Mô tả hệ thống thủy lực của máy xúc đào

Trong hệ thống thuỷ lực trên máy xúc đào bao gồm các linh kiện sau: thùng dầu thuỷ lực, bơm thuỷ lực, cụm van phân phối chính và các van điều khiển, mô tơ quay toa, mô tơ di chuyển, các xi lanh thuỷ lực, đường ống dẫn dầu, lọc dầu thuỷ lực, bộ làm mát dầu thuỷ lực.
 

Nguyên lý làm việc của các thành phần trong hệ thống thủy lực máy xúc

Nguyên lý làm việc Khi động cơ (1) làm việc. Công suất được truyền qua bánh đà đến bơm thuỷ lực. Bơm thuỷ lực (2) làm việc, hút dầu từ thùng dầu và đẩy đến cụm van phân phối chính (8). Trên ca bin người vận hành sẽ tác động đến các cần điều khiển thiết bị công tác, quay toa, di chuyển. Khi có sự tác động của người vận hành một dòng dầu điều khiển sẽ được mở đi đến cụm van phân phối chính. Dòng dầu điều khiển này sẽ có tác dụng đóng/mở cụm van phân phối tương ứng cho thiết bị công tác, quay toa, di chuyển. Đường dầu chính đến các xi lanh (7) cần, tay gầu hoặc gầu.

Như vậy thiết bị công tác có thể làm việc theo ý muốn của người vận hành. Đường dầu đi đến mô tơ quay toa (5) hoặc mô tơ di chuyển (3) làm cho các mô tơ này quay. Mô tơ sẽ kéo cho toa quay hoặc kéo xích thông qua truyền động cuối và bánh sao làm cho xe di chuyển được. Đường dầu trước khi về thùng được làm mát ở két mát và được lọc bẩn ở lọc dầu thuỷ lực. Áp lực của hệ thống thuỷ lực được giới hạn bởi van an toàn, thông thường được lắp ở cụm van phân phối chính. Khi áp lực hệ thống đạt đến giới hạn của van thì van sẽ mở ra và cho dầu chảy về thùng.

Bơm thủy lực và sự điều khiển tốc độ động cơ

Hệ thống thuỷ lực trên máy đào thông thường có 02 bơm thuỷ lực chính kiểu piston (6), (8), một bơm dầu điều khiển (7) kiểu bánh răng. Trên các máy công suất lớn có thêm một mạch thuỷ lực làm mát riêng, thì thường có thêm bơm dầu thuỷ lực mạch quạt làm mát kiểu piston. Đầu ra của bơm, áp suất hệ thống, tốc độ động cơ có mối liên hệ mật thiết với nhau trong quá trình làm việc và chúng được điều khiển thông qua hộp điều khiển bơm và động cơ (1). Trong quá trình làm việc hộp đen thường xuyên kiểm soát các tín hiệu đầu vào từ: tay ga (11), màn hình (12) hai cảm biến áp lực đầu ra của bơm (9), cảm biến ga (2), cảm biến tốc độ động cơ (5). Qua đó hộp đen (1) sẽ gửi tín hiệu điều khiển đến bộ điều tốc (3) để điều khiển tốc độ của động cơ. Gửi tín hiệu điều khiển đến van điện từ tỉ lệ (10). Dòng dầu điều khiển từ bơm dầu điều khiển (7) đi qua van điện từ tỉ lệ đến điều khiển góc mở đĩa nghiêng của 02 bơm thuỷ lực chính. Điều này cho phép kiểm soát được đầu ra của bơm phù hợp với tải làm việc và công suất của động cơ.

Để hệ thống thuỷ lực làm việc tốt thì tất cả các chi tiết của hệ thống thuỷ lực phải ở trong tình trạng kỹ thuật tốt. Các tín hiệu đầu vào và các tín hiệu đầu ra của hộp điều khiển (1) phải nằm trong tiêu chuẩn của nhà sản xuất.
 

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

Điều khiển bơm kết hợp

  Các thao tác  điều khiển
  Mạch thủy lực chính:

Hai bơm chính kiểu piston hướng trục điều chỉnh đĩa nghiêng điều khiển toàn bộ hệ thống truyền động. Dầu từ bơm qua cụm van điều khiển tới vận hành các xylanh và động cơ thủy lực. Áp suất lớn nhất trong hệ thống được hạn chế bởi van an toàn ở mức 250bar.



Mạch thủy lực điều khiển:

Bơm số 3 là bơm bánh răng cấp dầu điều khiển toàn bộ hệ thống gồm: bơm chính, phanh, van cấp 2. Áp suất điều khiển được duy trì ở 15bar bằng van tràn, riêng áp suất phanh ở mức 30bar.


Dầu hồi được lọc qua bộ lọc trung tâm:

Chỉ cần lưu ý: Van xả áp két làm mát dầu: Khi nhiệt độ dầu thấp, độ nhớt dầu tăng khiến lượng dầu trong két làm mát tăng lên là nguyên nhân khiến áp suất đường dầu hồi tăng. Khi mà áp suất đạt 1.5 kg/cm2, van xả áp ở bên dưới két làm mát cho phép dầu quay trở lại đường hút của bơm lần nữa.
 
Dầu dò rỉ của bơm & động cơ thủy lực được hồi tự do về bể dầu , tránh tăng áp trong thân bơm và động cơ. 

Hai tốc độ được điều khiển như sau:

-  Thao tác cần chậm: Tay điều khiển ở vị trí giữa, chỉ có một van được sử dụng.

-  Cần lên: Đường cấp dầu cao áp: Dầu từ bơm (Engine) lên khoang dưới xi lanh cần qua van phải và van hồi chậm (Slow return valve). Dầu không bị cản. Đường hồi: Dầu từ khoang trên xylanh về bộ lọc (Full flow filters) qua van phải  (Control valve).

-  Cần xuống: Đường dầu cao áp: Dầu từ bơm lên khoang trên xy lanh cần qua van phải. Đường hồi: Dầu từ khoang dưới xy lanh cần về bộ lọc qua van hồi chậm, ở đó dầu bị cản.

A. Điều khiển tay gầu:

Tay gầu quặp vào:

Dầu cao áp: Từ bơm vào buồng dưới xi lanh tay gầu (Arm cylinder) qua van trái. Dầu hồi: Từ khoang trên xy lanh tay gầu về bộ lọc qua van hồi chậm nơi bị cản và van trái.

Tay gầu duỗi ra: Dầu cao áp: Từ bơm vào khoang trên xy lanh tay gầu qua van trái, van hồi chậm. Khi đó dầu không bị cản.

Dầu hồi: Từ khoang dưới xy lanh về bộ lọc qua van trái.

B. Thao tác gầu 
  C. Thao tác quay toa 
  Có thể thao tác quay 360 độ về hai phía bằng tay gạt điều khiển. Dầu cao áp: Từ bơm đến motor quay qua van trái và van phanh. Dầu hồi: Từ motor quay toa về bộ lọc qua van phanh và van trái.

D. Thao tác di chuyển
 

Motor di chuyển trái và phải điều khiển đi và lái xe. Dầu cao áp: Từ bơm đến motor phải qua van phải, trụ xoay trung tâm và van phanh phải và từ bơm đến motor trái qua van trái, trụ xoay trung tâm và van phanh trái. Dầu hồi: Dầu từ motor phải hồi qua trụ xoay trung tâm, van phải, về bộ lọc phải. Dầu hồi từ motor trái hồi qua trụ xoay trung tâm, van trái về bộ lọc trái. Lưu ý: Phanh là thường đóng, nhả phanh chỉ khi tay điều khiển di chuyển ở vị trí tiến, lùi.