Khảo sát & tính toán kiểm nghiệm bộ phận công tác máy đào Komatsu PC 400-7
LỜI NÓI ĐẦU
Sau thời gian 5 năm học tại trường, được sự dạy bảo và hướng dẫn tận tình của
các thầy cô giáo, em đã tiếp thu những kiến thức quí báu mà thầy cô đã truyền đạt.
Mỗi sinh viên trước khi ra trường cần phải qua một đợt tìm hiểu thực tế để kiểm tra và
bổ sung thêm những kiến thức đã học.
Trong đề tài tốt nghiệp em được giao nhiệm vụ: “Khảo sát và tính toán kiểm
nghiệm bộ phận công tác của máy đào Komatsu PC 400-7”. Đây là loại máy đào được
sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực xây dựng các công trình giao thông, khai thác mỏ, đào
và vận chuyển đất đá, …Thông qua đề tài này cho em nắm vững hơn về kết cấu cũng
như nguyên lý làm việc của tất cả các hệ thống có liên quan.
Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, em cũng đã cố gắng làm việc, học hỏi,
tìm tòi, nghiên cứu rất nhiều các tài liệu có liên quan đến hệ thống và các loại máy đào
bánh xích nhằm mong muốn đồ án đạt kết quả tốt nhất. Tuy nhiên, vì bản thân còn ít
kinh nghiệm, kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót.
Em chân thành gởi lời cảm ơn đến thầy giáo: ThS. Nguyễn Văn Đông, Giáo
viên hướng dẫn, đã quan tâm giúp đỡ trong suốt quá trình làm việc và giúp em hoàn
thành đồ án đúng tiến độ.
Đà Nẵng, ngày 29 tháng 05 năm 2010
Sinh viên thực hiện
Thiều Quang Thanh Nam
Trang 1
Khảo sát & tính toán kiểm nghiệm bộ phận công tác máy đào Komatsu PC 400-7
MỤC LỤC
1. TỔNG QUAN 4
1.1. Mục đích, ý nghĩa của đề tài 4
1.2. Công dụng, phân loại và yêu cầu của máy đào 5
1.2.1. Công dụng của máy đào một gầu 5
1.2.2. Phân loại máy đào một gầu 5
1.2.3. Yêu cầu của máy đào một gầu 6
1.3. Giới thiệu chung về máy đào Komatsu PC 400-7 7

3.2.5. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống truyền động của máy đào KOMATSU PC 400-
7 90
TÀI LIỆU THAM KHẢO 94
Trang 3
Khảo sát & tính toán kiểm nghiệm bộ phận công tác máy đào Komatsu PC 400-7
1. TỔNG QUAN
1.1. Mục đích, ý nghĩa của đề tài
Ngày nay cách mạng khoa học kỹ thuật công nghệ đã tác động đến mọi mặt đời
sống kinh tế - xã hội của hầu hết các quốc gia trên thế giới. Tự động hoá, cơ khí hoá đã
tham gia ngày càng nhiều trong quá trình sản xuất tạo nên hiệu quả rất cao.
Máy đào là máy dùng để vận chuyển đất đá, là thiết bị rất quan trọng và không
thể thiếu trong các công trình xây dựng, cầu đường, thủy lợi thủy điện và khai thác các
loại khoáng sản. Trong các công việc làm đất chiếm một khối lượng rất lớn, trong đó
khoảng 45% là do máy đào đảm nhiệm. Máy đào được sử dụng rộng rãi vì chúng dễ
thích nghi với nhiều loại công việc nhờ sử dụng các thiết bị công tác thay thế, các loại
truyền động và những bộ phận di chuyển khác nhau.
Máy đào KOMATSU PC 400-7 là máy đào một gầu có hệ thống truyền động
thuỷ lực, có nhiều ưu điểm về thao tác kinh tế hơn so với máy đào truyền động cơ khí,
nó không những đạt năng suất gấp 1,25 ÷1,5 lần so với các loại máy tương tự có cùng
kích thước mà còn làm tăng mức độ cơ giới hoá một cách đáng kể khi sử dụng vào
những công việc làm đất khác nhau. Máy đào KOMATSU PC 400-7 đã được tiêu
chuẩn hoá và thống nhất hoá các cụm thiết bị dẫn động thuỷ lực, danh mục các chi tiết
dự trữ của máy được giảm bớt đi nhiều và tạo ra khả năng vận dụng sửa chữa liên hợp
để sửa chữa máy, nhờ vậy giảm bớt được việc sửa chữa nhỏ trong công tác sửa chữa
và tăng thêm được thời gian sử dụng hữu ích.
Cải thiện điều kiện lao động nhờ điều khiển tự động hóa, tạo ra khả năng nâng
cao công suất của máy đào, còn tự động hoá sự dẫn động của nó thì dẫn động tiết kiệm
được nguồn năng lượng do việc nâng cao hiệu suất của máy.
Xuất phát từ những ưu điểm về kết cấu và thao tác của máy, cũng như khả năng
sử dụng máy trong nhiều lĩnh vực khác nhau đã đem lại hiệu quả kinh tế cao trong

thành 2 loại chính: Loại làm việc liên tục (máy xúc nhiều gầu) và loại làm việc
tuần hoàn (máy xúc một gầu).
− Theo phương pháp vận chuyển: có loại máy trên bộ và loại máy trên mặt nước.
− Theo kết cấu của cơ cấu di chuyển : có loại máy bánh xích và bánh lốp.
− Theo kiểu động cơ chính đã được sử dụng : loại động cơ diezen và động cơ
điện.
− Theo kiểu truyền lực có hai loại:
Trang 5
Khảo sát & tính toán kiểm nghiệm bộ phận công tác máy đào Komatsu PC 400-7
o Loại truyền động cơ khí: Sự truyền động được truyền trực tiếp từ động
cơ chính đến tất cả các loại cơ cấu nhờ các trục, bánh răng, cặp bánh vít
trục vít, xích và các loại truyền động khác.
o Loại truyền động thuỷ lực: Sự truyền động được thực hiện bằng bơm
thuỷ lực ( một hoặc nhiều bơm) ống dẫn và động cơ thuỷ lực ( mô tơ
hoặc xylanh thuỷ lực) chất lỏng công tác lưu thông tuần hoàn trong ống
dẫn truyền năng lượng từ bơm đến các động cơ thuỷ lực làm chuyển
động các cơ cấu công tác.
1.2.3. Yêu cầu của máy đào một gầu
Hiện nay máy đào một gàu sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng, khai
thác các loại khoáng ( than đá, quặng). Quá trình làm việc của máy đào 1 gầu là 1 chu
kỳ bao gồm việc đào, vận chuyển đất, đá và chuyển dịch máy đào tới vị trí khác khi
chổ đứng máy đào không còn thuận tiện cho việc đào đất được nữa.
Khi máy dịch chuyển, việc đào đất không thể thực hiện được , cho nên thời gian
di chuyển cần được rút ngắn tới mức tối đa.
Chu kỳ công tác của máy đào phải bảo đảm các động tác sau:
− Đào đất ( cắt đất và làm đẩy gầu)
− Chuyển gầu ra khỏi vùng đào để bảo đảm vùng quay không bị trở ngại
− Di chuyển gầu đầy đất ra đến chỗ đổ bằng cách quay cả bàn quay cùng thiết bị
công tác
− Đổ đất ra khỏi gầu vào bãi chứa hoặc vào phương tiện vận chuyển.

14
15
16
17
18
Hình 1-1 Sơ đồ bố trí các cơ cấu của máy đào
1. Xy lanh thuỷ lực gàu 10. Động cơ Điezel
2. Tay gàu 11. Bàn quay
3. Cần 12. Vòng ổ quay
4. Xy lanh thuỷ lực tay gàu 13. Cơ cấu di chuyển
Trang 7
Khảo sát & tính toán kiểm nghiệm bộ phận công tác máy đào Komatsu PC 400-7
5. Ống dẫn 14. Khối phân phối thuỷ lực
6. Gàu 15. Bơm thuỷ lực
7. Xy lanh thuỷ lực cần 16. Đối trọng
8. Buồng lái 17. Ca bô
9. Mô tơ thuỷ lực cơ cấu quay 18. Bình nhiên liệu
Máy đào K0MATSU PC 400-7 là máy đào 1 gầu điều khiển bằng thuỷ lực do
Nhật Bản sản xuất, dùng đào và vận chuyển đất đá. Nó được sử dụng rộng rãi trong
các công trình xây dựng thuỷ lợi
Máy đào K0MATSU PC 400-7 có đặc điểm , thiết bị công tác chính của máy
đào là gầu ngược, mà thể tích của nó có thể trang bị khác nhau tuỳ theo loại đất thi
công
Máy có thể làm việc , các công việc như: đào hố móng, đào hào, đào giống, gàu
quay có thể bảo đảm được điều kiện tốt để đào đất và thao tác vào bãi thải hoặc các
phương tiện vận chuyển
Cấu tạo chung của máy đào bao gồm các bộ phận chính sau: Bộ phận quay của
máy đào K0MATSU được tỳ lên thiết bị di động (13) thông qua vòng ổ quay (12) trên
bàn quay (11) người ta lắp thiết bị công tác, thiết bị động lực, cơ cấu quay, các cơ cấu
dẫn động thuỷ lực và điều khiển thuỷ lực, bình dầu, buồng lái và bộ phận đối trọng.

- Tốc độ thấp nhất
3,0 Km/h
Công suất
246 KW
Trang 9
Khảo sát & tính toán kiểm nghiệm bộ phận công tác máy đào Komatsu PC 400-7
BẢNG 1-2 Các thông số về kích thước
Tên thông số Giá trị Đơn vị
Chiều cao của máy 3635 mm
Chiều dài toàn bộ 11940 mm
Chiều rộng của máy 3340 mm
Chiều dài của bánh xích 5055 mm
Chiều cao của cabin 3265 mm
Chiều rộng của dải xích 600 mm
Khoảng cách từ tâm quay đến đuôi 3645 mm
Khoảng sáng gầm máy 555 mm
Khoảng cách giữa hai trục bánh xích 4020 mm
Khoảng cách từ mặt đường đến đối trọng 1320 mm
Khoảng cách giữa hai trục chủ động 2740 mm
Trang 10
Khảo sát & tính toán kiểm nghiệm bộ phận công tác máy đào Komatsu PC 400-7
4735
11670
7820
9210
6870
10915
7565
Hình 1-3 Các thông số về tầm với máy đào KOM ATSU PC 400-7
BẢNG 1-3 Các thông số về tầm với

4
A-A
Hình 2-1 Động cơ của máy đào KOMATSU PC 400-7
Trang 12
Khảo sát & tính toán kiểm nghiệm bộ phận công tác máy đào Komatsu PC 400-7
1. Đĩa gắn biến mô 5. Bộ phận giảm chấn
2. Lò xo xoắn 6. Ống lót
3. Chốt định vị 7. Giá đỡ phía sau động cơ
4. Đĩa ma sát 8. Giá đỡ phía trước động cơ
2.1.2. Hệ thống truyền động thủy lực
2.1.2.1. Giới thiệu chung về hệ thống
Hệ thống truyền động thuỷ lực là phương pháp truyền động được sử dụng rất
phổ biến và trở thành một trong những khuynh hướng phát triển của loại máy đào này.
theo nguyên lý làm việc truyền động thuỷ lực được chia ra làm 2 loại:
- Truyền động thuỷ lực
- Truyền động thuỷ tĩnh (còn gọi là truyền động thể tích).
* Truyền động thuỷ động:
Với phương pháp truyền động này không có mối liên hệ cứng giữa khâu chủ
động và khâu bị động. Để truyền năng lượng tới khâu bị động (trục tuabin) động năng
được sử dụng làm quay bánh bơm. Ở đây, trục bánh bơm quay nhận trực tiếp chuyển
động quay của trục động cơ hoặc cơ năng khác.
* Truyền động thể tích:
Là phương pháp truyền động có chức năng đảm bảo môi liên hệ cứng (trong
giới không thể nén được của chất lỏng) giữa khâu chủ động và bị động của bộ truyền
động thuỷ lực, có truyền dẫn năng lượng do bơm tạo ra đến động cơ thuỷ lực ( xi lanh
thuỷ lực hoặc động cơ thuỷ lực) qua chất lỏng công tác để truyền vào một khoang kín.
*Ưu, nhược của phương pháp truyền động thuỷ lực:
Ưu điểm:
− Để thực hiện điều chỉnh về cấp và tự động điều chỉnh vận tốc chuyển động của
bộ phận làm việc trong máy ngay cả khi máy đang làm việc.

17 11
14
20
10
16 9
14
26
20
8
14
20 7
16
18
6
15
20 12
14
29A
2A
P1P2
2B
31
3228A
14
1321
14
22
17
16
23

1.Thùng dầu thuỷ lực
2A. Bơm chính trước
2B. Bơm chính sau
3A. Van điều chỉnh mô men (TVC) bơm trước
3B. Van điều chỉnh mô men (TVC) bơm sau
4A. Van cảm nhận tải trọng (LS) bơm trước
4B. Van cảm nhận tải trọng (LS) bơm sau
5A. Van nhập tách lưu lượng chính
5B. Van nhập tách lưu lượng tải trọng (LS)
6. Van quay gàu
7. Van di chuyển bên phải
8. Van quay cần thấp
9. Van quay toa
10. Van quay di chuyển bên trái
11. Van tay quay cần thấp
12. Van quay cần cao
13. Van quay tay cầm cao
14. Van tiêu áp, nới van con thoi
15. Van tiêu áp với van con thoi đồng bộ cuộn gàu
16. Van tiêu áp không có con thoi, di chuyển
17. Van hút an toàn
18. Van hút an toàn , cuộc gàu
19. Van hút an toàn hai giai đoạn , hạ thấp cần
20. Rắc co
21. Van con thoi LS, gàu
22. Van con thoi LS, di chuyển phải
23. Van con thoi LS, cần
Trang 16
Khảo sát & tính toán kiểm nghiệm bộ phận công tác máy đào Komatsu PC 400-7
24. Van con LS, di chuyển trái

9
10
11
C
C
C_C
13
12
Hình 2-3 Kết cấu của bơm chính trên máy đào Komatsu PC 400-7
1. Trục bơm trước 7. Block xylanh
2. Giá lắc 8. Đĩa phân phối
3. Vỏ bơm trước 9. Mặt bích nối giữa hai bơm
4. Cam lắc 10. Trục bơm sau
5. Đế 11. Vỏ bơm sau
6: Piston 12. Piston trợ lực
Block xi lanh (7) được nối với trục (1) bởi rãnh then, trục (1) được đỡ bởi phần
trước và sau của giá đỡ. Đỉnh piston (6) có dạng cầu lõm, và đế (5) được lăn trên trên
đỉnh lõm này. Pistol (6) và đế (5) liên kết dưới dạng chỏm cầu.
Cam lắc (4) có mặt phẳng A, và đế (5) luôn chịu lực ép tạo ra bởi bề mặt này
khi cam lắc (4) chuyển động vòng tròn. Cam lắc (4) sẽ đưa dầu có áp suất cao ở tại bề
Trang 18
Khảo sát & tính toán kiểm nghiệm bộ phận công tác máy đào Komatsu PC 400-7
mặt hình trụ B với giá lắc (2), giá lắc (2) được bắt chặt vào vỏ bơm (3), dưới dạng áp
suất tĩnh khi cam lắc trượt.
Pistol (6) thực hiện chuyển động tương đối theo hướng dọc trục bên trong mỗi
buồng xi lanh trong block xi lanh (7).
Block xi lanh (7) sẽ bịt kín dầu mang áp suất tới đĩa phân phối (8) và thực hiện
chuyển động quay vòng tương đối. Bề mặt này được thiết kế để cân bằng áp suất dầu
được duy trì tại mức độ thích hợp. Dầu trong mỗi buồng hút xi lanh của block xi lanh
(7) được hút vào và được mang đi qua đĩa phân phối (8).

dầu sẽ được đưa đi trong suốt kì làm việc này. Mặt khác, thể tích buồng F tăng lên, và
khi thể tích trở nên lớn hơn thì dầu cũng sẽ được hút vào nhờ chênh áp.
b.3 Giai đoạn 3
X
1
4
5
A
7
B
Hçnh 2-7 Giai âoaûn 3
Hình 2-6 Giai đoạn 3
Nếu đường tâm X của cam lắc lúc này trùng với đường tâm của block xi lanh
(7) thì thể tích giữa hai buồng E và F là bằng nhau. Như vậy, bơm không làm việc
(trong thực tế góc lắc α không bao giờ bằng 0).
c. Điều chỉnh lưu lượng dầu
Trang 20
Khảo sát & tính toán kiểm nghiệm bộ phận công tác máy đào Komatsu PC 400-7
2 4
Hçnh 2-8 Âiãöu chènh læu læåüng dáöu
13
12
Hình 2-7 Điều chỉnh lưu lượng dầu
Nếu góc lắc α trở nên lớn hơn thì sự khác nhau về thể tích của buồng E và F trở
nên lớn hơn và lưu lượng Q cũng sẽ tăng lên. Góc lắc α được điều chỉnh bởi pistol trợ
lực (12), nó dịch chuyển qua lại được theo tín hiệu áp suất từ van PC và LS. Chuyển
động theo đường thẳng này được truyền qua thanh truyền (13) tới cam lắc (4) và cam
lắc được tựa lên giá lắc (2) bằng bề mặt dạng trụ, trượt trong chuyển động quay theo
hướng mũi tên như hình vẽ bên.
Đối với pistol (12), vùng tiếp nhận áp suất ở bên phải hay trái nó là không

có thể quay được nhờ sự chuyển động của hai dải xích khác nhau. Ở cơ cấu di chuyển
kiểu bánh xích thì không cần sang số truyền động mà tốc độ của máy xúc sẽ tự động
điều chỉnh bởi mô tơ thuỷ lực.
Hệ thống truyền lực di chuyển của máy đào KOMATSU PC 400-7 bao gồm có
bơm được dẫn động từ động cơ diêzen (6), nó cung cấp chất lỏng công tác có áp lực
đến các mô tơ di chuyển (5), (11). Việc điều khiển sự làm việc của cơ cấu di chuyển
được thực hiện bởi sự di chuyển các van trượt trong khối van phân phối thủy lực (3).
Mô tơ di chuyển (5) dẫn động xích để tiến hành di chuyển. Việc dẫn động từ
bánh xích chủ động tới bánh xích dẫn hướng (1) thông qua dải xích. Mô tơ di chuyển
Trang 22
Khảo sát & tính toán kiểm nghiệm bộ phận công tác máy đào Komatsu PC 400-7
(5) là loại mô tơ thủy lực mô men thấp nên để dẫn động mô tơ này người ta lắp thêm
bộ bánh răng hành tinh trong truyền động xích (4).
*Ưu điểm
− Cho phép giảm áp lực đè lên nền
− Hệ số bám lớn do đó tận dụng được sức kéo từ động cơ tốt hơn
− Khả năng vượt dốc cao
*Nhược điểm
− Trọng lượng lớn, có khi chiếm tới 40% trong lượng toàn bộ máy
− Cấu tạo phức tạp, chóng mòn, làm việc ồn
− Thời gian phục vụ ngắn khoảng 1500- 2000 (h)
− Tốc độ di chuyển thấp
2.2.1.1. Mô tơ di chuyển
Hình 2-8 Mô tơ di chuyển
*Ưu điểm chính
− Mô men khởi động và chống quá tải tốt.
− Điều chỉnh tốc độ dễ dàng.
− Kết cấu lắp đặt nhỏ gọn.
− Làm việc được ở môi trường khắc nghiệt: dầu, ngập nước, phòng nổ…
*Nhược điểm

15
22
12
22
11
Hình 2-9 Kết cấu mô tơ thuỷ lực
1. Trục lấy công suất 2. Vỏ mô tơ
3. Piston 4. Xi lanh
5. Đĩa van 6. Nắp
7. Van 8. Piston điều chỉnh
9. Tấm ma sát 10. Đĩa
Trang 24
Kho sỏt & tớnh toỏn kim nghim b phn cụng tỏc mỏy o Komatsu PC 400-7
11. Lũ xo van kim tra 12. Van kim tra
13. Van cõn bng i trng 14. Lũ xo hi van trt
15. Van an ton 16. Van iu chnh
17. Lũ xo 18. Lũ xo phanh
19. Piston phanh 20. Van kim tra
21. Lũ xo hi con trt 22. Lũ xo van kim tra
2.2.1.2. Nguyờn lý lm vic
a. s vũng quay thp (gúc ca a lc mụ t t cc i)
Van õióỷn tổỡ
di chuyóứn
Van tổỷ giaớm aùp
Van õióửu khióứn
di chuyóứn
Hỡnh 2-10 Mụ t lm vic s vũng quay thp
Van in t b ngt in, vỡ th du thy lc t bm chớnh s khụng chy ti
khoang P. Vỡ th, pistol iu chnh (8) s b y bi lũ xo (17).
Du thy lc ỏp sut cao t van iu khin s y van kim tra (20), qua van