Nguyên Lý Làm Việc Piston Roto Hướng Trục Của Hệ Thống Truyền Động Thủy Lực Máy Xúc Đào

Hôm nay B2bmart.vn sẽ giới thiệu đến các bạn đọc về nguyên lý làm việc piston roto hướng trục của hệ thống truyền động thủy lực máy xúc đào điển hình. Chúng tôi lấy đại diện là Komatsu PC200-8.

Bơm thủy lực sử dụng trên máy đào Komatsu PC200-8 là loại bơm piston roto hướng trục. 

Bơm chính bao gồm hai bơm loại piston roto hướng trục được đặt đối ngược nhau, đồng trục và được gọi là bơm trước và bơm sau. Tùy theo chế độ làm việc của máy đào mà hai bơm có thể làm việc cùng lúc hoặc chỉ làm việc từng bơm một.

Bơm piston roto hướng trục thực chất là một loại bơm piston tác dụng nhiều lần với các piston được bố trí song song (hoặc nghiêng một góc nào đó) quanh trục của block xylanh. Chuyển động tịnh tiến của các piston trong xilanh được thực hiện nhờ một cơ cấu đĩa nghiêng làm điểm tỳ hay nối khớp với một đầu piston.

Đĩa nghiêng này nghiêng một góc với trục của block xylanh (không song song) nhưng bơm vẫn làm việc theo nguyên lý của bơm piston roto hướng trục. Bơm piston roto hướng trục được sử dụng trên máy đào Komatsu PC200-8 do nó có những ưu điểm sau:

+ Kích thước nhỏ gọn. Công suất trên một đơn vị trọng lượng lớn

+ Momen quán tính nhỏ

+ Tạo được áp suất lên đến 350 bar, hiệu suất lưu lượng cao

Tuy nhiên đòi hỏi gia công chính xác nên giá thành của bơm này cao.

Kết cấu

 Kết cấu của bơm chính trên máy đào Komatsu PC200-8

 1. Trục bơm trước; 2. Giá lắc; 3. Vỏ bơm trước ; 4. Cam lắc; 5. Đế

6: Piston ; 7. Block xy lanh; 8. Đĩa phân phối; 9. Mặt bích nối giữa hai bơm

10. Trục bơm sau; 11. Vỏ bơm sau ; 12. Piston trợ lực ; 13. Thanh truyền

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 đỉnh lõm này. Piston (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 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.

Piston (6) thực hiện chuyển động tương đối theo hướng dọc trục bên trong mỗi buồng xi lanh trong block xilanh (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 xilanh của block xilanh (7) được hút vào và được mang đi qua đĩa phân phối (8).

Nguyên lý làm việc

Giai đoạn 1

Hình 3 – 8. Giai đoạn 1.

Block xi lanh (7) chuyển động quay cùng với trục (1) và đế (5) trượt trên bề mặt (A). Khi đấy, cam lắc (4) di chuyển dọc theo bề mặt dạng trụ (B) nên góc α tạo bởi đường tâm X của cam lắc (4) và đường tâm trục của block xilanh (7) thay đổi (góc α gọi là góc lắc).

Giai đoạn 2

Trục X của cam lắc (4) duy trì góc lắc α trong chuyển động với đường tâm trục của block xilanh (7), và bề mặt (A) di chuyển như một cái cam trong chuyển động với đế (5). Bằng cách này, piston (6) trượt trên mặt trong của block xilanh (7). Như vậy, sự khác nhau giữa thể tích buồng E và F được tạo ra trong block xilanh (7). Quá trình hút vào và đẩy ra được tiếp tục bởi sự chênh lệch thể tích giữa hai khoang trên.

Nói cách khác, khi block xilanh (7) quay và thể tích buồng E trở nên nhỏ hơn, dầu sẽ được đưa đi trong suốt kỳ 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.

Giai đoạn 3

Hình 3 – 10. 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).

Điều chỉnh lưu lượng  hệ thống

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 piston 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 piston (12), vùng tiếp nhận áp suất ở bên phải hay trái nó là không giống nhau. Vì thế, bơm chính cung cấp áp suất PP luôn luôn đưa tới khoang tiếp nhận một áp suất tại bên có đường kính nhỏ nhất trên đuôi piston (12).

Áp suất đầu ra Pen tại của van LS được cung cấp tới khoang nhận áp suất tại bên có đường kính giới hạn của piston lớn nhất. Mối quan hệ về độ lớn của áp suất PP tại bên có đường kính nhỏ nhất trên đuôi piston và áp suất Pen tại bên có đường kính giới hạn của piston lớn nhất và tỉ lệ giữa vùng tiếp nhận áp suất của vùng có đường kính nhỏ nhất và lớn nhất của piston sẽ được dùng để điều khiển sự dịch chuyển của piston trợ lực (12).