Nghiên cứu xây dựng mô hình thiết bị thí nghiệm nâng thủy lực phục vụ đào tạo và nghiên cứu khoa học

L i c m n
L i đ u tiên tôi xin c m n th y giáo TS. Nguy n
ra ý t

ng và h

c Ng c ng

i đã đ a

ng d n tơi hồn thành lu n v n.

Xin trân thành c m n các Th y trong b môn Máy xây d ng khoa C khí –
i h c Th y l i đã d y tôi trong các môn h c, cung c p nh ng ki n th c làm c s
cho lu n v n, c ng nh có nh ng nh n xét, ý ki n giúp tơi hồn thi n b n lu n v n.
Xin trân thành c m n Khoa C khí –

i h c Th y l i và Tr

Th y l i đã t ch c, t o đi u ki n t t nh t th i gian, gi m kh i l
tr kinh phí giúp tơi hồn thành lu n v n c ng nh toàn b ch

ng

ih c

ng cơng vi c, h

ng trình đào t o.

Cu i cùng cho phép tôi g i l i c m n đ n b n bè, đ ng nghi p, gia đình tơi

đã ln đ ng viên giúp đ tơi trong quá trình h c t p c ng nh làm lu n v n.
Hà n i, ngày 20, tháng 11, n m 2014
Tác gi

Bùi V n Hi u


B N CAM K T

Tên đ tài lu n v n: “Nghiên c u xây d ng mơ hình thi t b thí nghi m
nâng th y l c ph c v đào t o và nghiên c u khoa h c”.
Tôi xin cam đoan đ tài lu n v n c a tơi hồn tồn là do tơi làm. Nh ng k t
qu nghiên c u, tính tốn khơng sao chép t b t k ngu n thông tin nào khác. N u
vi ph m tơi xin hồn tồn ch u trách nhi m, ch u b t k các hình th c k lu t nào
c a Nhà tr

ng.
H c viên

Bùi V n Hi u


M CL C
M

U ...................................................................................................................10

Ch

ng 1. T NG QUAN ...........................................................................................1

1.1. Tìm hi u m t s m ch th y l c c b n trong ch

ng trình đào t o. ............1

1.1.1.

H th y l c th ng nâng thùng xe ........................................................1

1.1.2.

H th ng lái th y l c c a xe t i h ng n ng .........................................5

1.1.3.

H th ng th y l c nâng h c a van trong môn thi t b th y công ......7

1.2. H th ng th y l c trên máy đào trong môn Máy làm đ t ...........................10
1.3. Tìm hi u cách xây d ng mơ hình thi t b thí nghi m nâng th y l c...........14

Ch

1.3.1.

M c tiêu .............................................................................................14

1.3.2.

Cách xây d ng và s đ b trí ...........................................................15

1.3.3.

H th ng th y l c c a mơ hình .........................................................16

ng 2. NGHIÊN C U XÂY D NG MƠ HÌNH ...............................................19

2.1. Thi t k m ch th y l c ................................................................................19
2.1.1.

Yêu c u thi t k .................................................................................19

2.1.2.

Xác đ nh l c tính tốn .......................................................................19

2.1.3.

Xây d ng m ch..................................................................................30

2.1.4.

Xác đ nh thông s yêu c u c a h th ng. ..........................................35

2.1.5.

Tính ch n tr m ngu n h th ng. .......................................................36

2.1.6.

L a ch n ng d n ..............................................................................38

2.1.7.

D u th y l c ......................................................................................39

2.2. Phân tích m ch.............................................................................................40
2.3.

ng l c h c mơ hình .................................................................................44

2.4. K t lu n ch

ng ..........................................................................................50


Ch

ng 3. MƠ PH NG VÀ PHÂN TÍCH K T QU ............................................51

3.1. Gi i thi u v ph n m m ..............................................................................51
3.1.1.

Giao di n chính c a Automation Studio ...........................................53

3.1.2.

Giao di n th vi n chính ...................................................................54

3.1.3.

Mơ ph ng m ch th y l c đ

c k t n i v i PLC ...............................55

3.2. Mô ph ng m ch ...........................................................................................56
3.2.1.

Mô ph ng b m. .................................................................................56

3.2.2.

Mô ph ng các van .............................................................................57

3.2.3.

Mô ph ng xi lanh ..............................................................................59

3.2.4.

Mô ph ng các ph n t khác ..............................................................60

3.3. K t qu mô ph ng m ch ..............................................................................62

Ch

3.3.1.

Hành trình nâng .................................................................................63

3.3.2.

Hành trình h .....................................................................................64

3.3.3.

V trí gi ............................................................................................65

3.3.4.

Xu t và phân tích k t qu ..................................................................66

ng 4. XÂY D NG CÁC BÀI TH C HÀNH THÍ NGHI M .........................71

4.1. M t s thi t b c m bi n c n s d ng ..........................................................71
4.1.1.

C m bi n áp su t ...............................................................................71

4.1.2.

C m bi n t i tr ng .............................................................................71

4.1.3.

C m bi n góc .....................................................................................72

4.1.4.

C m bi n v trí ...................................................................................73

4.2. Xây d ng bài thí nghi m, th c hành trên mơ hình nâng h ca-bin .............74
4.2.1.

M c đích thí nghi m..........................................................................75

4.2.2.

Ki n th c s d ng (cơng th c tính tốn) ...........................................75


4.2.3.

Trình t th c hi n ..............................................................................77

4.2.4.

X lý s li u và tính tốn ..................................................................77

4.2.5.

Nh n xét, k t lu n ..............................................................................78

4.3. Xây d ng các bài thí nghi m trên b cơng tác máy đào .............................78
4.3.1.

M c đích thí nghi m..........................................................................79

4.3.2.

Trình t th c hi n ..............................................................................80

4.3.3.

Ki n th c s d ng (cơng th c tính tốn) ...........................................80

4.4. Xây d ng bài thí nghi m nâng h c a van ..................................................80
4.4.1.

M c đích thí nghi m..........................................................................81

4.4.2.

Trình t th c hi n ..............................................................................81

4.4.3.

Ki n th c s d ng (cơng th c tính tốn) ...........................................81

4.4.4.

X lý s li u và tính tốn ..................................................................81

4.4.5.

Nh n xét, k t lu n ..............................................................................81
Ph l c


DANH M C HÌNH V
Hình 1.1. S đ th ng nâng thùng xe t i CAT 797.....................................................1

Hình 1.2. H th ng nâng thùng xe t i CAT 797 .........................................................2
Hình 1.3. Các ch đ làm vi c c a h th ng nâng ......................................................3
Hình 1.4. S đ th ng lái th y l c c b n CAT 797 ..................................................5
Hình 1.5. H th ng lái nhìn t d

i 797F ...................................................................7

Hình 1.6. S đ th y l c cho c a cung đóng b ng t tr ng .......................................8
Hình 1.7. S đ h th ng th y l c máy đào 374DL .................................................10
Hình 1.8. Mơ hình máy nh cây th y l c .................................................................14
Hình 1.9. S đ b trí t ng th các thi t b trên b cơng tác.....................................15
Hình 1.10. B trí các thi t b c a mơ hình thí nghi m ..............................................16
Hình 1.11. S đ m t xi lanh th y l c tác đ ng kép ................................................16
Hình 1.12. Kh i van v i các đ

ng vào đ

ng ra đ c l p .......................................17

Hình 1.13. Tr m ngu n th y l c ...............................................................................18
Hình 2.1. Ca-bin xe t i ..............................................................................................20
Hình 2.2. S đ tính tốn h th ng nâng ca-bin........................................................20
Hình 2.3. Phân tích l c nâng ca-bin ..........................................................................21
Hình 2.4. Xác đ nh góc ..........................................................................................22
Hình 2.5. Xác đ nh góc ...........................................................................................23
Hình 2.6. Xác đ nh M(F Y ), M(F Z ) ...........................................................................24
Hình 2.7. Xác đ nh M(G) ..........................................................................................25
Hình 2.8. Bi u đ các thơng s ca-bin theo góc nâng ............................................29
Hình 2.9. S đ m ch th y l c nâng h ca-bin .........................................................30
Hình 2.10. Xác đ nh hành trình xi lanh .....................................................................32

Hình 2.11. Xi lanh th y l c .......................................................................................34


Hình 2.12. Kích th

c tr m ngu n ...........................................................................37

Hình 2.13. Bi u đ mô men các l c tác d ng lên ca-bin ..........................................47
Hình 3.1. Gi i thi u ph n m m Automation Studio .................................................52
Hình 3.2. Trình t cơng vi c .....................................................................................53
Hình 3.3. Giao di n chính c a Automation Studio . .................................................53
Hình 3.4. Giao di n c a th vi n chính. ...................................................................55
Hình 3.5. S đ đi u khi n ........................................................................................55
Hình 3.6. Mơ ph ng b m trong Automation Studio. ................................................56
Hình 3.7. Các thơng s c a b m ...............................................................................57
Hình 3.8. Mơ ph ng van áp su t trong Automation Studio ......................................57
Hình 3.9. Mơ ph ng van phân ph i trong Automation Studio .................................58
Hình 3.10. Mơ ph ng van ti t l u trong Automation Studio ....................................58
Hình 3.11. Mô ph ng van l a ch n và van m t chi u ..............................................59
Hình 3.12. Mơ ph ng xi lanh trong Automation Studio ..........................................59
Hình 3.13. Thơng s c a xi lanh mơ ph ng ..............................................................60
Hình 3.14. Thơng s đ

ng ng ...............................................................................61

Hình 3.15. Mơ ph ng b l c, thùng d u trong Automation Studio ..........................61
Hình 3.16. Mơ ph ng m ch trong Automation Studio .............................................63
Hình 3.17. Mơ ph ng hành trình nâng ......................................................................64
Hình 3.18. Mơ ph ng hành trình h ..........................................................................65
Hình 3.19. Mơ ph ng hành trình gi .........................................................................66

Hình 3.20. Bi u đ gia t c, v n t c, v trí xi lanh .....................................................66
Hình 3.21. Bi u đ áp su t đ u ra, đ u vào van đ i tr ng ........................................68
Hình 3.22.

th c a van an toàn th i đi m b t đ u và th i đi m m van .............69

Hình 3.23.

th áp su t c a b m............................................................................70


Hình 4.1. C m bi n áp su t MBS 2050.....................................................................71
Hình 4.2. C m bi n t i tr ng U9B ............................................................................72
Hình 4.3. C m bi n góc.............................................................................................73
Hình 4.4. C m bi n đ dài ........................................................................................73
Hình 4.5. S đ đi u khi n mơ hình .........................................................................74
Hình 4.6. S đ b trí c m bi n trên mơ hình ...........................................................74
Hình 4.7. Mô ph ng ho t đ ng máy làm đ t o trên Automation Studio 6.0 ...........79
Hình 4.8. S đ b trí c m bi n trên máy dùng đ thí nghi m, th c hành ...............79
Hình 4.9. S đ b trí c m bi n trên mơ hình thí nghi m c a van l t ......................80

DANH M C B NG BI U
B ng 2.1. Kích th

c c a ca-bin ...............................................................................26

B ng 2.2. Bi n thiên các thông s ca-bin theo góc nâng ..........................................27
B ng 2.3. Xác đ nh đ

ng kính xi lanh ....................................................................32

B ng 2.4. Xác đ nh hành trình xi lanh ......................................................................33
B ng 2.5. Thơng s c a xi lanh .................................................................................33
B ng 2.6. Thơng s hình h c píttơng ........................................................................34
B ng 2.7. Các thơng s khác c a píttơng ..................................................................34
B ng 2.8. Xác đ nh hành l u l

ng hành trình nâng ................................................35

B ng 2.9. Xác đ nh hành l u l

ng hành trình nâng ................................................36

B ng 2.10. L u l

ng c n cung c p c a b m...........................................................36

B ng 2.11. Thông s tr m ngu n ..............................................................................37
B ng 2.12. Thông s đ ng c ...................................................................................38
B ng 2.13. L u l

ng c a b m theo m3/phút và m3/s ..............................................38

B ng 2.14. Các thông s d u th y l c ......................................................................39


B ng 2.15. T n th t do ma sát trong ng ..................................................................42
B ng 2.16. T n th t do ma sát trong ng n i ............................................................43
B ng 2.17. T n th t do ma sát trong van ..................................................................43
B ng 2.18. T ng t n th t do ma sát ..........................................................................43

B ng 2.19. Thông s xi lanh và kh p b n l .............................................................46
B ng 2.20. Thông s ca-bin ......................................................................................46
B ng 2.21. Bi u đ v n t c góc ca-bin .....................................................................50

DANH M C VI T T T
ECM (Electronic Control Module): h th ng ki m soát đi n t .
PTO (Power Take Off): b ph n trích cơng su t .
PLC (Programmable Logic Controller): Thi t b đi u khi n l p trình


M
1.

U

Tính c p thi t c a đ tài
Ngày nay cùng v i s phát tri n c a khoa h c k thu t, các lo i máy móc

thi t b ngày càng đóng vai trị quan tr ng v i con ng
có đ

i trong t t c các l nh v c.

c các thi t b máy ho t đ ng an tồn hi u qu ngồi tính tốn lý thuy t thì

khơng th thi u đó là ph i tr i qua q trình thí nghi m. Thí nghi m ki m tra l i lý
thuy t, ki m ch ng nh ng v n đ lý thuy t ch a gi i quy t đ
hoàn thi n, phát minh, phát hi n ra các v n đ các hi n t

c, là n i c i ti n,

ng làm c s đ xây

d ng các h c thuy t. Trong đào t o, ngoài các m c đích trên, phịng thí nghi m cịn
là n i h tr đ c l c cho quá trình đào t o, phát huy kh n ng t h c, tìm tịi sáng
t o c a sinh viên.
Các thi t b thí nghi m ph c v đào t o là thi t b mang tính đ c thù, do khi
xây d ng các bài thí nghi m ph thu c vào n i dung nghiên c u, yêu c u các mơn
h c. Vì tính đ c thù đ n l d n đ n chi phí cao và khó kh n khi mua các b thí
nghi m phù h p. Thi t b th y l c nói chung và thi t b nâng h th y l c nói riêng
ngày càng ng d ng r ng rãi trong t t c các l nh v c: công nghi p, máy móc ph c
v xây d ng, xe v n chuy n, các thi t b nâng h trong th y l c ph c v trong th y
l i…. Thi t b nâng h th y l c v i nh ng u đi m v kh n ng bi n đ i chuy n
đ ng, khu ch đ i l c, d t đ ng hóa trong đi u khi n đang d n thay th các thi t b
c khí đ n thu n.
Xu t phát t yêu c u c a th c t , địi h i sinh viên ngành C khí c n đ

c

trang b nh ng ki n th c đ y đ và toàn di n v các thi t b nâng th y l c. Trong
nh ng n m g n đây các môn h c cung c p ki n th c v thi t b th y l c đã đ
đào t o ph bi n trong các tr

c

ng đ i h c. Tuy nhiên ph n l n các môn h c t p

trung nâng cao ki n th c v lý thuy t, l

ng ki n th c v th c hành th c t p, các

bài thí nghi m cho sinh viên r t ít. Do đó sinh viên khi ra tr

ng cịn nhi u b ng

và h n ch trong phân tích, tính toán, thi t k , s a ch a các m ch th y l c, thi t b
th y l c. i u này t o nên kho ng cách nh t đ nh gi a đào t o và th c t .


Nh m m c đích xây d ng mơi tr

ng cho sinh viên t h c t tìm hi u nâng

cao ki n th c, k n ng th c hành hi u bi t th c t v máy móc và các thi t b th y
l c.

tài nghiên c u xây d ng mơ hình thí nghi m thi t b nâng th y l c c a ca-

bin xe t i h ng n ng, thi t b đo và h th ng đi u khi n đ

c tính tốn l p đ t phù

h p v i các bài thí nghi m trong t ng bài h c c ch c ch n s giúp ích r t nhi u cho
q trình tìm tịi h c t p, nghiên c u c a sinh viên.
M c đích c a đ tài

2.

− Nghiên c u các m ch th y l c chính trong ch

ng trình đào t o ngành k

thu t c khí làm c s xây d ng mơ hình thí nghi m ph c v thí nghi m, th c hành
và nghiên c u cho sinh viên.
−

s d ng các thi t b s n có đ tài s tốn thi t k cho mơ hình nâng ca-bin

xe t i h ng n ng.
− Phân tích đ ng h c, đ ng l c h c mơ hình đ xây d ng các đ th các thông
c a h th ng làm c s v lý thuy t đ nghiên c u, so sánh v i thơng s đo đ
c a mơ hình th c. Các đ

ng đ c tính xây d ng bao g m các đ

c

ng đ c tính v l c,

mơ men, vân t c…
− Dùng ph n m m mô ph ng m ch xây d ng các đ

ng đ c tính c a các ph n

t th y l c, phân tích k t qu so sánh v i k t qu tính tốn và k t qu đo đ

cc a

mơ hình.
− Xây d ng các bài thí nghi m, th c hành cho sinh viên h c t p, nghiên c u

c ng c ki n th c t o c h i ti p c n th c t c ng nh nghiên c u c i ti n mơ hình.
Các bài thí nghi m bao g m: Bài thí nghi m xác đ nh l c nâng ca-bin theo góc
nâng, bài thí nghi m xác đ nh mô men các l c tác d ng lên ca-bin theo góc nâng,
bài thí nghi m xác đ nh vân t c nâng c a ca-bin, bài thí nghi m xác đ nh t n th t v
áp su t c a h th ng.
− Công b bài báo khoa h c và báo cáo khoa h c.
3.
−

it

ng và ph m vi nghiên c u

it

ng nghiên c u là mơ hình thi t b th y l c nâng h ca-bin xe t i ph c


h c t p, nghiên c u c a sinh viên.
− Ph m vi nghiên c u:
+ Tính tốn thi t k , kh o sát, nghiên c u chi ti t các thơng s c a mơ hình
m t cách t ng quát.
+ Dùng ph n m m mô ph ng m ch th y l c, xây d ng các bài thí nghi m
cho mơ hình.
4.

Cách ti p c n và ph

ng pháp nghiên c u:

− Cách ti p c n: Ti p c n v n đ thông qua nh ng nghiên c u tr
v i nh ng nghiên c u, tìm hi u nh ng đ c đi m riêng trong ch

c đó k t h p

ng trình đào t o

c a ngành k thu t c khí. Cùng v i đó là q trình tìm hi u, nghiên c u nh ng
thi t b th c t đ xây d ng đ

c mơ hình có hi u qu cao trong đào t o và nghiên

c u c a sinh viên đ ng th i t n d ng đ
− Ph

c c s v t ch t s n có.

ng pháp nghiên c u:

+ Ph

ng pháp nghiên c u lý thuy t.

+ Ph

ng pháp xây d ng mơ hình tính tốn có s h tr c a các ph n

m m.
+ Ph

ng pháp phân tích, t ng h p.


1

Ch
1.1.

ng 1. T NG QUAN

Tìm hi u m t s m ch th y l c c b n trong ch

ng trình đào t o.

1.1.1. H th y l c th ng nâng thùng xe

Hình 1.1. S đ th ng nâng thùng xe t i CAT 797
(A)

n h th ng v n hành

phanh
(B)

n h th ng làm mát

phanh
(1) Thùng d u th y l c
(2) B m v n hành h th ng

(5) H th ng các van

(14) Van gi m áp chính

c a h th ng nâng

(15) Van tr

(6) Van đi n t nâng

(16) Van gi m áp - áp su t

(7) V trí h

cao

(8) V trí th trơi

t hai v trí

(17) Van gi m áp - áp su t
th p


2

nâng, làm mát phanh, h

(9) V trí hãm

(18) Van gi m áp h th ng

th ng phanh

(10) V trí gi

làm mát phanh

(3) Màng l c d u

(11) V trí nâng

(19) Xi lanh nâng

(12) Van đi n t h

(20) B l c, làm mát h

(4) Chuy n đ i v

t qua b

l c

(13) Van đ i tr ng

th ng nâng và h th ng
phanh.

Hình 1.2. H th ng nâng thùng xe t i CAT 797

(1) Thùng d u th y l c

(4) Chuy n đ i v

t qua b l c

(2) B m vân hành h th ng nâng, làm (5) Van nâng (19) Xi lanh nâng
mát phanh, h th ng phanh

(20) B l c, làm mát h th ng nâng và

(3) Màng l c d u.

h th ng phanh.


3

1.1.1.1. Ho t đ ng
− H th ng nâng đ

c đi u khi n b ng đi n b i b ECM. H th ng nâng gi ng

nhau trong ho t đ ng v i các h th ng c a các xe t i h ng n ng khác c a CAT. H
th ng có b n v trí ho t đ ng sau:

(A) V trí nâng
(B) V trí gi
(C) V trí th trơi
(D) V trí h

Hình 1.3. Các ch đ làm vi c c a h th ng nâng
− V trí nâng
− V trí gi
− V trí th t h
− V trí h
Thùng xe t i th

ng xuyên đ

c ho t đ ng

th ng th y l c nâng. Ho t đ ng c a thùng xe t i
tr ng l

ch đ th trôi (floating)

h

ch đ th trôi s đ m b o r ng

ng c a thùng xe t i s n m trên khung và các v trí g i đ .
Chú ý: Tr ng l

ng c a thùng xe s đ

th y l c c a xe t i không ho t đ ng
Khi ng

c đ b i xi lanh nâng n u h th ng

ch đ th trôi.

i đi u khi n g t c n g t đ n m t trong b n v trí (A), (B), (C), (D)

s t o ra tín hi u đ n b ECM, k t h p v i các c m bi n v tình tr ng c a xe. B
ECM s t o ra tín hi u đi n đ n van tr

t d ch chuy n đ n v trí t

ng ng. V trí


4

c a van tr

t đi u khi n dòng d u vào xi lanh đ m b o đúng v i yêu c u và đi u

ki n làm vi c c a xe.
B ECM và van đi u khi n c ng cung c p các ch c n ng sau cho s đi u
khi n c c u nâng cái mà không đ

c đi u khi n b i ng

−

i u khi n hãm khi h (lower snub control).

−

i u khi n ngoài trung tâm (overcenter control).

−

i u khi n hãm khi nâng (raise snub control).
i u khi n hãm khi h x y ra khi thùng xe đ

i v n hành:

c h xu ng v trí th p. Tr

c

khi thùng xe ti p xúc v i thân xe, b ECM t o tín hi u đ n nam châm đi n di
chuy n van tr

t đ n v trí hãm khi h .

kho ng gi a b n đ đ n m
trôi c a thùng xe đ

i u này x y ra khi khung xe t i

i l m đ so v i khung xe.

v trí

v trí hãm h , t c đ th

c gi m đ ng n thùng xe ti p xúc v i khung xe quá m nh.

Ch đ đi u khi n ngoài trung tâm ng n s xâm th c trong xi lanh nâng b ng
vi c ng n ch n thùng xe nâng nhanh h n h th ng yêu c u.

i u ki n này có th

x y ra n u có m t s chuy n đ i đ t xu t trong v trí c a t i. Trong khi thùng xe
đang nâng, b ECM phát ra tín hi u đ n nam châm đi n di chuy n van tr
trí ngồi trung tâm khi góc c a thùng xe t i x p x

b nm

tđ nv

iđ .

Ch đ hãm khi nâng x y ra khi thùng xe t i đang nâng và xi lanh nâng h u
nh du i h t. Thùng xe t i

góc đ vào kho ng n m m

tín hi u đ n nam châm đi n di chuy n van tr
nâng, t c đ c a thùng xe t i đ
xúc v i đ nh xi lanh m nh.

i l m đ . B ECM phát ra

t đ n v trí hãm nâng.

v trí hãm

c h n ch đ ng n píttơng c a xi lanh nâng ti p


5

1.1.2. H th ng lái th y l c c a xe t i h ng n ng

Hình 1.4. S đ th ng lái th y l c c b n CAT 797
(A)
(B)

n qu t mô t
n qu t b m

(1) Bình tích n ng h

(3) Nam châm đi n và
van

(8) Làm mát d u

(4) B m h th ng lái

(9) Van gi m áp

(5) B l c d u

(10) B ph n đo vô l ng lái

(6) Thùng d u (h

(11) Van đi u khi n lái

th ng lái)

(12) Xi lanh lái

th ng lái
(2) C m bi n áp su t (b m
lái)
(7) L c d u h i
1.1.2.1. Ho t đ ng

H th ng lái là h th ng lái th y l c và b m c a h th ng lái đ

c đi u khi n

đi n. Khơng có k t n i c h c gi a vô l ng và xi lanh lái (6) - cái mà đi u khi n


6

bánh xe d n h
đ

cl ul

ng. B m píttơng đi u khi n h th ng lái là b m có th đi u ch nh

ng. C m bi n áp su t b tích n ng (1) g i áp su t ghi đ

c c a b tích

n ng đ n b ECM.
a. B m c a h th ng lái
B m píttơng h th ng lái s cung c p dòng d u

áp su t cao đ n khi b tích

n ng h th ng lái (8) đ t đ n áp su t t i h n. Khi đ t đ

c áp su t t i h n, c m bi n

áp su t bình tích n ng (1) s g i m t tín hi u t i b ECM (2). B ECM (2) sau đó s
t ng dòng đi n đ n nam châm đi n (4). Nam châm đi n (4) đi u khi n đ a nghiêng
c a b m píttơng h th ng lái, chuy n b m sang tr ng thái ch

áp su t th p.

ch đ ch áp su t th p, b m h th ng lái ho t đ ng
nh t đ cung c p d u cho s bơi tr n và s rị r bình th
s rị r bình th

góc nghiêng đ a nh

ng bên trong h th ng. Do

ng bên trong c a h th ng lái, áp su t bên trong b tích n ng s

d n d n gi m đ n khi áp su t m , c m bi n áp su t bình tích n ng (1) g i m t tín
hi u đ n b ECM (2). B ECM (2) sau đó s gi m l

ng c a dịng đi n cho nam

châm đi n (4). L c lo xo th ng l c nam châm đi n (4) đi u khi n đ a nghiêng c a
b m píttơng h th ng lái, b m lái h

ng lên l u l

ng l n nh t.

b. B tích n ng
Khi c m bi n áp su t c a b tích n ng (1) nh n th y áp su t d
d

i, h th ng n p s ho t đ ng. B m c a h th ng lái đ

su t h th ng cao.

i ho c g n

c ho t đ ng đ n khi áp

đi m đó, h th ng n p s ng ng ho t đ ng. H th ng s

đ ng ng ho t đ ng đ n khi nh ng rò r thông th

ch

ng ho c m t s ho t đ ng h

th ng lái ph c h i l i ho t đ ng c a h th ng n p. H th ng n p có 3 ch đ ho t
đ ng: t t, th p, cao.
ng v i m i ch đ ho t đ ng, đ ti t ki m n ng l

ng, đ ng c s đ

đi u khi n v i nh ng ch đ khác nhau t đó đi u khi n dịng d u đ

c

c n p vào b

tích n ng. M t khác, dịng d u n p vào b tích n ng ph thu c vào t c đ c a xe,
khi xe ch y

t c đ th p c n góc quay l n c a bánh xe đ d n h

dịng d u có l u l

ng l n h n,

t c đ cao c n l

ng d u ít h n.

ng xe do đó c n

7

c. Xi lanh lái
ECM nh n các tín hi u c a bi n t h th ng đo vô l ng lái và m t lo t các
c m bi n tình tr ng ho t đ ng c a xe bao g m t c đ , t i tr ng, đ tr

t… B ECM

s x lý tín hi u đó và đ a ra tin hi u đi u khi n van đi u khi n lái (11(7)). Van
đi u khi n lái 11 s đi u khi n 2 xi lanh lái (12), xi lanh lái (12 (6)) đi u khi n bánh
d nh

ng c a xe.

Hình 1.5. H th ng lái nhìn t d

i 797F

(6) Xi lanh lái

(18) B l c c a h th ng lái và qu t

(7) Van đi u khi n lái

(23) Van an tồn

(8) Bình tích n ng h th ng lái
1.1.3. H th ng th y l c nâng h c a van trong môn thi t b th y công
Xét s đ th y l c cho hai c a van cung đóng b ng tr ng l

ng c a, m i c a

van đi u khi n b ng hai xi lanh th y l c, nh đã s d ng trong các đ p dâng. Hai b


8

máy b m có đ ng c đi n ch y b m d u, trong đó m t là đ d phịng. Vi c v n
hành m và đóng c a đ

c th c hi n l n l

t t ng c a và đ

c mơ t nh sau

Hình 1.6. S đ th y l c cho c a cung đóng b ng t tr ng
S - Nam châm đi n; EV -Van 3 đ

ng 1 chi u đi n t ; VR. Van m t chi u;

R. van tay; VRS- Van đi u khi n l u l

ng không bù áp; VRV/VRP- Van đi u

ch nh l

ng d u và v trí pittơng; SM- Xi lanh; FS, FR-Van l c; PB- Ôn áp; PM-

Thi t b áp l c;


9

M c a:
−
t

Tr

c khi b t đ u, t t c các cu n đi n t (SA, SB và SF) đ

c c p đi n,

ng ng van đi n t EVA, EVB và EVF ch a ho t đ ng.
− Khi có l nh m c a, các đ ng c b m và van đi n t EVA đ ng th i ho t

đ ng;
− D u cung c p vào h th ng qua van l c FS và b m B, h i v b qua van an
toàn VLP và EVB;
− Sau khi v n hành không t i m t s giây, EVB đ

c t đ ng làm vi c, đi u

khi n van an tồn VLP đóng l i. T đó, VLP ch x d u v b b t c khi nào áp
su t trong đ
− D uđ

ng ng v

t quá giá tr đ t tr

c;

c b m qua VR1 (VR2), R3 (R4), VR5 (VR6), EVA, R5, R6, VSR 1

và VSR2 đ n m t d

i c a pistông trong xi lanh và SM1 SM2;

− D u khoang đ nh c a xi lanh h i v b qua R7, R8, R9, VR7, VR4 và FR4;
− C a van b t đ u m ;
− Các ho t đ ng m là t đ ng d ng khi đ t t i cao trình d ng đ nh tr

c, do

đó đ ng c b m và van đi n t EVA b c t đi n;
− Sau m i l n d ng, ph i có l nh m c a m i thì c a van m i v n hành tr lai.
−

các v trí đóng, các van EVA và EVF ng n ch n d u quay tr l i b .

óng c a:
− Khi có l nh đóng c a, các van t EVA và EVF đ

c kh i đ ng và đ ng c

máy b m b t đ u ho t đ ng;
− C a b t đ u đóng t đ ng nh tr ng l

m t vài dây, các v n đi n t EVB đ
− D u

khoang d

ng c a van, sau khi ch y khơng t i

c thay đ i v trí;

i c a pittông đi lên khoang đ nh c a pittông qua VSR1,

(VSR2), R5, R6, VRV, R7 và R8;D u đ

c b m đi qua VR1 (VR2), R3 (R4), VR5

(VR6), EVA và VRV. T i c a ra VRV, dòng d u đ
qua R7 và R8 đ đi n đ y l

c chia và m t ph n c a d u đi

ng d u trong khoang đ nh xi lanh (c p thêm d u thi u


10

do chi m ch c a cán pitông). Ph n d u còn l i quay v b đi qua R9. VR7, VR4 và
FR4; Các van đi u ch nh l u l
1.2.

ng d u VRV và t l đ đóng c a.[2, 269]

H th ng th y l c trên máy đào trong môn Máy làm đ t
Các máy làm đ t r t đa d ng và phong phú, trong đó máy đào là m t trong

nh ng máy quan tr ng nh t. Do đó ta s phân tích ho t đ ng c a h th ng th y l c
c a máy đào 374DL do hãng Caterpillar ch t o.

Hình 1.7. S đ h th ng th y l c máy đào 374DL
1. Xi lanh g u

24. Van phân ph i chính

2. Xi lanh tay g u

25. Van ph c h i/ch ng trôi c n

3. Các xi lanh c n

26. Van m t chi u làm ch m d u

4. Mô t di chuy n trái
5. Mô t di chuy n ph i

h i
27. L c d u h th ng th y l cđi u
khi n


11

6. Mô t quay toa trái

28. L c d u h i;

7. Van đi n t (Phanh d ng quay toa)

29. L c d u h i

8. Mô t quay toa ph i

30. L c d u x (b m và mô t

9. Van cân b ng (Mô t di chuy n trái)

chuy n)

Van cân b ng (Mô t di chuy n

10.

31. L c d u x (b m quay toa,

ph i)
11. Van ch ng ph n h i (Mô t

qu t, các mô t quay toa và di

di

chuy n trái)

b m tr

c và sau)

32. Két làm mát d u th y l c

12. Van đi u khi n quay toa

33. Mơ t qu t gió

13. Kh p khun

34. B m d u h th ng th y l c

14. Van ph c h i/ch ng trôi tay g u
15. Van đi n t (t c đ di chuy n)
16. Van gi m theo t l (áp su t thay đ i

đi u khi n
35. B m qu t gió
36. Van đi n t

theo t l (b m

qu t gió)

cơng su t)
17. Van an toàn h th ng th y l c đi u

37. C m bi n áp su t cho b m
quay toa

khi n
18. Van (tác đ ng h th ng th y l c)
19. Van đi n t (khóa h th ng th y l c)
20. Bình tích áp
21. C góp d u đi u khi n
22. Van an toàn m t chi u

38. B m quay toa
39. C m bi n áp su t cho b m
tr

c

40. B m tr

c

41. B m sau
42. Thùng d u th y l c

23. Van gi m tín hi u c m bi n t i

Máy đào này đ

c d n đ ng và đi u khi n b ng n m h th ng sau:

12

− H th ng th y l c chính đi u khi n các xi lanh công tác và các mô t di
chuy n.
− H th ng th y l c quay toa đi u khi n các mô t quay toa.
− H th ng th y l c đi u khi n cung c p d u t i các b m chính và các m ch
cơng tác.
− H th ng đi u khi n đi n t ki m sốt cơng su t c a đ ng c và b m.
− H thông làm mát riêng r cung c p d u t i mô t qu t gió đ làm mát d u
th y l c.
H th ng th y l c chính c p d u t các b m công tác 40, 41 đ đi u khi n
các b ph n sau: xi lanh g u (1), xi lanh tay g u (2), xi lanh c n (3), các mô t di
chuy n (4) và (5). Các b m công tác 40, 41 là lo i b m pít tơng có dung tích làm
vi c thay đ i đ

c. Ho t đ ng c a hai b m này nh nhau và chúng đ

cđ un i

ti p. B m 40 d n đ ng tr c ti p t đ ng c b ng m t kh p n i đ cung c p d u t i
c góp trung tâm c a van cơng tác chính 24. B m 41 đ

c n i v i b m b m 40 đ

cung c p d u t i c góp trung tâm c a van cơng tác chính 24. D u t hai b m này
đ

c k t h p v i nhau

l ul

van phân ph i 24. H th ng th y l c đi u khi n ki m soát

ng ra c a các b m công tác.
H th ng th y l c quay toa c p d u t b m quay toa 38 t i các mô t quay

toa 6 và 8 qua van đi u khi n quay toa 12. H th ng này d n đ ng đ ng th i c hai
mô t . B m 38 đ

c n i c khí v i b ph n trích cơng su t PTO c a đ ng c . H

th ng th y l c đi u khi n nh n d u t b m d u đi u khi n 34 đ th c hi n các ch c
n ng sau:

i u khi n ho t đ ng c a các van phân ph i và van công tác c a c c u

quay toa. D u đi u khi n ch y t b m 34 t i van phân ph i 24 qua c góp d u đi u
khi n 21. Khi máy khơng ho t đ ng, áp su t d u đi u khi n tác đ ng lên c hai đ u
các ru t van công tác. Khi tác đ ng lên m t tay đi u khi n ho c m t bàn đ p, m t
tín hi u đi n đ

c truy n đ n h th ng ki m sốt đi n t ECM.

ECM cung c p dịng đi n cho các van đi n t t l v i m c đ d ch chuy n
c a tay đi u khi n s dich chuy n c a tay đi u khi n tác đ ng đ n m t ru t van


13

trong van phân ph i 24 ho c van phân ph i c c u quay 12. Khi m t van đi n t

đ

c c p đi n, d u

cu i ru t van phân ph i thoát v thùng d u th y l c. D u đi u

đ u kia c a ru t van này đ y nó v phía van đi n t đ

khi n

c c p đi n. Khi ru t

van công tác này d ch chuy n, d u t các b m công tác 40, 41 và/ho c b m c c u
quay 38 t i các xi lanh và/ho c các mô t . B ng cách này, d u đi u khi n d n đ ng
m ch c a van phân ph i và van công tác c c u quay.
H th ng th y l c đi u khi n c ng ki m soát l u l

ng các b m chính. D u

t b m d u đi u khi n thay đ i thành áp su t tín hi u, g i là áp su t thay đ i công
su t. Áp su t này đi u khi n l u l

ng ra c a các b m cơng tác 40, 41 qua van 16,

sau đó truy n t i các b đi u ch nh l u l

ng b m chính đ đi u ch nh l u l

ng

các b m chính theo t i tr ng trên h th ng. Áp su t c a h th ng th y l c đi u
khi n c ng đ

c s d ng đ th c hi n các ho t đ ng sau:

− Nh phanh d ng c c u quay b ng cách s d ng van đi n t 7.
− T đ ng thay đ i t c đ di chuy n lên s cao ho c xu ng s th p tùy theo t i
tr ng h th ng. Van đi n t 15 đi u khi n các van thay đ i dung tích làm vi c trong
các mơ t di chuy n. Thay đ i áp su t c p c a các b m chính theo vi c s dung
máy.
− D u đi u khi n đ

c c p đ n c m van ph c h i/ch ng trôi tay g u 14. Van

này đi u khi n h th ng ph c h i tay g u.
− D u đi u khi n đ

c c p đ n c m van ph c h i/ch ng trôi tay c n 25. Van

này đi u khi n h th ng ph c h i c n.
B m qu t gió 35 d n đ ng mơ t th y l c riêng cho qu t làm mát. B m 35 là
lo i pít tơng có dung tích làm vi c thay đ i. Khi nhi t đ d u t ng, m t tín hi u đi n
đ

c truy n t ECM c a máy t i van 36. Ho t đ ng c a van 36 làm cho vi c c p

d u t b m qu t gió thay đ i làm t c đ quay c a mơ t qu t gió thay đ i theo.
[4,107]