

B1 B2 B3

1

M

20

2

Hình 1.4.1 : Sơ đồ truyền động thuỷ lực
SVTH : Trần Hào Kiệt _ Lớp 11C4LT _ MSSV : 103110035

Trang


Đồ án học phần : Truyền động thuỷ khí động lực

1.4.1. Nguyên lý làm việc chung của hệ thống thủy lực :
-

Chất lỏng từ thùng chứa dầu qua lọc dầu và được chuyển đến các cụm cơ cấu
phân phối 4/3 thông qua dãy bơm piston rôto hướng trục. Cơ cấu phân phối bao
gồm các con trượt piston bậc có số lượng cửa thông tùy thuộc vào mục đích sử
dụng của mỗi cơ cấu. Khi một trong các con trượt này ở vị trí làm việc thì lúc
đó các cơ cấu chấp hành của cần trục mới làm việc.

-

Cụm bơm được động cơ xe dẫn động thông qua khớp nối và hộp giảm tốc. Lúc
này dầu cao áp được bơm tạo ra và đưa tới các cơ cấu phân phối và từ cơ cấu
phân phối này đến cơ cấu chấp hành.Ta tiến hành phân tích nguyên lý làm việc
của các mạch thuỷ lực trên xe.

1.4.1.1 Nguyên lý làm việc của mạch thuỷ lực nâng hạ cần trục :
-

Trường hợp nâng cần:

Mạch thủy lực nâng cần trục, nhằm thực hiện việc thay đổi góc nâng cần. Khi ta
tác dụng vào tay gạt cơ cấu phân phối 37 để thực hiện việc thay đổi vị trí của cơ
cấu này, cụ thể là làm dịch chuyển piston van đi xuống , dầu cao áp sẽ đi từ cơ
cấu phân phối qua van cản 21 đến khoang dưới bộ piston nâng hạ cần đẩy pison
đi lên thực hiện việc nâng cần trục. Để chuyển động lên, xuống của piston được
êm và không bị rung giật ta lắp van cản 21 vào đường dầu đi và đường dầu về.
Dầu phía trên piston được hồi về lại thùng chứa. Nếu một lý do nào đó khiến áp
suất trong hệ thống vượt quá áp suất quy định van an toàn 10 sẽ tháo chất lỏng
về thùng chứa. Tùy thuộc vào thời điểm đóng mở cơ cấu phân phối mà hành
trình nâng có vị trí xác định. Nhưng trong quá trình nâng cần phải nằm trong
khoảng xác định của góc nâng cần theo yêu cầu. Để quá trình nâng cần vẫn tiếp
tục khi đã bảo đảm áp suất làm việc, khi đó người điều khiển vẫn để vị trí cần
điều khiển cơ cấu phân phối ở trạng thái nâng cần. Khi thôi nâng cần, ta đưa
cần điều khiển cơ cấu phân phối về vị trí trung gian.
Trường hợp hạ cần.
SVTH : Trần Hào Kiệt _ Lớp 11C4LT _ MSSV : 103110035

Trang


Đồ án học phần : Truyền động thuỷ khí động lực
-

Khi ta tác động vào cơ cấu phân phối để điều khiển đảo chiều dòng dầu cao áp,
dầu cao áp sẻ đến van cản 19 rồi đến khoang trên của bộ piston nâng hạ đẩy
piston đi xuống thực hiện việc hạ cần.

1.4.1.2. Nguyên lý làm việc của mạch thuỷ lực hệ thống tời :
-

Hệ thống tời thực hiện việc nâng, hạ vật từ vị trí đặt đến chổ làm việc. Trong

-

đó, nó thực hiện quá trình cuốn và nhả cáp tuỳ theo trạng thái làm việc yêu cầu.
Để phân biệt loại tời, ta dựa vào tải trọng nâng mà chia ra: Tời chính và tời phụ,
việc dẫn động của hệ thống tời được thực hiện thông qua động cơ pittông hướng
trục và được lắp với bánh răng hộp giảm tốc. Các tời được điều khiển độc lập

-

bởi các cần điều khiển riêng của van phân phối .
Trường hợp kéo cáp nâng :
Dầu cao áp được bơm 1 cung cấp và đẩy qua cụm van phân phối của cả tời
chính và tời phụ, nhưng tời phụ chỉ làm việc khi ta tác động vào van phân phối
4 điều khiển tời phụ, ta xét trường hợp làm việc của tời chính. Lúc này dầu cao

-

áp từ van phân phối đến động cơ thuỷ lực kéo tời 11 thực hiện việc kéo tời.
Trường hợp nhả cáp nâng :
Dầu cao áp được bơm 1 cung cấp và đẩy qua cơ cấu phân phối 3, lúc này ta
dịch chuyển cơ cấu phân phối 3 để đảo chiều dòng dầu cao áp đến động cơ thuỷ

-

lực 11 thực hiện việc nhả cáp tời.
Khi áp suất dầu thủy lực vượt quá giá trị định mức, lúc đó van tràn 7 và 8 sẻ mở

-

cho dầu hồi về thùng chứa
Để tránh trường hợp dầu trong đường ống bị rò rỉ do nứt, dập ống trong quá
trình kéo hạ vật làm mất áp suất dầu gây nguy hiểm đột ngột và đảm bảo cân

-

bằng áp suất làm việc trong hệ thống ta lắp vào hệ thống van cân bằng 6 và 9.
Để đưa móc tải đến vị trí mong muốn ta điều khiển cần trục và khi đến nơi ta
thực hiện quá trình phanh tời bằng cách đạp vào bàn đạp phanh 14, dầu từ bình
dầu sẽ đến cơ cấu 14 rồi qua xi lanh chính 13 đến xi lanh phanh tời chính 12
thực hiện quá trình phanh tời.

1.4.1.3. Nguyên lý làm việc của mạch thuỷ lực hệ thống quay toa :
-

Việc quay cần trục đến vị trí làm việc, và quay ngược lại vị trí ban đầu được
thực hiện bằng tháp quay. Bộ phận quay của bàn quay được lắp trên khung của
cơ cấu di chuyển
SVTH : Trần Hào Kiệt _ Lớp 11C4LT _ MSSV : 103110035

Trang


Đồ án học phần : Truyền động thuỷ khí động lực
-

Để quay toa, ta cung cấp dầu cao áp từ bơm 3 làm dẫn động động cơ thủy lực
26 quay, thông qua cơ cấu phân phối 25. Tùy thuộc vào trường hợp quay sang
trái hoặc sang phải mà ta di chuyển cơ cấu phân phối 25 cung cấp dầu cho động

-

cơ quay toa.
Sau khi quay tháp đến vị trí mong muốn ta tiến hành phanh tháp bằng cách tác
động vào bàn đạp phanh 29, lúc này dầu cao áp sẽ qua xi lanh chính 28 rồi đến

-

xi lanh phanh 27 thực hiện quá trình phanh toa.
Để thực hiện việc điều chỉnh vận tốc cơ cấu chấp hành ta lắp vào hệ thống van
tiết lưu điều chỉnh được. Khi áp suất vượt quá áp suất quy định van an toàn sẽ

-

tháo chất lỏng về thùng chứa.
Van một chiều 24 và 22 ngăn không cho dầu đi ngược lên hệ thống khi xe thay

-

đổi góc nghiêng lớn.
Mọi hệ thống thủy lực sau khi làm việc, chất lỏng trước khi đưa vào thùng chứa
dầu đều được làm mát qua thiết bị làm mát dầu nhằm bảo đảm độ nhớt cho dầu
và giữ cho dầu được tính chất của nó. Ngoài ra còn làm tăng thời gian sử dụng
các thiết bị thủy lực.

Phần 2: Tính toán các thông số cơ bản cho hệ thống
2.1. Thông số kỹ thuật xe cần trục bánh xích.
Loại thiết bị :
Hãng sản xuất

Cần trục bánh xích
Kobelco

SVTH : Trần Hào Kiệt _ Lớp 11C4LT _ MSSV : 103110035

Trang


Đồ án học phần : Truyền động thuỷ khí động lực
Nhãn hiệu
Chỉ tiêu kỹ thuật
Thông số chung :
Kích thước vận chuyển
Rộng
Cao
Động cơ :
Mã hiệu
Hãng sản xuất
Công suất bánh đà
Tốc độ động cơ khi không tải
Mô men xoắn lớn nhất
Dung tích buồng đốt
Hệ thống thuỷ lực :
Kiểu bơm thuỷ lực

Kobelco crawler crane CKE - 600

Áp suất làm việc của hệ thống
Cơ cấu quay :

Tốc độ quay
bộ di chuyển
Tốc độ di chuyển
Khả năng leo dốc
Áp suất tác dụng lên đất
Chiều dài dải xích
Chiều rộng dải xích
Chiều rộng guốc xích
Cần nâng :
Chiều dài cơ sở
Chiều dài lớn nhất
Chiều dài cần phụ
Móc chính :
Chiều dài cơ sở
Chiều dài lớn nhất
Chiều dài cần phụ
Móc phụ :
Tốc độ nâng
Khả năng nâng

35 MPa

3200 mm
3300 mm
Mitsubishi 6D16-TLU2K
Mitsubishi
159 kW
2000 vòng/phút
797 Nm
7684 cm3

Piston rôto hướng trục thay đổi lưu lượng

4 vòng/phút
2,4 km/h
22 độ
71 kPa (0,72 kgf/cm2)
5570 mm
3200 mm
760 mm
9100 mm
51800 mm
16000 mm
9100 mm
51800 mm
16000 mm
120 m/phút
6,6 tấn

2.2 : Tính toán chọn động cơ thuỷ lực :
2.2.1. Vai trò của động cơ thuỷ lực:
-

Động cơ thuỷ lực là một phần tử rất quan trọng trong hệ thống thuỷ lực.Động

cơ thuỷ lực biến năng lượng thuỷ lực từ bơm dầu thành mômen quay khi làm việc.
SVTH : Trần Hào Kiệt _ Lớp 11C4LT _ MSSV : 103110035

Trang

Đồ án học phần : Truyền động thuỷ khí động lực
-

Căn cứ vào thông số kỹ thuật theo yêu cầu, áp suất làm việc của dầu p = 32
MPa, tải trọng hàng nâng G = 7,5 Tấn, dựa vào đặc điểm làm việc của hệ
thống thuỷ lực và điều kiện thực tế ta chọn động cơ thuỷ lực sử dụng cho hệ

-

thống là động cơ piston rôto hướng trục vì loại bơm này có :
Số vòng quay lớn : 20000 vong/phut
Hiệu suất cao
: η = 0,95 ; η = 0,97 – 0,98
Trọng lượng trên 1 đơn vị công suất nhỏ
Lưu lượng có thể đạt 1000 – 1800 lit/phut
Áp suất làm việc p = (210 – 350) at

2.2.2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc:
- Kết cấu của máy piston hướng trục, các lỗ xilanh phân bố đều trên rôto nhưng

không theo hướng kính mà song song với nhau theo hướng trục của rôto. Piston
trong các xilanh luôn luôn được đẩy tỳ một đầu vào đĩa cố định đặc nghiêng
bằng các lò xo đặt trong xilanh. Khi rôto 8 quay, các piston 7 quay theo.Vì một
đầu của piston 7 luôn luôn phải tỳ vào mặt đĩa nghiêng 1 nên các pision cũng
đồng thời chuyển động tịnh tiến tương đối trong khối xilanh. Các lỗ xilanh ở
mặt cuối rôto được lắp sát với nắp cố định. Bên trong rãnh này có 2 rãnh hình
vòng cung được ngăn cách nhau bởi hai gờ, hai rãnh này được thông với 2 lỗ
để dẫn chất lỏng ra vào a, b. Khi máy là động cơ thuỷ lực, áp suất chất lỏng tác
dụng lên piston làm đầu piston tì vào thành đĩa nghiêng và sinh ra mô men làm
quay rôto.

γ

1

2

A

3

4

5

A-A

b

a

8

7

A

6

SVTH : Trần Hào Kiệt _ Lớp 11C4LT _ MSSV : 103110035

Trang


Đồ án học phần : Truyền động thuỷ khí động lực
Hình 2.2.2.1: Cấu tạo máy piston rôto hướng trục.
1-Đĩa nghiêng; 2- Stato; 3- Lò xo; 4- Nắp cố định; 5- Các rãnh vòng cung; 6- Gờ

ngăn cách giữa hai rãnh vòng cung; 7- Piston; 8- Rôto.

3.2 . Cơ cấu phân phối : (Hình 3.2.1)
Chức năng, phân loại.
- Cơ cấu phân phối được dùng để đổi nhánh dòng chảy ở các nút của lưới
đường ống và phân phối chất lỏng vào các đường ống theo một quy luật nhất
định. Do đó có thể đảo chiều chuyển động của bộ phận chấp hành (động cơ
thủy lực) hoặc điều khiển nó chuyển động theo một quy luật nhất định.
- Chất lỏng đi từ bơm đến động cơ thủy lực thường phải qua các cơ cấu phân
phối là nơi tập trung các đầu mối lưu thông chất lỏng.
Kết cấu và đặc điểm thủy lực.
- Nói chung cơ cấu phân phối gồm hai bộ phận chính: vỏ và bộ phận đổi
hướng dòng chảy. Trên vỏ có khoét các cửa lưu thông nối với các đường ống thủy
lực. Bộ phận đổi nhánh có thể di chuyển tương đối với vỏ để phân phối vào cửa
lưu thông tùy theo hướng dòng của bộ phận đổi nhánh. Bộ phận đổi nhánh có thể
là piston bậc, ngăn kéo, núm xoay,...
- Cơ cấu phân phối con trượt piston bậc có ưu điểm là:
Điều khiển nhẹ nhàng : tín hiệu điều khiển nhỏ chỉ cần thắng lực ma sát
giữa piston và thành xilanh của con trượt.
Khả năng làm kín tốt.
- Để điều khiển con trượt di chuyển ta dùng tay.
SVTH : Trần Hào Kiệt _ Lớp 11C4LT _ MSSV : 103110035

Trang


Đồ án học phần : Truyền động thuỷ khí động lực

2

3

1

4

5

Hình 3.2.1. Kết cấu cơ cấu phân phối 4/3 .
1- Piston , 2- Tay gạt , 3- Phốt làm kín , 4- Lò xo , 5- vỏ van.
A , B – cửa nối với cơ cấu chấp hành
P – cửa nối với bơm
T – cửa nối với ống xả về thùng dầu
Nguyên lý làm việc :
-

Khi tác động vào tay gạt điều khiển piston van di chuyển sang trái thì
cửa P thông với cửa A đi đến cơ cấu chấp hành, dầu bên khoang B của

-

cơ cấu chấp hành sẻ về lại thùng chứa qua cửa T

Khi tác động vào tay gạt điều khiển piston van di chuyển sang phải thì
cửa P thông với cửa B đi đến cơ cấu chấp hành, dầu bên khoang A của
cơ cấu chấp hành sẻ về lại thùng chứa qua cửa T

-

Ở chế độ không làm việc thì piston sẻ đóng cả 2 cửa A và B

SVTH : Trần Hào Kiệt _ Lớp 11C4LT _ MSSV : 103110035

Trang


Đồ án học phần : Truyền động thuỷ khí động lực

Phần 4 : Chọn các cụm máy chính

4.1 Chọn bơm :
4.1.1 Vai trò của bơm :
-

Bơm là một trong những hệ thống quan trọng nhất của hệ thuỷ lực,Bơm có
nhiệm vụ biến đổi cơ năng thành áp năng.Thông số cơ bản nhất của bơm là lưu
lượng và áp suất.Trong hệ thống thuỷ lực người ta thường dùng bơm thể tích
để thực hiện việc biến đổi năng lượng này bằng cách thay đổi thể tích buồng
làm việc. Khi thể tích buồng làm việc thì bơm thực hiện việc hút, còn khi thể

-

tích buồng làm việc giảm thì bơm thực hiện việc nén và đẩy.

Từ yêu cầu kỹ thuật của lắp ghép và điều kiện làm việc của máy ta chọn bơm

-

làm việc là bơm piston rôto hướng trục
Đây là loại bơm có piston đặt song song với trục động cơ của rôto và được
truyền bằng khớp hoặc đĩa nghiêng , khi cùng một cỡ , kích thước của nó sẻ

-

nhỏ hơn bơm piston rôto hướng tâm
Bơm gồm có hai phần: Phần quay là rôto đặt lệch tâm trong phần cố định stato.
Rôto là một khối trụ tròn, trong đó các xilanh và piston trụ không có cần, phân
bố đều theo hướng kính ( kiểu bố trí hình sao). Do sự phân bố lệch tâm giữa
stato và rôto một khoảng là e nên khi rôto quay, các pistong quay theo rôto và
đồng thời chuyển động tịnh tiến trong các xilanh.
- Ưu điểm của loại bơm này là :
Khả năng làm kín tốt hơn so với bơm bánh răng và bơm cánh gạt.
Chịu được áp suất cao
Hệ số có ích thể tích cao,có thể đạt 0,98
Hiệu suất hầu như không phụ thuộc vào tải trọng và số vòng quay
- Nhược điểm :
Sự ổn định của lưu lượng ra kém hơn so với bơm bánh răng và bơm cánh gạt
do sự không liên tục của các piston cung cấp lưu lượng
Vì bỏ qua tổn thất qua các đường ống và tại van nên ta có :
Lưu lượng lý thuyết của động cơ chính là lưu lượng lý thuyết của bơm
Qltdc = Qb = 54,3 lit/phut
Lưu lượng lý thuyết của bơm là :

SVTH : Trần Hào Kiệt _ Lớp 11C4LT _ MSSV : 103110035

Trang


Đồ án học phần : Truyền động thuỷ khí động lực

Qltb =

Qb 54,3
=
= 55,8
η Qb 0,97

lit/phut

Lưu lượng riêng của bơm là :

qltb =

Qltb 54,3
=
= 0,02
n 2000
lit/vong

Công suất của bơm là :
p.Qb 320.54,3
N=
=
= 34,7 KW

612.η 612.0,82
Trong đó :

η : hệ số có ích của bơm, là tích của hệ số có ích thể tích, cơ

khí , thuỷ lực
Công suất trên trục của bơm là :
Nb =

N
34,7
=
= 36,14 KW
η Qb 0,96

Từ đây ta xác định các thông số của bơm
Đường kính piston ( d ):

-

Ta có:
d 2 .π .S .Z π .d 2 .D.Z .tg γ π .d 3 .m.Z .tg γ
=
=
4
4
4
4.qlt
⇒d =3
m.π .Z .tg γ

qlt =

Trong đó: m là tỉ số giữa đường kính vòng tròn chia D với đường kính lổ
xi lanh d, m = D/d xác định theo tỷ lệ sau:
z
m
-

7
3,1
z là số xylanh của động cơ.
γ là góc nghiêng của đĩa, chọn
⇒ Z=7
chọn m = 3,1

Thay số vào ta được :

9
3,6

11
4,5

γ =200

d = 0,14m = 140 mm

⇒ Đường kính vòng chia (D): D= m . d = 3,1 . 140 = 434 mm

Tóm lược thông số kỹ thuật của bơm :

-

qltb =
0,02lit / vong
Lưu lượng riêng của bơm :
34,7 KW
N=
Công suất cần thiết của bơm :

SVTH : Trần Hào Kiệt _ Lớp 11C4LT _ MSSV : 103110035

Trang


Đồ án học phần : Truyền động thuỷ khí động lực
N=

36,14 KW

-

Công suất thực tế :

-

Số xylanh của động cơ Z = 7

-

γ =200

Góc nghiêng của đĩa
Đường kính vòng chia D = 434 mm
Đường kính lổ xi lanh d = 140 mm
Hành trình xi lanh S = D . tg γ = 434.tan200 = 158 mm

Phần 5 : Sơ lược về các phần tử thuỷ lực trong hệ thống
5.1. Van tiết lưu : ( Hình 5.1.1 )
- Cơ cấu tiết lưu được dùng để điều chỉnh hay hạn chế lưu lượng chất lỏng
trong hệ thống bằng cách gây sức cản đối với dòng chảy.
- Ta sử dụng loại tiết lưu điều chỉnh được cho hệ thống.
- Khi đặt tiết lưu trên lưới ống của hệ thống thủy lực thì khi điều chỉnh sức
cản của nó, lưu lượng của hệ thống sẽ thay đổi, nghĩa là vận tốc của động cơ thủy
lực sẽ thay đổi. Do đó tiết lưu được dùng trong các hệ thống truyền động thủy lực
cần phải điều chỉnh vận tốc của động cơ thủy lực.
- Có thể điều chỉnh sức cản của tiết lưu bằng cách thay đổi diện tích lưu thông
hoặc thay đổi chiều dài đường dẫn chất lỏng của nó. Ta sữ dụng loại tiết lưu kiểu
nón cho hệ thống. Kết cấu như sau
- Cũng có thể dùng cơ cấu phân con trượt piston làm thêm nhiệm vụ tiết lưu
vì nó có khả năng điều chỉnh được diện tích các cửa lưu thông của nó.

1
2

Hình 5.1.1 Van tiết lưu điều chỉnh được.
SVTH : Trần Hào Kiệt _ Lớp 11C4LT _ MSSV : 103110035

Trang


Đồ án học phần : Truyền động thuỷ khí động lực

1- Vỏ tiết lưu , 2- Cơ cấu điều chỉnh.

5.2. Van một chiều : ( Hình 5.2.1 )
- Van một chiều được dùng để giữ cho chất lỏng chỉ chảy theo một chiều.
- Cấu tạo của van một chiều gồm : vỏ, lò xo giữ và bi cầu.
- Loại van một chiều sữ dụng trong hệ thống là loại van bi, (hình 3.1): có kết
cấu đơn giản, ít sức cản nhưng khó đóng khít (vì khi đóng không có thành dẫn
hướng nên dễ lệch tâm) gây nên rò rỉ chất lỏng.

1
2
3

Hình 5.2.1 Van một chiều loại bi cầu.
1- Vỏ van; 2- Lò xo giữ ; 3- bi cầu ;

5.3. Van an toàn: ( Hình 5.3.1 )
-

Van an toàn dùng để đảm bảo cho hệ thống được an toàn khi có quá tải. Nó

-

được lắp trên đường ống có áp suất cao.
Nguyên lý hoạt động của các loại van an toàn dựa vào sự cân bằng lực tác
dụng trên nắp van giữa áp lực của chất lỏng trong hệ thống với ứng lực lò
xo của van, có khi cả đối áp của chất lỏng trong khoang lò xo. Nếu áp lực
chất lỏng nhỏ hơn ứng lực lò xo (khi hệ thống làm việc bình thường) thì van
đóng lại. Nếu áp lực chất lỏng lớn hơn ứng lực của lò xo (khi hệ thống có

-

quá tải), van sẽ mở ra để tháo bớt chất lỏng về bình chứa.
Van an toàn sử dụng trong hệ thống là loại van an toàn tác dụng gián tiếp
(van tác dụng tùy động): kích thước hình học của cửa lưu thông và số cửa
SVTH : Trần Hào Kiệt _ Lớp 11C4LT _ MSSV : 103110035

Trang


Đồ án học phần : Truyền động thuỷ khí động lực
lưu thông được thay đổi không chỉ do tác dụng của dòng chất lỏng qua nó
-

mà còn do tác dụng của cơ cấu phụ.
Các loại van an toàn tác dụng trực tiếp, mặc dù đã có những biện pháp để
giảm va đập, nhưng van làm việc vẫn không được ổn định . Đường kính của
van trực tiếp bị hạn chế vì nếu quá lớn thì kích thước lò xo phải tăng lên
nhiều. Mặc khác hệ thống ta sử dụng là có áp suất cao,lưu lượng làm việc
lớn,vì vậy : để giảm ứng lực cần thiết của lò xo và tăng tính ổn định của áp

-

suất trong hệ thống, dùng van an toàn có tác dụng gián tiếp.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
Khi chưa quá tải (van không làm việc), áp lực của chất lỏng trong hệ thống
chưa lớn hơn ứng lực lò xo của van bi nên van bi chưa mở ra. Lúc này buồng

-

a nối thông với buồng c, d và e, piston ở vị trí thấp nhất.
Khi hệ thống bị quá tải, áp suất trong hệ thống tăng lên làm cho áp suất chất
lỏng trong các buồng a, c, e tăng lên đột ngột (áp suất lớn hơn áp suất cho
phép), áp suất của chất lỏng trong buồng e thắng ứng lực lò xo của van bi làm
van bi mở ra, chất lỏng trong buồng e thoát qua buồng h về thùng chứa. Do
đó làm cho áp suất trong buồng e giảm xuống tao nên sự chênh áp lớn giữa
buồng c và buồng e, piston bị đẩy nâng lên nối thông buồng a với buồng b

-

cho chất lỏng thoát về thùng chứa.
Nếu áp suất trong hệ thống (trong buồng a) tăng lên nữa thì dòng chảy từ
buồng d lên buồng e càng mạnh, tổn thất áp suất tại lỗ tiết lưu 6 trong piston
càng lớn, độ chênh áp trên piston càng tăng. Do đó piston lại được nâng lên,
cửa lưu thông giữa buồng a và b mở rộng thêm, chất lỏng thoát về thùng chứa
càng nhiều.

SVTH : Trần Hào Kiệt _ Lớp 11C4LT _ MSSV : 103110035

Trang


Đồ án học phần : Truyền động thuỷ khí động lực
4

3
h

5
c

a
6

e
2
1
b

d

Thùng chứa

Hình 5.3.1 Kết cấu van an toàn tác dụng gián tiếp.
1- Vỏ van , 2- Piston , 3- Bulông điều chỉnh ,
4- Van bi tác dụng trực tiếp , 5- Lò xo ép piston , 6- Lỗ tiết lưu.
-

Thực tế van an toàn tác dụng gián tiếp thường được cho làm việc như một
van tràn bằng cách điều chỉnh ứng lực lò xo của van bi sao cho van bi luôn
mở ra, tức là luôn có chất lỏng thoát từ hệ thống về thùng chứa qua van bi
và qua cửa lưu thông giữa buồng a và b. Nhờ đó, áp suất làm việc trong hệ
thống luôn được giữ ở một trị số không đổi.

5.4. Bộ lọc dầu : ( Hình 5.4.1 )
-

Nhiệm vụ:
Trong quá trình làm việc dầu không thể tránh khỏi bị nhiễm bẩn do các
chất bẩn từ bên ngoài xâm nhập vào hoặc bo tự bản thân dầu tạo ra. Những
chất bản ấy sẽ làm kẹt các khe hở, các tiết diện chảy có kích thước nhỏ

trong các cơ cấu ép, gây trở ngại, hư hỏng trong hệ thống. Vì vậy người ta
lắp các bộ lọc vào trong các hệ thống truyền động thủy lực để lọc các cặn
bẩn của dầu, bảo đảm cho hệ thống làm việc bình thường.

SVTH : Trần Hào Kiệt _ Lớp 11C4LT _ MSSV : 103110035

Trang


Đồ án học phần : Truyền động thuỷ khí động lực

Hình 5.4.1 : Kết
1 – Nắp , 2 –

cấu bộ lọc dầu
Phốt làm kín , 3 –

Phần tử lọc , 4 –

Cốc lọc , 5 – Bu

lông xả cặn

5.5. Động cơ thủy lực piston (xilanh thủy lực) : ( Hình 5.5.1)
-

Động cơ thủy lực piston hay còn gọi là xilanh thủy lực là một dạng động
cơ thủy lực, có nhiệm vụ biến đổi năng lượng chất lỏng (chủ yếu là áp

-

năng) thành cơ năng.
Cấu tạo của động cơ thủy lực piston bao gồm piston chuyển động trong

-

xilanh và ống dẫn chất lỏng vào và ra khỏi xilanh.
Nguyên lý làm việc của động cơ thủy lực piston là đưa vào xilanh một
dòng chất lỏng có áp, dưới tác dụng của áp suất chất lỏng, piston sẽ chuyển
động trong xilanh, tạo ra chuyển động của cơ cấu chấp hành của truyền
động thủy lực.
1

2

3 4 5 6 7

22 21

8 9 10

20

11 12 13 14 15 16 17

19 18

Hình 5.5.1 Sơ đồ kết cấu xilanh thủy lực.

1- Bạc

14- Vòng phớt piston

SVTH : Trần Hào Kiệt _ Lớp 11C4LT _ MSSV : 103110035

Trang


Đồ án học phần : Truyền động thuỷ khí động lực

2- Tai của cần đẩy

15- Piston

3- Thiết bị khử bẩn

16- Đai ốc piston

4,5,8,13- Vòng bích

17- Chốt hãm

6- Vòng phớt của cần đẩy

18- Cần đẩy

7,12- Vòng giữ phốt

19- Xilanh có nắp sau

9- Nắp trước

20- Mép biên nắp

10. Đai ốc hãm

21- Bạc nắp trước

11. Cơ cấu giảm chấn

22- Đai ốc của thiết bị khử bẩn

Phần 6 : Đánh giá tính kỹ thuật, kinh tế
6.1 : Tính kỹ thuật :
- Cần trục bánh xích thiết kế có tải trọng nâng lớn, Hệ thống làm việc không
cần các chân tựa như cần trục bánh lốp, có thể di chuyển với tốc độ 0,5 – 1 km/h
theo bất kỳ hướng nào trên công trường xây dựng và công nghiệp.
- Hệ thống truyền động bằng thuỷ lực nên làm việc với độ tin cậy cao, điều
khiển dễ dàng, đảm bảo khả năng điều chỉnh tốc độ có chuyển động của cần trục ở
phạm vi rộng.

6.2 : Tính kinh tế :
- Do có tải trọng nâng lớn, khả năng di động vạn năng nên cần trục bánh xích
được sử dụng rộng rãi trên các công trường xây dựng và công nghiệp.


Nhận xét :

cần trục bánh xích là một loại máy được sử dụng để nâng vật liệu nặng. Nó
được trang bị với một cần trục và dây quấn (còn gọi là dây thừng), dây cáp hoặc

dây chuyền và ròng rọc, và đường chạy của dây xích. Nó có thể được sử dụng để
nâng và hạ thấp và di chuyển mọi thứ theo chiều ngang. Đặc điểm của máy này là
khá phù hợp với việc lắp đặt thiết bị trong các công trường xây dựng, nhà máy, mỏ
và các công trình vực kinh doanh. ở các xe hiện đại việc điều khiển còn có cả sự
trợ giúp của máy tính, máy tính làm nhiệm vụ tính toán để đưa ra các kết quả cho
SVTH : Trần Hào Kiệt _ Lớp 11C4LT _ MSSV : 103110035

Trang


Đồ án học phần : Truyền động thuỷ khí động lực
người vận hành, chính vì điều này đã làm cho việc điều khiển máy thuận tiện và an
toàn.
Quá trình làm đồ án đã giúp em hiểu biết nhiều thêm về ý nghĩa thực tế cũng
như khả năng ứng dụng của hệ thống truyền động thuỷ lực nói chung và đối với hệ
thống truyền động thuỷ lực trên xe cần trục di chuyển bánh xích nói riêng, mặc
khác cũng giúp em cũng cố lại kiến thức chuyên nghành để phục vụ vào công việc
sau này.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Trần Xuân Tùy, Trần Ngọc Hải, giáo trình hệ thống truyền động thuỷ khí,
Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng 2005.
[2].Phạm Thị Kim Loan, bài giảng máy thuỷ khí, Trường Đại Học Bách Khoa
Đà Nẵng 2011.
[3].Huỳnh Văn Hoàng, giáo trình truyền động thuỷ khí, Trường Đại Học Bách
Khoa Đà Nẵng .
[4].

Ngô Vĩ Châu, Nguyễn Phước Hoàng, bài tập thuỷ lực và máy thuỷ lực,

NXB Đại Học Chuyên Nghiệp.

SVTH : Trần Hào Kiệt _ Lớp 11C4LT _ MSSV : 103110035

Trang