Khảo sát hệ thống truyền động thủy lực trên máy đào Kobelco SK-200
LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển chung của đất nước, cơ sở hạ tầng cho ngành giao thông
vận tải nói riêng và trên tất cả các lĩnh vực kinh tế xã hội nói chung đang phát triển
rộng khắp. Để phục vụ cho lĩnh vực này, máy công trình là một trong những công cụ
chủ lực, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng các công trình.
Ngày nay khoa học công nghệ của thế giới nói chung và nước ta nói riêng đã và
đang phát triển mạnh; đặc biệt là điều khiển tự động bằng thủy lực, khí nén, điện cũng
như điện tử. Trên các máy công trình ngày nay cũng được hiện đại hóa không chỉ với
hệ điều khiển mà cả hệ truyền lực, hầu như tất cả chức năng điều khiển và truyền động
đều bằng thủy lực. Đề tài đồ án tốt nghiệp em chọn cũng theo xu hướng này, tên đề tài
là “Khảo sát hệ thống truyền động thủy lực trên máy đào Kobelco SK-200”. Đề
tài tốt nghiệp sẽ giúp em củng cố thêm những kiến thức đã học, nâng cao và hiểu sâu
hơn về khả năng ứng dụng của truyền động thủy lực trên tất cả các lĩnh vực. Đặc biệt
trong lĩnh vực máy công trình, truyền động thủy lực đã thay thế các truyền động cơ khí
cổ điển.
Được sự giúp đỡ tận tình của thầy Nguyễn Võ Đạo cùng cô Phạm Thị Kim
Loan, quý thầy cô cùng các bạn; với sự nỗ lực và cố gắng của bản thân, sau hơn ba
tháng em đã hoàn thành đề tài tốt nghiệp của mình. Vì thời gian có hạn, kinh nghiệm
thực tế chưa nhiều, nên không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được quý thầy
cô đóng góp thêm ý kiến để đề tài của em được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng, em xin cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Võ Đạo cùng cô Phạm
Thị Kim Loan, quý thầy cô trong khoa Cơ khí giao thông và trong trường Đại học
Bách khoa đã tận tình hướng dẫn, giáo dục đào tạo em trong suốt 5 năm ở dưới mái
trường Đại học.
- 1 -
Đà Nẵng, ngày 4 tháng 6 năm 2010
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Cường
Khảo sát hệ thống truyền động thủy lực trên máy đào Kobelco SK-200
1. Mục đích, ý nghĩa của đề tài
Như chúng ta đã biết, nền kinh tế nước ta đang có những bước phát triển vượt bậc
Huyndai, Daewoo… Trong đó hãng Kobelco là một trong những hãng có số lượng
máy đào nhập khẩu lớn nhất vào thị trường Việt Nam trong những năm vừa qua.
Trong những chủng loại máy xây dựng được nhập khẩu về Việt Nam thì máy
xúc đào luôn là chủng loại được nhập nhiều nhất. Với nhu cầu máy móc cho các
công trình xây dựng cơ sở hạ tầng, giao thông ngày càng tăng nên trong tháng
03/2009 lượng máy xúc đào đã tăng mạnh (tăng 46% về lượng) đưa chủng loại này
lần đầu tiên kể từ tháng 07/2008 đạt con số nhập khẩu trên 1000 chiếc/tháng. Trong
đó số lượng máy đào Kobelco nhập khẩu chỉ đứng sau Komatsu và Daewoo (Komat
su 288 chiếc, Daewoo 215 chiếc, Kobelco 122 chiếc), hứa hẹn trong tương lai sẽ
còn tăng nhiều về số lượng.
Cùng với sự tăng nhanh về số lượng các loại máy xúc đào nhập khẩu thì
vấn đề bảo dưỡng, sửa chữa chúng trong suốt thời gian làm việc là điều cần được
quan tâm, trong đó truyền động thủy lực là loại truyền động chính trên các máy đào
hiện nay. Vì vậy mà em chọn đề tài “Khảo sát hệ thống truyền động thủy lực trên
máy đào Kobelco SK-200”, ngoài việc củng cố thêm những kiến thức đã học, nâng
cao hiểu biết về khả năng ứng dụng của truyền động thủy lực trên tất cả các lĩnh
vưc, đặc biệt là lĩnh vực máy công trình, còn có thể tìm hiểu kỹ hơn về cách vận
hành, bảo dưỡng, sửa chữa một loại máy đào nhằm phục vụ tốt hơn cho quá trình
công tác sau này.
2. Tổng quan về các phương pháp truyền động trên máy đào
2.1. Truyền động cơ khí
Đây là phương pháp truyền động quen thuộc và có một thời gian dài từng được coi
là hình thức truyền động quan trọng nhất. Những kiểu truyền động này bao gồm:
truyền động bánh răng, truyền động xích, truyền động bánh vít.
+ Truyền động bánh răng: loại truyền động này thường được sử dụng rộng rãi
nhất . Người ta thường dùng nó để truyền chuyển động quay cho trục ra. Tùy theo
cách bố trí trục ra song song hoặc lệch góc mà người ta sử dụng bánh răng trụ hoặc
bánh răng côn. Loại truyền động này vẫn còn được sử dụng trong các bộ giảm tốc.
+ Truyền động xích: là cơ cấu truyền chuyển động giữa các trục song song
nhờ dây xích ăn khớp vào các răng của hai đĩa xích. Căn cứ vào số dãy răng trên đĩa
+ Truyền động thể tích: là phương pháp truyền động có chức năng đảm bảo
mối liên hệ cứng (trong giới hạn không thể nén được của chất lỏng) giữa khâu chủ
- 4 -
Khảo sát hệ thống truyền động thủy lực trên máy đào Kobelco SK-200
động và khâu bị động của bộ truyền động thủy lực, có truyền dẫn năng lượng do
bơm tạo ra đến bộ phận chấp hành (xy lanh thủy lực hoặc động cơ thủy lực) qua
chất lỏng công tác để truyền vào một khoang kín.
Ưu, nhược điểm của phương pháp truyền động thủy lực:
Ưu điểm:
- Dễ thực hiện điều chỉnh vô cấp và tự động điều chỉnh vận tốc chuyển động
của bộ phận làm việc trong máy ngay cả khi máy đang làm việc
- Truyền động công suất làm việc lớn và xa
- Cho phép đảo chiều chuyển động của các bộ phận làm việc của máy dễ dàng
- Có thể đảm bảo cho máy làm việc ổn định không phụ thuộc vào sự thay đổi tải
trọng ngoài
- Kết cấu gọn nhẹ, có quán tính nhỏ do trọng lượng trên một đơn vị công suất
của truyền động nhỏ
- Do chất lỏng làm việc trong truyền động thủy lực là dầu khoáng nên có điều
kiện bôi trơn tốt các chi tiết
- Truyền chuyển động êm hầu như không có tiếng ồn
- Độ tin cậy và độ bền cao
- Điều khiển nhẹ nhàng
Nhược điểm:
- Khó làm kín các bộ phận làm việc, chất lỏng làm việc dễ bị rò rỉ hoặc không
khí dễ bị lọt vào, làm giảm hiệu suất và tính chất làm việc ổn định của truyền
động
- Vận tốc truyền động bị hạn chế vì phải đề phòng hiện tượng va đập thủy lực,
tổn thất cột áp, tổn thất công suất lớn và xâm thực
- Yêu cầu chất lỏng làm việc tương đối phức tạp, độ nhớt phải thích hợp ít thay
đổi khi nhiệt độ và áp suất thay đổi
Lực kéo tấn
11,5/16,3
Kích thước
tổng quát
Chiều dài tay cần mm 2400 2940 3300
Chiều dài toàn bộ mm 9310 9320 9310
Bề rộng toàn bộ mm 2800 2800 2800
Chiều cao toàn bộ mm 3060 2910 2890
Khoảng sáng gầm mm 465 465 465
Bánh xích
Chiều dài toàn bộ của xích mm 4070
Khoảng cách tâm của máy mm 2200
Khoảng cách tâm của xích mm 3280
Bề rộng của mắt xích /
Áp lực lên mặt đất
mm;
KG/cm
2
Đế có gân 600 / 0,44
800 / 0,34
- 6 -
Khảo sát hệ thống truyền động thủy lực trên máy đào Kobelco SK-200
Đế tam giác 900 / 0,30
Động cơ
Hãng sản xuất / kiểu mẫu MITSUBISHI 6D31T
Loại 4 kỳ làm mát bằng nước, phun trực
tiếp, tuabin tăng áp bằng khí xả
Công suất đầu ra ps;vg/ph 135/ 2150
Mô men lớn nhất KGm;vg/ph
47 / 1700
Bơm chính
Loại Bơm piston thay đổi lưu lượng
Lưu lượng riêng cc/vòng 97,2 / 2
Lưu lượng cực đại L/phút 208 / 2
Áp suất KG/cm
2
290 (350 tăng áp di chuyển)
Bơm điều khiển
Loại Bơm bánh răng
Lưu lượng riêng cc/phút 9,08
Lưu lượng cực đại L/phút 19,4
Áp suất làm việc KG/cm
2
50
Trọng lượng KG 125 + 1,6
Van phân phối
Sản xuất KAWASAKI HEAVY
Mẫu KMX15C / 23015
Áp suất làm việc của van an toàn KG/cm
2
290
Hệ điều khiển Điều khiển từ xa
Trọng lượng KG 127 (5 van); 19 (1 van)
Mô tơ quay toa
Sản xuất KAWASAKI HEAVY
Mẫu M2X150AOB-10A-02
Loại Pit tông hướng trục
Lưu lượng riêng cc/vòng 148,5
Áp suất làm việc KG/cm
2
Lỗ x Cần x Hành trình mm
Φ145 x Φ100 x 1453
Số lượng 1
Trọng lượng KG 250
Gàu
Lỗ x Cần x Hành trình mm
Φ120 x Φ80 x 1110
Số lượng 1
Trọng lượng KG 135
Sức chứa của thùng dầu thủy lực L 150
- 9 -
Khảo sát hệ thống truyền động thủy lực trên máy đào Kobelco SK-200
3.3. Trọng lượng các cấu thành của máy đào Kobelco SK-200
Bảng 3-3: Trọng lượng của các cấu thành (trọng lượng khô); Đơn vị: KG
Toàn bộ máy 18700
1. Cụm phía trên
1.1. Đối trọng
1.2. Cabin
1.3. Xy lanh cần
1.4. Động cơ, bộ tản nhiệt
1.5. Cụm bơm
1.6. Van phân phối
1.7. Thùng nhiên liệu
1.8. Thùng dầu thủy lực
1.9. Mô tơ quay toa và bộ giảm tốc
8660
3850
260
205
550
3.1. Cụm gàu xúc (0,7 m
3
)
3.2. Cụm tay cần (2,94 m)
3.2.1. Tay cần
3.2.2. Xy lanh điều khiển gàu
3.2.3. Khâu nối đệm
3.2.4. Khâu nối gàu xúc
3.2.5. Chốt (để lắp ghép xy lanh tay cần và gàu)
3.3. Cụm cần
3.3.1. Cần
3.3.2. Xy lanh tay cần
3.3.3. Chốt (lắp ghép tay cần)
3265
620
1000
620
145
60
90
50
1635
1330
270
20
4. Dầu, mỡ, nước làm mát…
4.1. Dầu thủy lực, dầu máy
4.2. Nhiên liệu
4.3. Nước làm mát
525
J: Chiều rộng của đầu tay cần (với bạc lót)
K, M: Chiều rộng của ống lót
L: Chiều rộng của đầu tay cần
N, O: Chiều rộng phía trong của giá đỡ
P: Chiều dài của bản lề
Q: Chiều dài của cần đẩy
- 13 -
Hình 4-2: Các kích thước của tay cần
Khảo sát hệ thống truyền động thủy lực trên máy đào Kobelco SK-200
d1, d2, d3, d4, d5: Đường kính của chốt
c/ Kích thước gàu
A: Khoảng cách giữa các chốt của giá đỡ
B: Khoảng cách từ chốt giá đỡ tới đỉnh răng gàu
D: Chiều rộng bên ngoài của giá đỡ
E: Chiều rộng bên trong của giá đỡ
F: Chiều rộng ngoài của lưỡi cắt
I, IO: Bước răng gàu
d1, d2: Đường kính của chốt
Bảng 4-1: Bảng giá trị kích thước của thiết bị công tác trên máy đào SK-200 [mm]
- 14 -
Hình 4-3:
Các kích thước của gàu
Khảo sát hệ thống truyền động thủy lực trên máy đào Kobelco SK-200
Cần Tay cần Gàu [m
3
]
5,6 m 2,4m
2,94m
3,3m 0,45 0,6 0,7 0,8 0,9 1,1
A 5600 2400 2940 3300 430 430 430 430 430 430
H
R2700
352.3 272 238.5 - - - - - -
I 122 - - - I 287 200 223 255 230 280
J - 325 325 325
IO
287 200 223 254 237 280
K - 305 305 305
L - 325 325 325
M
- 352 352 352
N - 122 122 122
O - 102 102 102
P - 646 646 666
Q - 640 640 640
d1
φ70 φ80 φ80 φ80 φ80 φ80 φ80 φ80 φ80 φ80
d2
φ75 φ70 φ70 φ70 φ80 φ80 φ80 φ80 φ80 φ80
d3
φ70 φ85 φ85 φ85
- - - - - -
d4
φ70 φ80 φ80 φ80
- - - - - -
d5
-
φ80 φ80 φ80
- - - - - -
4.2. Cự ly làm việc
Tay cần
2,94 m + 1,5 m
nối dài;
0,45 m
3
gàu
A: Tầm với đào xa nhất 9,39 9,85 10,14 10,79 11,26
A’: Tầm với xa nhất
ở mức chuẩn
9,21 9,68 9,98 10,64 11,11
B: Độ sâu đào lớn nhất 6,12 6,67 7,02 7,64 8,18
C: Độ cao đào lớn nhất 9,43 9,59 9,62 10,14 10,28
D: Cự ly đổ cao nhất 6,59 6,76 6,82 7,30 7,45
E: Cự ly đổ thấp nhất 2,87 2,33 1,97 1,35 0,81
F: Độ sâu đào thẳng góc 5,46 6,00 6,19 6,97 7,48
G: Bán kính quay nhỏ nhất
3,59 3,48 3,52 3,35 3,48
H: Độ cao ở bán kính quay
nhỏ nhất
7,59 7,54 7,54 7,59 7,54
I: Độ cao ở đáy đào phẳng
5,90 6,46 6,82 7,50 8,05
K: Khoảng đặt gàu ngang 4,08 5,24 5,90 6,37 7,65
L: Khoảng đào gần nhất 2,98 2,28 1,91 2,09 1,29
- 17 -
Khảo sát hệ thống truyền động thủy lực trên máy đào Kobelco SK-200
Bảng 6-3: Cự ly làm việc với các loại thiết bị đào gàu thuận [m]
Loại thiết bị
Cự ly
A: Tầm với đào xa nhất 9,50 9,96 10,25 10,90 11,37
A’: Tầm với xa nhất
ở mức chuẩn
9,33 9,79 10,09 10,75 11,23
B: Độ sâu đào lớn nhất 6,23 6,77 7,13 7,75 8,29
C: Độ cao đào lớn nhất 9,60 9,77 9,83 10,31 10,46
D: Cự ly đổ cao nhất 6,51 6,66 6,71 7,23 7,36
D’: Cự ly đổ cao nhất (45
0
)
6,37 6,63 6,72 6,88 7,18
E: Cự ly đổ nhỏ nhất 2,76 2,22 1,86 1,24 0,70
F: Bán kính quay nhỏ nhất
3,59 3,48 3,52 3,59 3,48
G: Độ cao ở bán kính
quay nhỏ nhất
7,59 7,54 7,54 7,59 7,54
K: Khoảng đặt gàu ngang 3,07 3,91 4,46 5,65 6,65
L: Khoảng đào gần nhất 6,05 5,68 5,42 4,88 4,35
- 19 -
Hình 4-6: Cự ly làm việc với thiết bị gàu ngoặm
Khảo sát hệ thống truyền động thủy lực trên máy đào Kobelco SK-200
Bảng 4-4: Cự ly làm việc với thiết bị gàu ngoặm [m]
Loại thiết bị
Cự ly
Tay cần 2,4 m với gàu 0,5 m Tay cần 2,94 m với gàu 0,5 m
3
A: Tầm với đào xa nhất 8,80 9,26
B: Độ sâu đào lớn nhất 7,78 8,32
C: Độ cao đào lớn nhất 5,35 5,52
5.1. Bố trí chung các phần tử của HTTĐTL trên máy đào Kobelco SK-200
- 25 -
Hình 5-1: Bố trí chung trên máy đào
Xy lanh gàu
Xy lanh tay cần
Xy lanh cần
Thùng dầu thủy lực
Lọc dầu thủy lực
Mô tơ di chuyển bên phải
Mô tơ quay toa
Bơm thủy lực
Tổng van phân phối
Két làm mát dầu
Mô tơ di chuyển bên trái
15. Khớp quay
Hình 5-1.a
Copyright: Tài liệu đại học ©