HƯỚNG DẪN BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC TRUYỀN ĐỘNG THỦY KHÍ

KHOA CƠ KHÍ XÂY DỰNG
BỘ MÔN MÁY XÂY DƯNG
***************

HƯỚNG DẪN
BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC

TRUYỀN ĐỘNG THỦY KHÍ

1. Hướng dẫn chung thực hiện bài tập
2. Các phương án, nhiệm vụ thiết kế
3. Ví dụ các sơ đồ thủy lực cho các phương án thiết kế

Hà Nội, năm 201...


TỜ BÌA THUYẾT MINH BÀI TẬP LỚN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
BỘ MÔN MÁY XÂY DỰNG

BÀI TẬP LỚN
MÔN HỌC: TRUYỀN ĐỘNG THỦY KHÍ

Tên đề tài:
Họ và tên sinh viên:
Lớp:

Mã số sinh viên:

Thầy hướng dẫn:

Hà Nội, / 201..

2


TỜ NHIỆM VỤ TÍNH TOÁN BÀI TẬP LỚN
(Sinh viến tự viết số liệu theo phương án phân công vào mẫu nhiệm vụ thiết kế
sau)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
BỘ MÔN MÁY XÂY DỰNG

NHIỆM VỤ TÍNH TOÁN BÀI TẬP LỚN
MÔN HỌC: TRUYỀN ĐỘNG THỦY KHÍ

1. Họ và tên sinh viên:

Lớp:

MSSV:

2. Nhiệm vụ tính toán:
a) Tên đề tài:

b) Phương án thiết kế:
c) Các số liệu cho trước:

3. Ngày giao:

4. Ngày hoàn thành:

5. Thày hướng dẫn:
Hà Nội, ngày tháng

năm 201...

Sinh viên thực hiện
(ký, ghi rõ họ tên)

3


Tài liệu tham khảo
1. Bài giảng trên lớp và sơ đồ thủy lực một số máy Máy xây dựng
2.
3. Catalog các hãng, ví dụ tìm tại:
/>draulic_equipment_catalogue_en.pdf
/> />
NỘI DUNG BÀI TẬP LỚN
1. Phân tích và xây dựng sơ đồ nguyên lý hệ thủy lực cho bộ phận chấp
hành
1.1. Xác định các yêu cầu của cơ cấu chấp hành
Phần nội dung được xác định theo yêu cầu của cơ cấu chấp hành và theo
các yêu cầu khác của đầu bài.
1.2. Xây dựng sơ đồ nguyên lý làm việc
- Xác định các phần tử thủy lực và đặc điểm cần thiết theo yêu cầu của cơ
cấu chấp hành (bao gồm cả loại kỹ thuật điều khiển: bằng tay, điện từ, điện –
thủy lực…).
- Vẽ sơ đồ nguyên lý hệ thủy lực
- Giải thích nguyên lý làm việc của sơ đồ thủy lực và điều chỉnh sơ đồ (nếu cần

thiết).
2. Tính toán xác định các thông số cần thiết các phần tử thủy lực của hệ
thống
2.1. Tính toán các thông số của xy lanh (Cylinders) thủy lực
- Xác định áp suất làm việc pmax
- Tính toán đường kính xy lanh theo các chiều chuyển động (D, d)
4


- Xác định hành trình xy lanh H (theo yêu cầu đầu bài).
- Lưu lượng cần thiết cấp cho xy lanh theo các chiều chuyển động.
2.2.Tính toán các thông số của mô tơ (motor) thủy lực
- Xác định áp suất làm việc pmax
- Tính toán lưu lượng riêng của mô tơ q
- Lưu lượng cần thiết cấp cho mô tơ
- Chọn loại mô tơ thủy lực và mô tả nguyên lý làm việc
2.3. Tính toán tuy ô thủy lực (ống cứng hoặc ống mềm)
- Xác định áp suất làm việc của ống dẫn
- Tính toán diện tích mặt cắt ướt ống và đường kính trong Do
- Xác định chiều dày ống và kiểm tra bền với ống cứng
- Xác định sơ bộ đầu nối (đường kính đầu nối, cách nối..)
2.4. Tính toán các thông số cơ bản van phân phối (Derectional valve)
- Mô tả loại van phân phối (4/3. 5/3/ 3/2..), dạng điều khiển, giá trị áp suất…
- Xác định lưu lượng thông qua van (đảm bảo đáp ứng cho động cơ thủy
lực điều khiển), lập bảng như sau
TT

Động cơ

Loại van (5/3,

Lưu lượng thông

Áp suất cần thiết

thủy lực

4/3..)

qua tối thiểu Q

tối thiểu p

Ghi chú

2.5. Tính toán các thông số cơ bản van điều khiển áp suất
- Xác định loại van cần thiết: van chức năng an toàn - Relief valve, tuần
tự áp suất - sequance valve, van giảm áp - Reduceing valve, van với chức năng
chống dòng phản hồi - Counterbalance valves (CBV).
5


- Xác định loại có điều chỉnh hay không điều chỉnh áp lực, kết nối dòng
điều khiển, dòng rò rỉ.
- Xác định áp lực mở van (dòng điều khiển) và lưu lượng thông qua khi
cần thiết. Riêng van giảm áp có áp suất làm việc lớn nhất và nhỏ nhất.
TT

Chức

Lưu lượng thông

năng van

qua Q

Áp suất mở van p Khoảng điều chỉnh áp suất (loại
có điều chỉnh)

2.6. Tính toán các thông số cơ bản van một chiều (Check valve)
- Loại van cần thiết theo yêu cầu: van một chiều, van một chiều có trễ (lực
lò xo), van một chiều có điều khiển – dùng chống dòng phản hồi (đơn hay kép).
- Xác định kích cỡ van: lưu lượng lớn nhất (theo yêu cầu của động cơ), áp
suất lớn nhất, áp suất mở (loại có điều khiển), điều kiện lắp nghép.
2.7. Tính toán các thông số cơ bản của các van khác
- Van tiết lưu: lưu lượng thông qua cho phép, áp suất làm việc tối đa, khoảng
điều chỉnh tiết diện (loại có điều khiển), điều kiện lắp nghép...
- Các van khác chọn trên cơ sở áp suất max, lưu lượng và các yêu cầu khác
3. Tính toán bộ nguồn thủy lực
3.1. Bơm thủy lực (Pump)
- Có nhiều tiêu chí chọn bơm ở đây ta chọn bơm theo áp suất và lưu lượng
- Xác định áp suất làm việc lớn nhất của bơm
Pbom max = pmax + Σ∆pi
pmax – áp suất làm việc lớn nhất của hệ thống
Σ∆pi – tổng tổn thất áp suất qua các phần tử đường ống

6


Đối với từng linh kiện nếu chọn được phần tử, các hãng sản xuất có catolog cho

ta đường đặc tính van với giá trị tổn thất theo lưu lượng và lấy theo đường đặc
tính đó. Tuy nhiên ở BTL (cho phép tính Σ∆pi một cách gần đúng bằng 0,1 tới
0,2 pmax).
- Xác định lưu lượng cần thiết của bơm căn cứ vào nhu cầu của các động
cơ thủy lực (cần phân tích sự làm việc của các động cơ thủy lực liên quan tới
điều khiển)

Qbommax

- Tính toán lưu lượng riêng của bơm qb từ Qbommax
Lập bảng các thông số cơ bản để có thể chọn bơm thủy lực
Loại
bơm

Lưu lượng

Tốc độ quay

riêng qb

Áp suất làm
việc pbom

max

Khoảng điều chỉnh lưu
lượng riêng

3.2. Thùng dầu (tank), lọc dầu (filter)
Thùng dầu: tính toán dung tích thùng dầu, dự định kết cấu thùng dầu.

Lọc dầu: lưu lượng, áp suất lớn nhất.
3.3. Tính toán động cơ dẫn động
- Tính công suất động cơ (thực chất là công suất thủy lực có xét đến các tổn thất
do ma sát, hệ dẫn động nếu có), hiệu suất lấy theo kinh nghiệm η = 0,8 ÷ 0,92.
- Yêu cầu về tốc độ quay của động cơ, chế độ làm việc, điều kiện môi trường…
Từ đó chọn động cơ phù hợp có thể là động cơ điện, động cơ đốt trong.

7


Phần 2. THIẾT LẬP MẠCH THỦY LỰC CHO CÁC CƠ CẤU MÁY XÂY
DỰNG ĐIỂN HÌNH
Trong chương này, nhóm tác giả đề tài tiến hành nghiên cứu đặc điểm làm việc
của các cơ cấu máy xây dựng điển hình kết hợp với tham khảo các mạch thủy lực trên
máy xây dựng cụ thể, từ đó thiết lập và mô phỏng nguyên lý làm việc của các mô đun
mạch thủy lực cho các cơ cấu điển hình trên máy xây dựng.
2.1. Mô đun mạch thủy lực cho cơ cấu nâng
2.1.1. Đặc điểm làm việc
Theo yêu cầu công nghệ, cơ cấu nâng có thể là một máy nâng độc lập như tời, pa
lăng cố định hay là một bộ phận của máy nâng như ở cầu trục, cổng trục, cần trục tháp,
cần trục nổi…Dưới đây chỉ trình bày về hệ truyền động thủy lực của cơ cấu nâng có
bộ công tác là cáp thép được cuốn lên tang dẫn động bằng mô tơ thủy lực.
Cấu tạo chung của cơ cấu nâng dẫn động bằng thủy lực được thể hiện trên hình 2.1.
1

3

4

2

Bé nguån
thñy lùc

HGT

Hình 2.1. Sơ đồ dẫn động thủy lực cho cơ cấu nâng
1. Mô tơ thủy lực; 2. Khớp nối và phanh; 3. Hộp giảm tốc; 4. Tang cuốn cáp;
Cơ cấu nâng thông thường bao gồm động cơ thông qua các khớp nối, hộp giảm tốc
để dẫn động cho tang cuốn cáp. Với các cơ cấu nâng dẫn động bằng động cơ thủy lực
thường sử dụng hộp giảm tốc hành tinh đặt bên trong tang. Cũng giống như các cơ cấu
nâng dẫn động điện, nguồn dẫn động cho cơ cấu nâng dẫn động bằng thủy lực phải
dẫn động cho động cơ quay tang và phanh.
Đặc điểm làm việc của cơ cấu nâng:
Cơ cấu nâng dẫn động bằng thủy lực có những yêu cầu và đặc điểm làm việc cơ bản
riêng như sau:
- Thường được dẫn động bằng mô tơ thủy lực quay hai chiều;
- Hệ thống phanh thường đóng và làm việc có sự liên động với mô tơ thủy lực;
- Có sự điều chỉnh tốc độ nâng hạ theo yêu cầu;
- Ngoài hệ thống phanh còn có hệ thống an toàn cần thiết trong mạch như chống rơi
tải, đứt ống thủy lực, giới hạn áp suất..;


2.1.2. Thiết lập sơ đồ mạch thủy lực
Điều khiển mô tơ quay hai chiều:
Do cơ cấu nâng được dẫn động bằng mô tơ thủy lực quay hai chiều nên mạch thủy
lực phải được điều khiển theo cả hai chiều. Để điều khiển mạch theo hai chiều có thể
dùng mạch hở có van phân phối hoặc mạch kín với bơm thủy lực hai chiều.

T

P

b)

a)

Hình 2.2. Điều chỉnh mô tơ quay hai chiều
a) Sử dụng mạch hở với van phân phối; b) Sử dụng mạch kín với bơm quay hai chiều
Phương pháp sử dụng bơm thủy lực hai chiều thường dùng cho các cơ cấu nâng có
tải trọng nhỏ. Nhược điểm của phương pháp này là dầu bị nóng nhanh và phải có bơm
phụ bù lại lượng dầu tổn thất ở bơm chính và mô tơ.
Tham khảo các mạch thủy lực trong /2/, /3/ với cơ cấu nâng trong máy xây dựng có
tải trọng nâng lớn thường sử dụng van phân phối để điều khiển mô tơ quay hai chiều.
Hệ thống phanh:
Hệ thống phanh trong cơ cấu nâng là hệ thống thường đóng. Khi mô tơ quay thì
phanh được mở và khi mô tơ ngừng quay thì phanh tự động đóng lại vì vậy hệ thống
phanh phải được mắc liên động với mô tơ trong mạch thủy lực. Tham khảo các mạch
thủy lực /3/, /4/ có thể đưa ra phương pháp mắc phanh cho cơ cấu nâng như hình 2.3.
4

3

2
1
P

T

Hình 2.3.Phương pháp điều khiển hệ thống phanh
1. Van phân phối; 2. Van OR; 3. Mô tơ; 4. Xylanh đóng mở phanh.

2


Trong hình 2.3 có đưa ra ví dụ hệ thống phanh bằng xylanh 4, khi cấp dòng dầu cho
xylanh thắng lực lò xo sẽ làm mở phanh và ngược lại khi không có dòng dầu cấp cho
xylanh phanh được đóng nhờ lực lò xo. Quá trình cấp dầu cho xylanh thông qua van
OR số 2 được mắc song song với mô tơ thủy lực.
Điều chỉnh tốc độ nâng hạ:
Để điều chỉnh tốc độ nâng hạ có thể sử dụng các phương pháp sau:
- Điều chỉnh mô tơ với mô tơ thay đổi lưu lượng (hình 2.4);
- Dùng van tiết lưu có điều chỉnh lắp trên đường dầu cấp cho mô tơ (hình 2.5).
1

Xylanh ®iÒu
khiÓn tèc ®é
m« t¬

3

2

4

6
T

P

5

Nguån ®iÒu khiÓn
tèc ®é m« t¬

Hình 2.4. Điều chỉnh tốc độ mô tơ với mô tơ lưu lượng thay đổi
1. Mô tơ lưu lượng thay đổi; 2. Hệ thống điều chỉnh tốc độ mô tơ; 3. Van OR;
4. Van điều chỉnh tốc độ mô tơ; 5. Van đóng mở nguồn dầu điều khiển;

4

3

2
1

P

T

Hình 2.5. Điều chỉnh tốc độ mô tơ lưu lượng cố định với van tiết lưu.

3


Phương pháp điều chỉnh tốc độ mô tơ với mô tơ có lưu lượng thay đổi cho độ tin
cậy cao nhưng do cơ cấu phải sử dụng mô tơ lưu lượng thay đổi nên giá thành cao chỉ
phù hợp với cơ cấu có tải trọng nâng lớn. Nguồn điều khiển tốc độ mô tơ được điều
khiển bằng van phân phối 5 có hai trạng thái đóng và mở nguồn dầu điều khiển. Dòng
dầu từ van 5 sẽ đóng mở van 4. Dòng dầu qua van 4 được cấp từ van OR 3 được mắc
song song với nguồn dầu cấp cho mô tơ. Khi van 4 mở dầu được cấp cho xylanh điều
khiển mô tơ 2. Các van phân phối 4 và van OR thường được đặt ở gần mô tơ đảm bảo

độ nhạy cho quá trình điều khiển. Van phân phối 5 thường được đặt ở gần cabin điều
khiển. Phương pháp điều khiển tốc độ với mô tơ có lưu lượng thay đổi cho phép điều
khiển tốc độ mô tơ đặt xa cabin điều khiển như các mô tơ di chuyển, mô tơ cơ cấu
quay.
Phương pháp dùng van tiết lưu có điều chỉnh cho chi phí không cao nhưng tổn hao
công suất trong mạch lớn và dầu qua van tiết lưu dễ bị nóng. Van tiết lưu được mắc
song song với van một chiều. Dòng dầu cấp cho mô tơ đi qua van một chiều 3 và dòng
dầu về di qua van tiết lưu 2. Việc điều chỉnh tốc độ mô tơ thông qua điều chỉnh van
tiết lưu 2. Các van tiết lưu và van một chiều thường được mắc gần với mô tơ thủy lực
để đảm bảo điều chỉnh tốc độ theo yêu cầu một cách nhanh nhất. Với các động cơ làm
việc ở xa khu điều khiển thì phương pháp này không phù hợp.
Hệ thống an toàn trong mạch thủy lực:
Ngoài hệ thống phanh, trong mạch thủy lực của cơ cấu nâng có các phần tử để đảm
bảo an toàn cho hệ thống trong trường hợp chống rơi tải, đường ống dầu bị bục,
đứt.Tham khảo các mạch thủy lực trong các tài liệu /3/, /4/ có thể đưa ra một số
phương pháp bố trí phần tử trong mạch thủy lực đảm bảo an toàn cho hệ thống:
- Dùng van cân bằng mắc trên đường cấp dầu cho mô tơ
3
3

4

4

5

5

2

2

1
P

T

1
P

T

Hình 2.5. Phương pháp sử dụng van cân bằng chống rơi tải
a) Lắp van cân bằng theo một chiều; b) Lắp van cân bằng theo cả hai chiều
1. Van phân phối; 2. Van OR; 3. Hệ thống phanh; 4. Mô tơ; 5. Van cân bằng.

4


Van cân bằng mắc theo một chiều chỉ đảm bảo an toàn cho quá trình hạ vật, khi lắp
van theo cả hai chiều quay của mô tơ đảm bảo chống rơi tải theo cả hai chiều.
- Dùng van một chiều kép có điều khiển:
Van một chiều có điều khiển mắc theo hai chiều có khả năng giữ tải theo cả hai chiều,
chỉ khi có dòng dầu điều khiển cấp từ bơm các van này mới mở ra cho mô tơ làm việc.
3

4

5

2
1
P

T

Hình 2.6. Dùng van một chiều kép có điều khiển để giữ tải theo cả hai chiều
1. Van phân phối; 2. Van OR; 3. Hệ thống phanh;
4. Mô tơ; 5. Van một chiều có điều khiển
2.1.3. Mô phỏng nguyên lý mô đun mạch thủy lực cho cơ cấu nâng:
Sơ đồ 1: Cơ cấu nâng sử dụng mạch kín kết hợp với bơm hai chiều

Hình 2.7. Mô phỏng mạch thủy lực cơ cấu nâng sử dụng mạch kín
1. Bơm hai chiều; 2. Van một chiều có trễ; 3. Bơm bù dầu; 4. Van cân bằng; 5. Van
OR; 6. Mô tơ; 7. Hệ thống phanh.

5


Sơ đồ 2: Cơ cấu nâng sử dụng mạch hở kết hợp với van phân phối và van cân bằng

Hình 2.8. Mô phỏng mạch thủy lực cơ cấu nâng dùng mạch hở với van phân phối, van
cân bằng và van tiết lưu
1. Nguồn; 2. Van phân phối; 3. Van OR; 4. Van cân bằng; 5. Mô tơ; 6. Hệ thống
phanh; 7. Van tiết lưu có điều chỉnh.
Sơ đồ 3: Cơ cấu nâng sử dụng mạch hở với van phân phối và van một chiều kép:

Hình 2.9. Mô phỏng mạch thủy lực cơ cấu nâng dùng mạch hở với van phân phối và
van một chiều kép
1. Nguồn; 2. Van phân phối; 3. Van OR; 4. Van một chiều kép; 5. Mô tơ; 6. Hệ thống

phanh.

6


2.2. Mô đun mạch thủy lực cho cơ cấu quay
2.2.1. Đặc điểm làm việc của cơ cấu quay
Các máy xây dựng như cần trục kiểu cần, máy đào thường có hai phần: phần quay và phần
không quay. Trên phần quay bố trí các thiết bị công tác. Giữa phần quay và phần không quay
của máy được liên kết với nhau bằng thiết bị tựa quay. Cơ cấu dẫn động tạo ra chuyển động
quay gọi là cơ cấu quay. Nội dung dưới đây trình bày về cơ cấu quay dẫn động bằng động cơ
thủy lực. Sơ đồ dẫn động cho cơ cấu quay sử dụng động cơ thủy lực được thể hiện trên hình
3.1.
1

2

5
3
4

Hình 2.10. Sơ đồ dẫn động cho cơ cấu quay với động cơ thủy lực
1. Động cơ thủy lực; 2. Hộp giảm tốc hành tinh; 3. Khớp nối và phanh; 4. Bánh răng
dẫn động; 5. Vành răng lắp trên phần cố định.
Các cơ cấu quay dẫn động bằng động cơ thủy lực thường sử dụng hộp giảm tốc hành tinh
do có ưu điểm là gọn nhẹ, tỷ số truyền lớn. Trong một số trường hợp không cần sử dụng hộp
giảm tốc do sử dụng mô tơ có lưu lượng thay đổi và mô men lớn. Để đảm bảo an toàn trên cơ
cấu quay có trang bị phanh 3, có thể sử dụng phanh đĩa ma sát thủy lực hoặc phanh với bánh
phanh. Tuy nhiên phanh đĩa ma sát thủy lực được sử dụng rộng rãi hơn do kết cấu nhỏ gọn.
Đặc điểm làm việc của cơ cấu quay dẫn động thủy lực:

Cơ cấu quay có những yêu cầu và đặc điểm làm việc cơ bản riêng như sau:
- Thường sử dụng mô tơ thủy lực quay hai chiều (một số trường hợp dùng xylanh nhưng chỉ
cho góc quay < 360o nên không đề cập ở đây);
- Quá trình làm việc phải êm dịu đặc biệt là khi khởi động và khi phanh dừng (điều này phù
hợp với sử dụng truyền động thủy lực);
- Tốc độ quay ổn định khi tải trọng thay đổi;
- Mô men cản khi khởi động và mô men quán tính khi phanh lớn do khối lượng quay lớn;
- Hệ thống phanh thường đóng và hãm chuyển động theo cả hai chiều quay của mô tơ;
- Ngoài hệ thống phanh trong mạch còn có phần tử đảm bảo an toàn cho hệ thống trong
trường hợp bục, đứt đường ống, phanh bị hỏng.
- Tốc độ làm việc chậm;
2.2.2. Thiết lập mô đun mạch thủy lực cho cơ cấu quay

Điều khiển mô tơ quay hai chiều và điều chỉnh tốc độ quay:

7


Các phương pháp điều chỉnh mô tơ quay hai chiều và điều chỉnh tốc độ quay như đã
nêu ở mục 2.1.2.
Hãm chuyển động quay do quán tính khi ngừng cấp dầu cho động cơ:
Trong cơ cấu quay do khối lượng tham gia chuyển động quay lớn nên quán tính khi
quay rất lớn. Khi phanh dừng mô men quán tính này gây ra chuyển động quay cưỡng
bức cho mô tơ vì vậy phải có biện pháp để hãm chuyển động quay này ngoài việc sử
dụng hệ thống phanh. Thông thường trong cơ cấu quay thường sử dụng động năng khi
quay để hãm chuyển động quay do quán tính. Tham khảo các tài liệu /2/, /3/, /4/ có thể
sử dụng các biện pháp sau:
- Sử dụng hai van giới hạn áp kết hợp với 2 van một chiều (hình 2.11a);
- Sử dụng 2 van giới hạn áp (hình 2.11b);
- Sử dụng một van giới hạn áp với 4 van một chiều (hình 2.11c)

4

4

4

3

3

2
2

2

1

T

P

a)

1

T

P

T

P

b)

1

c)

Hình 2.11. Phương pháp hãm chuyển động quay do quán tính của mô tơ
a) Dùng hai van giới hạn áp kết hợp với van một chiều
b) Dùng hai van giới hạn áp mắc song song
c) Dùng một van giới hạn áp kết hợp với van một chiều
1. Van phân phối; 2. Van giới hạn áp; 3. Van một chiều; 4. Mô tơ
Nguyên tắc hãm chuyển động quán tính cho cơ cấu quay của các biện pháp trên đều
sử dụng dòng dầu có áp suất cao do mô men quán tính gây ra để hãm chuyển động
quay của mô tơ. Khi van phân phối ở khoang 0 do mô men quán tính sẽ sinh ra dòng
dầu có áp suất cao chảy trong đường ống, khi áp suất này vượt quá giá trị đặt tại van
giới hạn áp sẽ làm mở van giới hạn áp và đưa dầu về đầu kia của mô tơ. Lúc này chênh
lệch áp suất trước và sau mô tơ bằng không nên sẽ không cho mô tơ chuyển động.

8


Các van giới hạn áp và van một chiều được mắc gần mô tơ để đảm bảo độ nhạy
trong quá trình điều khiển mô tơ.
Điều khiển hệ thống phanh:
Hệ thống phanh trong cơ cấu quay là phanh thường đóng có điều khiển, vì vậy việc
bố trí hệ thống điều khiển phanh có liên động với động cơ và được điều khiển riêng.
Trong cơ cấu quay hệ thống phanh thường được bố trí như hình 2.12. Quá trình làm

việc của phanh được điều khiển bằng van phân phối 5.
6
4

5

3

2

P

T

1

Hình 2.12. Bố trí hệ thống phanh trong cơ cấu quay
1. Van phân phối; 2. Van OR; 3. Van giới hạn áp; 4. Mô tơ; 5. Van điều khiển hệ
thống phanh; 6. Hệ thống phanh.
Đảm bảo tốc độ quay ổn định khi tải trọng thay đổi
Để đảm bảo tốc độ quay gần như không thay đổi có thể sử dụng mạch thủy lực như
hình 2.12b với van ổn định dòng mắc trên đường dầu cấp cho mô tơ. Van ổn định
dòng 5 có tác dụng ổn định lưu lượng cấp cho mô tơ khi mô men trên mô tơ thay đổi.

9


4

3

2

5

P

T

1

Hình 2.12b. Ổn định tốc độ quay cho mô tơ
2.2.3. Mô phỏng mạch thủy lực cho cơ cấu quay
Sơ đồ 1: Mạch thủy lực cho cơ quay sử dụng mạch kín với bơm hai chiều

Hình 2.13. Mô phỏng mạch thủy lực cơ cấu quay với mạch kín và bơm hai chiều
1. Bơm hai chiều; 2. Van một chiều có trễ; 3. Bơm bù dầu; 4. Van OR; 5. Van giới hạn
áp; 6. Mô tơ; 7. Hệ thống phanh.

10


Sơ đồ 2: Mạch thủy lực cho cơ cấu quay với mạch hở dùng van giới hạn áp kết hợp
van một chiều

Hình 2.14. Mạch thủy lực cơ cấu quay với mạch hở dùng van giới hạn áp kết hợp van
một chiều
Sơ đồ 3: Mạch thủy lực cho cơ cấu quay với mạch hở dùng van giới hạn áp

Hình 2.15. Mô phỏng mạch thủy lực cho cơ cấu quay với mạch hở dùng một van giới

hạn áp suất

11


2.3. Mô đun thủy lực cho cơ cấu di chuyển
2.3.1. Đặc điểm làm việc của cơ cấu di chuyển
Cơ cấu di chuyển có nhiệm vụ tiếp nhận và truyền toàn bộ trọng lượng của xe máy xuống
nền và tạo cho máy chuyển động theo hướng mong muốn trong quá trình làm việc. Theo đặc
điểm của đường và bộ phận di chuyển có thể phân ra cơ cấu di chuyển trên ray, cơ cấu di
chuyển bánh lốp, cơ cấu di chuyển bằng bánh xích và một số dạng đặc biệt khác như cơ cấu di
chuyển tự bước…Trong mục này trình bày về phương pháp xây dựng mạch thủy lực cho động
cơ dẫn động cho cơ cấu di chuyển bánh xích và bánh lốp.
Đặc điểm làm việc của cơ cấu di chuyển dẫn động bằng thủy lực
Cơ cấu di chuyển có những yêu cầu và đặc điểm làm việc cơ bản riêng như sau:
- Sử dụng mô tơ thủy lực quay hai chiều;
- Làm việc với tốc độ thay đổi phụ thuộc vào vị trí và yêu cầu làm việc của máy;
- Mô men cản khi khởi động và mô men quán tính khi phanh dừng lớn;
- Hệ thống phanh thường mở và được điều khiển độc lập với động cơ;
- Với máy có cơ cấu di chuyển được dẫn động bằng nhiều động cơ các mô tơ được điều khiển
độc lập để có thể quay vòng trong quá trình di chuyển;
- Ngoài hệ thống phanh trong mạch còn có phần tử đảm bảo an toàn cho hệ thống trong
trường hợp bục, đứt đường ống, phanh bị hỏng.
2.3.2. Thiết lập mô đun mạch thủy lực cho cơ cấu di chuyển

Các phương pháp điều khiển mô tơ quay hai chiều và điều chỉnh tốc độ quay của
mô tơ có thể tham khảo ở các cơ cấu đã trình bày ở các phần trước. Tuy nhiên trong
mạch thủy lực cho cơ cấu di chuyển thường sử dụng bơm thay đổi lưu lượng.
Hệ thống phanh trong cơ cấu di chuyển tương tự hệ thống phanh trong cơ cấu quay.
Với các máy có cơ cấu di chuyển gồm nhiều động cơ sẽ có mạch thủy lực được

ghép từ các mạch cho một động cơ. Tuy nhiên cần đảm bảo điều kiện các động cơ có
thể làm việc độc lập với nhau giúp cho việc quay vòng máy dễ dàng hơn. Để đảm bảo
điều kiện này có thể dùng các van phân phối mắc như trên hình 2.16.
DÇu cÊp cho m« t¬
di chuyÓn bªn tr¸i

DÇu cÊp cho m« t¬
di chuyÓn bªn ph¶i

Hình 2.16. Bố trí các van phân phối trong mạch thủy lực của cơ cấu di chuyển.

12


2.3.3. Mô phỏng nguyên lý làm việc của mô đun mạch thủy lực cho cơ cấu di
chuyển
Sơ đồ 1: Mạch thủy lực cho cơ cấu di chuyển gồm 1 mô tơ với mạch hở và bơm thay
đổi lưu lượng

Hình 2.17. Mô phỏng mạch thủy lực cho cơ cấu di chuyển gồm 1 mô tơ với mạch hở
và mô tơ lưu lượng thay đổi
Sơ đồ 2: Mạch thủy lực cho cơ cấu di chuyển gồm 2 mô tơ với mạch hở và bơm thay
đổi lưu lượng

13


Hình 2.18. Mô phỏng mạch thủy lực cho cơ cấu di chuyển gồm 2 mô tơ với mạch hở
và mô tơ lưu lượng thay đổi
1. Nguồn chính; 2. Nguồn điều khiển mô tơ; 3. Mô tơ di chuyển trái; 4. Hệ thống điều

khiển tốc độ mô tơ; 5. Hệ thống phanh; 6. Mô tơ di chuyển phải.
2.4. Mô đun mạch thủy lực cho hệ thống chân chống
2.4.1. Đặc điểm làm việc của hệ thống chân chống
Trên các cần trục bánh lốp, xe cẩu tự hành hoặc các xe bơm bê tông thường có hệ
thống chân chống làm việc khi nâng hạ vật hoặc khi bơm bê tông lên công trình. Công
dụng của hệ thống chân chống dùng để truyền tải trọng của máy và vật nâng xuống
nền đất thay thế cho bánh lốp, ngoài ra hệ thống chân chống còn tăng độ ổn định cho
máy trong quá trình làm việc. Khi máy di chuyển thì hệ thống chân chống được nâng
lên khỏi nền.
Đặc điểm làm việc của hệ thống chân chống:
- Sử dụng các xylanh tác động theo cả hai chiều;
- Có khả năng chống sập đột ngột cho hệ thống dưới tác dụng của tải trọng;

14


- Quá trình làm việc là quá trình co hoặc duỗi các chân chống theo phương ngang
và phương thẳng đứng.
- Các xilanh co duỗi chân chống theo phương thẳng đứng chịu tải trọng lớn và yêu
cầu đảm bảo an toàn cao.
- Các chân chống được điều khiển độc lập hoặc là điều khiển chung.
Quá trình làm việc của hệ thống chân chống có thể chia là hai hành trình như sau:
- Hành trình duỗi ra: Các xylanh dầm ngang duỗi ra để đưa các chân chống ra vị trí xa
cần thiết sau đó các chân chống được hạ xuống nhờ xylanh chân chống.
- Hành trình co lại: Các xylanh chân chống co các chân chống lên sau đó các xylanh co
dầm ngang lại về vị trí đặt trên máy.
Như vậy trong quá trình làm việc các xylanh điều khiển dầm ngang và xylanh chân
chống làm việc liên động với nhau.
2.4.2. Thiết lập mô đun mạch thủy lực cho hệ thống chân chống
Do hệ thống chân chống sử dụng các xylanh nên chỉ sử dụng mạch thủy lực dạng

hở để điều khiển hoạt động của các chân chống.
Yêu cầu quan trọng nhất của hệ thống chân chống là phải có khả năng chống sập
hệ thống trong quá trình làm việc. Để đáp ứng yêu cầu này cần có biện pháp chống sập
cho từng xylanh chân chống. Tham khảo các tài liệu /3/ có thể đưa ra phương pháp
chống sập hệ thống thông qua mạch thủy lực như trên hình 2.19. Van một chiều kép 2
có tác dụng ngăn không cho xylanh chuyển động dưới tác dụng của trọng lượng xe khi
chưa có tín hiệu điều khiển, các van này được mắc gần với xylanh.

T
3

P
2
1

Hình 2.19. Phương pháp chống sập xylanh chân chống
1. Van phân phối; 2. Van một chiều có dòng điều khiển; 3. Xylanh chân chống.
Do xylanh điều khiển dầm ngang và xylanh điều khiển chân chống của dầm ngang
đó làm việc liên động với nhau nên các xylanh này đều được điều khiển từ một van
phân phối. Quá trình làm việc của cả hệ thống gồm các trạng thái duỗi ra, co lại và giữ
cố định nên phải có van phân phối đảm bảo điều khiển được cả ba trạng thái này.

15


Tham khảo tài liệu /3/, /4/ có thể đưa ra sơ đồ mạch thủy lực cho hệ thống chân chống
gồm hai chân chống như hình 2.20.

5

6

4

1

3
2
0.00 Bar

Hình 2.20. Mạch thủy lực cho hệ thống chân chống gồm hai chân chống
1. Nguồn; 2. Van phân phối điều khiển trạng thái của hệ thống; 3. Vân phân phối điều
khiển trạng thái của xylanh; 5. Xylanh chân chống; 6. Xylanh dầm ngang.
2.4.3. Mô phỏng mô đun mạch thủy lực cho hệ thống chân chống
Sơ đồ 1: Mạch thủy lực cho hệ thống chân chống gồm hai xylanh chân chống và
hai xy lanh co dầm ngang.

16


Hình 2.21. Mô phỏng nguyên lý mạch thủy lực của hệ thống chân chống gồm hai chân.
(quá trình duỗi ra của hệ thống)

Hình 2.22. Mô phỏng nguyên lý mạch thủy lực của hệ thống chân chống gồm hai chân.
(quá trình co lại của hệ thống)

17


Phần 3. VÍ DỤ THIẾT LẬP MẠCH THỦY LỰC CHO MÁY XÂY DỰNG TỪ

CÁC MẠCH CỦA CÁC CƠ CẤU
3.1. Ví dụ 1.
Yêu cầu: cần dẫn động cho cơ cấu nâng và cơ cấu di chuyển của một máy cụ thể với các
thông số đầu vào bao gồm:
Đặc điểm làm việc: Trong quá trình máy di chuyển chỉ cho phép treo tải, khi máy ngừng di
chuyển mới cho phép chuyển động nâng hạ.
7

10

5

8

6

9

12
11

13

1
2

3

4

Hình 3.1. Mạch thủy lực gồm cơ cấu nâng và cơ cấu di chuyển
1. Nguồn dẫn động; 2.Van phân phối điều khiển mô tơ di chuyển bên trái 5; 3. Van phân phối
điều khiển mô tơ di chuyển bên phải 8; 4. Van phân phối điều khiển mô tơ nâng hạ 11; 6,9.
Xylanh điều khiển tốc độ mô tơ di chuyển bên trái và bên phải; 7,9. Hệ thống phanh mô tơ di
chuyển bên trái và bên phải; 12. Hệ thống phanh cơ cấu nâng.