Hệ thống thủy lực trong máy công trình xúc, đào

Hệ thống thuỷ lực ứng dụng trong hầu hết các máy công trình hiện đại. Sự ổn định của hệ thống thuỷ lực là điều kiện tiên quyết để máy làm việc được ở hiệu suất lớn nhất, giảm thời gian và chi phí bảo dưỡng máy, sửa chữa. Các máy có hệ thống thuỷ lực phức tạp có thể kể đến như: máy xúc đào, máy xúc lật và máy đào xúc tổng hợp.

Hệ thống thủy lực trong máy công trình

Hệ thống thuỷ lực ứng dụng trong hầu hết các máy công trình hiện đại. Sự ổn định của hệ thống thuỷ lực là điều kiện tiên quyết để máy làm việc được ở hiệu suất lớn nhất, giảm thời gian và chi phí bảo dưỡng máy, sửa chữa. Các máy có hệ thống thuỷ lực phức tạp có thể kể đến như: máy xúc đào, máy xúc lật và máy đào xúc tổng hợp.

Nhiệm vụ chính của hệ thống thuỷ lực là truyền năng lượng do động cơ điezen tạo ra đến các cơ cấu khác nhau của máy như: gầu đào, di chuyển máy, bàn quay… Động cơ điezen làm quay máy bơm thuỷ lực, dòng dầu cao áp do bơm thủy lực tạo ra chuyển đến xi lanh hoặc mô-tơ thuỷ lực để điều khiển các cơ cấu của máy.
hệ thống thủy lực máy công trình
hệ thống thủy lực máy múc

Ví dụ: như đối với máy đào, xi lanh thuỷ lực điều khiển chuyển động của gầu, tay gầu và cần, còn bộ di chuyển và cơ cấu quay bàn quay được điều khiển bởi mô-tơ thuỷ lực. Do áp suất trong hệ thống thuỷ lực rất lớn, có những hệ thống áp suất lên đến 38 Mpa, nên các phần tử thuỷ lực trong hệ thống có độ chính xác chế tạo cao. Các phần tử này làm việc hiệu quả khi các hạn bẩn trong dầu có kích thước nhỏ hơn 40 Micron. Chính vì vậy đảm bảo dầu thuỷ lực sạch là cần thiết.

Hệ thống thuỷ lực nhiễm bẩn có thể dẫn đến :
– Giảm hiệu suất làm việc của máy.
– Giảm tuổi thọ của các phần tử thuỷ lực
– Các nguyên nhân làm bẩn dầu thuỷ lực có thể là:
– Cặn dầu tạo ra do lẫn nước trong dầu thuỷ lực .
– Sự thâm nhập của bụi bẩn.
– Các hạt kim loại của phần tử thuỷ lực bị mài mòn.

Để đảm bảo làm sạch dầu,  hệ thống thuỷ lực đều sử dụng các thiết bị lọc khác nhau. Có những thiết bị lọc chó phép loại bỏ những hạt  bẩn kích thước đến 10 Micron. Một số vị trí quan trong cần đặt các phần tử lọc như: sau bơm thủy lực , đường dầu hồi về thùng chứa.


Hệ thống bơm thủy lực máy xúc

Để tạo ra dòng dầu thuỷ lực có áp suất cao, các hệ thống thuỷ lực hiện nay chủ yếu sử dụng các  máy bơm thủy lực piston thay thế bơm thủy lực bánh răng và bơm thủy lực cánh gạt được sử dụng trước đó.

Đặc biệt, máy bơm thủy lực pittong có thể điểu chỉnh được lưu lượng, nên tiết kiệm công suất, nâng cao hiệu suất của máy.

Một cải tiến lớn trong hệ thống thuỷ lực hiện nay là đã ứng dụng điện, điện tử vào điều khiển thay thế cho điều khiển cơ học trước đây. Bước tiến này cho phép người lái điều khiển nhẹ nhàng hơn, nâng cao độ chính xác và an toàn. Như vậy cùng với những công nghệ áp dụng cho động cơ điezen, hệ thống thuỷ lực đã tạo ra thế hệ máy xây dựng mới có những khả năng vượt trội, đáp ứng hầu hết các yêu cầu trong công nghệ xây dựng hiện đại và bảo vệ môi trường.

Mô tả sơ đồ hệ thống thủy lực máy xúc

Sau đây chúng tôi xin giới thiệu với các bạn những thông tin chi tiết về sơ đồ hệ thống thủy lực máy xúc đào. Bao gồm các chi tiết chính sau đây: thùng dầu thủy lực, bơm thủy lực, các van điều khiển và cụm van phân phối chính, mô tơ di chuyển, mô tơ quay toa, các xy-lanh thủy lực, lọc dầu thủy lực, ống dẫn dầu, két làm mát cho dau thuy luc.

Nguyên lý làm việc của hệ thống thủy lực máy xúc

Khi động cơ ( 1 ) hoạt động: Công suất sẽ truyền tới bánh đà và tới bơm thủy lực. Bơm thủy lực ( 2 ) làm việc sẽ hút dầu từ thùng để đưa tới cụm van phân phối chính ( 8 ). Người vận hành sẽ tác động tới các van điều khiển phía trên cabin, quay toa, di chuyển. Và khi đã có tác động của từ người vận hành thì 1 dòng dầu điều khiển sẽ mở ra và di chuyển tới cụm van phân phối chính. Dòng dầu điều khiển này sẽ làm nhiệm vụ chính là mở và đóng cụm van phân phối tương ứng cho công tác, quay toa, di chuyển. Đường dầu chính xác sẽ tới các xy-lanh ( 7 ) cần, tay gầu hoặc gầu. Và thế thiết bị công tác sẽ được xử lý làm việc theo như mong muốn của người điều khiển. Đường dầu di chuyển tới mô tơ quay toa ( 5 ) hoặc là mô tơ di chuyển ( 3 ) khiến các mô tơ này quay. Mô-tơ kéo toa quay hoặc là kéo xích thông qua chuyển động cuối và bánh sao để làm cho xe có thể di chuyển. Trước khi về thùng thì đường dầu sẽ được lọc bẩn ở lọc thủy lực và được làm mát ở két mát. Hệ thống van an toàn sẽ có nhiệm vụ giới hạn áp lực hệ thống thủy lực và bình thường nhà sản xuất sẽ lắp chúng ở van phân phối chính. Van sẽ mở ra để dầu chảy về thùng khi áp lực hệ thống đạt đến giới hạn của van.

Bơm thủy lực và sự điều khiển tốc độ động cơ của hệ thống máy xúc

Hầu hết các máy đào thì hệ thống thủy lực đều có 2 bơm thủy lực chính dạng pittông ( 6 ) , ( 8 ), 1 bơm điều khiển ( 7 ) với kiểu bánh răng. Có 1 mạch thủy lực làm mát riêng ở trên các máy công suất lớn, thường thì sẽ có thêm bơm dầu thủy lực mạch quạt làm mát dạng pittông. Đầu ra bơm và áp suất hệ thống cũng như tốc độ của động cơ có 1 mối liên hệ gắn bó với nhau trong suốt thời gian làm việc và sẽ được điều khiển bằng hộp điều khiển bơm và động cơ ( 1 ). Hộp đen sẽ có nhiệm vụ kiểm soát các tín hiệu đầu vào trong suốt quá trình làm việc. Nó sẽ kiểm soát các tín hiệu từ tay ga ( 11 ), màn hình ( 12 ), 2 cảm biến áp lực đầu ra của bơm ( 9 ), cảm biến ga ( 2 ), cảm biến tốc độ động cơ ( 5 ). Và như vậy hộp đen ( 1 ) sẽ làm nhiệm vụ gửi các tín hiệu điều khiển tới bộ điều tốc ( 3 ) với mục đích điều khiển tốc độ của động cơ. Đưa các tín hiệu tới van điện từ tỷ lệ ( 10 ). Dòng dầu điều khiển của bơm dầu điều khiển ( 7 ) sẽ chuyển qua van điện từ tỷ lệ đến điều khiển góc mở đĩa nghiêng trong hai bơm thủy lực chính. Điều này sẽ giúp kiểm soát đầu ra của bơm để phù hợp công suất động cơ cũng như phù hợp với tải làm việc,

Muốn hệ thống thủy lực làm việc hiệu quả thì bắt buộc tất cả các chi tiết bên trong hệ thống phải đạt tiêu chuẩn kỹ thuật tốt. Tất cả tín hiểu vào/ra của hộp điều khiển ( 1 ) phải đáp ứng được các tiêu chuẩn kỹ thuật như quy định.

Trên hình mô tả hệ thống điều khiển thủy lực của một máy xúc

Hệ thống ngăn kéo điều khiển thủy lực

Điều khiển bơm nguồn hệ thống

Điều khiển bơm kết hợp trong hệ thống máy xúc

 

Các thao tác  điều khiển của hệ thống máy xúc

Mạch thủy lực chính:
2 bơm chính dạng bíttông hướng trục điều chỉnh đĩa nghiêng sẽ làm nhiệm vụ điều khiển cho toàn hệ thống truyền động. Dầu sẽ từ bơm đi qua cụm van điều khiển để có thể vận hành những xi-lanh và động cơ thủy lực. Van an toàn trong hệ thống sẽ hạn chế áp suất lớn nhất ở mức 250 bar.

Mạch thủy lực điều khiển:
Bơm cấp dầu điều khiển toàn bộ hệ thống chính là bơm số 3. Hệ thống gồm: bơm chính, van cấp 2 và phanh. Áp suất điều khiển sẽ luôn được giữ ở 15 bar bởi van tràn, riêng áp suất phanh thì lại giữ ở mức là 30 bar.

Dầu hồi sẽ được lọc qua bộ lọc trung tâm:

Nhưng phải lưu ý: Tại van xả áp két làm mát dầu khi nhiệt độ dầu thấp, độ nhớt dầu tăng lên làm cho khối lượng dầu trong két làm mát cũng tăng thêm là lý do chính làm cho áp suất đường dầu cao lên. Và khi áp suất đã đạt mức 1.5 kg/cm2 thì van xả áp phía dưới két làm mát sẽ cho phép dầu trở lại đường hút của bơm thêm 1 lần nữa.

Dầu rò rỉ của bơm và động cơ thủy lực sẽ được hồi tự do về bề dầu, không gặp phải trường hợp tăng áp trong thân bơm cũng như trong động cơ.