TÍNH TOÁN MỘT SỐ PHẦN TỬ TRONG MẠCH

TÍNH TOÁN MỘT SỐ PHẦN TỬ TRONG MẠCH
THỦY LỰC Ở BỘ CÔNG TÁC
4.1 TỔNG QUAN VỀ HTTĐTL TRÊN MÁY ỦI D61EX
Hệ thống truyền động thủy lực (HTTĐTL) là một tiến bộ khoa học, nó được
áp dụng rộng rãi trong khoảng 30 năm trở lại đây. Việc áp dụng HTTĐTL ngày
càng nhiều đã góp phần nâng cao các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của máy móc và
nhất là đáp ứng một phần nhu cầu tự động hóa ngày càng cao trong kỹ thuật.
Trên các máy làm đất, đặc biệt là máy ủi HTTĐTL chiếm một phần khá lớn
và có vai trò quan trọng. Trên máy ủi D61EX thì ngoài cơ cấu di chuyển là có
truyền động cơ khí còn lại là áp dụng hệ thống HTTĐTL.

Hệ thống truyền động thủy lực trên máy ủi Komatsu D61EX rất phức tạp, nó
bao gồm rất nhiều phần tử có liên hệ chặt chẽ với nhau để làm cho hoạt động
của máy ủi diễn ra dễ dàng, phát huy được hết các ưu điểm của nó, góp phần
làm giảm tiêu hao nhiên liệu, phát huy hết công suất của máy,…(phần này sẽ
được trình bày rõ trong chuyên đề sau).
Hệ thống này được đơn giản hóa bằng sơ đồ khối dưới đây:
Hình 4.1 Sơ đồ khối hệ thống truyền động thủy lực trên máy ủi
Komatsu D61EX
Trong đó:
1. Thùng dầu thủy lực
2. Bơm thủy lực
3. Cặp xylanh nâng hạ bộ công tác
4. Cặp xylanh quay lưỡi ủi
5. Xylanh nghiêng lưỡi ủi
6. Môtơ thủy lực dẫn động cơ cấu lái
7. Lọc dầu thủy lực
8. Van an toàn
9. Cụm van phân phối

Nguyên lý làm việc

Bơm thủy lực (2) được dẫn động từ hộp trích công suất sẽ tạo ra lưu lượng
dầu chảy trong mạch thủy lực
Nhờ sự điều khiển của người lái sẽ đóng hoặc mở các đường cấp dầu từ van
phân phối, khi được mở nó sẽ cho dầu qua tới các xylanh công tác
- Khi mở van phân phối cho cặp xylanh nâng hạ bộ công tác (3) làm việc
thì nó sẽ nâng bộ công tác khi kết thúc quá trình đào hoặc hạ bộ công tác
khi bắt đầu quá trình đào
- Khi cặp xylanh (4) làm việc thì nó sẽ làm quay lưỡi ủi giúp cho máy thực
hiện quá trình san đất sang một bên
- Khi xylanh (5) làm việc thì nó sẽ làm nghiêng lưỡi ủi để có thể tạo ra độ
chênh cao cho nền
- Khi cần quay toàn bộ máy thì sẽ điều khiển cho môtơ thủy lực (6) làm
việc, khi đó nó sẽ truyền chuyển động quay vào các cặp bánh răng làm
thay đổi vận tốc của chúng và làm quay máy ủi.
4.2 TÍNH CHỌN CÁC XYLANH THỦY LỰC

4.2.1 Tính chọn cặp xylanh nâng hạ bộ công tác

Cặp xylanh nâng hạ bộ công tác có nhiệm vụ nâng bộ công tác lên ở cuối
quá trình đào (khi lưỡi ủi đã đầy đất) hoặc ấn sâu lưỡi ủi xuống đất khi bắt đầu
thực hiện quá trình đào đất.
Ở phần trước khi tính toán các lực tác dụng lên cơ cấu nâng hạ thiết bị ủi
( phần 2.3.1.2) ta đã tính được lực tác dụng lên cặp xylanh này:
- Khi ấn sâu lưỡi ủi xuống đất để bắt đầu quá trình đào thì lực tác dụng
lên xylanh là: S= 151,7 kN
- Khi nâng bộ công tác lên kết thúc quá trình đào (lưỡi ủi đầy đất) lực
nâng cần thiết tính được là S= 181 kN
Kết quả này cũng hợp lý vì thường khi nâng bộ công tác lên dưới tác dụng
của trọng lượng đất, trọng lượng bộ công tác, các lực cản ma sát của đất,…
lực nâng này thường có giá trị lớn hơn.

Vậy trong quá trình tính chọn đường kính xylanh ta sử dụng giá trị lực
nâng lớn hơn S=181 kN.

Hình 4.2 Vị trí cặp xl nâng hạ bộ công tác
Khi biết được lực kéo lớn nhất trong cặp xylanh này, theo tài liệu: Truyền
động máy xây dựng và xếp dỡ ( TL [7] ) ta có
Chọn một số thông số:
- Hệ số kết cấu của xylanh là
ϕ
=1,6.
- Giá trị áp suất dầu: Định mức là 16 MPa và áp suất dầu lớn nhất là 25 MPa
Chọn xylanh có đường kính là D=63 mm.
Lực kéo trong xylanh có thể đạt được theo giá trị định mức là 297,5 MPa.
Lực đẩy trong xylanh là 498,5 kN
4.2.2 Tính chọn cặp xylanh quay lưỡi ủi
Cặp xylanh quay lưỡi ủi có nhiệm vụ tạo góc quay
ϕ
cho lưỡi ủi. Thông
thường góc quay
ϕ
này có giá trị
ϕ
=60
0

÷
90
0
. Đây là tính năng ưu việt hơn
mà máy ủi thường không làm được. Khi quay lưỡi ủi người ta có thể san, ủi

đất sang một bên giống như là máy san. Cặp xylanh này còn có tác dụng bảo
vệ cho lưỡi ủi, giảm lực động khi máy va vấp vào vật cản.
Cặp xylanh này được bố trí đường dầu thủy lực sao cho nó có thể hoạt động
ngược với nhau để có thể tạo ra mômen quay cho lưỡi ủi.
Trong phần tính bền cho lưỡi ủi (phần 3.2) ta đã tính được giá trị lực đẩy
lớn nhất mà xl có thể đạt được là 655 kN

Vị trí của cặp xylanh quay lưỡi ủi được thể hiện ở hình vẽ dưới đây:
Hình 4.3 Vị trí các xylanh liên kết với lưỡi ủi
1. Xl nghiêng lưỡi ủi 2. Cặp xl quay lưỡi ủi
Theo tài liệu truyền động máy xây dựng và xếp dỡ (TL[7]) ta chọn một vài
thông số sau:
- Hệ số kết cấu của xylanh là
ϕ
=1,25.
- Giá trị áp suất dầu: Định mức là 16 MPa và áp suất dầu lớn nhất là 25 MPa
Chọn xylanh có đường kính là D=80 mm.
Lực đẩy trên xl có thể đạt được là 838,4 kN
4.2.3 Tính chọn xylanh nghiêng lưỡi ủi

Xylanh này dùng để nghiêng lưỡi ủi tạo độ chênh cao của mặt nền, nó có
thể làm cho lưỡi ủi nghiêng so với phương ngang một góc
γ
=6
0

÷
12
0

Trong phần tính bền cho bàn ủi ta cũng tính được lực đẩy cần thiết cho
xylanh để có thể nghiêng được lưỡi ủi, thắng được phản lực P
2
=29,7 kN để
có thể ấn sâu lưỡi ủi xuống đất, thực hiện quá trình đào đất. Lực này tính được
là S= 75,5 kN

Tương tự như phần trên ta chọn các thông số:
- Hệ số kết cấu của xylanh là
ϕ
=1,6.
- Giá trị áp suất dầu: Định mức là 16 MPa và áp suất dầu lớn nhất là 25 MPa
Chọn xylanh có đường kính là D=50 mm.
Lực kéo trên xl có thể đạt được là 185,3 kN
Vậy sau quá trình tính chọn các xylanh ta có các thông số sau:
- Áp suất dầu tới các xylanh
Áp suất định mức 16 MPa
Áp suất lớn nhất 25 MPa
- Với cặp xl nâng hạ bộ công tác có
- Hệ số kết cấu của xl
ϕ
= 1,6
- Đường kính xl D=63 mm
- Lực kéo lớn nhất là 297,5 kN.
- Với cặp xl quay lưỡi ủi
- Hệ số kết cấu của xl
ϕ
= 1,25
- Đường kính xl D=80 mm
- Lực đẩy lớn nhất là 838,4 kN.

- Với cặp xl nghiêng lưỡi ủi
- Hệ số kết cấu của xl
ϕ
= 1,6
- Đường kính xl D=50 mm
- Lực kéo lớn nhất là 185,3 kN.
4.3 TÍNH CHỌN CÁC THÔNG SỐ CỦA BƠM THỦY LỰC