Đang tải... (xem toàn văn)
tính toán thiết kế, hệ thống truyền động thủy lực, của cần trục thủy lực, di chuyển bánh xích, với p = 16 MPa, và g = 15 tấn
Sd Đồ án Truyền động thủy khí động lực Mục Lục Lời mở đầu CHỌN MÁY MẪU HITACHI KH100-D 1.1 Giới thiệu cần trục bánh xích 1.2 chọn máy mẫu Hitachi KH100-D SƠ ĐỒ THỦY LỰC VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 2.1 Sơ đồ thủy lực 2.2 Ngun lý hoạt động TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 3.1 Tính tốn hệ thống thủy lực nâng hạ cần 3.1.1 Tính lực tác dụng lên cần trục 3.1.2 Tính tốn lực tác dụng lên động thủy lực 3.1.3 Lưu lượng động thủy lực 3.1.4 Phương trình cân lực cụm xilanh nâng hạ cần 3.1.5 Lưu lượng cung cấp cho xilanh nâng hạ cần 3.1.6 Tính tốn đường ống thủy lực bơm nguồn 3.2 Tính tốn hệ thống thủy lực nâng hạ hàng 3.2.1 Tính tốn lực tác dụng lên động thủy lực 3.2.3 Lưu lượng động thủy lực 3.3 Tính tốn cho hệ thống di chuyển bánh xích 3.3.1 Tính tốn thơng số bánh xích 3.3.2 Lưu lượng động thủy lực di chuyển bánh xích 3.4 Tính tốn cho hệ thống quay toa 3.5 Tính tốn đường ống thủy lực cho hệ thống: nâng hạ hàng, quay toa, di chuyển HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP SỬA CHỮA CẦN TRỤC ĐÁNH GIÁ TÍNH KINH TẾ VÀ KĨ THUẬT TÀI LIỆU THAM KHẢO SVTH: Cao Văn Trung-Lớp 14C4THACO Trang Sd Đồ án Truyền động thủy khí động lực Lời mở đầu Hiện nay, hầu hết máy cơng trình hay thiết bị nâng chuyển kể loại ơtơ khơng thể thiếu hệ thống thủy khí Thủy khí đóng vai trị quan trọng phát triển công nghiệp ôtô Là người kỹ sư, người thợ khí động lực khơng thể khơng nghiên cứu lĩnh vực Kiến thức mà học phần truyền động thủy khí động lực mang lại giúp xây dựng hệ thống thủy lực từ vận dụng kiến thức học phần thủy khí máy thủy khí để tính tốn thiết kế chọn phần tử thủy lực thích hợp Học phải đôi với hành đồ án học phần thiết kế hệ thống truyền động thủy khí động lực hội để vận dụng kiến thức học vào thực tế Không vậy, qua việc làm đồ án cịn có thêm khả đọc catalogue, đọc hiểu sơ đồ thủy lực số máy nâng chuyển Đồng thời trau dồi tiếng anh chuyên ngành Đề tài em chọn tính tốn thiết kế hệ thống truyền động thủy lực cần trục thủy lực di chuyển bánh xích với p = 16 MPa G = 15 Do lần đầu làm quen với việc tính tốn thiết kế hệ thống thủy lực lắp máy nên làm khơng tránh khỏi sai sót, mong q thầy thơng cảm góp ý cho em để hồn thành đồ án tốt Đà nẵng, ngày … tháng … năm 2017 Sinh viên thực Cao Văn Trung Chọn máy mẫu(catalog) : 1.1 Giới thiệu chung cần trục bánh xích : Cần trục loại máy móc thiết bị nâng hạ Đặc điểm chung cần trục hệ máy móc kết hợp sử dụng dây cáp hệ pa lăng để treo móc vật nâng, thường dùng cấu tay cần hay dầm cầu khung cổng để cẩu vật nặng thi cơng, lắp ráp cơng trình xây dựng, hay cẩu bốc xếp hàng hố Cẩu bánh xích loại cẩu có phận di chuyển bánh xích, sức nâng cẩu bánh xích thiết kế lớn sức nâng cẩu bánh lốp nhiều SVTH: Cao Văn Trung-Lớp 14C4THACO Trang Sd Đồ án Truyền động thủy khí động lực • Ưu, nhược điểm cần trục bánh xích - Ưu điểm : + Tải trọng nâng lớn lên đến 3500 cần trục xích chun dung + Chiều cao nâng lên đến 55 m + Làm việc không cần chân tựa cần trục bánh lốp, thay đổi khoảng cách dãi xích + Có khả di chuyển ổn định loại địa hình, đặc biệt địa hình có đất mềm mà khơng bị mắc kẹt Do cẩu xích di chuyển đến vùng làm việc chưa tính tốn trước đất mà khơng lo mắc kẹt + Độ ổn định làm việc cao - Nhược điểm: + Tốc độ di chuyển chậm ( 1,5-3,6 km/h ) + Khó khăn di chuyển đường xa Khi di chuyển từ công trường đên công trường khác phải có thiết bị vận tải chuyên dùng => chi phí cho vận chuyển lớn + Trọng lượng xe lớn • Phạm vi sử dụng : Do tải trọng nâng lớn, khả di động vạn nên cần trục bánh xích sử dụng rộng rãi cơng trình xây dựng dân dụng cơng nghiệp, hồn tồn có khả thay cần trục tháp chuyên dụng 1.2 Chọn máy mẫu : Hitachi KH100-D Tên máy : Hitachi KH100-D SVTH: Cao Văn Trung-Lớp 14C4THACO Trang Sd Đồ án Truyền động thủy khí động lực Đặc tính kĩ thuật: Thơng số chung : Trọng lượng hoạt động Kích thước vận chuyển 30000 kg Rộng Cao 3300mm 3175mm Động Mã hiệu Hãng sản xuất Công suất bánh đà H06C-T Hino 110KW Tốc độ động khơng tải 2000 vịng/phút Momen xoắn lớn Số xi lanh Dung tích buồng đốt 530 N.m 6845 cm3 SVTH: Cao Văn Trung-Lớp 14C4THACO Trang Sd Đồ án Truyền động thủy khí động lực Hệ thống thủy lực Kiểu bơm thủy lực Áp suất làm việc hệ thống Lưu lượng Piston roto hướng trục (thay đổi) 27.4 MPa 400 lít/phút Cơ cấu quay Tốc độ quay vòng/phút Bộ di chuyển Tốc độ di chuyển Khả leo dốc Áp suất tác dụng lên đất Chiều dài dải xích Chiều rộng dải xích Chiều rộng guốc xích 1.8 km/h 22º 0.55 KN/m2 4490 mm 3300 mm 760 mm Cần nâng Chiều dài sở Chiều dài lơn 10000 mm 34000 mm Móc Tốc độ nâng Khả nâng 70 m/phút 30 Móc phụ Tốc độ nâng Khả nâng 70 m/phút Sơ đồ thủy lực nguyên lý hoạt động 2.1 Sơ đồ thủy lực (bảng vẽ A3) 2.2 Nguyên lý hoạt động Nguyên lý hoạt động hệ thống thủy lực gồm có phần : - Hệ thống nâng hạ cần: Động thủy lực điều khiển cấu nâng hạ cần điều khiển nhờ van phân phối 6a, với tác động người lái vào bàn đạp 12a để điều khiển cấu phanh 11a cho động thủy lực nâng hạ cần hoạt động Khi làm việc chế độ nâng cần, cấu phân phối (6a) đẩy vị trí (I) Dầu từ thùng chứa hút lên nhờ bơm (2a), cung cấp dòng dầu làm việc áp suất cao qua van chiều(4a), qua cấu phân phối (6a) đến động thủy lực kéo tời nâng cần (10) thực SVTH: Cao Văn Trung-Lớp 14C4THACO Trang Sd Đồ án Truyền động thủy khí động lực việc nâng cần, đồng thời cấp dầu vào khoang xilanh thủy lực để rút cần piston về, sau dầu chuyển qua cấu phân phối qua tiết lưu lại thùng chứa Ngược lại, làm việc chế độ hạ cần, cấu phân phối (6a) đẩy vị trí (III) Dầu từ thùng chứa hút lên nhờ bơm (2a), cung cấp dòng dầu làm việc áp suất cao qua van chiều(4a), qua cấu phân phối (6a) đến động thủy lực kéo tời nâng cần (10) thực hạ cần, đồng thời cấp dầu vào khoang xilanh thủy lực để đẩy cần piston ra, sau dầu chuyển qua cấu phân phối qua tiết lưu lại thùng chứa Khi đẩy trượt vị trí II: Dầu từ bơm (2a) qua van an toàn (3a) trở thùng chứa Hệ thống di chuyển bánh xích Động thủy lực điều khiển cấu di chuyển bánh xích điều khiển nhờ van phân phối 6b, với tác động người lái vào bàn đạp 12b để điều khiển cấu phanh 11b,11c cho động thủy lực di chuyển bánh xích bên trái bên hoạt động đồng thời với tạo nên chuyển động Khi làm việc chế độ di chuyển tới, cấu phân phối (6b) đẩy vị trí (I) Dầu từ thùng chứa hút lên nhờ bơm (2b), cung cấp dòng dầu làm việc áp suất cao qua van chiều(4b), qua cấu phân phối (6b) đến động thủy lực di chuyển bánh xích bên trái (13) động thủy lực di chuyển bánh xích bên phải (14) thực việc di chuyển tới, sau dầu chuyển qua cấu phân phối qua tiết lưu (5b) qua lọc dầu (1) lại thùng chứa - Ngược lại, làm việc chế độ di chuyển lui, cấu phân phối (6b) đẩy vị trí (III) Dầu từ thùng chứa hút lên nhờ bơm (2b), cung cấp dòng dầu làm việc áp suất cao qua van chiều, qua cấu phân phối (6b) đến động thủy lực di chuyển bánh xích (13) (14) thực di chuyển lui sau dầu chuyển qua cấu phân phối(6b) qua tiết lưu(5b) qua lọc dầu (1) lại thùng chứa Khi đẩy trượt vị trí II: Động thủy lực thực nâng hàng không hoạt động Dầu từ bơm (2b) qua van an toàn (3b) qua lọc dầu (1) trở thùng chứa - Hệ thống nâng hạ hàng SVTH: Cao Văn Trung-Lớp 14C4THACO Trang Sd Đồ án Truyền động thủy khí động lực Động thủy lực điều khiển cấu nâng hạ hàng điều khiển nhờ van phân phối 6d, với tác động người lái vào bàn đạp 12d để điều khiển cấu phanh 11d cho động thủy lực nâng hạ hàng hoạt động Khi làm việc chế độ nâng hàng, cấu phân phối (6d) đẩy vị trí (I) Dầu từ thùng chứa hút lên nhờ bơm (2b), cung cấp dòng dầu làm việc áp suất cao qua van chiều(4d), qua cấu phân phối (6d) đến động thủy lực kéo tời nâng hàng (15) thực nâng hang, sau dầu chuyển qua cấu phân phối qua tiết lưu(5d) lại thùng chứa Ngược lại, làm việc chế độ hạ hàng, cấu phân phối (6d) đẩy vị trí (III) Dầu từ thùng chứa hút lên nhờ bơm (2b), cung cấp dòng dầu làm việc áp suất cao qua van chiều, qua cấu phân phối (6d) đến động thủy lực kéo tời nâng hàng (15) thực hạ hàng sau dầu chuyển qua cấu phân phối qua tiết lưu lại thùng chứa Khi đẩy trượt vị trí II: Động thủy lực thực nâng hàng không hoạt động Dầu từ bơm (2b) qua van an toàn (3d) trở thùng chứa -Hệ thống quay toa Khi quay toa sang trái cấu phân phối (6e) vị trí (I) Dầu từ thùng chứa hút lên nhờ bơm (2b), cung cấp dòng dầu làm việc áp suất cao qua van chiều, qua cấu phân phối (6e) đến động thủy lực quay toa (16) sau dầu chuyển qua cấu phân phối qua tiết lưu(5e) lại thùng chứa Ngược lại, Khi quay toa sang phải cấu phân phối (6e) vị trí (III) Dầu từ thùng chứa hút lên nhờ bơm (2b), cung cấp dòng dầu làm việc áp suất cao qua van chiều, qua cấu phân phối (6e) đến động thủy lực quay toa (16), sau dầu chuyển qua cấu phân phối qua tiết lưu(5e) lại thùng chứa Hệ thống phanh cách ngắt dòng dầu đến động thủy lực, đẩy cấu phân phối (6e) sang vị trí (II) kết hợp cấu phanh đĩa thủy lực (17), nhờ điều khiển cần (8) tác dụng vào piston xilanh bầu phanh (7) cấp dầu cho xilanh con, thực công việc phanh động thủy lực Trên đường ống đẩy bơm ta có đặt van an tồn loại tràn, có nhiệm vụ bảo đảm cho hệ thống an toàn tải ổn định áp suất làm việc cho hệ thống SVTH: Cao Văn Trung-Lớp 14C4THACO Trang Sd Đồ án Truyền động thủy khí động lực Dầu hồi chảy đường ống hồi dầu, qua van tiết lưu, qua lọc dầu (1) thùng chứa Ở ta dùng van tiết lưu điều chỉnh đặt lối động thủy lực để điều chỉnh vận tốc động thủy lực TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC 3.1 Tính tốn hệ thống thủy lực nâng hạ cần 3.1.1 Tính lực tác dụng lên cần trục - Tải trọng nâng : 15 tấn= 15000 kg - Chọn vị trí làm việc góc α = 530 - Chọn thời điểm làm việc lúc cần nâng dài 16 m - Khi đặt tải trọng vào cần trục : P = 15000.9,81 = 147150 N - Trọng lượng cần : mC = 1520 kg => Gc= 1520.9,81= 14911,2 N F1 : Lực giữ cần trục F2 : Lực tác dụng vào xilanh nâng hạ cần trục F3 : Phản lực tác dụng lên chổ đặt cần trục SVTH: Cao Văn Trung-Lớp 14C4THACO Trang Sd Đồ án Truyền động thủy khí động lực Sơ đồ phân tích lực tác dụng lên cần sau: Chọn thời điểm làm việc lúc cần nâng dài 16m, nên : AC=16 m AB=5,2 m AD=10,72 m AH1=AB*sin(21º)=1,86 m AH2=AC*sin(29º)=7,76 m Ta có hệ phương trình cân : ∑Fx = ⇔ F3.cos530 - F2.cos(530 -210 )- F1.cos(530 -290 )= ⇔ F3.cos530 - F2.cos320 - F1.cos240 =0 ∑Fy = ⇔ F3.sin530 - F2.sin(530 -290)- F1.sin(530 - 290 ) -P - Gc = ⇔ F3.sin530 - F2.sin320 - F1.sin240 = 181681,2 ∑MA = ⇔ F1.AH2 + F2.AH1 - Gc.AD.cos530 - P.AC.cos530 = SVTH: Cao Văn Trung-Lớp 14C4THACO Trang Sd Đồ án Truyền động thủy khí động lực ⇔ F1.7,76 + F2.1,86 = 1513112,3 Giải hệ phương trình ta : F1 = 192012,5 N F2 = 12393,2 N F3 = 308935,9 N 3.1.2 Tính tốn lực tác dụng lên động thủy lực nâng hạ cần Động thủy lực biến lượng thủy lực từ bơm dầu thành momen quay để dẫn động tang tời quay tròn làm việc Trên xe cần trục bánh xích động thủy lực kéo tời động thủy lực quay toa làm việc với áp suất dầu cao (14 MPa) Vì cơng suất máy lớn làm việc với momen cao áp suất cao Chính lý mà ta phải chọn loại động thủy lực làm việc với áp suất cao Vì ta chọn động thủy lực loại piston roto hướng trục, loại có đặc điểm sau: - Áp suất làm việc không phụ thuộc vào lưu lượng số vòng quay Dễ dàng điều chỉnh lưu lượng áp suất số vịng quay khơng đổi Hiệu suất cao (tổn thất khí nhỏ, tổn thất rị rỉ ít) η = 0,97 – 0,98 Việc đưa chất lỏng vào khỏi xylanh thực thông qua đĩa phân phối *Cấu tạo nguyên lý hoạt động Bơm-động piston roto hướng trục B b a A Hình 3.1 Bơm – Động piston roto hướng trục Máy piston roto hướng trục bao gồm khối xilanh (1) quay (còn gọi roto) đĩa nghiêng cố định (vành stato) Khi roto quay, lực đẩy lò xo mà đầu piston trụ (2) SVTH: Cao Văn Trung-Lớp 14C4THACO Trang 10 Sd Đồ án Truyền động thủy khí động lực - Vận tốc đường ống đẩy : v2 = m/s; d2 = 25 mm - Vận tốc đường ống hồi : v3 = m/s; d3 = 50 mm - Chọn loại dầu thủy lực dùng hệ thống : PETO CIRCULATING OIL CS 68 + Khối lượng riêng (15oC): ρ = 870 Kg/m3 + Độ nhớt động học 40oC: υ = 68.10-6 m2/s + Chỉ số độ nhớt: 97 + Độ chớp cháy cốc hở COC: 240 oC + Nhiệt độ đông đặc: -12 oC - Chọn bơm làm việc bơm piston roto hướng trục ∗ Tính áp suất bơm pb pb = plv + ∆p Với : ∆p tổn thất áp suất qua cấu chấp hành qua chiều dài đường ống Ta có : ∆p = p1 + p2 Với: + p1 tổn thất qua van phân phối, lấy p1 = 0,2 MPa + P2 tổn thất qua đường ống bao gồm tổn thất dọc đường tổn thất cục p = ρ.g.h d1 + ρ.g.h d2 + ρ.g.h d3 + γ.h c1 + γ.h c2 + γ.h c3 2 2 2 λ1.l 1.v λ l v λ l v ζ.v ζ.v ζ.v = ρ.g + ρ.g + ρ.g + γ + γ + γ 2.d 1.g 2.d g 2.d g 2g 2g 2g 2 2 2 λ1.l 1.v λ l v λ l v ζ = ρ + ρ + ρ + γ v1 + v + v 2.d 2.d 2.d 2g Trong đó: + hd: tổn thất dọc đường λ.l.v hd = 2.d.g [123-1] hc = ζ.v 2g + hc: tổn thất cục [124-1] + l; v; d: chiều dài, vận tốc, đường kính đường ống + ζ: Hệ số tổn thất cục Lấy ζ = 1,1 với loại ống uống cong đột ngột 90o SVTH: Cao Văn Trung-Lớp 14C4THACO Trang 22 Sd Đồ án Truyền động thủy khí động lực + γ: Trọng lượng riêng dầu γ = g.ρ = 9,81.870 = 8534,7 N/m3 + λ: Hệ số ma sát tổn thất dọc đường λ = ƒ(Re,n) v d 1.0,06 Re = 1 = = 882 < 2320 υ 68.10 − ⇒ Chảy tầng v d 6.0,025 Re = 2 = = 2205,8 < 2320 − υ 68.10 v d 1.0,05 Re3 = 3 = = 735,29 < 2320 −6 υ 68.10 [121-1] ⇒ Chảy tầng ⇒ Chảy tầng 64 64 λ = = = 0,072 Re 882 64 64 λ = = = 0,029 Re 2205,8 64 64 λ = = = 0,087 Re 735,29 Vậy tổn thất dọc đường tổn thất cục p2 là: λ l v λ l v λ l v ζ 1 2 p = ρ + ρ + ρ 3 + γ v + v + v 2 3 2.d 2.d 2.d 2g 1 0,072.3,5.12 0,029.4.6 0,087.3,5.12 = 870. + + 2.0,05 2.0,02 2.0,05 8534,7.1,1 2 + 1 + + 2.9,81 = 113852,55 N m = 0,116MPa ⇒ ∆p = p1 + p2 = 0,2 + 0,116 = 0,316MPa Vậy áp suất bơm: pb = plv + ∆p = 16 + 0,316 = 16,316 MPa SVTH: Cao Văn Trung-Lớp 14C4THACO Trang 23 [134-1] Sd Đồ án Truyền động thủy khí động lực ∗ Lưu lượng bơm Qb Lưu lượng bơm : Q Q = lv b η Q Trong : + ηQ: hiệu suất lưu lượng bơm, bơm piston roto hướng trục ηQ = 0,97 ÷ 0,98 Chọn : ηQ = 0,97 + Qlv : lưu lượng làm việc bơm Qlv = Qđ = 207,86 l/phút Do : Q b = Q lv = 207,86 η 0,97 Q = 214,3 l/phút - Kết luận: Vậy ta chọn bơm piston roto hướng trục có + Lưu lượng bơm Qb ≥ 214,3 l/phút + Áp suất bơm pb ≥ 16,316 MPa Đây thông số bơm 2a, kí hiệu sơ đồ thủy lực Ta chọn bơm 2b có thơng số bơm 2a để tính cho hệ thống nâng hạ hàng, di chuyển bánh xích quay toa 3.2 Tính tốn cho hệ thống thủy lực nâng hạ hàng 3.2.1 Tính lực momen tác dụng lên động thủy lực - Áp lực tác dụng lên piston: π⋅d P = p - Lực P thông qua đầu piston tác dụng lên đĩa nghiêng phân thành lực: + N = P.cosγ: thẳng góc với mặt phẳng đĩa bán kính R + Q = P.sinγ: nằm mặt phẳng đĩa, song song trục x - Lực Q gồm thành phần: + Lực tiếp tuyến T = Q.sinϕ tạo momen quay SVTH: Cao Văn Trung-Lớp 14C4THACO Trang 24 Sd Đồ án Truyền động thủy khí động lực + Lực hướng tâm Qn = Q.cosϕ T x Q Qn ϕ o R x x Q P N x y - Momen lực T tạo trục (tính cho piston) M = T.R = Q.sinϕ.R = R.P.sinγ.sinϕ ⇒ M = Rr.P.tgγ.sinϕ - Tổng momen gây trục máy tổng momen piston chịu áp lực gây m M Σ = P.R r tg γ ∑ sin(ϕ + ia) i =0 [170-2] - Vì động thủy lực piston roto hướng trục dẫn động tang tời để nâng hạ hàng nên momen gây tang momen gây trục máy m M Σ = P.R r tg γ ∑ sin(ϕ + ia) = i =0 Fcangday R tang i - Fcangday: Lực căng dây lớn tác dụng vào tang nâng hạ hàng Fcangday = G.9,81.(1 − η) a (1 − η ).η m Trong đó: + G: tải trọng hàng cần nâng G = 15 SVTH: Cao Văn Trung-Lớp 14C4THACO Trang 25 Sd Đồ án Truyền động thủy khí động lực + η : Hiệu suất ròng rọc Chọn η = 0,97 với loại ổ lăn, điều kiện làm việc nhiệt độ cao, bôi trơn + a: Bội suất Palăng Chọn palăng có bội suất a = + m: số rịng rọc dẫn tang, không tham gia việc làm thay đổi bội suất m = Vậy lực căng dây tác dụng lên tang(lực căng cáp nâng vật): Fcangday = 15000.9,81.(1 − 0,97) = 21695,44N (1 − 0,97 ).0,97 - Rtang: bán kính tang tời kéo cáp nâng hạ hàng Lấy Rtang = 0,21 m - i : Tỷ số truyền hộp giảm tốc, chọn i = 16 Vậy momen gây trục động thủy lực: m M Σ = P.R r tg γ ∑ sin(ϕ + ia) = i =0 21695,44× 0,21 = 284,75N.m 16 - Vận tốc chuyển động động thủy lực dẫn động tang nâng hạ hàng Ta có: + Độ cao nâng H = 12 m + Khi nâng vật với độ cao H, bội suất palăng a = độ dài cáp tang là: L = H.a = 12.8 = 96 m + Vận tốc nâng hạ hàng: v= 70 m/phút + Thời gian kéo độ cao nâng H = 12 m t = L/v = 96 / 70 = 1,37 phút ⇒ Số vòng quay tang tời kéo vất lên độ cao H = 10,65 m SVTH: Cao Văn Trung-Lớp 14C4THACO Trang 26 Sd Đồ án Truyền động thủy khí động lực n tang = L 86 = = 73vòng 2.π R tang 2.π 0,21 Vậy số vòng quay trục động thủy lực dẫn động tang nâng hạ hàng n= n tang t i = 73 16 = 852,5vòng/phút 1,37 3.2.2 Lưu lượng động thủy lực nâng hạ hàng Chọn lưu lượng bơm(lưu lượng lý thuyết Qlt) cung cấp cho động thủy lực hệ thống nâng hạ hàng với lưu lượng bơm(Qlt) cung cấp cho hệ thống nâng hạ cần : Qltbom = 214,3 lít/phút = 3,572.10-3 m3/s Lưu lượng lý thuyết động thủy lục : Qltđctl= 0,9 Qltbơm =192,87 lít/ phút =3,125.10-3 m3/s Áp suất bơm pb =16,316 MPa Áp suất dầu động thủy lực : pdc= 0,9 pb =14,684 MPa - Lưu lượng lý thuyết trung bình Q ltdctl = q.n => Lưu lượng riêng động thủy lực : Q ltdctl n 192,87 852,5 q= = =0,226 lít/vịng = 226 cm3/vịng 100 < q < 250 cm3 /vòng nên : Chọn bơm piston roto hướng trục có : Đường kính piston bơm: d =3 4.q π m.z tan γ Trong đó: m - Tỉ số đường kính vịng trịn chia Dr với đường kính piston d, m = z - Số xilanh bơm, chọn z = m = 3.3 - Góc nghiêng đĩa, chọn = 300 SVTH: Cao Văn Trung-Lớp 14C4THACO Trang 27 Dr d Sd Đồ án Truyền động thủy khí động lực Đường kính piston: d =3 4.q π m.z tan γ 4.226 3,14.3,6.9 tan 300 = = 2,49 cm = 24,9 mm Chọn d = 25 mm Đường kính vịng chia: Dr = m.d = 3,6.25 = 90 mm Hành trình piston: S = Drtan = 90 tan300 = 52 mm - Kết luận: Vậy ta chọn động piston roto hướng trục có + Momen động Mđc ≥ 284,75 N.m + Số vòng quay động n ≥ 852,5 vòng/phút + Lưu lượng riêng động q ≥ 226 cm3/vòng + Áp suất làm việc động : p ≥ 14,684 Mpa 3.3 Tính tốn cho hệ thống di chuyển bánh xích 3.3.1 Tính tốn thơng số bánh xích Hệ thống di chuyển bánh xích thiết kế có động thủy lực, ta thiết kế động thủy lực có thơng số Theo catalog nhà sản xuất : - Chiều dài dải xích: 4490 m - Chiều rộng dải xích : 3300m - Chiều rộng guốc xích : 760 m - Khoảng cách bánh xích : 3710 m - Tốc độ di chuyển: 1,8 km/h = 30 m/phút Chọn tỉ số truyền động : i=50 Chiều dài toàn xích : L = 3710.2 + 2.π.R 4490− 3710 Với R bán kính bánh xích: R = =390 mm = 0,39 m L = 3710.2 + 2.3,14.390 = 9869,2 mm = 9,869 m Giả sử xe quãng đường s=9 m SVTH: Cao Văn Trung-Lớp 14C4THACO Trang 28 Sd Đồ án Truyền động thủy khí động lực Thời gian để quãng đường s=9 m : s v 30 t= = = 0,3 phút Số vịng mà bánh xích quay quãng đường s=10 m : s 2.3,14.R 2.3,14.0,39 b = = =3,675 vòng Số vòng quay trục động thủy lực dẫn bánh xích di chuyển : n= b i t = 3,675 0,3 50 =612,5 vòng/phút 3.3.2 Lưu lượng động thủy lực di chuyển bánh xích Chọn lưu lượng bơm(lưu lượng lý thuyết Qlt) cung cấp cho động thủy lực hệ thống di chuyển bánh xích với lưu lượng bơm(Qlt) cung cấp cho hệ thống nâng hạ cần : Qltbom = 214,3 lít/phút = 3,572.10-3 m3/s Lưu lượng lý thuyết động thủy lục : Qltđctl= 0,9 Qltbơm =192,87 lít/ phút =3,125.10-3 m3/s Áp suất bơm pb =16,316 MPa Áp suất dầu động thủy lực : pdc= 0,9 pb =14,684 MPa - Lưu lượng lý thuyết trung bình Q ltdctl = q.n => Lưu lượng riêng động thủy lực : Q ltdctl n 192,87 612,5 q= = =0,226 lít/vịng = 315 cm3/vịng q > 250 cm3 /vịng nên : Chọn bơm piston roto hướng trục có : Đường kính piston bơm: d =3 4.q π m.z tan γ Trong đó: SVTH: Cao Văn Trung-Lớp 14C4THACO Trang 29 Sd Đồ án Truyền động thủy khí động lực m - Tỉ số đường kính vịng trịn chia Dr với đường kính piston d, m = z - Số xilanh bơm, chọn z = 11 m = 4,5 - Góc nghiêng đĩa, chọn = 300 Đường kính piston: d =3 4.q π m.z tan γ Dr d 4.315 3,14.4,5.11 tan 300 = = 2,41 cm = 24,1 mm Chọn d = 25 mm Đường kính vịng chia: Dr = m.d = 4,5.25 = 112,5 mm Hành trình piston: S = Drtan = 112,5 tan300 = 65 mm - Kết luận: Vậy ta chọn động piston roto hướng trục có : + Số vòng quay động n ≥ 612,5 vòng/phút + Lưu lượng động q ≥ 314 cm3/vòng + Áp suất làm việc động : p ≥ 14,684 Mpa 3.4 Tính tốn cho hệ thống quay toa : Chọn lưu lượng bơm(lưu lượng lý thuyết Qlt) cung cấp cho động thủy lực hệ thống di chuyển bánh xích với lưu lượng bơm(Qlt) cung cấp cho hệ thống nâng hạ cần : Qltbom = 214,3 lít/phút = 3,572.10-3 m3/s Lưu lượng lý thuyết động thủy lục : Qltđctl= 0,9 Qltbơm =192,87 lít/ phút =3,125.10-3 m3/s Áp suất bơm pb =16,316 MPa Áp suất dầu động thủy lực : pdc= 0,9 pb =14,684 MPa Ta có : Số vòng quay động quay toa : ndc= i nq Trong : i - tỉ số truyền , chọn i= 35 nq – tốc độ quay toa, nq= vòng/phút ndc= 35.4 =140 vòng/phút SVTH: Cao Văn Trung-Lớp 14C4THACO Trang 30 Sd Đồ án Truyền động thủy khí động lực - Lưu lượng lý thuyết trung bình Q ltdctl = q.n => Lưu lượng riêng động thủy lực : Q ltdctl n 192,87 140 q= = =1.378 lít/vịng = 1378 cm3/vịng q > 250 cm3 /vòng nên : Chọn bơm piston roto hướng trục có : Đường kính piston bơm: d =3 4.q π m.z tan γ Trong đó: m - Tỉ số đường kính vịng trịn chia Dr với đường kính piston d, m = z - Số xilanh bơm, chọn z = 11 m = 4,5 - Góc nghiêng đĩa, chọn = 300 Đường kính piston: d =3 4.q π m.z tan γ Dr d 4.1378 3,14.4,5.11 tan 300 = = 3,94 cm = 39,4 mm Chọn d = 40 mm Đường kính vịng chia: Dr = m.d = 4,5.40 = 180 mm Hành trình piston: S = Drtan = 180 tan300 = 104 mm - Kết luận: Vậy ta chọn động piston roto hướng trục có: + Số vịng quay động n ≥ 140 vòng/phút + Lưu lượng động q ≥ 1378 cm3/vòng + Áp suất làm việc động : p ≥ 14,684 Mpa 3.4 Tính tốn đường ống thủy lực chung cho hệ thống : nâng hạ hàng, quay toa, di chuyển bánh xích SVTH: Cao Văn Trung-Lớp 14C4THACO Trang 31 Sd Đồ án Truyền động thủy khí động lực Vì chọn lưu lượng Qlt nên đường ống thủy lực tính chung cho hệ thống Để tính tiết diện đường ống phải vào vận tốc đường dầu Thông thường, chọn đường ống ta phải đảm bảo tổn thất đường ống nhỏ vừa phải kinh tế Nếu nhỏ tổn thất lớn lớn q tổn thất khơng kinh tế, ta phải cân nhắc lựa chọn cho phù hợp Thông thường, hệ thống thủy lực nói chung vận tốc đường dầu đoạn đường đường ống hệ thống chọn sau : - Đường ống hút : v1 = 0,5 ÷ 1,5 m/s - Đường ống đẩy : v2 = ÷ m/s - Đường ống hồi : v3 = 0,5 ÷ 1,5 m/s Đường kính đường ống tính theo cơng thức sau: d= 4⋅Q π⋅v Trong đó: - Q: lưu lượng qua tiết diện ống, lưu lượng cần thiết cấp cho động thủy lực, m3/s ; - v: vận tốc dầu qua tiết diện ống, m/s a Tính tốn đường ống hút Đường kính đường ống hút là: d1 = 4⋅Q = π ⋅ v1 ⋅ 192,87 = 0,052 ÷ 0,091 m π.(0,5 ÷ 1,5).1000.60 Do đường ống hút cấp dầu từ bể tới bơm nằm thùng dầu, chịu áp cao, ta chọn ống hút ống nhơm thép đúc có đường kính 52 mm với v1 = 1,19 m/s b Tính tốn đường ống hồi Đường kính đường ống hồi là: SVTH: Cao Văn Trung-Lớp 14C4THACO Trang 32 Sd Đồ án Truyền động thủy khí động lực d3 = 4⋅Q = π ⋅ v3 ⋅ 192,87 = 0,052 ÷ 0,091 m π.(0,5 ÷ 1,5).1000 60 Đường ống hồi đế van bể Ta chọn ống hồi làm nhôm thép đúc có đường kính 52 mm với v3 = 1,19 m/s c Tính tốn đường ống đẩy Đường ống đẩy thường chia làm phần: phần nằm từ bơm nguồn tới van phần nằm toàn bể dầu, để làm cho nguồn thêm mỹ quan ta làm ống đẩy phần ống cứng (thường thép đúc) Phần ống đẩy lại nối từ van đến cấu chấp hành ta chọn ống mềm Đường kính đường ống đẩy là: d2 = 4⋅Q = π ⋅ v2 ⋅ 192,87 = 0,024 ÷ 0,026 m π.(6 ÷ 7).1000.60 Vậy ta chọn ống mềm ống cứng có đường kính 24 mm với v2 = m/s chịu áp suất khoảng 16MPa để làm ống đẩy cho hệ thống SVTH: Cao Văn Trung-Lớp 14C4THACO Trang 33 Sd Đồ án Truyền động thủy khí động lực Hư hỏng biện pháp sửa chữa cần trục HIỆN TƯỢNG Khi nâng hạ có tượng phanh bị trơi An tồn nút khơng có chuyển động làm việc NGUYÊN NHÂN – Khe hở má phanh tang lớn - Má phanh bị mòn – Điêu chỉnh khe hở má phanh - Thay má phanh -Ngn điện khơng có - Contactor M CT bị hỏng - Biến TRI bị hỏng - Mạch điện bị hỏng - Hỏng nút bấm – - Đóng Aptomat Đóng contact CT1 Sửa biến Sửa mạch điện Sửa thay nút bấm – - Sửa chữa mạch điện Lắp lại đầu nối Quấn lại thay động Sửa thay contactor Sửa lại nút bấm Sửa chữa phanh – Chuyển động dọc dầm khơng làm việc Mỏ móc chun động lên gạt cần gạt hạn chế hành trình Nút Up Down mỏ móc khơng làm việc BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC Hỏng mạch điện Hỏng đầu mối Động cháy Hư contacto Hư nút bấm Hư phanh – Hư giới hạn hành trình lên - Hư mạch điện phần giới hạn hành trinh - Lỏng đầu dây - Hư contactor - Hư nút bấm điều khiển - Sửa thay giới hạn hành trình - Sửa lại mạch điện - Lắp lại đầu dây - Sửa thay contactor - Sửa thay nút bấm – Hư mạch điện - Lỏng đầu dây - Hư contactor - Hư tay bấm - Công tắc hành-trình làm việc mức ngắt LS2 – Sửa lại mạch điện - Lắp chặt lại đầù dây - Sửa thay mói contactor - Sửa thay nút bấm - Đặt lại cơng tắc hành trình LS2 vị trí bình thường SVTH: Cao Văn Trung-Lớp 14C4THACO Trang 34 Sd Đồ án Truyền động thủy khí động lực Đánh giá tính kinh tế - kỹ thuật Thực tế ta thấy đồ án ta thiên tính kỹ thuật chưa vào tính kinh tế nhiều Để thực thi cơng việc cách kinh tế phải tính tốn giá thành chọn lựa nhóm cấu hợp lý Các cấu, phần tử ta chọn chủ yếu dựa theo tiêu chuẩn nên thời gian, cơng sức chi phí chế tạo, việc tính tốn giá thành chúng dựa giá thị trường Và từ ta chọn lựa chi tiết có thơng số làm việc vừa đủ để đảm bảo cho hệ thống làm việc ổn định bền vững để tránh lãng phí Mặc khác để hạn chế hao phí lượng ta sử dụng động thủy lực để kéo tời nâng hạ hang, nâng hạ cần, quay toa cấu thủy lực khác không dung động điện Tài liệu tham khảo Trần Xuân Tùy - Trần Ngọc Hải, Hệ thống truyền động thủy khí, Nhà xuất Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng 2005 Ngô Vi Châu - Nguyễn Phước Hoàng - Vũ Duy Quang - Nguyễn Huy Chi - Võ Sỹ Quỳnh - Lê Danh Liêm, Bài tập thủy lực máy thủy lực, Nhà xuất Đại Học Trung Học Chuyên Nghiệp, Hà Nội 1972 Phạm Thị Kim Loan, Máy Truyền động thủy khí Nguyễn Văn Hợp - Phạm Thị Nghĩa - Lê Thiện Thành, Máy trục vận chuyển, Nhà xuất giao thông vận tải 2000 PGS TS Nguyễn Thống , Thủy lực đại cương, Trường Đại học Bách khoa TPHCM SVTH: Cao Văn Trung-Lớp 14C4THACO Trang 35 Sd Đồ án Truyền động thủy khí động lực SVTH: Cao Văn Trung-Lớp 14C4THACO Trang 36 ... thiết kế hệ thống truyền động thủy lực cần trục thủy lực di chuyển bánh xích với p = 16 MPa G = 15 Do lần đầu làm quen với việc tính tốn thiết kế hệ thống thủy lực l? ?p máy nên làm không tránh khỏi... m = 0,11 6MPa ⇒ ? ?p = p1 + p2 = 0,2 + 0, 116 = 0,31 6MPa Vậy ? ?p suất bơm: pb = plv + ? ?p = 16 + 0, 316 = 16, 316 MPa SVTH: Cao Văn Trung-L? ?p 14C4THACO Trang 23 [134-1] Sd Đồ án Truyền động thủy khí động. .. 0 ,15 ) , chọn = 0,1 N - Lực vòng g? ?ng tác dụng lên xilanh tính: N = D.b. (p2 + pk) + D.b.(z - 1).pk b – Bề rộng vòng g? ?ng, chọn b = 20 mm p2 - ? ?p suất buồng mang cần, p2 = 1 6MPa z - Số vòng g? ?ng,