Nghiên cứu khả năng nâng cao tầm với của máy đào thủy lực KOMATSU PC 450

Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật

2015

MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan

3

Danh mục các bảng

4

Danh mục các hình vẽ

5

PHẦN MỞ ĐẦU

7

I. ĐẶT VẤN ĐỀ:

7

II. KẾT CẤU, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ CÁC THÔNG SỐ KỸ
THUẬT CỦA MÁY ĐÀO THỦY LỰC KOMATSU PC-450.

8

CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU HỆ LỰC TÁC DỤNG TRÊN CẦN
MÁY ĐÀO THỦY LỰC KOMATSU PC-450
1.1. XÁC ĐỊNH HỆ LỰC TÁC DỤNG LÊN TAY GẦU

26

1.1.1. Xác định hành trình xi lanh tay gầu

27

1.1.2. Xác định lực của xi lanh gầu

27

1.2. XÁC ĐỊNH LỰC CỦA XI LANH CẦN

30

1.2.1. Xác định hành trình xi lanh cần

30

1.2.2. Xác định lực của xy lanh cần

31

1.3. XÁC ĐỊNH LỰC CỦA XI LANH GẦU

32

1.3.1. Xác định hành trình xylanh gầu

32

1.3.2. Tính lực lớn nhất tác dụng lên xi lanh gầu

33

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ NÂNG CAO TẦM VỚI MÁY
ĐÀO THỦY LỰC KOMATSU PC-450

36

2.1. CÁC PHƯƠNG ÁN NÂNG CAO TẦM VỚI

36

2.2. PHƯƠNG ÁN 1: GIẢM KÍCH THƯỚC GẦU

36

2.2.1. Tính toán chọn kích thước cần nối dài và dung tích gầu mới lắp
lên máy

36

2.2.2. Thiết kế sơ đồ thủy lực để điều khiển cần nối dài

49

2.2.3. Tính toán các cơ cấu dẫn động bộ công tác

53

Võ Văn Long

1

2013B - CKĐL


Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật

2015

2.2.4. Tính lực cản di chuyển - Cơ cấu di chuyển

60

2.2.5. Tính lực cản quay và cơ cấu quay

66

2.2.6. Tính toán kiểm tra hệ thống thủy lực

70

2.2.7. Tính toán kiểm tra hệ thống thủy lực

72

2.2.8. Tính toán tĩnh máy đào

81

2.2.9. Tính toán, thiết kế xi lanh điều khiển cần nối dài

89

2.2.10. Thiết kế cần nối dài - Tính bền chốt và cần nối dài

97

2.2.11. Tính toán, thiết kế van an toàn lắp trên đường dầu tới xi lanh
vươn cần

110

2.3. PHƯƠNG ÁN 2: TĂNG ĐỐI TRỌNG

113

2.4. PHƯƠNG ÁN 3: TĂNG ÁP SUẤT

113

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

114

TÀI LIỆU THAM KHẢO

115

Võ Văn Long

2

2013B - CKĐL


Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật

2015

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình do tôi nghiên cứu và chưa từng
được công bố ở bất kỳ công trình, tạp chí nào từ trước đến nay, các số liệu tính toán
là hoàn troàn trung thực.
Người cam đoan

Võ Văn Long

Võ Văn Long

3

2013B - CKĐL

Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật

2015

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang
Bảng 01 - Các loại nhóm đất đá

12

Bảng 02 - Các thông số của máy đào KOMATSU PC-450

12

Bảng 03 - Các thông số về kích thước

14

Bảng 04 - Các thông số về tầm với

14

Bảng 05 - Các thông số xi lanh cần, xi lanh tay gầu và xi lanh gầu

16

Bảng 06 - Các giá trị cần nối dài và dung tích gầu tương ứng

46

Võ Văn Long

4

2013B - CKĐL


Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật

2015

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Trang
Hình 0.1 - Sơ đồ bố trí các cơ cấu của máy đào KOMATSU PC-450

10

Hình 0.2 - Khả năng làm việc của máy đào KOMATSU PC-450

11

Hình 0.3 - Các thông số kích thước máy đào KOMATSU PC-45

13

Hình 0.4 - Các thông số về tầm với máy đào KOMATSU PC-450

15

Hình 0.5- Sơ đồ kết cấu di chuyển bánh xích

17

Hình 0.6- Các thông số kỹ thuật cơ bản

18

Hình 0.7- Cơ cấu quay

19

Hình 0.8- Sơ đồ thủy lực trạm nguồn

20

Hình 0.9- Sơ đồ cụm Block van phân phối

21

Hình 0.10- Sơ đồ cụm di chuyển của một bên xích phải (Bánh bên phải)

22

Hình 0.11- Sơ đồ cụm mô tơ quay

23

Hình 0.12- Sơ đồ các xy lanh thủy lực của bộ công tác

24

Hình 1.1- Hình vẽ xác định hành trình lớn nhất của xi lanh khi góc giữa
tay gầu và cần là 300

26

Hình 1.2- Hình vẽ xác định hành trình nhỏ nhất của xi lanh khi góc giữa
tay gầu và cần là 1500

27

Hình 1.3- Hình vẽ xác định lực của xi lanh tay gầu

27

Hình 1.4- Hình vẽ xác định cần ở vị trí cao nhất

30

Hình 1.5- Hình vẽ xác định cần ở vị trí thấp nhất

31

Hình 1.6- Hình vẽ xác định vị trí khớp giữa xi lanh tay gầu và xi lanh gầu 33
Hình 1.7 - Hình vẽ xác định lực lớn nhất tác dụng lên xi lanh gầu

34

Hình 1.8 - Biểu đồ lực xác định lực Pxg

35

Hình 2.1 - Hình vẽ xác định vị trí gầu đầy đất vươn xa nhất

37

Hình 2.2 - Hình vẽ xác định vị trí gầu đầy đất được nâng đến mép hố đào

39

Hình 2.3 - Hình vẽ xác định gầu đầy đất nâng lên khỏi hố đào

41

Hình 2.4 - Hình vẽ vị trí xi lanh gầu co hết cỡ, cần nối dài nằm ngang

43

Hình 2.5 - Hình vẽ biên dạng cần nối dài

44

Võ Văn Long

5

2013B - CKĐL

Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật

2015

Hình 2.6 - Hình vẽ xác định mô men lớn nhất theo điều kiện đảm bảo
đối trọng

47

Hình 2.7 - Sơ đồ mạch thủy lực điều khiển cần nối dài

50

Hình 2.8 - Sơ đồ điện điều khiển xi lanh cần nối dài

51

Hình 2.9 - Sơ đồ chuyển tín hiệu điều khiển cơ cấu di chuyển đến xi
lanh cần nối dài

52

Hình 2.10 - Hình vẽ xác định lực xi lanh cần nối dài

54

Hình 2.11 - Hình vẽ xác định lực xi lanh cần

56

Hình 2.12 - Hình vẽ xác định lực xi lanh gầu

57

Hình 2.13 - Hình vẽ xác định lực xi lanh tay gầu

59

Hình 2.14 - Hình vẽ xác định lực cản vòng quay W6

63

Hình 2.15 - Sơ đồ xác định tổn thất áp suất trong hệ thống thủy lực
Hình 2.16 - Hình vẽ xác định vị trí khi máy lên dốc với góc dốc α=30

71
0

81

Hình 2.17 - Hình vẽ xác định các thông số của mô men giữ

84

Hình 2.18 - Hình vẽ xác định vị trí khi máy xuống dốc với góc dốc α=300

87

Hình 2.19 - Kết cấu xi lanh điều khiển cần nối dài

90

Hình 2.20 - Hình vẽ xác định chiều dày thành xi lanh

91

Hình 2.21- Kết cấu quả pít-tông

94

Hình 2.22 - Kết cấu nắp trước xi lanh

95

Hình 2.23 - Kết cấu nắp sau xi lanh

96

Hình 2.24 - Kết cấu cần nối dài

97

Hình 2.25 - Hình vẽ tính bền chốt

97

Hình 2.26 - Hình vẽ tính phản lực tác dụng lên chốt d6

99

Hình 2.27 - Hình vẽ xác định lực cần nối dài

102

Hình 2.28 - Hình vẽ tách lực cần nối dài

102

Hình 2.29 - Hình vẽ xác định mô men chống uốn - chống xoắn tại mặt

105

cắt m-m
Hình 2.30 - Hình vẽ xác định mô men uốn - lực cắt tại mặt cắt n-n

107

Hình 2.31 - Kết cấu van an toàn

109

Võ Văn Long

6

2013B - CKĐL


Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật

2015

PHẦN MỞ ĐẦU
ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ GIỚI THIỆU MÁY ĐÀO THỦY LỰC KOMATSU PC- 450

I. ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Lý do chọn đề tài
Hiện nay cùng với sự phát triển của Công nghiệp hóa và hiện đại hóa, các
loại máy thủy lực được ứng dụng rộng rãi. Ở Việt Nam, máy đào thủy lực thực hiện
nhiều công việc đòi hỏi tầm với cao hơn như đào mương, nạo vét kênh ..., do đó
xuất hiện nhu cầu nâng cao tầm với để có thể thực hiện được những công việc đó.
Bản thân tôi đã có thời gian làm việc với máy đào và đã từng gặp máy không đáp
ứng được yêu cầu do hạn chế tầm với. Đây là động lực cho tôi chọn đề tài: "Nghiên
cứu khả năng nâng cao tầm với của máy đào thủy lực KOMATSU PC-450" làm
luận văn tốt nghiệp cho khóa đào tạo Thạc sỹ Kỹ thuật.
2. Lịch sử nghiên cứu
- Ở trên thế giới: Đối với các nước phát triền do có nhiều loại máy đào thủy
lực vừa và lớn nên đáp ứng được các yêu cầu công việc, do đó hầu như không có
nghiên cứu nào về khả năng nâng cao tầm với của máy đào thủy lực.
- Ở Việt Nam: Có một số nghiên cứu nhưng không công bố rộng rãi.
3. Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu
- Mục đích nghiên cứu:
+ Tìm hiểu kết cấu, nguyên lý làm việc và các thông số kỹ thuật của máy đào
thủy lực KOMATSU PC-450.
+ Nghiên cứu khả năng nâng cao tầm với của máy đào thủy lực KOMATSU
PC-450 nhưng vẫn đảm bảo năng suất làm việc yêu cầu.
+ Đưa ra khuyến cáo cho người sử dụng khi nâng cao tầm với.
- Đối tượng nghiên cứu: Máy đào thủy lực KOMATSU PC-450.
- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu về mặt lý thuyết khả năng nâng cao tầm

với của Máy đào thủy lực KOMATSU PC-450.

Võ Văn Long

7

2013B - CKĐL


Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật

2015

4. Tóm tắt các luận điểm cơ bản và đóng góp mới của tác giả
- Nghiên cứu máy đào thủy lực KOMATSU PC-450 một cách cẩn thận và
xác định khả năng làm việc của nó.
- Nghiên cứu khả năng nâng cao tầm với và đi đến kết luận rằng máy đào
thủy lực KOMATSU PC-450 có khả năng nâng cao tầm với từ L1=1,5m lên
L2=4,6m, tuy nhiên phải giảm dung tích gầu từ 1,6m3 xuống 0,65m3.
- Đánh giá được sự ổn định của máy trong hai trường hợp lên dốc và xuống
dốc với góc dốc α= 300 thì trường hợp lên dốc máy có độ ổn đinh cao hơn (kod=
1,834) so với trường hợp xuống dốc (kod= 1,494).
- Đề xuất các phương án khác để tăng tính ổn định khi nâng cao tầm với và
thấy rằng cả hai phương án tăng tải trọng tĩnh và tăng tải trọng động đều không phù
hợp với máy đào như KOMATSU PC-450 này.
5. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp phân tích lực tác động lên hệ thống cần máy đào thủy lực
KOMATSU PC-450 khi làm việc nguy hiểm nhất và xác định giá trị lớn nhất mà
vẫn đảm bảo tính ổn định cho máy đào.
II. KẾT CẤU, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT

CỦA MÁY ĐÀO THỦY LỰC KOMATSU PC-450
1. Giới thiệu chung
1.1. Công dụng
Máy đào KOMATSU PC-450 do hãng KOMATSU Nhật Bản sản xuất, được
dùng để đào đắp đất ở tất cả các cấp đất khác nhau, hay để bốc xúc liệu đổ lên các
phương tiện vận chuyển. Ngoài ra, khi thay thế thiết bị công tác thì nó có thể sử
dụng với nhiều chức năng khác nhau như: cắt cây, khoan phá đá, bạt mái ta luy,
đóng cọc ...

Võ Văn Long

8

2013B - CKĐL


Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật

2015

1.2. Cấu tạo
Theo chức năng làm việc thì máy đào được chia làm ba phần cơ bản:
+ Bộ công tác: Cần, tay gầu, gầu kết hợp với các xy-lanh dùng để đào xúc đất.
+ Phần bệ quay: Là khung dùng để gá lắp bộ công tác và toàn bộ các thiết bị
của máy (động cơ, bơm, van, mô tơ quay, các đường ống ...). Bệ này có thể quay
tròn được trên giá khi làm việc.
+ Phần di chuyển: Là cơ cấu khung đỡ và các băng xích dùng để đỡ toàn bộ
phần trên (bộ công tác, bệ quay) và thực hiện việc di chuyển máy.

Võ Văn Long

9

2013B - CKĐL


Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật

2015

Hình 0.1 - Sơ đồ bố trí các cơ cấu của máy đào KOMATSU PC-450
1 - Xy lanh thuỷ lực gầu

10 - Động cơ Diesel

2 - Tay gầu

12 - Bàn quay

3 - Cần

13 - Vòng ổ quay

4 - Xy lanh thuỷ lực tay gàu

14 - Cơ cấu di chuyển

5 - Ống dẫn

15 - Khối phân phối thuỷ lực

6 - Gầu

16 - Bơm thuỷ lực

7 - Xy lanh thuỷ lực cần

17 - Đối trọng

8 - Buồng lái

18 - Ca bin

9 - Mô tơ thuỷ lực cơ cấu quay

19 - Thùng nhiên liệu

1.3. Quá trình làm việc
Máy làm việc theo chu kỳ gồm 5 nguyên công cơ bản là: đào đất, quay gầu
đầy đất đến chỗ đổ, đổ đất lên phương tiện vận chuyển và quay gầu không tải về
khoang đào, hạ gầu đào đất.

Võ Văn Long

10

2013B - CKĐL


Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật

2015

Khi làm việc thì máy có thể quay tròn toàn vòng theo cả hai chiều. Việc điều
khiển máy do người lái ngồi trên ca bin thực hiện thông qua việc tác động vào các
tay gạt, bàn đạp làm cho máy hoạt động như ý muốn.
Khả năng làm việc của máy được cho ở sơ đồ dưới đây:

9300

10920
7570

4840

7760
6850

11670

Hình 0.2. Khả năng làm việc của máy đào KOMATSU PC-450
Tuỳ theo địa điểm của công trình cần thi công mà người ta bố trí và tổ chức
các phương tiện sao cho có thể sử dụng được tốt nhất, năng suất lao động cao nhất
và giá thành tốt nhất.
- Gầu ngược: Dùng để đào hào, hồ, kênh mương hoặc làm việc ở các bãi khai
thác.
- Gầu ngoạm: Được sử dụng để đào đất cao ở mức thấp hơn so với chỗ máy
đứng, đào giếng sâu hẹp.
- Gầu bốc xếp: Thường khai thác những mô đất cao hơn chỗ máy đứng và
chuyển đất đi.

Võ Văn Long

11

2013B - CKĐL


Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật

2015

Ngoài ra, tùy thuộc vào đặc tính đất đá của từng công trình mà ta đưa ra lựa
chọn phù hợp cho từng loại máy. Chẳng hạn, máy đào KOMATSU PC-450 với
trang bị gầu ngược thường dùng để đào các loại đất đá thuộc nhóm.
Bảng 01- Các loại nhóm đất và tỷ trọng trung bình
Tên đất

Nhóm đất

Tỷ trọng trung bình
(kg/m3)

Cát đất canh tác, than bùn

I

1.600

Đất sét mỡ, sỏi nhỏ, cỡ 15mm đá dăm

II

1.750

Đất sét nặng, sỏi lớn, vật liệu vụn

III

1.950

Đất sét khô, hoành thổ, băng tích

IV

2.000

Đất đồi núi khô cứng, đất đồi núi nổ

VI

2.200

mìn quặng
2. Các thông số kỹ thuật chính của máy đào thủy lực Komatsu PC-450
Bảng 02 - Các thông số của máy đào Komatsu PC-450
Thông số

Giá trị

Đơn vị

42.240

Kg

Dung tích gầu

1,3  2,2

m3

Loại động cơ

SAA6D125E – 2

Trọng lượng toàn bộ máy

Tốc độ của máy
- Tốc độ cao

5,4

Km/h

- Tốc độ thấp

3,2

Km/h

5,8

MPa

- Nâng cần

35

MPa

- Hạ cần

34

MPa

Áp suất dầu của mạch điều khiển
Áp suất mạch thiết bị làm việc

Võ Văn Long

12

2013B - CKĐL


Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật

2015

- Tay cần (vào và ra)

35

MPa

- Di chuyển trái, phải

35

MPa

- Bàn quay

30

MPa

- Gầu (vào và ra)

35

MPa

228

KW

Công suất

11925
3500
5

3630

4

6

7

9

8

10

12
2

11

1

1320
2715

8425

3

4020
4350

14

16

15

3340

600

13

18

17

Hình 0.3 - Các thông số kích thước máy đào KOMATSU PC-450

Võ Văn Long

13

2013B - CKĐL

Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật

2015

Bảng 03 - Các thông số về kích thước
Tên thông số

Giá trị

Đơn vị

Chiều dài toàn bộ

11.925

mm

Chiều rộng của máy

3.470

mm

Chiều cao của máy

3.755

mm

Chiều dài của bánh xích

5.026

mm

Chiều rộng của dải xích

600

mm

3.660

mm

706

mm

Khoảng cách giữa hai trục bánh xích

4.020

mm

Khoảng cách từ mặt đường đến đối trọng

1.455

mm

Khoảng cách giữa hai trục chủ động

2.870

mm

Giá trị

Đơn vị

Tầm với xa nhất của gầu

12.178

mm

Chiều sâu đào lớn nhất

5.385

mm

Chiều cao múc đất lớn nhất

9.914

mm

Bán kính quay nhỏ nhất

4.300

mm

Chiều cao nhỏ nhất có thể đào đất khi nâng hết

11.252

mm

Chiều cao lớn nhất

13.573

mm

Khoảng cách từ tâm quay đến đuôi
Khoảng sáng gầm máy

Bảng 04 -Các thông số về tầm với
Tên thông số

Võ Văn Long

14

2013B - CKĐL

Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật

2015

9300

10920
7570

4840

7760
6850

11670

Hình 0.4 - Các thông số về tầm với máy đào KOMATSU PC-450
3. Giới thiệu các cơ cấu của máy đào Komatsu PC-450
3.1. Nguồn động lực máy
- Nguồn động lực để dẫn động máy là động cơ diesel 6 máy có tổng công suất
là: N= 228 kW;
- Mô men lớn nhất trên trục là:

M= 1213N.m (n=1400v/ph)

- Số vòng quay lớn nhất khi không tải là:

nmax = 2150v/ph

- Số vòng quay nhỏ nhất khi không tải là:

nmin = 800 v/ph

- Suất tiêu hao nhiên liệu là:

q = 208g/kW

3.2. Bộ công tác
Bộ công tác của máy dùng để đào đất, nâng cẩu các vật với các vị trí, khoảng
cách khác nhau. Bao gồm: cần, tay gầu, gầu, lắp với nhau theo cơ cấu bốn khâu bản
lề. Việc thực hiện các chuyển động quay tương đối giữa chúng nhờ các xy-lanh thủy

Võ Văn Long

15

2013B - CKĐL


Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật

2015

lực. Toàn bộ cơ cấu được lắp trên bệ quay bằng khớp bản lề để quay cùng bệ quay.
Các thông số kỹ thuật cơ bản của bộ công tác được cho ở dưới đây.
Dung tích gầu:

1,6 m3

Chiều dài cần:

7.285 mm

Chiều dài tay gầu:

3.375 mm

Khối lượng cần:

3.450 Kg

Khối lượng tay gầu:

2.295 Kg

Khối lượng gầu:

1.690 Kg

Bảng 05 - Các thông số của xilanh cần, xi lanh tay gầu và xi lanh gầu
Thông số

Xi lanh cần

Xi lanh tay gầu

Xi lanh gầu

Đường kính xi lanh (mm)

160

185

160

Đường kính cần pis-ton (mm)

110

130

110

Hành trình (mm)

1570

1985

1270

Khối lượng (Kg)

400x2

580

345

3.3. Bộ di chuyển
Có nhiệm vụ đỡ bộ công tác và bàn quay ở phía trên, đồng thời thực hiện việc
di chuyển máy. Bộ di chuyển là loại di chuyển xích, mỗi bên gồm khung xích, băng
xích, bánh sao, bánh dẫn hướng, hộp giảm tốc hành tinh, 7 con lăn đè xích, 2 con
lăn đỡ xích, cơ cấu căng xích bằng lò xo và xi-lanh thủy lực, mô tơ thủy lực dẫn
động xích.

Võ Văn Long

16

2013B - CKĐL


Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật

2015

Hình 0.5 - Sơ đồ kết cấu di chuyển bánh xích
1. Bánh dẫn hướng

6. Mắt xích

2. Khung xích

7. Thanh chắn trung tâm

3. Con lăn đỡ xích

8. Lò xo căng xích

4. Truyền động cuối cùng

9. Thanh chắn phía trước

5. Con lăn đè xích
Các thông số kỹ thuật cơ bản:

Võ Văn Long

17

2013B - CKĐL


Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật

2015

Hình 0.6 - Các thông số kỹ thuật cơ bản.
1. Chiều dài dải xích L= 4020

4. Vận tốc di chuyển lớn nhất 5,5km/h

2. Chiều rộng dải xích B= 600

5. Góc dốc di chuyển lớn nhất 350

3. Khối lượng di chuyển m= 4700kg
Để dẫn động cơ cấu di chuyển người ta dùng động cơ thủy lực loại piston rô to

hướng trục, trục thẳng có khả năng thay đổi góc nghiêng (để thay đổi số vòng quay,
mô men). Khi động cơ thủy lực nhận dầu có áp lực từ bơm đến sẽ quay rồi truyền
chuyển động quay này qua hộp giảm tốc hành tinh để làm quay bánh sao của máy.
Muốn thay đổi tốc độ di chuyển thì ta thay đổi góc nghiêng của đĩa động cơ làm cho
tốc độ động cơ thay đổi.
3.4. Cơ cấu quay
Dùng để quay tròn bệ máy trên giá theo cả hai chiều thuận và ngược chiều kim
đồng hồ để đưa đất từ khoang vào vị trí đổ.
Cơ cấu quay bao gồm mô tơ thủy lực (dùng để dẫn động), bánh răng quay,
vành răng cố định để tựa quay và hộp giảm tốc hành tinh. Khi làm việc mô tơ dẫn
động truyền chuyển động quay qua hộp giảm tốc hành tinh đến bánh răng quay, rồi
bánh răng này quay ăn khớp với bánh răng cố định làm quay bệ máy.

Võ Văn Long

18

2013B - CKĐL


Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật

2015

1. Hộp giảm tốc hành tinh có tỷ số
truyền: i1= 53,706
2. Động cơ thủy lực
3. Vành răng quay có tỷ số truyền:
i2 = 6,462
Mô tơ quay có dùng để dẫn động cơ

cấu quay là loại piston rô to hướng trục,
trục nghiêng không có khả năng thay đổi
góc nghiêng.
Hình 0.7 - Cơ cấu quay
3.5. Hệ thống thủy lực
Hệ thống thủy lực của máy có nhiệm vụ truyền tải công suất từ trục ra của
động cơ diesel đến các thiết bị công tác dựa trên nguyên lý không nén được của chất
lỏng. Nó là tổ hợp các thiết bị bao gồm: bơm, mô tơ, van khóa, các đường ống,
thùng dầu, các xilanh thủy lực liên kết với nhau theo một quy tắc nhất định để cùng
phối hợp làm việc ... Đồng thời còn kết hợp với các thiết bị điện - điện tử để tạo ra
điều khiển máy.
Phân tích hệ thống thủy lực máy:
- Trạm nguồn;
- Bơm;
- Block van phân phối;
- Các mô tơ di chuyển;
- Mô tơ quay
- Các xylanh thủy lực của bộ công tác;
- Các tay điều khiển;
- Các van điện từ.
A- Trạm nguồn
- Công dụng: Chứa dầu, lắng cặn, tản nhiệt, thu rò rỉ, thay thế và bổ sung dầu,
làm giá để gá lắp một số thiết bị khác.

Võ Văn Long

19

2013B - CKĐL

Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật

2015

- Kết cấu:
1- Tấm phá xoáy
2- Các tấm giảm tốc dầu
3- Tấm tản nhiệt
4- Ống hút
5- Bơm
6- Van khí
7- Bộ phận làm mát
dầu về
8- Ống xả dầu chính
9- Ống xả dầu phụ
(dầu rò rỉ và điều
khiển)
Hình 0.8- Sơ đồ thủy lực trạm nguồn
Bộ phận cơ bản của trạm nguồn là thùng dầu có dung tích dầu là V=358 (l).
Trong thùng dầu có lắp tấm kim loại nghiêng để phá xoáy, ba tấm kim loại đứng để
cản tốc độ dầu, tạo điều kiện tốt cho việc lắng cặn và đặt các ống làm mát.
Phía nắp trên của thùng dầu là nơi gá lắp bơm ống thông khí, ống xả và các
van an toàn.
B. Cụm bơm
- Công dụng:
Là nguồn động lực của máy có nhiệm vụ cung cấp công suất cho toàn bộ hệ
thống qua việc hút dầu từ bể lên với áp suất và lưu lượng lớn. Lưu lượng là Q=321
l/ph, áp suất đặt của bơm là p=34,8 MPa.
- Kết cấu:

+ Thiết bị chính: 02 bơm pit-tông rô to hướng trục có khả năng thay đổi được
lưu lượng, được dẫn động chung bằng động cơ diesel có công suất N= 228kW.
+ Cơ cấu thay đổi góc nghiêng của đĩa bơm, van cảm nhận tải trọng để giúp
bơm có thể tự thay đổi lưu lượng.

Võ Văn Long

20

2013B - CKĐL


Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật

2015

C. Block van phân phối
Dùng để đóng cắt dầu động lực đến các bộ công tác của máy: các xylanh bộ
công tác, các mô tơ quay, mô tơ di chuyển, thông qua sự trượt của con trượt trong
van.
Block van của máy là một cụm van gồm 10 van phân phối loại con trượt kiểu
09 cửa và 03 vị trí, trong đó có 07 van đã dùng để điều khiển các xylanh bộ công
tác, và các mô tơ, còn 03 van mở rộng dùng để điều khiển các cơ cấu lắp thêm vào
khi cần thiết; ta sẽ dùng 01 van mở rộng trong 03 van này để điều khiển cần nối dài.
Sơ đồ dưới đây thể hiện 03 van trong 10 van của block.

Hình 0.9- Sơ đồ cụm Block van phân phối

Võ Văn Long

21

2013B - CKĐL


Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật

2015

1- Thùng dầu

2- Bơm

3- Van trượt (Van phân phối 09 cửa, 03 vị trí)

4- Các van an toàn

5- Mô tơ quay

6- Xylanh gầu

7- Mô tơ di chuyển
Sự chuyển động qua lại của van trượt trong van là nhờ tín hiệu thủy lực từ các
van tay điều khiển trên ca bin do người công nhân điều chỉnh.
D. Cơ cấu di chuyển
- Công dụng: Nhận dầu cao áp từ bơm truyền đến để tạo ra mô men làm quay
bánh sao của máy, làm cho máy di chuyển.
- Cấu tạo:

0.10 - Sơ đồ cụm di chuyển của một bên xích phải (Bánh bên phải)

1- Thùng dầu

2- Bơm

3- Van phanh

4- Van an toàn tác động kép

5- Mô tơ di chuyển

6- Cơ cấu thay đổi góc nghiêng

7- Van tác động của cơ cấu 6

8- Van một chiều

9- Cơ cấu phanh thủy lực.

Võ Văn Long

22

2013B - CKĐL


Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật

2015

Bộ phận chính của cụm di chuyển là hai mô tơ thủy lực loại pit-tông rô to

hướng trục có khả năng thay đổi được góc nghiêng (thay đổi góc nghiêng làm thay
đổi mô men hay tốc độ di chuyển).
Ngoài ra còn các bộ phận phụ như cơ cấu đổi góc nghiên của mô tơ, van
phanh (đảm bảo cho máy khi không di chuyển thì luôn bị phanh lại chỉ khi nào máy
di chuyển thì van mới mở ra), van an toàn (để cho mô tơ không bị quá tải).
E. Cụm mô tơ quay
- Công dụng: Đảm bảo dẫn động cả bàn máy quay tròn trên bệ.
- Kết cấu: Ở hình dưới là sơ đồ thủy lực của cơ cấu quay bao gồm: 08 thiết bị
cơ bản:

Hình 0.11 - Sơ đồ cụm mô tơ quay
1- Thùng dầu

2- Bơm

3- Cụm van

4- Van một chiều

5- Van an toàn

6- Mô tơ quay

7- Cụm van phanh
Bộ phận chính của cơ cấu quay là mô tơ quay (6) có vai trò nhận dầu có áp
suất cao từ bơm truyền ra mô men đến để tạo quay dẫn động cơ cấu quay.

Võ Văn Long

23

2013B - CKĐL


Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật

2015

Đi cùng với mô tơ quay là cơ cấu phanh thủy lực (phanh thường đóng), van an
toàn. Các thiết bị đi kèm này có nhiệm vụ đảm bảo cho mô tơ làm việc an toàn nhịp
nhàng.
F. Các xilanh thủy lực của bộ công tác
- Công dụng: Tiếp nhận dầu áp lực cao tạo để tạo ra áp lực nâng, hạ bộ công
tác. Xilanh của bộ công tác bao gồm: 02 xilanh cần, 01 xilanh tay gầu và 01 xilanh
gầu. Trên đường dầu tới xilanh cần và xilanh tay gầu người ta lắp thêm van chống
rơi để đảm bảo cho cần hay tay gầu khi hạ không bị rơi do trọng lượng bản thân.
Ngoài các cụm và các phần tử kể trên thì trong hệ thống thủy lực của máy còn
có các cảm biến: cảm biến áp suất, đồng hồ đo, thiết bị nhập chia lưu lượng.
- Kết cấu:

Hình 0.12- Sơ đồ các xy lanh thủy lực của bộ công tác
1- Thùng dầu

2- Bơm

3- Cụm van chống rơi

4- Xilanh cần

G. Các van tay điều khiển và các van điện từ.

Các van tay điều khiển có dạng van trượt kiểu 3/2 (van 3 cửa, 2 vị trí) có
nhiệm vụ tạo ra các tín hiệu điều khiển các van phân phối. Van tay được lắp trên ca

Võ Văn Long

24

2013B - CKĐL


Luận Văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật

2015

bin để người công nhân có thể cầm vào tay gạt điều chỉnh vị trí con trượt từ đó điều
khiển máy.
Các van điện từ ở đây là các van trượt được điều khiển bằng tín hiệu điện
dùng để điều chỉnh gián tiếp các bộ công tác qua các thiết bị phụ hay để điều chỉnh
các thiết bị phụ.

Võ Văn Long

25

2013B - CKĐL