Ứng dụng phần mềm Automation Studio 5.0 để mô phỏng thiết kế quá trình điều khiển hệ thống thuỷ lực trên máy khoan ECM660 - III LỜI NÓI ĐẦU Qua một thời gian, sau khi hoàn thành các chương trình về đại cương và chuyên ngành. Đến nay mỗi sinh viên chúng em được nhận đồ án tốt nghiệp. Đây là một dung quan trọng nhất mà mỗi sinh viên cần phải hoàn thành để được công nhận tốt nghiệp. Sau năm năm học chúng em có thể coi là một đợt tổng duyệt để tạo điều kiện mỗi người tự tổng hợp, vận dụng các vấn đề về lý thuyết cũng như thực tế để làm quen với công việc mà sau này bước vào đời sau khi rời ghế nhà trường. Với đồ án này, đề tài có tên: “Ứng dụng phần mềm Automation Studio 5.0 để mô phỏng thiết kế quá trình điều khiển hệ thống thuỷ lực trên máy khoan ECM660 – III”. Đây là đề tài được kết hợp giữa việc khảo sát hệ thống thuỷ lực trên máy công trình và giới thiệu phần mềm Automation Studio 5.0 vào trong quá trình thiết kế hệ thống và mô phỏng cả quá trình điều khiển của máy trong hệ thống truyền động thuỷ lực. Máy khoan ECM660 – III là một trong những thiết bị không thể thiếu trong các công trình xây dựng và khai thác. So với các loại máy khác thì máy khoan ECM660 – III có hệ thống truyền động thuỷ lực nên có rất nhiều ưu điểm về kết cấu và thao tác, nó có khả năng tự động hoá quá trình điều khiển. Từ đó nó có thể nâng cao năng suất làm việc đem lại hiệu quả kinh tế khi sử dụng. Khi thực hiện đồ án này, bản thân em cũng đã cố gắng tìm tòi, nghiên cứu các tài liệu một cách nghiêm túc và mong muốn là đồ án đạt kết quả tốt nhất. Tuy nhiên vì bản thân còn ít kinh nghiệm nên không tránh khỏi những thiếu sót. Một lần nữa Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy, cô đã tận tụy truyền đạt các kiến thức quý báu cho Em. Đặc biệt, em xin gởi lời biết ơn đến thầy Nguyễn Văn Đông, đã quan tâm giúp đỡ trong suốt quá trình làm việc và em xin cảm ơn tất cả các thầy trong bộ môn ôtô và máy công trình, thuỷ khí và máy thuỷ khí đã đóng góp ý kiến để tạo điều kiện thuận lợi cho bản thân em hoàn thành. Cuối cùng Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày 20 tháng 05 năm 2008 Sinh viên thực hiện Phạm Minh Mận 1 Ứng dụng phần mềm Automation Studio 5.0 để mô phỏng thiết kế quá trình điều khiển hệ thống thuỷ lực trên máy khoan ECM660 - III 1. Tổng quan. 1.1. Mục đích, ý nghĩa của đề tài. Hiện nay, có rất nhiều loại hệ thống truyền động được sử dụng điều khiển các loại máy công nghiệp trong các lĩnh vực khác nhau như truyền động cơ khí, truyền động điện, truyền động thuỷ lực, truyền động khí nén, truyền động kết hợp Trong đó, hệ thống truyền động thủy lực là hệ thống điều khiển phổ biến, nhất là trong giao thông vận tải, công nghiệp nặng, thiết bị chuyên dùng Đối với hệ thống truyền động thuỷ lực, ta có thể nhận thấy song hành với quá trình phát triển kinh tế của đất nước. Đặc biệt là quá trình cải tiến, phát triển không ngừng của hệ thống thuỷ lực trong công nghiệp nặng và các hoạt động sản suất hiện nay. Tầm quan trọng của hệ thống này trên ô tô và máy công trình là một trong những hệ thống không thể thiếu, trong lĩnh vực này quá trình điều khiển truyền động thuỷ lực được áp dụng rộng rãi như: Điều khiển cơ cấu duy chuyển, trợ lực lái, dẫn động phanh, điều khiển cơ cấu chấp hành…. Hệ thống truyền động thuỷ lực được cải tiến, phát triển theo xu hướng ngày càng hoạt động chính xác hơn, tin cậy hơn, tiết kiệm hơn, thuận lợi cho người sử dụng, tự động hoá quá trình điều khiển ở các chế độ (nâng, hạ, gập dũi hay kéo dài cơ cấu công tác, duy chuyển, ), quá trình làm việc tốt hơn, năng suất cao, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, Và từ những ưu điểm về kết cấu với các thao tác của nó, cũng như khả năng sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau đã đem lại hiệu quả kinh tế cao trong quá trình sử dụng vào các công trình xây dựng cơ bản. Trong thời đại ngày nay, việc thiết kế, mô phỏng quá trình điều khiển của hệ thống truyền động thuỷ lực được cải tiến do sự bùng nổ công nghệ tin học. Việc xây dựng, thiết kế đó đã rút ngắn đáng kể thời gian thử nghiệm, đánh giá các kết quả làm việc của hệ thống. Từ việc làm quen dần của người kỹ sư tới việc áp dụng công nghệ tin học vào các vấn đề liên quan về chuyên ngành là một điều cấp thiết, và vì thế em đã mạnh dạng tìm hiểu phần mềm Automation Studio 5.0, dùng tính toán, thiết kế mô phỏng quá trình điều khiển hệ thống thuỷ lực cho máy công trình nói chung và máy khoan ECM660 – III nói riêng.Từ đó khảo sát, đánh giá sự ảnh hưởng của những thông số điều khiển, những điều kiện liên quan, khả năng vận hành đến chất lượng làm việc của hệ thống này. Đối tượng được chọn khảo sát là hệ thống truyền động thuỷ lực trên máy khoan ECM660 – III. Vì thời gian làm đồ án tốt nghiệp có hạn cho nên đề tài chỉ mới dừng lại ở việc thiết kế sơ đồ hệ thống thuỷ lực liên quan và mô phỏng các quá trình điều khiển ở các 2 Ứng dụng phần mềm Automation Studio 5.0 để mô phỏng thiết kế quá trình điều khiển hệ thống thuỷ lực trên máy khoan ECM660 - III chế độ làm việc khác nhau. Ngoài ra thông qua các đồ thị đặc tính và hình mô phỏng ta đánh giá được quá trình làm việc của máy một cách nhanh chóng, sát với thực tế và trực quan nhất. Với đề tài này emcó thể tiếp tục phát triển để áp dụng cho tất cả các máy công nghiệp hiện nay để đem lại công việc hiệu quả nhất. 1.2. Hệ thống truyền động thuỷ lực trên máy công trình. 1.2.1. Các hệ thống truyền động trên máy công trình. Hệ thống truyền động bao gồm nhiều bộ phận kết hợp lại để có thể truyền công suất, chuyển động từ động cơ hay các nguồn năng lượng khác đến các bộ phận công tác. Trong ngành động lực nói chung, trên ôtô và máy công trình nói riêng các hệ thống truyền động có thể sử dụng như: Truyền động cơ khí, truyền động điện - điện tử, truyền động thuỷ lực, truyền động khí nén hoặc truyền động kết hợp,…Tuy nhiên với đề tài này chúng ta có thể tìm hiểu kỹ hơn về hai truyền động cơ khí, thuỷ lực. 1.2.1.1. Truyền động cơ khí. Truyền động cơ khí là phương pháp truyền động quen thuộc và đã có một thời gian dài được coi là hình thức truyền động quan trọng nhất. Hình thức truyền động này được sử dụng để mang, tạo và truyền năng lượng chủ yếu dựa vào trục, bánh răng, xích hay dây đai. Nhờ đó người ta có thể phân loại truyền động cơ khí bao gồm các loại như: Truyền động bánh răng, truyền động xích, truyền động bánh vít 1.2.1.2. Truyền động thuỷ lực. Trên các loại máy công trình nói chung, truyền động thuỷ lực là phương pháp truyền động được sử dụng phổ biến đem lại hiệu quả kinh tế khá cao. Đặc biệt nó là một phần không thể thiếu trong quá trình điều khiển và vận hành quá trình hoạt động sản xuất hiện nay trong quá trình công nghiệp hoá. Theo nguyên lý làm việc của hệ thống truyền động thuỷ lực người ta có thể chia ra: Truyền động thuỷ động và truyền dộng thuỷ tĩnh (hay còn gọi là truyền động thể tích). a) Truyền động thuỷ động. Truyền động thuỷ động ra đời từ đầu thế kỷ thứ 20, xuất phát từ việc tìm phương pháp truyền động công suất lớn với vận tốc cao. Trong vài năm gần đây việc ứng dụng vào các ngành giao thông vận tải, chế tạo máy vận chuyển (ôtô, máy kéo, máy công trình, máy chuyên dùng, tàu thuỷ,…) một cách rộng rãi. Trên thế giới hiện nay nói chung và Việt Nam nói riêng hệ thống truyền động thuỷ lực được dùng càng nhiều trong máy móc thiết bị và hệ thống điều khiển tự động dây chuyền sản xuất. Trong truyền động thuỷ động không có mối liên hệ cứng giữa các khâu chủ động và khâu bị động. Nên khi truyền năng lượng tới khâu bị động (trục tuabin), động năng làm quay bánh công tác, trục bánh công tác quay được nhờ nhận trực tiếp chuyển động quay từ trục động cơ hoặc cơ cấu tạo năng lượng khác. 3 Ứng dụng phần mềm Automation Studio 5.0 để mô phỏng thiết kế quá trình điều khiển hệ thống thuỷ lực trên máy khoan ECM660 - III b) Truyền động thể tích. Khác với truyền động thuỷ động, truyền động thuỷ lực thể tích chủ yếu dựa vào tính chất không nén được của chất lỏng để truyền được áp năng nhờ đó có thể truyền được xa mà ít tổn thất năng lượng. Để tạo áp năng lớn, nâng cao công suất truyền trong truyền động thể tích người ta dùng: Bơm (nguồn năng lượng), động cơ thuỷ lực, bộ phận biến đổi và điều chỉnh. Với truyền động này ta có thể tạo nhiều dạng chuyển động của bộ phận chấp hành với các quy luật tuỳ ý (chuyển động quay, chuyển động tịnh tiến…). Hệ thống truyền động thuỷ tĩnh trên máy khoan có thể xây dựng theo sơ đồ sau: Hình 1-1 Sơ đồ cơ bản của hệ thống truyền động thuỷ tĩnh. * Máy lai: Cung cấp cơ năng để bơm thuỷ lực làm việc, được trích công suất từ động diezen. * Bơm thuỷ lực: Tạo ra dòng dầu thuỷ lực có áp suất và lưu lượng theo yêu cầu. Điều khiển bơm có thể bằng tay (theo ý của người lái và không phụ thuộc vào tải trọng ngoài) hoặc có thể điều khiển tự động. Trong các máy khoan hiện đại thường sử dụng bơm kép hoặc bơm ba. Lưu lượng chất lỏng công tác truyền từ bơm thuỷ lực đến động cơ hoặc xi lanh thuỷ lực được điều chỉnh tự động, sự điều chỉnh tự động này đảm bảo công suất luôn ổn định không phụ thuộc vào tải trọng bên ngoài. * Van phân phối: Có chức năng phân chia dầu cao áp từ bơm đến các bộ máy khác nhau và đưa dầu thấp áp về thùng chứa. Van phân phối được chia thành ba nhóm chính: nhóm van trượt, nhóm van thường và nhóm van nâng. Trong các loại van trượt người ta điều khiển dòng dầu bằng cách trực tiếp làm cho van chuyển động tịnh tiến. Trong van 4 Động cơ hoặc xi lanh TL. Hệ thống van thuỷ lực Thùng dầu thuỷ lực Máy lai Bơm Ứng dụng phần mềm Automation Studio 5.0 để mô phỏng thiết kế quá trình điều khiển hệ thống thuỷ lực trên máy khoan ECM660 - III thường, việc điều khiển dòng chất lỏng được thực hiện bằng cách mở và đóng các vạn chuyên dùng. Trong van nâng, dòng chất lỏng được điều khiển bằng cách quay bộ phận phân phối của thiết bị van. Trong máy khoan đá ECM660 - III người ta thường sử dụng van phân phối thuỷ lực kiểu van trượt, loại van này gồm có loại nhiều buồng và loại liền khối. Van phân phối thuỷ lực nhiều buồng là loại được cấu tạo từ một số buồng và kết cấu các buồng có thể khác nhau. Việc sử dụng các van phân phối nhiều buồng có kết cấu khác nhau tạo ra sự thuận tiện trong thao tác, các buồng bị mòn có thể thay thế và sửa chữa. Nhược điểm của van phân phối loại này chính là kích thước và khối lượng lớn, phải có mặt làm kín ở trên mỗi buồng. Trong hệ thống thuỷ lực có áp lực càng cao thì bề mặt làm kín này càng đòi hỏi chất lượng cao. Van phân phối loại liền khối có kích thước nhỏ hơn nhiều so với loại nhiều buồng. * Động cơ hoặc xilanh thuỷ lực: Nhận thuỷ năng của dòng dầu cao áp biến thành cơ năng cung cấp cho bộ công tác dưới dạng chuyển động quay hoặc chuyển động tịnh tiến. Ngoài ra trong hệ thống truyền động thuỷ lực còn có các bộ phận phụ trợ khác như: Van an toàn, van điều áp, van một chiều, van tiết lưu, bộ lọc dầu, các đồng hồ đo nhiệt độ, áp suất dầu để đảm bảo an toàn, duy trì hoạt động ổn định của hệ thống. Trong truyền động thuỷ tĩnh năng lượng được dùng dưới hình thức dầu có áp suất cao và chuyển động với vận tốc nhỏ. Cấu trúc mạch thuỷ lực trong hệ truyền động thuỷ lực được cấu tạo theo hai sơ đồ mạch hở hoặc mạch kín. Trong sơ đồ mạch hở, dầu công tác sau khi làm việc được đưa về thùng chứa mà không quay về bơm; còn đối với mạch kín thì được chuyển về ống hút của bơm. 1.2.2. Ưu nhược điểm của truyền động thuỷ lực trên máy công trình. Trên các máy công trình hiện nay, truyền động thuỷ lực là một phần không thể thiếu trong hệ thống truyền động. Nó phát triển nhanh và đang thay thế dần vào các máy chuyên dùng nói chung cũng như máy xây dựng nói riêng. 1.2.2.1. Ưu điểm của hệ thống truyền động thuỷ lực. + Dể thực hiện điều chỉnh vô cấp vận tốc trong phạm vi rộng và tự động điều chỉnh vận tốc chuyển động của các bộ phận công tác ngay cả khi máy đang làm việc. + Truyền động công suất lớn. + Dể đảo chiều chuyển động của bộ công tác và dễ dàng thay đổi được quy luật chuyển động: Biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến và ngược lại + Có thể đảm bảo cho máy làm việc ổn định không phụ thuộc vào sự thay đổi tải trọng bên ngoài 5 Ứng dụng phần mềm Automation Studio 5.0 để mô phỏng thiết kế quá trình điều khiển hệ thống thuỷ lực trên máy khoan ECM660 - III + Kết cấu gọn nhẹ, có quán tính nhỏ do trọng lượng trên một đơn vị công suất của truyền động nhỏ. + Tự bôi trơn tốt. + Truyền động êm, không có tiếng ồn. + Độ nhạy, chính xác cao khi điều chỉnh, tính ổn định cao trong chuyển động của bộ công tác, điều khiển nhẹ nhàng và làm việc an toàn. + Dễ tiêu chuẩn hoá, thống nhất hoá các phần tử cấu thành của hệ truyền động, do đó có thể tổ chức sản suất hàng loạt. 1.2.2.2. Nhược điểm của hệ thống truyền động thuỷ lực. + Yêu cầu cao về độ chính xác khi chế tạo, lắp ghép các chi tiết nên giá thành đắt. + Nhiệt độ môi trường bên ngoài ảnh hưởng đến các thông số của hệ thống truyền động thuỷ lực rất cao. + Khó làm kín các bộ phận làm việc, chất lỏng làm việc dễ bị rò rỉ hoặc không khí dễ lọt vào, làm giảm hiệu suất và tính chất làm việc ổn định của truyền động. + Vận tốc truyền động bị hạn chế vì phải đề phòng hiện tượng va đập thuỷ lực, tổn thất cột áp, tổn thất công suất lớn và xâm thực. + Yêu cầu chất lỏng làm việc tương đối phức tạp, độ nhớt phải thích hợp ít thay đổi khi nhiệt độ và áp suất thay đổi. Truyền động thuỷ lực có nhiều ưu điểm nên ngày càng được sử dụng rộng rãi trên các máy công trình hiện nay. Để khắc phục một số nhược điểm của truyền động thuỷ lực nêu trên cách dùng hệ thống truyền động thuỷ lực thường bố trí loại kết hợp như truyền động thuỷ - cơ, điện- thuỷ- cơ, thuỷ- khí- cơ…. Từ đó hiệu quả kinh tế cao hơn nhiều. * Kết cấu gọn nhẹ, vị trí của các phần tử dẫn và bị dẫn không lệ thuộc vào nhau. * Có khả năng đề phòng quá tải. * Dễ theo dõi và quan sát, kể cả hệ phức tạp, nhiều mạch. 2. Khảo sát hệ thống thuỷ lực trên máy khoan ECM660 – III. 2.1. Giới thiệu chung về máy khoan ECM660 – III. Máy khoan ECM660 – III là máy khoan đá do hãng Ingersoll - Rand của Mỹ sản xuất vào năm 2006 sau khi được chuyển quyền từ hãng Caterpillar của Mỹ trước kia. Nó là một trong những loại máy chuyên dùng để khoan đá trong các loại máy công trình hay máy xây dựng có khả năng tự hành. Nhờ vào hệ thống truyền động thuỷ lực và khả năng điều khiển tự động của một số thiết bị công tác mà máy này có 6 Ứng dụng phần mềm Automation Studio 5.0 để mô phỏng thiết kế quá trình điều khiển hệ thống thuỷ lực trên máy khoan ECM660 - III nhiều ưu điểm so với các máy khoan lộ thiên khác (Roc 442PC, Roc 452PC, Roc 642HP…) trong cùng một hãng sản xuất. 2.1.1. Cấu tạo của máy khoan ECM660 – III. 13 12 11 10 06 07 08 15 09 14 05 04 17 16 242318 19 20 21 22 26 25 1890 2520 3330 7660 2630 28 27 29 30 01 03 02 Hình 2-1 Sơ đồ kết cấu tổng thể của máy khoan ECM660 – III. 1-Bộ truyền xích dẫn động búa khoan; 2-Giá cố định ống dẫn thuỷ lực; 3-Bánh xích di chuyển; 4-Cơ cấu cân bằng máy; 5-Chụp hút bụi; 6-Bộ phận định vị cần khoan; 7-Cánh tay robot lấy cần khoan; 8-Bộ phận thay đổi cần khoan tự động; 9-Cơ cấu thay đổi vị trí cần khoan; 10- Môtơ dẫn động búa khoan; 11-Bộ phận định vị dầm khoan; 12-Bộ phận tạo áp suất đập của búa khoan; 13-Búa khoan; 14-Bộ lọc bụi; 15- Đầu gắn với cần khoan; 16-Thanh dẫn hướng trên dầm khoan; 17-Môtơ làm thay đổi 7 Ứng dụng phần mềm Automation Studio 5.0 để mô phỏng thiết kế quá trình điều khiển hệ thống thuỷ lực trên máy khoan ECM660 - III vị trí cần khoan; 18- Cần nâng; 19-Xilanh cần nâng; 20-Cửa ra vào cabin; 21-Buồng điều khiển; 22-Bộ phận bảo vệ thiết bị; 23-Bộ giảm âm; 24-Bộ phận giữ dầm khoan; 25-Thang quan sát; 26-Đối trọng; 27-Bộ xử lý bụi; 28-Thùng nhiên liệu; 29-Bộ phận làm mát; 30- Nắp đậy có lỗ thông. Máy khoan ECM660 – III là máy khoan đá lộ thiên có khả năng tự hành, được truyền động nhờ vào hệ thống truyền động thuỷ lực kết hợp. Nó được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng cở lớn như; khoan đá khối ở các đỉnh núi cao, khai thác mỏ, xây dựng thuỷ lợi - thuỷ điện, …Máy khoan ECM 660 - III có đặc điểm; thiết bị công tác chính của máy là dầm khoan, cần khoan, và cần nâng. Khả năng khoan của nó có thể được trang bị theo các dạng cần khoan có các đường kính khác nhau và khả năng điều khiển lắp cần một cách tự động. Hơn nữa cũng tuỳ theo độ cứng của đất đá mà có các cách điều chỉnh tương ứng cho các lực trong quá trình khoan và khai thác đá. Hiện nay, các loại máy khoan ngày được thay đổi. Nó được chuyển dần từ quá trình điều khiển bằng tay qua điều khiển tự động nhờ vào khả năng kết hợp nhiều hệ thống truyền động trong quá trình làm việc của nó. Máy khoan ECM660 - III được vận hành được theo người lái, người lái phải tiến hành điều khiển các van trượt di chuyển. Quá trình đó có thể được thực hiện bằng: tay, nam châm điện, thuỷ lực,.v.v… thông qua các cần hay nút điều khiển. Máy có thiết bị di chuyển loại bánh xích. Việc truyền động từ động cơ DIESEL, 4 kỳ, động cơ được làm mát bằng nước. Nên loại máy này có tính linh động cao, di chuyển tuỳ theo từng địa hình làm việc. Trong quá trình di động, máy có khả năng đạt tốc độ tối đa 3 km/h. 2.1.2. Các thông số kỹ thuật của máy khoan ECM660-III. Bảng 2-1 Các thông số kỹ thuật của máy khoan ECM660 -III 1. Trọng lượng tổng cộng : 13000 [kg] 2. Kích thước tổng thể. + Chiều dài toàn bộ : 9980 [mm] + Chiều rộng toàn bộ : 2630 [mm] + Chiều cao toàn bộ : 3330 [mm] + Chiều rộng bánh xích : 330 [mm] 3. Động cơ và công suất của máy. + Loại động cơ : CUMMINS + Model : 6CTAA8.3 + Công suất cực đại : 194 [kW] + Số vòng quay ứng với công suất cực đại : 2200 [vòng/ phút]. 4. Tốc độ duy chuyển lớn nhất : 3,4 [Km/h] 5. Khả năng leo dốc : 30 o 8 Ứng dụng phần mềm Automation Studio 5.0 để mô phỏng thiết kế quá trình điều khiển hệ thống thuỷ lực trên máy khoan ECM660 - III 6. Áp suất khí lớn nhất : 0,95 [Mpa] 7. Các điểm đặc trưng của búa khoan + Loại búa khoan : MONTABERT + Model : HC160 + Năng lượng va đập lớn nhất : 600 [J] + Mô men quay lớn nhất : 1225 [N.m] + Tốc độ quay lớn nhất : 130 [v/ph] + Áp lực lên đá : 155,93 [N/m 2 ] 8. Đặc điểm bộ phận dẫn hướng của dầm khoan. + Chiều dài toàn bộ dầm khoan : 7660 [mm] + Chiều dài bộ phận cung cấp cần khoan : 4250 [mm] + Góc quay lớn nhất của dầm khoan phải/trái : 20 o /40 o + Lực dẫn tiến cho cần khoan : 19,6 [kN] + Chiều dài phần dẫn hướng dũi thêm ra : 1500 [mm] + Góc dở lớn nhất của phần dẫn hướng : 135 o + Tốc độ nhanh nhất khi dẫn tiến : 40 [m/phút] + Tốc độ chậm nhất khi dẫn tiến : 10 [m/phút] 9. Bộ phận lắp búa khoan vào cần khoan. + Chiều dài toàn bộ : 2760 [mm] + Phần duy chuyển dũi thêm ra : 800 [mm] 10. Bộ phận xử lý bụi. + Model : SDC – 100A + Áp suất chân không : 7845 [Pa] + Diện tích vùng lọc : 23 [m 2 ] + Lưu lượng của quạt hút bụi : 28 [m 3 /phút] 11. Thể tích thùng chứa dầu. + Dầu nhiên liệu : 400 [L] + Dầu thuỷ lực : 200 [L] 12. Cần khoan. + Chiều dài lớn nhất : 3660 [mm] + Đường kính : 76 ÷114 [mm] + Số cần khoan lắp vào : 6 [Thanh]. 2.1.3. Đặc điểm và công dụng của máy khoan ECM660 -III. Với những ưu điểm máy khoan có khả năng điều khiển tự động trong quá trình làm việc, kết cấu gọn nhẹ, cải thiện sức lao động cho người dùng từ đó nâng cao được năng suất và tiến độ làm việc của máy, tiết kiệm nhiên liệu đem lại hiệu suất cao, giảm thời gian chăm sóc bảo dưỡng, cho phép nâng cao hệ số sử dụng của máy. Máy khoan được điều khiển bằng hệ thống truyền động thuỷ lực. Nhờ thế khả năng làm việc của máy được ứng dụng trên các công trình khai thác đất đá, hầm mỏ, 9 Ứng dụng phần mềm Automation Studio 5.0 để mô phỏng thiết kế quá trình điều khiển hệ thống thuỷ lực trên máy khoan ECM660 - III khai thác khoáng sản…Ở đây ta khảo sát quá trình điều khiển bằng hệ thống truyền động thuỷ lực của nó để thấy được công dụng đối với các ngành công nghiệp nói chung và ngành khai thác nói riêng trong máy công trình hiện nay. Hệ thống điều khiển thiết bị dẫn động thuỷ lực của máy khoan dùng để thay đổi hướng chuyển động và điều chỉnh tốc độ của khâu đi ra (các dầm khoan, cần khoan) trong các động cơ thuỷ lực, cũng như để đảm bảo cho kết cấu của máy khoan không bị quá tải. Thực hiện việc điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi lượng tiêu thụ chất lỏng đưa vào động cơ thuỷ lực. Các thành phần chính của hệ thống điều khiển là cơ cấu điều chỉnh (van các kiểu, bộ phân phối thuỷ lực, van tiết lưu .v.v ) cũng như các cơ cấu khớp, đòn và hệ thống khác mà nhờ chúng người điều khiển có thể điều khiển quá làm việc một cách tự động từ các cơ cấu điều chỉnh. Để điều chỉnh công việc của thiết bị dẫn động thuỷ lực trong máy khoan, người ta sử dụng trực tiếp các cơ cấu điều khiển: Áp lực trong ống dẫn và hệ thống thiết bị dẫn động thuỷ lực; hướng chuyển động của dòng chất lỏng công tác, trong đó bao gồm cả việc phân phối dòng này vào các động cơ thuỷ lực; lượng cung cấp (lưu lượng) chất lỏng công tác tới các động cơ thuỷ lực. 2.1.4. Các bộ phận công tác của máy khoan ECM660 – III. Thiết bị công tác của máy khoan ECM660 – III, là những bộ phận làm việc cần thiết của máy khoan nó bao gồm: Cần nâng, dầm khoan, búa khoan, phần dẫn hướng, các môtơ, bộ phận thay đổi cần khoan tự động, …Ngoài các cơ cấu như di chuyển, lái, phanh dẫn động thuỷ lực được bố trí bên trong, còn có bộ phận của thiết bị công tác đặt sau cabin như; bộ xử lý bụi, bộ giảm âm,… 2.1.4.1. Cần nâng. Cần nâng của máy khoan kết cấu dưới dạng hình hộp, cần này được nối trực tiếp qua khớp nối (7) với sườn máy khoan. Độ rộng của cần đủ lớn để đảm bảo được độ ổn định ngang khi ở trạng thái gây ra lực và mômen lớn. Cần được nâng lên và hạ xuống ngoài xilanh thuỷ lực ra còn có bộ phận xoay của cả thân máy khoan (thông qua trục xoay chính giữa của máy). Cấu tạo của cần nâng được thể hiện trên hình 2-2: 03 04 05 06 0701 02 Hình 2-2 Sơ đồ cấu tạo cần nâng của thiết bị công tác máy khoan ECM660 - III 10 [...]... ta có th điều khiển nhẹ nhàng những phụ tải lớn Th t vậy, để di chuyển van trượt chính ta điều khiển bằng cơ cấu phân phối phụ, chứ không phải điều khiển trực tiếp động cơ thuỷ lực có phụ tải lớn tức là điều khiển bằng cách trung gian 30 Ứng dụng phần mềm Automation Studio 5.0 để mô phỏng thiết kế quá trình điều khiển hệ th ng thuỷ lực trên máy khoan ECM660 - III Đối với hệ th ng truyền động thuỷ lực... điều khiển trước th quá trình điều khiển này sẽ đảm bảo an toàn cho người khi làm việc ở các vị trí khá phức tạp như đồi dốc, trên truyền núi Lúc này nhờ vào quá trình điều khiển này mà người lái có th th c hiện các quá trình từ xa th ng qua hệ 24 Ứng dụng phần mềm Automation Studio 5.0 để mô phỏng thiết kế quá trình điều khiển hệ th ng thuỷ lực trên máy khoan ECM660 - III th ng này Đây là một ưu... III 17 Ứng dụng phần mềm Automation Studio 5.0 để mô phỏng thiết kế quá trình điều khiển hệ th ng thuỷ lực trên máy khoan ECM660 - III Các bộ phận di chuyển điều khiển bằng thuỷ lực hay kết hợp có trong máy khoan ECM660 – III Được điều khiển ở hai vị trí: Có th từ cabin hay điều khiển tự động bên ngoài cabin th ng qua các cần đến các cụm van đảo chiều điều khiển bằng tay điều khiển Người lái có th cho... bình chứa e) Khi điều khiển gập duỗi dầm khoan Dầm khoan sau khi được dẫn tiến theo chiều làm việc nó có th gập duỗi theo các góc công tác nhất định Sau khi người lái tác động vào cần điều khiển của van th 5 của cụm van (5), dầu cao áp được điều khiển đến xilanh (9) để th c hiện quá trình 23 Ứng dụng phần mềm Automation Studio 5.0 để mô phỏng thiết kế quá trình điều khiển hệ th ng thuỷ lực trên máy... lùi tuỳ theo lúc làm việc hay th i làm việc của búa khoan 28 Ứng dụng phần mềm Automation Studio 5.0 để mô phỏng thiết kế quá trình điều khiển hệ th ng thuỷ lực trên máy khoan ECM660 - III Nếu áp suất vượt quá mức cho phép th van an toàn (10) sẽ mở ra để đảm bảo cho quá trình làm việc Từ đó động cơ (9) sẽ kéo xích truyền cho búa khoan dẫn động tịnh tiến để th c hiện quá trình khoan cũng như khi th o.. .Ứng dụng phần mềm Automation Studio 5.0 để mô phỏng thiết kế quá trình điều khiển hệ th ng thuỷ lực trên máy khoan ECM660 - III 1 -Phần trung gian liên kết cần nâng và xilanh dầm khoan; 2-Khớp nối; 3 -Th n cần khoan; 4-Tai liên kết với xilanh thuỷ lực; 5- Xilanh gập dũi cần nâng; 6- Khớp liên kết xilanh với th n cần nâng; 7- Khoá liên kết với th n máy Trong các thiết bị công tác của máy khoan th ... chiều chính điều khiển bằng tay; 16-Van đảo chiều điều khiển quay động cơ (14); 17-Cụm van điều khiển và van tràn; 18-Van tiết lưu ổn định tốc độ quay của động cơ (14); 19-Cụm bơm tăng cường P2,P3; 20-Lọc thuỷ lực 29 Ứng dụng phần mềm Automation Studio 5.0 để mô phỏng thiết kế quá trình điều khiển hệ th ng thuỷ lực trên máy khoan ECM660 - III 2.2.6.2 Nguyên lý làm việc Trong quá trình điều khiển áp suất... điều khiển (10) ở hai bên để dừng lại hoặc một bên để quay vòng theo ý muốn của người lái 19 Ứng dụng phần mềm Automation Studio 5.0 để mô phỏng thiết kế quá trình điều khiển hệ th ng thuỷ lực trên máy khoan ECM660 - III b) Khi điều khiển tại cụm van đảo chiều bên ngoài cabin Tương tự như điều khiển trong cabin, điều khiển tự động bên ngoài cabin cũng được người lái làm theo các thao tác tương tự nhưng... việc khi người điều khiển đưa cần điều khiển van đảo chiều th 1 của cụm van (5) về vị trí trung gian, lúc đó dầu cao áp sẽ được hồi về th ng chứa mà không dẫn động thiết bị chấp hành Dầu vẫn được các van một chiều giữ lại để đảm 22 Ứng dụng phần mềm Automation Studio 5.0 để mô phỏng thiết kế quá trình điều khiển hệ th ng thuỷ lực trên máy khoan ECM660 - III bảo áp xuất trong các xilanh Tuỳ thuộc vào sự... liên kết với dầm khoan 1 2.1.4.3 Búa khoan ` 4 11 Ứng dụng phần mềm Automation Studio 5.0 để mô phỏng thiết kế quá trình điều khiển hệ th ng thuỷ lực trên máy khoan ECM660 - III Hình 2-4 Sơ đồ cấu tạo chung của búa khoan 1-Đầu liên kết với cần khoan để truyền lực; 2-Bộ phận gây áp lực đập; 3-Bộ phận tạo mômen quay; 4- Các khối van điều khiển búa khoan Trong quá trình làm việc nó vừa tạo mômen để quay . A2 B2 P T T P2 P1 AB ABA BABABAB T P2 P1 1 2 3 4 5 6 23 27 28 2926 25 24 30 31 32 09 10 11 01 02 03 0 406 07 08 05 12 13 14 15 56 55 54 57 58 53 16 17 18 19 21 22 20 33 40 41 42 44 43 45 48 47 46 49 50 52 51 P1 P2 P3 34 35 S L X B P1 P2 T T P1P2. thuỷ lực Th ng dầu thuỷ lực Máy lai Bơm Ứng dụng phần mềm Automation Studio 5. 0 để mô phỏng thiết kế quá trình điều khiển hệ th ng thuỷ lực trên máy khoan ECM6 60 - III th ờng, việc điều khiển dòng. được th hiện trên hình 2-2: 03 04 05 06 07 01 02 Hình 2-2 Sơ đồ cấu tạo cần nâng của thiết bị công tác máy khoan ECM6 60 - III 10 Ứng dụng phần mềm Automation Studio 5. 0 để mô phỏng thiết kế quá