Nghiên cứu hệ thống thủy lực trên xe cẩu KATO NK 550VR

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THỦY LỰC
TRÊN XE CẨU KATO NK-550VR

GVHD: ThS.Nguyễn Văn Long Giang
SVTH: Phạm Xuân Tài
Nguyễn Quốc Việt

14145245
13145325

TP.HCM – 7/2018
1


TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

TP. HCM

VIỆT NAM

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên 1: Phạm Xuân Tài
2: Nguyễn Quốc Việt

MSSV: 14145245
MSSV: 13145325

Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

Mã ngành đào tạo: 52510205

Hệ đào tạo: Chính quy

Mã hệ đào tạo:

Khóa: 2013,2014
1. Tên đề tài: Nghiên cứu hệ thống thủy lực trên xe cẩu KATO NK-550VR
2. Nhiệm vụ đề tài:


Tổng quan về đề tài nghiên cứu.



Cơ sở lý thuyết về hệ thống thủy lực



Nghiên cứu hệ thống thủy lực trên xe cẩu KATO NK-550VR



Bảo dưỡng và sữa chữa ô tô cẩu



Tổng kết, kiến nghị về đề tài.
3. Sản phẩm đề tài: 01 tập báo cáo kết quả nghiên cứu
4. Ngày giao nhiệm vụ đề tài:

27/03/2018 (kế hoạch chính thức 13/06/2018).

5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:

27/07/2018

TRƯỞNG BỘ MÔN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
2


TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

TP. HCM

VIỆT NAM

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
Họ và tên sinh viên: PHẠM XUÂN TÀI

MSSV: 14145245

Hội đồng: …………...
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN QUỐC VIỆT

MSSV: 13145325

Hội đồng:…………....
Tên đề tài: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THỦY LỰC TRÊN XE CẨU KATO NK550VR.
Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Họ và tên GV hướng dẫn: GV.ThS NGUYỄN VĂN LONG GIANG
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN
2.1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
................................................................................................................................
................................................................................................................................

3


................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
2.2. Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu
có thể tiếp tục phát triển)
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
2.3. Kết quả đạt được:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
2.4. Những tồn tại (nếu có):
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................

4


3. Đánh giá:
Điểm

Mục đánh giá

STT


tối đa

Hình thức và kết cấu ĐATN

Điểm
đạt được

30

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung

10

của các mục



Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài

10

Tính cấp thiết của đề tài

10

Nội dung ĐATN

50

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học

5

và kỹ thuật, khoa học xã hội…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá

10

Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành

15

phần, hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những
ràng buộc thực tế.
Khả năng cải tiến và phát triển

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm

5

chuyên ngành…


Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài

10



Sản phẩm cụ thể của ĐATN

10

Tổng điểm

100

4. Kết luận:
 Được phép bảo vệ
 Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày

tháng 07 năm 2018

Giảng viên hướng dẫn
(Ký, ghi rõ họ tên)
5


TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

TP. HCM

VIỆT NAM

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên phản biện)
Họ và tên sinh viên: PHẠM XUÂN TÀI

MSSV: 14145245

Hội đồng: …………....
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN QUỐC VIỆT

MSSV: 13145325

Hội đồng:…………....
Tên đề tài: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THỦY LỰC TRÊN XE CẨU KATO NK550VR.
Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Họ và tên GV phản biện: GVC.ThS CHÂU QUANG HẢI
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
2. Nội dung đồ án:

(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu
có thể tiếp tục phát triển)
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
6


3. Kết quả đạt được:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
5. Câu hỏi:
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................

7


6. Đánh giá:
Điểm

Mục đánh giá

STT

tối đa

Hình thức và kết cấu ĐATN

1.

Điểm
đạt được

30

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung

10

của các mục
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài

10

Tính cấp thiết của đề tài

10

Nội dung ĐATN

2.

50

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học

5

và kỹ thuật, khoa học xã hội…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá

10

Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành

15

phần, hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những
ràng buộc thực tế.
Khả năng cải tiến và phát triển

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm

5

chuyên ngành…
3.

Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài

10

4.

Sản phẩm cụ thể của ĐATN

10

Tổng điểm

100

7. Kết luận:
 Được phép bảo vệ
 Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày

tháng 07 năm 2018

Giảng viên phản biện
(Ký, ghi rõ họ tên)
8

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

TP. HCM

VIỆT NAM

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THỦY LỰC TRÊN XE CẨU KATO NK550VR.
Họ và tên Sinh viên 1: Phạm Xuân Tài
2: Nguyễn Quốc Việt

MSSV: 14145245
MSSV:13145325

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên
phản biện và các thành viên trong Hội đồng bảo về. Đồ án tốt nghiệp đã được hoàn chỉnh
đúng theo yêu cầu về nội dung và hình thức.
Chủ tịch Hội đồng:…………………………………………………………………..
Giảng viên hướng dẫn:………………………………………………………………

Giảng viên phản biện:………………………………………………………………..

Tp. Hồ Chí Minh, ngày

tháng

năm 2018

9


LỜI CẢM ƠN
Qua bốn năm học tập tại Trường Đại học Sư phạm kĩ thuật TP.HCM đã cho em biết
được nhiều điều bổ ích, đã dạy cho em các kiến thức chuyên ngành và cuộc sống, em được
trải nghiệm về đời sống sinh viên, về tình thầy trị – những thầy cô tài giỏi và hết mực yêu
thương sinh viên, về tình bạn bè,và quan trọng hơn em đã được trang bị rất nhiều các kiến
thức, kĩ năng về ngành công nghệ kỹ thuật ô tô để làm nền tảng cho em bước vào đời.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Long Giang đã hết sức nhiệt tình và
tâm huyết về mặt chuyên môn khi hướng dẫn chúng em hoàn thành đồ án này.
Bằng tất cả tấm lòng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ban lãnh đạo nhà
trường, Quý thầy cô khoa Cơ khí Động lực cùng cách thầy cô giáo khác đã tận tình dạy dỗ
chúng em suốt thời gian qua. Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến
thầy, cô đã theo sát từng bước đi của em trong thời gian học tập tại trường để đưa ra những
hướng dẫn quan trọng, cho em những lời khuyên chân thành và góp ý giúp em có thể hồn
thành bài đồ án tốt nghiệp của mình.
Em xin các Quý thầy cô trong Hội đồng phản biện đã đồng ý đọc duyệt bài đồ án
tốt nghiệp của chúng em và đưa ra những lời nhận xét, đóng góp ý kiến quý báu để đồ án
của chúng em trở nên hoàn thiện hơn.
Cuối cùng, em xin chúc Quý thầy cô nhiều sức khỏe, hạnh phúc và thành đạt. Kính
chúc Ban giám hiệu Trường Đại học Sư phạm Kĩ thuật Tp.HCM và tồn thể thầy cơ mạnh
khỏe, cơng việc tốt và hồn thành xuất sắc mục tiêu đề ra.

Em xin chân thành cảm ơn!

i


LỜI MỞ ĐẦU
Nước ta đang từng bước cơng nghiệp hóa hiện đại hóa, và ngành ơ tơ đang đóng vai
trị vô cùng quan trọng trong công cuộc xây dựng đất nước. Ơ tơ đang trở thành phương
tiện được sử dụng phổ biến nhất trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Hiện nay, các ngành kĩ
thuật nói chung và ngành cơ khí động lực nói riêng, đòi hỏi kĩ sư và cán bộ kĩ thuật được
đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản tương đối sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng những
kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể trong sản suất, sửa chữa, sử dụng và đánh
giá chất lượng xe
Trên xe được trang bị rất nhiều hệ thống khác nhau bằng điện, bằng cơ khí, bằng
thủy lực, bằng khí nén hoặc kết hợp chúng với nhau. Nhờ những hiệu quả mang lại mà hệ
thống thủy lực đang được sử dụng rộng rãi đặc biệt trên những dịng xe cơng trình.Nhằm
giúp sinh viên áp dụng được những vấn đề đã học để tìm hiểu, khảo sát và nghiên cứu
chúng em đã chọn đề tài: “NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THỦY LỰC TRÊN XE CẨU
KATO NK-550VR.”
Bản thân hi vọng đề tài này sẽ là tài liệu tham khảo để giúp người sử dụng hiểu được
nguyên lý làm việc của các hệ thống truyền động thủy lực trên xe cẩu KATO NK-550VR,
từ đó có những biện pháp khắc phục hư hỏng cũng như tiện trong công việc bảo dưỡng,
sửa chữa
Mặc dù đã cố gắng, nhưng do kiến thức có hạn và thời gian hạn hẹp cũng như thiếu
kinh nghiệm thực tế nên trong khuôn khổ đồ án này không tránh khỏi những sai sót. Em
rất mong thầy cơ góp ý, chỉ bảo thêm để đề tài giúp chúng em được hoàn thiện hơn.
Sinh viên thực hiện.

ii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................................i
LỜI MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... ii
MỤC LỤC ......................................................................................................................... iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮC VÀ KÝ HIỆU ..................................................................vi
Chương 1: TỔNG QUAN ....................................................................................................1
1.1 Lý do chọn đề tài .......................................................................................................1
1.2 Mục tiêu ....................................................................................................................2
1.3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu ................................................................................2
1.4 Nội dung đề tài ..........................................................................................................2
1.5 Phương pháp nghiên cứu .......................................................................................... 2
Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CẤU TẠO HỆ THỐNG THỦY LỰC ....................3
2.1 Cơ sở lý thuyết ..........................................................................................................3
2.1.1 Lịch sử phát triển và khả năng ứng dụng của hệ thống thủy lực ..................... 3
2.1.2 Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống ............................................................. 5
2.1.3 Các định luật vật lý........................................................................................... 6
2.2 Bơm dầu và cơ cấu chấp hành ..................................................................................8
2.2.1 Bơm dầu và động cơ dầu (motor thủy lực) ...................................................... 8
2.2.2 Cơ cấu chấp hành ( Xylanh truyền động ) ..................................................... 13
2.3 Các phần tử của hệ thống điều khiển ......................................................................16
2.3.1 Van áp suất .....................................................................................................16
2.3.2 Van đảo chiều .................................................................................................21
2.3.3 Các loại van khác ........................................................................................... 23
2.3.4 Hệ thống tích áp ............................................................................................. 25
iii


2.3.5 Các bộ lọc và các loại ống dẫn, ống nối ......................................................... 28

Chương 3: HỆ THỐNG THỦY LỰC TRÊN Ô TÔ CẨU KATO NK 550VR .................30
3.1 Giới thiệu chung về ô tô cẩu KATO NK 550VR.................................................... 30
3.1.1 Kết cấu chung .................................................................................................30
3.1.2 Các thơng số kỹ thuật chính. ..........................................................................31
3.2 Các hệ thống chính trên ơ tơ cẩu KATO NK 550VR .............................................34
3.2.1 Hệ thống động lực .......................................................................................... 34
3.2.2 Hệ thống truyền động ..................................................................................... 34
3.2.3 Hệ thống điều khiển ....................................................................................... 38
3.2.4 Hệ thống tời ....................................................................................................39
3.2.5 Hệ thống chân chống ...................................................................................... 40
3.3 Khảo sát hệ thống truyền động thủy lực trên ô tô cẩu KATO NK- 550VR ...........41
3.3.1 Sơ đồ tổng thể.................................................................................................41
3.3.2 Các hệ thống truyền động thủy lực chính trên ơ tơ cẩu KATO NK550VR ...43
3.4 Mô phỏng hệ thống thủy lực đơn giản trên xe cẩu. ................................................52
3.4.1 Giới thiệu phần mềm mô phỏng fluidsim hydraulic ......................................52
3.4.2 Hướng dẫn sử dụng phần mềm ......................................................................52
3.4.3 Sơ đồ mô phỏng ............................................................................................. 54
Chương 4: BẢO DƯỠNG, SỮA CHỮA VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG THỦY LỰC
TRÊN Ô TÔ CẨU ............................................................................................ 56
4.1 Những chú ý khi kiểm tra, bảo dưỡng. ...................................................................56
4.2 Thay thế dầu thủy lực.............................................................................................. 63
4.2.1 Quy trình thay thế ........................................................................................... 63
4.2.2 Khoảng thời gian và lượng dầu thay thế ........................................................ 64
4.3 Thay thế các bộ lọc hồi. .......................................................................................... 64
4.3.1 Cấu tạo bộ lọc hồi........................................................................................... 64
iv


4.3.2 Chuẩn bị .........................................................................................................64
4.3.3 Hoạt động trước khi thay thế..........................................................................64

4.3.4 Quy trình tháo................................................................................................. 64
4.3.5 Vệ sinh và kiểm tra......................................................................................... 67
4.3.6 Lắp ráp bộ lọc .................................................................................................67
4.3.7 Khoảng thời giant hay thế lọc ........................................................................67
4.4 Những triệu chứng hư hỏng ở các bộ phận ............................................................. 67
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .............................................................................69
5.1 Kết quả .................................................................................................................... 69
5.2 Ưu, khuyết điểm......................................................................................................69
5.2.1 Ưu điểm: .........................................................................................................69
5.2.2 Khuyết điểm: ..................................................................................................69
5.3 Kiến nghị .................................................................................................................70
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................71

v


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮC VÀ KÝ HIỆU
A: diện tích của xilanh (cm2)
A1: diện tích mặt cắt của khe hở (m2)
B: chiều rộng cánh gạt (cm)
b: chiều sâu của rãnh, bề rộng bánh răng (cm)
D: đường kính stato, đường kính xilanh (cm)
d: đường kính (cm)
e: độ lệch tâm (cm)
F: lực (kN)
h: hành trình piston (cm)
m: modun của bánh răng (cm)
n: số vịng quay trong một phút (vịng/phút)
P: cơng suất (KW)
p: áp suất (bar)

Q: lưu lượng dịng chảy (lít/phút)
qv: lưu lượng (lít/phút)
V: thể tích dầu/ vịng (cm3/vịng)
v: vận tốc (m/phút)
Z: số răng
z: số piston
α: hệ số lưu lượng
Δp = (p1 – p2) : áp suất trước và sau khe hở (N/m2)
ղ t : hiệu suất (%)
դ v: hiệu suất thể tích (%)
ρ1: khối lượng riêng của dầu (kg/m3)

vi


DANH MỤC HÌNH
Hình 2. 1: Phương trình dịng chảy liên tục .............................................................. 6
Hình 2. 2: Phương trình bernulli ...............................................................................7
Hình 2. 3: Bơm bánh răng ăn khớp ngoài và ăn khớp trong. ...................................9
Hình 2. 4: Kết cấu bơm bánh răng ..........................................................................10
Hình 2. 5: Bơm trục vít ........................................................................................... 11
Hình 2. 6: Bơm cánh gạt tác dụng kép ...................................................................11
Hình 2. 7: Bơm piston hướng tâm ..........................................................................12
Hình 2. 8: Bơm piston hướng trục ..........................................................................13
Hình 2. 9: Xylanh tác dụng đơn ..............................................................................14
Hình 2. 10: Xylanh tác dụng kép ............................................................................14
Hình 2. 11: Cấu tạo xylanh ..................................................................................... 15
Hình 2. 12: Áp suất p, lực F trong xylanh .............................................................. 16
Hình 2. 13: Kiểu van bi ........................................................................................... 17
Hình 2. 14: Kết cấu kiểu van con trượt...................................................................18

Hình 2. 15: Kết cấu van điều chính 2 cấp áp suất................................................... 19
Hình 2. 16: Kết cấu van giảm áp ............................................................................19
Hình 2. 17: Van đóng mở nối tiếp điều khiển cửa A ..............................................20
Hình 2. 18: Kết cấu van cản và kí hiệu ...................................................................20
Hình 2. 19: Van đóng mở bình tích áp ...................................................................21
Hình 2. 20: Van đảo chiều 2/2 ................................................................................22
Hình 2. 21: Van đảo chiều 3/2 ................................................................................22
Hình 2. 22: Van đảo chiều 4/2 ................................................................................23
Hình 2. 23: Kết cấu van cản.................................................................................... 24
Hình 2. 24: Kết cấu van bi 1 chiều .........................................................................24
Hình 2. 25: Van 1 chiều kiể hướng chặn ................................................................ 25
Hình 2. 26: Van tác động khóa lẫn .........................................................................25
Hình 2. 27: Bình tích áp trọng vật ..........................................................................26
Hình 2. 28: Bình tích áp lị xo .................................................................................26
vii


Hình 2. 29: Bình tích áp thủy khí và ký hiệu .......................................................... 27
Hình 2. 30: Bình tích áp thủy khí có ngăn .............................................................. 27
Hình 2. 31: Ống nối siết chặt bằng đai ốc............................................................... 29
Hình 2. 32: Ống nối vặn ren ................................................................................... 29
Hình 3. 1: Kết cấu chung của ơ tơ cẩu KATO NK550VR .....................................30
Hình 3. 2: Sơ đồ khối hệ thống truyền động thủy lực trên ô tô cẩu KATO ...........35
Hình 3. 3: Cụm bom bánh răng ..............................................................................36
Hình 3. 4: Cụm van diều khiển chân chống............................................................ 36
Hình 3. 5: Cụm van chính ....................................................................................... 37
Hình 3. 6: Cụm van điều khiển quay ......................................................................37
Hình 3. 7: Khớp nối xoay ....................................................................................... 37
Hình 3. 8:Motor thủy lực dẫn đọng quay toa. ......................................................... 38
Hình 3. 9: Hệ thống điều khiển thủy lực trên ô tô cẩu............................................39

Hình 3. 10: Hệ thống tời. ........................................................................................ 40
Hình 3. 11: Hệ thống chân chống. ..........................................................................41
Hình 3.12: Sơ đồ mạch thủy lực trên ơ tơ cẩu KATO NK-550VR………………41
Hình 3. 13: Sơ đồ mạch thủy lực khi sử dụng chân chống………………………..44
Hình 3. 14: Sơ đồ mạch thủy lực khi nâng hạ cần trục...........................................45
Hình 3. 15: Sơ đồ mạch thủy lực khi thay đởi chiều dài cần chính. ....................... 47
Hình 3. 16: Sơ đồ mạch thủy lực khi quay toa. ...................................................... 48
Hình 3. 17: Sơ đồ mạch thủy lực khi sử dụng tời cáp. ...........................................50
Hình 3. 18: Sơ đồ thủy thực hệ thống phanh tời ..................................................... 51
Hình 3. 19: Giao diện phần mềm fluidsim. ............................................................ 52
Hình 3. 20: Thao tác làm việc. ................................................................................52
Hình 3. 21:Các phần tử cơ bản. ..............................................................................53
Hình 3. 22: Thao tác chỉnh van đảo chiều 3/2. ....................................................... 53
Hình 3. 23: Nối dây.................................................................................................53
Hình 3. 24: Mạch hồn chỉnh và mơ phỏng............................................................ 54
Hình 3. 25: Sơ đồ thủy lực mơ phỏng hệ thống đơn giản trên ơ tơ cẩu. .................54
Hình 4. 1: Phải đặt xe trên mặt phẳng. ...................................................................56
Hình 4. 2: Đặt biển báo hiệu. ..................................................................................56
viii


Hình 4. 3: Khơng nạp dầu dưới trời mưa ................................................................ 57
Hình 4. 4: Sử dụng dầu đúng tiêu chuẩn. ............................................................... 57
Hình 4. 5: Khơng đở dầu thải ra mơi trường. ......................................................... 58
Hình 4. 6: Khơng phun nước trực tiếp vào các thiết bị điện...................................58
Hình 4. 7: Cẩn thận khi làm việc ở nơi cao. ........................................................... 59
Hình 4. 8: Tắc động cơ khi kiểm tra. ......................................................................59
Hình 4. 9: Thường xuyên liên lạc khi làm việc. ..................................................... 60
Hình 4. 10: Tia lửa hàn gây cháy. ...........................................................................60
Hình 4. 11: Ngắt kết nối cực âm acqui. ..................................................................61

Hình 4. 12: Khơng chạm vào các bộ phận nóng. .................................................... 61
Hình 4. 13: Khơng dùng lửa thắp sang. ..................................................................62
Hình 4. 14: Gió thởi gây nguy hiểm. ......................................................................62
Hình 4. 15: Thay thế cáp đã bị hỏng. ......................................................................63
Hình 4. 16: Thay thế dầu thủy lực. .........................................................................63
Hình 4.17: Cấu tạo bộ lọc hồi. ................................................................................64
Hình 4. 18: Tháo nắp lọc. ....................................................................................... 65
Hình 4. 19: Lấy cụm lọc ra khỏi vỏ ........................................................................65
Hình 4. 20: Đặt cụm lọc vào khay chứa. ................................................................ 66
Hình 4. 21: Tháo chốt giữ. ...................................................................................... 66
Hình 4. 22: Tháo đai ốc. ......................................................................................... 66
Hình 4. 23: Tháo van an tồn..................................................................................67
Hình 4. 24: Tháo lọc. .............................................................................................. 67

ix


Chương 1: TỔNG QUAN
1.1 Lý do chọn đề tài
Hiện nay các phương tiện giao thông vận tải là một phần không thể thiếu trong cuộc
sống con người. Không những chỉ là những dịng ơ tơ du lịch mà là cả trên những dịng xe
cơng trình. Vì thế nghiên cứu cách nó vận hành , cấu tạo của nó là rất cần thiết.
Xét về vai trò tạo ra lực, chuyển động và các tín hiệu, ta so sánh 3 dạng thiết bị truyền
động thường sử dụng: điện, khí nén và thuỷ lực. thì với các ưu điểm như truyền động cơng
suất lớn với các phần tử có kích thước nhỏ, khả năng điều khiển vị trí chính xác, có thể
khởi động với tải trọng nặng. Vì thế hệ thống thủy lực được sử dụng nhiều trong nghành
chế tạo máy hiện đại và trong cơng nghiệp lắp ráp. Ngồi ra, cơng nghệ thuỷ lực còn được
ứng dụng trong một số lĩnh vực đặc biệt khác như hàng hải, khai thác hầm mỏ, hàng
không…
Xe cẩu là một loại máy chuyên dụng, sử dụng để nâng hạ những vật có khối lượng

rất lớn lên đến hàng nghìn tấn. Nếu sử dụng các hệ thống chuyền lực cơ học bình thường
thì khối lượng cũng như kích thước của xe sẽ rất lớn bất tiện cho việc di chuyển. chất lỏng
trong hệ thống thủy lực, có áp suất đóng vai trò trung gian truyền lực và chuyển động cho
máy cơng nghệ.Vì vậy hệ thống thủy lực ra đời đánh dấu một bước ngoặt lớn cho sự phát
triển của nghành cơng nghiệp chế tạo xe cẩu nói riêng hay máy cơng trình nói chung. Mặc
dù có vai trò quan trọng như vậy nhưng hệ thống thủy lực lại thường xuyên gặp sự cố trong
quá trình làm việc gây nguy hiểm cho người vận hành cũng như làm gián đoạn khả năng
làm việc của xe
Chính vì lý do đó nhóm em chọn đề tài: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THỦY LỰC
TRÊN XE KATO NK-550VR” làm đề tài tốt nghiệp. Việc nghiên cứu hrrj thống sẽ giúp
chúng ta nắm bắt những kiến thức cơ bản để nâng cao hiệu quả khi sử dụng, khai thác, sủa
chữa, và cải tiến chúng. Ngồi ra nó cịn góp phần xây dựng các nguồn tài liệu tham khảo
phục vụ nghiên cứu trong quá trình học tập và công tác.

1


1.2 Mục tiêu
 Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý của một hệ thống thủy lực
 Áp dụng nó trên xe cẩu KATO NK-550VR
 Bảo dưỡng sửa chữa
 Mô phỏng sự hoạt động của hệ thống
1.3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
 Hệ thống thủy lực trên xe cẩu KATO NK-550-VR
1.4 Nội dung đề tài
 Cơ sở lý thuyết về hệ thống thủy lực.
 Khảo sát hệ thống thủy lực trên xe KATO NK550VR
 Kiểm tra và bảo dưỡng ô tô cẩu
 Giới thiệu phần mềm fluidsim hydraulic và mô phỏng sự hoạt động của hệ thống
thủy lực trên xe cẩu đơn giản.

1.5 Phương pháp nghiên cứu


Phương pháp thu thập thông tin



Phương pháp tiếp cận thông tin



Phương pháp nghiên cứu tài liệu



Phương pháp phi thực nghiệm

2


Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CẤU TẠO HỆ THỐNG THỦY LỰC
2.1 Cơ sở lý thuyết
2.1.1

Lịch sử phát triển và khả năng ứng dụng của hệ thống thủy lực
Những năm trước công nguyên Aristot (384-322 trước CN) nhà triết học Hy Lạp

đã mơ tả và giải thích các hiện tượng chuyển động của nước và khơng khí.
Gần 100 năm sau Acsimet (287-212 tr CN) nhà vật lý bác học Hy Lạp đã tìm ra
định luật đẩy lên của chất lỏng và nó trở thành cơ sở cho ngành đóng tàu thuyền.

Năm 1506 Leonado Da Vinci (1452-1519) dựa trên kết quả của Acsimet đã nghiên
cứu tác dụng tương hỗ giữa vật chuyển động và mơi trường chất lỏng. Ơng đã phát hiện ra
lực nâng và thiệt kế máy bảy kiểu cánh dơi.
Năm 1612 Galile (1564 – 1642) đã phát hiện lực cản môi trường chất lỏng lên vật
chuyển động và nó tỷ lệ với vận tốc.
Năm 1643 Torixeli (1607-1647) tìm ra cơng thức tính vận tốc chất lỏng chảy ra
khỏi lỗ vòi.
Năm 1650 Pascan (1623-1662) nghiên cứu sự truyền áp suất và chuyển động khả
dĩ của chất lỏng. Dựa trên cơ sở đó các máy ép thủy lực, bộ tăng áp đã ra đời. Huygens
(1629-1695) đã chứng minh lực cản chất lỏng lên các vật chuyển động tỷ lệ với bình
phương vận tốc.
Trong “Những nguyên lý cơ bản của chất lỏng” Newton (1642-1727) đã tách cơ
học chất lỏng ra khỏi lĩnh vực cơ học vật rắn với giả thuyết nhớt của chất lỏng thực.
Mãi đến thế kỷ 18 – thời kỳ phục hưng các cơng trình nghiên cứu của Ole (17071783), Bernoulli (1718-1813), … đã hoàn chỉnh cơ sở động lực học chất lỏng lý tưởng.
Đặc biệt phương trình “tubin- bơm” của Ole là cơ sở cho việt thiết kế các máy thủy-khí
cánh dẫn. Phương trình Bernoulli đã được sử dụng rộng rãi để giải các bài toán kỹ thuật.
Cuối thế kỷ 18 đầu thế kỷ 19 các cơng trình nghiên cứu hướng vào các bài tốn
dịng hai chiều, chuyển động xốy, lý thút dịng tia, …. Lagrange (1736-1813) đã giải
các bài tốn phẳng khơng xốy bằng hàm biến phức. Hemhon (1847-1894) đã chứng minh
các định lý cơ bản của chuyển động xốy trong chất lỏng. Nó trở thành cơ sở cho việc thiết
kế cánh dẫn theo lý thuyết dòng xốy và việc nghiên cứu chuyển động của gió bão trong
khí quyển.
3


Cuối thế kỷ 19 do yêu cầu phát triển kỹ thuật các cơng trình nghiên cứu hướng vào
giải qút các bài tốn về chất lỏng thực. Tên t̉i các nhà bác học, kỹ sư gắn liền với các
cơng trình. Ví dụ như: ống Venturi (1746-1822) dùng để do lưu lượng. Cơng thức tính tởn
thất năng lượng mang tên hai nhà bác học Đacxi (1803-1585) và Vayxbac (1866-1871). Số
Raynolds để phân biệt trạng thái dịng chảy. Phương trình Navie và Stoc là phương trình

chuyển động chất lỏng thực có xét tới vận tốc biến dạng. Phương trình vi phân lớp biên
cửa Poran đã đặt cơ sở lý thuyết cho các bài tốn tính lực cản của chất lỏng thực lên vật
chuyển động…
Tuy nhiên do tính chất phức tạp của chất lỏng thực nên bên cạnh các cơng trình
nghiên cứu lý thút có các cơng trình nghiên cứu thực nghiệm. Các kết quả thực nghiệm
đã góp phần khẳng định sự đúng đắn các kết quả các kết quả nghiên cứu lý thuyết. Các bài
toán chảy tần trong khe hẹp của Cuet đã được sử dụng trong bài toàn bôi trơn thủy động.
Đến năm 1883 các thực nghiệp của Petorov đã khẳng định sự đúng đắn của lý thuyết
bôi trơn thủy động. Đên năm 1886 Jukopxki và học trị của ơng là Traplugin đã bở sung và
hồn chỉnh lý thút bơi trơn này.
Do yêu cầu thiết kế tubin hơi nước, tubin kỹ khí, tubin hàng không việc nghiên cứu
động học chất khí đã được quan tâm tới.
Năm 1890 Jukopxki đã tởng qt hóa bài toán chảy bao vật có điểm rời và xác định
cơng thức tính lực nâng trong chảy bao profin cánh dẫn. Trong thời gian này nàh bác học
người Đức là Kuty cũng đã cơng bố kết quả tương tự. Dịng vượt âm được hai anh em
người Áo là Mac nghiên cứu. Jukopxki nghiên cứu chế tạo ra ống khí động và thành lập
phương trình chuyển động của đạn pháo phản lực có khối lượng biến thiên.
Các quan niệm này thực sự được phát triển vào thế kỉ 20 khi được chứng minh thông
qua các dụng đo lường công nghệ cao, từ đó hình thành nên các lí thuyết hiện đại ngày nay
để áp dụng vào thực tế:
 1920 hệ thống truyền động thuỷ lực đã được ứng dụng trong lĩnh vực máy công
cụ.
 1925 hệ thống truyền động thuỷ lực được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác
như: nông nghiệp, máy khai thác mỏ, máy hóa chất, giao thơng vận tải, hàng
không, ...

4


 1960 đến nay hệ thống truyền động thuỷ lực được ứng dụng trong tự động hóa

thiết bị và dây chuyền thiết bị với trình độ cao, có khả năng điều khiển bằng
máy tính hệ thống truyền động thủy lực với công suất lớn.
2.1.2 Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống
 Ưu điểm
 Truyền được công suất cao và lực lớn nhờ các cơ cấu tương đối đơn giản, hoạt
động với độ tin cậy cao nhưng địi hỏi ít về chăm sóc, bảo dưỡng.
 Điều chỉnh được vận tốc làm việc tinh và không cấp, dễ thực hiện tự động hóa
theo điều kiện làm việc hay theo chương trình cho sẵn.
 Kết cấu gọn nhẹ, vị trí của các phần tử dẫn và bị dẫn không lệ thuộc với nhau,
các bộ phận nối thường là những đường ống dễ đởi chỗ.
 Có khả năng giảm khối lượng và kích thước nhờ chọn áp suất thủy lực cao,
 Nhờ quán tính nhỏ của bơm và động cơ thủy lực, nhờ tính chịu nén của dầu nên
có thể sử dụng ở vận tốc cao mà không sợ bị va đập mạnh như trong trường hợp
cơ khí hay điện.
 Dễ biến đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến của cơ
cấu chấp hành.
 Dễ đề phòng quá tải nhờ van an toàn.
 Dễ theo dõi và quan sát bằng áp kế, kể cả các hệ phức tạp, nhiều mạch.
 Tự độn hóa đơn giản, kể cả các thiết bị phức tạp, bằng cách dùng các phần tử
tiêu chuẩn hóa.
 Nhược điểm
 Mất mát trong đường ống dẫn và rò rỉ bên trong các phần tử, làm giảm hiệu suất
và han chế phạm vi sử dụng.
 Khó giữ được vận tốc không đổi khi phụ tải thay đổi do tính nén được của chất
lỏng và tính đàn hồi của đường ống dẫn.
 Khi mới khởi động, nhiệt độ của hệ thống chưa ổn định, vận tốc làm việc thay
đổi do độ nhớt của chất lỏng thay đổi.

5

2.1.3

Các định luật vật lý

2.1.3.1 Áp suất thủy tĩnh
Trong các chất lỏng, áp suất (áp suất do trọng lượng và áp suất do ngoại lực) tác
động lên mỗi phần tử chất lỏng khơng phụ thuộc vào hình dạng thùng chứa.
2.1.3.2 Phương trình dịng chảy liên tục
Lưu lượng chảy trong đường ống từ vị trí 1 đến vị trí 2 là không đổi. lưu lượng Q
của chất lỏng qua mặt cắt S của ống bằng nhau trong toàn ống (điều kiện liên tục)
Phương trình dịng chảy:
Q = S.v = Hằng số

(2.1)

Hình 2. 1: Phương trình dịng chảy liên tục
Nếu tiết diện là hình trịn:
v1 .

d21 . 𝜋
4

= v2 .

d22 . 𝜋
4

(2.2)

6


Phương trình bernulli

Hình 2. 2: Phương trình bernulli
Áp suất tại một điểm chất lỏng đang chảy :
p1 + ρgh1 +

ρv21
2

= p2 + ρgh2 +

ρv22
2

= Hằng số

p + ρ. g. h : áp suất thủy tĩnh
ρ

v2

γv2

(2.3)
(2.4)

: áp suất thủy động

(2.5)

𝛾 = 𝜌 . 𝑔 : trọng lượng riêng

(2.6)

2

=

2g

2.1.3.3 Đơn vị đo các đại lượng cơ bản và ký hiệu
 Áp suất (P)
 Theo đơn vị đo lường SI là Pascal (Pa)
1Pa = 1N/m2
1Pa = 1kg m/s2/m2 = 1kg/ms2
 Đơn vị này khá nhỏ nên người ta thường dùng đơn vị: N/mm2 , N/cm2
1kg/cm2 = 9,8N/cm2
 Nhưng để dễ dàng tính tốn ta lấy 1kg/cm2 = 0,1N/mm2 = 10N/cm2 = 105N/m2
 Ngoài ra ta còn dùng đơn vị bar
1bar = 105Pa
1atm = 9,81. 104 N/m2 ≈ 105 N/m2 = 1 bar
 Theo DIN – tiêu chuẩn của Cộng hòa Liên bang Đức
1kp/cm2 = 0,980665 bar = 0,981 bar
1 bar = 1,01972 kp/cm2 = 1,02 kp/cm2
 Đơn vị KG/cm2 tương đương kp/cm2
 Lực
7