Đồ án tốt nghiệp: Phân tích kết cấu hoạt động và chẩn đoán kỹ thuật hệ thống bôi trơn – làm mát của động cơ SAA6D114E-2 trên máy đào PC300

Mục Lục

Trang 1


LỜI NÓI ĐẦU
Sau thời gian 4 năm học tại trường Đại Học
,
được sự chỉ bảo và dạy dỗ tận tình của thầy, cô giáo. Em đã tiếp thu được những
kiến thức cơ bản mà thầy, cô giáo đã truyền đạt. Mỗi sinh viên khi ra trường cần
phải qua một đợt tìm hiểu thực tế và kiểm tra khả năng nắm bắt, sang tạo của sinh
viên. Do đó q trình thực tập tốt nghiệp và làm đồ án tốt nghiệp là công việc rất
cần thiết nhằm giúp sinh viên tổng hợp lại những kiến thức mà mình đã học, đồng
thời nó là tiếng nói của sinh viên trước khi ra trường.
Sau khi hồn tất các mơn học trong chương trình đào tạo, nay em được
giao nhiệm vụ :Phân tích kết cấu hoạt động và chẩn đốn kỹ thuật hệ thống bơi
trơn – làm mát của động cơ SAA6D114E-2 trên máy đào PC300. Ở nước ta
hiện nay, quá trình xây dựng các cơng trình, khai thác khống sản, dây chuyền cơng
nghiệp… đang rất phát triển. Đòi hỏi cần phải giải quyết những cơng việc như đào
và vận chuyển đất đá, hang hóa với khối lượng lớn mà lao động chân tay không thể
làm được. Do đó các hệ thống trên động cơ của máy PC300 rất quan trọng, ảnh
hưởng đến quá trình làm việc khai thác. Sẽ nâng cao được năng suất cũng như hiệu
quả kinh tế.
Trong quá trình làm đồ án do còn thiếu nhiều kinh nghiệm cũng như kiến
thức nên cịn nhiều sai sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo của thầy cơ cũng
như sự góp ý của các bạn.
Cuối cùng em xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả các quý thầy
cô trong nhà trường đã truyền đạt kiến thức cho em trong thời gian qua. Em xin
chân thành cảm ơn thầy giáo
đã tận tình hướng dẫn cho em thưc
hiện và hồn thành được đề tài này.

Hà nội, ngày tháng năm
Sinh viên thực hiên

Trang 2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐÀO PC300 VÀ ĐỘNG CƠ
SAA6D114E-2
1.1. Khái niệm, công dụng và phân loại máy đào
1.1.1. Khái niệm
Máy đào là một loại máy móc cơ giới sử dụng đa năng, chủ yếu dùng trong xây
dựng, khai khoáng. Máy đào là tổ hợp các thiết bị máy móc, được bố trí lắp ráp để
làm thực hiện các thao tác đào, xúc, múc, đổ đất đá rời hay liền thơ và các loại
khống sản, vật liệu xây dựng rời (có thể vận chuyển trong cự li ngắn và rất ngắn).
Trong xây dựng, Máy đào là một loại máy xây dựng chính trong cơng tác đất, ngồi
ra cịn tham gia vào các cơng tác giải phóng mặt bằng, phá dỡ cơng trình, bốc xếp
vận chuyển vật liệu. Máy đào là loại thiết bị nặng gồm có một tay gầu,gầu đào và
cabin gắp trên mâm quay.
1.1.2: Công dụng và phân loại
a. Cơng dụng
Chúng ta thấy rằng, ngày nay, bất kì cơng trình xây dựng quy mơ lớn nào cũng
khơng thể thiếu vai trò hỗ trợ của các thiết bị máy móc, cơng cụ lao động. Trong đó
Máy đào thủy lược đóng vai trị quan trọng, hầu như khơng thể thiếu được trong
việc cơ giới hóa cơng tác đất. Cụ thể nó phục vụ các cơng việc sau:
- Trong xây dựng dân dụng và cơng nghiệp: đào hố móng, đào rảnh thoát nước,
đào rảnh để lắp đặt đường ống cấp thoát nước, đường điện ngầm, điện thoại,
bốc xếp vật liệu ở các bãi, kho chứ vật liệu. Ngồi ra có lúc làm việc thay cần
trục khi lắp các ống thoát nước hoặc thay các búa đóng cọc để thi cơng móng
cọc, phục vụ thi công cọc nhồi….
- Trong xây dựng thủy lợi: đào kênh, mương, nạo vét xơng ngồi, bến cảng, ao,

hồ… khai thác đất để đắp đập, đắp đê….
- Trong xây dựng cầu đường: đào móng, khai thác đất, cát để đắp đường, nạo bạt
sườn đồi để tạo ta luy khi thi công đường sát sườn núi…
- Trong khai thác mỏ: bóc lớp đất tấm thực vật phía trên bề mặt đất, khai thác lộ
thiên( than, đất sét, cao lanh, đá sau nổ mìn…).
- Trong các lĩnh vực khác: nhào trộn vật liệu các nhà máy hóa chất( phân lân, cao
su,…). Khai thác đất cho các nhà máy gạch, sứ,…. Tiếp liệu cho các trạm trộn
bê tong, bê tông át phan… Bốc xếp vật liệu trong các ga tàu, bến cảng. Khai
thác sỏi, cát ở lịng sơng…
Ngồi ra, máy cơ sở của Máy đào 1 gầu có thể lắp các thiết bị cơng tác khác
ngồi thiết bị gầu xúc như: cần trục, búa đóng cọc,…
Trong các lĩnh vực khác: Khai thác đất cho các nhà máy gạch, sứ…Tiếp liệu
cho các trạm trộn bê tông, bê tông át phan… bốc xếp vật liệu trong các ga tàu, bến
cảng. Khai thác sỏi, cát ở lịng sơng…
Trang 3


Ngoài ra, máy cơ sở của máy xúc một gầu có thể lắp các thiết bị thi cơng khác
ngồi thiết bị gầu xúc như: cần trục, búa đóng cọc, thiết bị ấn bấc thấm, máy khoan
phá bê tông…
b. Phân loại máy đào
+ Phân loại theo kết cấu gầu
Máy đào gầu thuận: Máy thường làm việc phía trên nền máy đứng, có gầu xúc
tích đất, đá vào theo hướng từ máy xúc đi ra phía trước dưới tác dụng của hai lực
kết hợp là cơ cấu nâng - hạ gầu và cơ cấu tay gầu

Hình 1.1: Máy đào gầu thuận
Máy đào gầu nghịch: có gầu xúc tích đất, đá theo hướng từ ngoài vào trong
dưới tác dụng của hai lực kết hợp là cơ cấu nâng - hạ gầu và cơ cấu tay gầu. Máy
làm việc được cả phía trên và phía dưới nền máy đứng.

Trang 4


Hình 1.2: Máy đào gầu nghịch.
Máy đào gầu ngoạm: quá trình bốc xúc đất đá được thực hiện bằng cách kéo
khép kín dần hai nửa thành gầu dưới tác dụng của cơ cấu kéo cáp và cơ cấu nâng.
Cơ cấu bốc xúc kiểu gầu ngoạm có thể thay thế bằng cơ cấu móc gọi là máy xúc
cần cẩu.

Hình 1.3: Máy đào gầu ngoạm
+ Phân loại theo cơ cấu di chuyển
Máy đào di chuyển bằng bánh xích: Có thể làm việc ở rất nhiều loại địa hình khác
nhau, đặc biệt máy làm việc ổn định trên nền địa chất yếu.

Trang 5


Hình 1.4: Máy đào di chuyển bánh xích
Máy đào di chuyển bằng bánh lốp: khi di chuyển máy không phá hỏng mặt
đường, tốc độ di chuyển nhanh.

Trang 6


Hình 1.5: Máy đào di chuyển bánh lốp
+ Phân loại theo hệ thống truyền động
Máy đào truyền động bằng cơ khí (cáp): Ngày nay máy xúc dẫn động bằng cáp
khơng còn phổ biến như trước do năng suất làm việc thấp, nó chỉ được sử dụng
trong một số cơng việc nhất định.

Trang 7


Hình 1.6: Máy đào truyền động bằng cáp
Máy đào truyền động bằng thủy lực: Máy được sử dụng rộng rãi, do máy làm
việc ổn định, năng suất cao và dễ sử dụng.

Hình 1.7: Máy đào truyền động thủy lực
Trang 8


1.2. Máy đào PC300
1.2.1. Cấu tạo chung
Máy có thể làm các cơng việc như: đào hố móng, đào hào, đào sơng, toa quay
có thể bảo đảm được điều kiện tốt để đào đất và thao tác vào bãi thải hoặc các
phương tiện vận chuyển.
Trong hệ chống thuỷ lực máy đào, người ta thường sử dụng bơm piston rôto
hướng trục kép và mơ tơ thuỷ lực piston rơto hướng trục.

Hình 1.8: Cấu tạo máy xúc KOMATSU PC-300
Cấu tạo:
1- Gầu xúc
8- khoang động cơ và bơm
2- Tay cần
9- Đối trọng
3- Xylanh gầu
10- Bàn quay
4- Xylanh tay cần
11- Cơ cấu quay sàn

5- Cần
12- Cơ cấu di chuyển
6- Cabin
13- Xylanh nâng cần
7- khoang nhiên liệu và van phân phối
Kết cấu của máy gồm có hai phần chính: Phần máy cơ sở và phần thiết bị công tác
Phần máy cơ sở: Cơ cấu di chuyển chủ yếu dùng để di chuyển máy trong công
trường. Nếu cần di chuyển máy với cự ly lớn phải có thiết bị vận chuyển chuyên
Trang 9


dùng. Cơ cấu quay dùng để thay đổi vị trí của gầu trong mặt phẳng ngang trong quá
trình đào và đổ đất. Trên bàn quay (10) người ta bố trí động cơ, các bộ truyền động,
cơ cấu điều khiển… Cabin (6) là nơi tập trung cơ cấu điều khiển toàn bộ quá trình
hoạt động của máy. Đối trọng (9) là bộ phận cân bằng bàn quay và ổn định của
máy.
Phần thiết bị công tác: Cần (5) một đầu được lắp khớp trụ với bàn quay còn
đầu kia được lắp với tay cần. Cần được nâng lên hạ xuống nhờ xy lanh cần (13).
Tay cần (2) một đầu lắp khớp trụ với cần còn đầu kia với gầu, co duỗi nhờ xy lanh
tay cần (4). Quá trình đào và đổ đất của gầu được thực hiện nhờ xy lanh gầu (3).
Gầu (1) thường được lắp thêm các răng để làm việc ở nền đất cứng.
Máy thường làm việc ở nền đất thấp hơn mặt bằng đứng của máy (cũng có
những trường hợp máy làm việc ở nơi cao hơn, nhưng nền đất mềm). Đất được đào,
đổ thông qua miệng gầu. Máy làm việc theo chu kỳ và trên từng chỗ đứng. Một chu
kỳ làm việc của máy bao gồm bốn giai đoạn sau:
- Xúc và tích đất vào gầu
- Quay gầu đến nơi dỡ tải (nơi đổ đất)
- Dỡ tải (đổ đất)
- Quay gầu khơng tải trở lại vị trí đào để bắt đầu chu kỳ tiếp

Trang 10


1.2.2. Các thơng số kỹ thuật của máy
a. Kích thước

A
B
C
D
E
F
G
H

Chiều dài tổng thể
Chiều cao tổng thể
Chiều rộng tổng thể
Bề rộng dải xích
Chiều cao của cabin
Bán kính xoay từ tâm máy
Chiều dài tổng thể của dải xích
Chiều dài cơ sở của máy
Khoảng sáng gầm tối thiểu

mm
mm
mm
mm
mm

mm
mm
mm
mm

11,140
3,280
3,190
600
3,130
3,450
4,625
3,700
498

Trang 11


b. Phạm vi làm việc

A
B
C
D
E
F
G

Đào sâu tối đa tới
Đào sâu tối đa đến

Chiều cao đào tối đa
Chiều cao tường dọc tối đa
Chiều cao đổ xuống tối đa
Chiều cao đổ tối thiểu
Tầm với tối đa

mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm

11,100
7,380
10,210
6,480
7,110
2,640
10,920

Trang 12


c. Thơng số kỹ thuật

SAA6D114E
4-thì, làm mát
bằng nước, thẳng

hàng, thẳng
đứng, phun trực
tiếp, với bộ turbo
và bộ làm mát
6 - 114 x 135

Mode
Kiểu
ĐỢNG CƠ
Số xi lanh - đường
kính x chiều cao
Dung tích tổng thể
Mã lực bánh đà
mơ-men xoắn Tối đa
Tốc độ tối đa không
tải
tốc độ không tải Tối
thiểu
Sự tiêu thụ xăng dầu
tối thiểu
Moto khởi động
Máy phát điện
Ắc quy
Loại lõi tản nhiệt

mm
l {cc}
kW/rpm{HP/rpm}

8.27 {8,270}

180.3/1,900{242/1,9
00}

Nm/rpm{kgm/rpm} 1,079/1,400
rpm
{110/1,400}
2,160
rpm
900
g/kWh {g/HPh}
205 {153}
24V, 7.5 kW
24V, 35 A
12V, 126 Ah x 2
CF19-4

Trang 13


. d. Trọng lượng (kg)
Tổng thể động cơ
Động cơ
Bộ giảm chấn
Bơm thủy lực
Bộ tản nhiệt làm mát dầu thủy lực
Thùng thủy lực, lắp ráp bộ lọc (không
bao gồm dầu thủy lực)
Thùng nhiên liệu (không bao gồm
nhiên liệu)
Khung quay

Cabin
Chỗ để ngồi
Đối trọng
Quay toa
Van điều khiển
Động cơ xoay
Moto di chuyển
Trục trung tâm
Tổng thể khung di chuyển
• Khung di chuyển
• Vịng trịn xoay toa
• Bánh dẫn hướng
• Bánh sao chủ động
• Con lăn đỡ
• con lăn tì
• điều khiển cuối (bao gồm cả moto di
chuyển)

1,148
860
14.3
178
153
176
238
2,723
292
35
5,470
442

242
88
164 x 2
29.9
7,311
3,879
487
169 x 2
287.5 x 2
31.3 x 4
52.9 x 14
583 x 2

Trang 14


e. Nhiên liệu, bôi trơn và làm mát

1.3. khái niệm chung và động cơ SAA6D114E-2
1.3.1. Khái niệm chung
Động cơ lắp trên Máy đào PC 300 là loại động cơ điêzen 4 kỳ 6 xilanh được sắp
xếp theo một hàng, là một loại động cơ đơn giản về mặt kết cấu. Kết cấu của dộng
cơ gồm các cơ cấu và các hệ thơng chính như sau:

Trang 15


a. Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền

Hình 1.9: Cơ cấu trục khuỷu thanh truyền

Có các chi tiết chính như pittơng, chốt pittông, xéc măng, thanh truyền, bu lông
thanh truyền, trục khuỷu, bánh đà, các loại ổ đỡ của trục khuỷu.
Thân máy và nắp xilanh.

Hình1.10: Thân máy và nắp xilanh
Trang 16


b. Cơ cấu phân phối khí

Hình 1.11: Cơ cấu phân phối khí
Có nhiệm vụ điều khiển q trình trao đổi khí trong xilanh. Yêu cầu đối với cơ
cấu phân phối khí là phải thải sạch và nạp đầy. Cơ cấu phân phối khí có các chi
tiết như: Xupap, đế xupap, ống dẫn hướng xupap, lò xo xupap, trục cam, con đội.

Trang 17


c. Hệ thống nhiên liệu diesel

Hình 1.12: Hệ thống nhiên liệu diesel
Nói chung là có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu tạo thành hỗn hợp cho động cơ
phù hợp với các chế độ làm việc.
Khác với động cơ xăng động cơ điêzen nhiên liệu được phun vào trong xilanh để
hình thành khí hỗn hợp và điều chỉnh tải của động cơ. Về yêu cầu hệ thống nhiên
liệu phải tự cung cấp lượng nhiên liệu phù hợp với các chế độ tải trọng và tốc dộ
vòng quay của dộng cơ.
Bộ phận quang trọng nhất của hệ thông nhiên liệu là bơm cao áp và vòi phun.

Trang 18

d. Hệ thống bơi trơn

Hình 1.13: Hệ thống bơi trơn
Có nhiệm vụ đưa dầu bôi trơn đến các bề mặt làm việc của các chi tiết để đam bảo
điều kiện làm việc bình thường của động cơ cũng như tăng tuổi thọ của các chi tiết.
Các bộ phận chính là bơm dầu, lọc dầu, thơng gió hộp trục khuỷu.

Trang 19


e. Hệ thống làm mát

Hình 1.14: Hệ thống làm mát
Khi động cơ làm việc, các chi tiết của động cơ nhất là các chi tiết trong buông
cháy tiếp xúc với khí cháy nên có nhiệt dộ rất cao. Nhiệt độ đỉnh pittơng có thể lên
đến 600oC cịn nhiệt độ xupap có thể đến 900oC. Do đó hệ thống làm mát là rất
quan trọng nếu khơng thì động cơ sẽ khơng làm việc được.
Động cơ là nguồn động lực dùng để dẫn động bơn thủy lực chính và bơm điểu
khiển. Nhằm biến đổi cơ năng thành thủy năng cung cấp năng lượng thông qua
bơm thủy lực tới các xilanh thủy lực, các môtơ thủy lực và các van phân phối tới
các thiết bị công tác như cần, tay gầu, gầu, cơ cấu quay sàn, cơ cấu di chuyển.
Là động cơ tăng áp kiểu tua bin- máy nén. Theo phương pháp này khí thải của
động cơ được dẫn vào tua bin sinh công làm quay máy nén. Đây là một phương
pháp rất hiệu quả để tăng công suất động cơ là tăng năng lượng môi chất nạp bằng
cách nén môi chất trước khi nạp vào xilanh.

Trang 20

1.3.2. động cơ SAA6D114E-2

Hình 1.15: Động cơ SAA6D114E-2
a. Đặc điểm cấu tạo động cơ SAA6D114E-2

Trang 21

Hình 1.16: đặc điểm cấu tạo động cơ SAA6D114E-2


Đơn vị : mm
A

B

C

D

E

F

G

1,357

1,300

856

444

480

345

258

Trang 22


b. Thơng số kỹ thuật
Đơn vị
Mm
l
{cc}
mm
mm
mm

Số xi lanh, đường kính x chiều cao
thể tích buồng đốt
Thứ tự nổ
Tổng chiều dài
Chiều rộng tổng thể
Chiều cao tổng thể
Kich thước
(không bao gồm ống

xả)
Chiều cao tổng thể
(bao gồm cả ống xả) mm
Mã lực bánh đà
kW/rpm{HP/rpm}
mô-men xoắn Tối Nm/rpm{kgm/rpm}
đa
Tốc độ không tải
rpm
Hiệu
tối đa
suất
rpm
tốc độ không tải
Tối thiểu
Sự tiêu thụ nhiên
g/kW•h{g/HP•h}
liệu tối thiểu
Trọng lượng khơ
kg
Bơm phun nhiên liệu cao áp
Lượng dầu bôi trơn
(công suất lọc)
Lượng chất làm mát
Máy phát điện
Moto khởi động động cơ
Ắc quy
Bộ tăng áp
Khác

l
l

6 - 114 x 135
8.27 {8.268}
1-5-3-6-2-4
1,615
825
1,300

180/1,900{242/1,900}
(Net)
1,080/1,400{110/1,400}
(Net)
2,160±50
900±25
213
{159}
860
Loại BOSCH P3000
ly tâm, tất cả các loại tốc
độ
40
(35)
9.8 (chỉ động cơ )
24V, 35A
24V, 7.5Kw
12V, 108Ah x 2
HOLSET HX40W
với làm mát khí nạp

Làm mát sau

Trang 23


CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH KẾT CẤU HOẠT ĐỢNG CỦA HỆ THỚNG BƠI
TRƠN-LÀM MÁT CỦA ĐỢNG CƠ SAA6D114E-2
2.1. Hệ thống bơi trơn
2.1.1. giới thiệu chung về hệ thống bôi trơn trên động cơ đốt trong
a. Nhiệm vụ
- Đưa dầu bôi trơn lên các bề mặt ma sát của các chi tiết được hoạt động bình
thường và tăng tuổi thọ cho các chi tiết.
- Tác dụng của dầu bôi trơn:
+ Làm giảm ma sát khi các chi tiết máy vận hành
+ Làm mát các chi tiết máy khi vận hành
+ Làm sạch các chi tiết máy.
+ Làm kín các kẽ hở dầu đi qua ( làm kín khe hở giữa piston và xilanh)
+ Bảo đảm máy móc đỡ bị han gỉ
b. Phân loại
Hệ thống bôi trơn được phân loại theo phương pháp bơi trơn có các loại sau:
+ Bơi trơn bằng vung té.
- Sơ đồ cấu tạo

Hình 2.1: Bơi trơn vung té
1: Muôi vung dầu
2: Lỗ phun dầu lên vách xylanh
- Hoạt động: Dầu bôi trơn được chứa trong cacte nằm ngay dưới trục
khuỷu ở một khoảng cách thích hợp đủ để các thìa múc dầu gắn trên đầu
to thanh truyền có thể tới được. Khi động cơ làm việc các thìa múc dầu
lên và vung té. Lúc này trong hộp trục khuỷu sẽ hình thành một khơng

gian sương mù gồm các giọt dầu có kích thước lớn đến các hạt dầu lơ
lửng với kích thước rất nhỏ. Các giọt dầu và hạt dầu sẽ bám lại trên bề
mặt các chi tiết trong hộp trục khuỷu và bôi trơn chúng.
+ Bôi trơn cưỡng bức.
Trang 24


Hầu hết các động cơ đốt trong ngày nay đều sử dụng phương pháp bôi trơn cưỡng
bức. Dầu bôi trơn trong hệ thống bôi trơn được bơm dầu đẩy đến các bề mặt ma sat
dưới một áp suất nhất định. Do đó có thể đảm bảo được u cầu bơi trơn, làm mát,
tẩy rửa các bề mặt ma sát. Thông thường tùy theo vị trí chứa dầu hệ thống bơi trơn
chia ra làm hai loại là hệ thống bôi trơn cacte ướt và hệ thống bơi trơn cacte khơ.

Hình 2.2: Hệ thống bôi trơn cưỡng bức trên động cơ
Sơ đồ hệ thống bơi trơn cưỡng bức

Hình 2.3: Hệ thống bơi trơn cacte khô

Trang 25