đồ án trang bị điện cho cầu trục

Bạn đang xem: đồ án trang bị điện cho cầu trục Tại Lingocard.vn

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.47 MB, 21 trang )

Đang xem: đồ án trang bị điện cho cầu trục

111
Chương 8
TRANG BỊ ĐIỆN CẦU TRỤC
8-1 Khái niệm chung
Cầu trục điện có kết cấu đa dạng được sử dụng rộng rãi trong tất cả các
lĩnh vực khác nhau. Trong các xí nghiệp luyện kim, trong các xí nghiệp công
nghiệp thường lắp đặt các loại cầu trục để vận chuyển nguyên vật liệu, thành
phẩm và bán thành phẩm. Trong các xí nghiệp tuyển than, tuyển quặng, trên
các bãi chứa than của các nhà máy nhiệt điện thường lắp đặt cầu trụ
c xếp dỡ
(cầu trục vận chuyển). Trên các công trường xây dựng dân dụng và công
nghiệp thường lắp đặt các loại cổng trục và cần cẩu tháp v.v…
Ngoài các loại cầu trục lắp đặt cố định trên còn sử dụng cần cẩu di động
như: cần cẩu ô tô, cần cẩu bánh xích, cần cẩu nổi v.v…Ta chỉ nghiên cứu
cần cẩu đặc trưng nhất đó là cần trụ
c, có cấu tạo như hình 8-1.

H.8-1. Cấu tạo và trang bị điện của cầu trục

Cầu trục gồm có gầm cầu di chuyển trên đường ray lắp đặt dọc theo chiều
dài của nhà xưởng, cơ cấu nâng hạ hàng lắp trên xe con di chuyển dọc theo
dầm cầu (theo chiều ngang của nhà xưởng) cơ cấu bốc hàng của cầu trục có

112
thể dùng móc (đối với những cầu trục công suất lớn có hai móc hàng, cơ cấu
móc hàng chính có tải trọng lớn và cơ cấu móc phụ có tải trọng bé) hoặc
dùng gầu ngoạm.
Trong mỗi cầu trục có ba hệ truyền động chính: di chuyển xe cầu, di
chuyển xe con (xe trục) và nâng – hạ hàng.
Trên cầu trục được trang bị 4 động cơ truyền động: hai động cơ di chuyển
xe cầu 7 và 16, động cơ nâng hạ hàng 12 và
động cơ di chuyển xe con 10.
Phanh hãm điện từ 6, 11, 14, 18 lắp hợp bộ với động cơ truyền động. Điều
khiển các động cơ truyền động bằng các bộ khống chế 3 trong cabin điều
khiển. Hộp điện trở 8 dùng để khởi động và điều chỉnh tốc độ các động cơ
được lắp đặt trên dầm cầu. Bảng bảo v
ệ 2 để bảo vệ quá tải, bảo vệ điện áp

thấp, bảo vệ điện áp không được lắp đặt trong cabin điều khiển. Để hạn chế
hành trình di chuyển của các cơ cấu dùng các công tắc hành trình 4 và 5 cho
cơ cấu di chuyển xe cầu; 9 và 17 cho cơ cấu di chuyển xe con và 13 cho cơ
cấu nâng – hạ hàng.
Cung cấp điện cho cầu trục bằng hệ thống tiếp đi
ện chinh 1 gồm hai bộ
phận: bộ cấp điện là ba thanh thép góc lắp trên các giá đỡ bằng sứ cách điện
lắp dọc theo nhà xưởng và bộ phận tiếp điện lắp trên cầu trục. Để cấp điện
cho thiết bị điện lắp trên cơ cấu xe con dùng bộ tiếp điện phụ 15 lắp dọc theo
chiều dọc của dầm cầu.

8-2. Chế độ làm việc các động cơ truyền động các cơ cấu của cầu trục
Động cơ truyền động các cơ cấu của cầu trục làm việc trong điều kiện rất
nặng nề, môi trường làm việc khắc nghiệt nơi có nhiệt độ cao, nhiều bụi, độ
ẩm cao và nhiều loại khí, hơi, chất gây cháy, nổ. Chế độ làm việc của các
độ
ng cơ là chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại với tần số đóng cắt lớn, mở máy,
hãm dừng liên tục. Do những đặc điểm đặc thù trên, ngành công nghiệp chế
tạo máy sản xuất loại động cơ chuyên dùng cho cầu trục. Các loại động cơ
đó là: động cơ không đồng bộ ba pha roto lồng sóc, roto dây quấn, đông cơ
điện một chiều kích từ song song ho
ặc nối tiếp.
Những đặc điểm khác biệt của động cơ cầu trục so với các loại động cơ
dùng chung là:
– Độ chụi nhiệt của các lớp cách điện cao (F và H)
– Mômen quán tính bé để giảm thiểu tổn hao năng lượng trong chế độ
quá độ
– Từ thông lớn để nâng cao khả năng quá tải của động cơ.
– Có khả nă
ng chụi quá tải cao (M

max
/M
đm
= 2,15 ÷ 5 đối với đông cơ
không đồng bộ và 2,3 ÷ 3,5 đối với động cơ điện một chiều)
– Hệ số tiếp điện tương đối TĐ% là 15%, 25%, 40% và 60%.
Chế độ làm việc của các động cơ truyền động các cơ cấu của cầu trục được
biểu diễn trên hình 8-2.

113

ω
M
G
M
C
M
ω
Nâng hàng
V
M
C
M
ω
V
ω
0
Chạytiến
A
C

1
1
-ω
0
E
2
2
D M
2
M
1
0
B
-M
1
3
B’
A’
-ω
G
M
C
M
ω
V
4
4
M
C
M

ω
V
Hãm
G
M
ω
Hạ hàng
V
M
C
M
C
M
ω
V
Chạylùi
IV
II
I
ω
M
GG
M
C
M
ω
Nâng hàng
V
M
C

M
ω
V
ω
0
Chạytiến
A
C
11
11
-ω
0
E
22
22
D M
2
M
1
0
B
-M
1
33
B’
A’
-ω
GG
M
C

M
ω
V
44
44
M
C
M
ω
V
Hãm
GG
M
ω
Hạ hàng
V
M
C
M
C
M
ω
V
Chạylùi
IV
II
I

H 8-2. Chế độ làm việc của các động cơ truyền động các cơ cấu của cầu trục
Ở góc phần tư thứ nhất I, máy điện làm việc ở chế độ động cơ (đường đặc
tính 1).
M = M

C
+ M
đm
(3.1)
với M – mômen do động cơ sinh ra.
M
C
– mômen cản do tải trọng gây ra;
M
ms
– momen cản do ma sát gây ra.
Đối với động cơ nâng – hạ làm việc với chế độ nâng hàng, còn đối với
động cơ di chuyển làm việc ở chế độ chạy tiến.
Ở góc phần tư thứ hai II, máy điện làm việc ở chế độ máy phát. Đối với cơ
cấu di chuyển đường 1 thực hiện hãm tái sinh khi có ngoại lực tác động cùng

114
chiều với chiều chuyển động của cơ cấu, còn đối với cơ cấu nâng – hạ thực
hiện hãm động năng (đường 3) khi hãm dừng.
Ở góc phần tư thứ ba III, máy điện làm việc ở chế độ động cơ. Đối với cơ
cấu di chuyển tương ứng với chạy lùi. Còn đối với cơ cấu nâng – hạ khi
M
C
< M
m
(khi không tải chỉ có khối lượng của móc, G =0), trong trường hợp
này M = M
ms
– M
C

được gọi là chế độ hạ động lực (đường 4)
Ở góc phần tư thứ tư IV, máy điện làm việc ở chế độ máy phát. Đối với cơ
cấu nâng – hạ hàng, khi M
C
> M
ms
trong trường hợp này M = M
C
– M
ms
,
trong trường hợp này hàng sẽ được hạ do tải trọng của nó, còn động cơ
đóng điện ở chế đô nâng để hãm tốc độ hạ hàng. Lúc này động cơ làm việc ở
chế độ hãm ngược đường 2.
Khi thực hiện hạ động lực, động cơ làm việc ở chế độ máy phát (hãm tái
sinh) với tốc độ hạ lớn hơn tốc độ đồng b
ộ, đường 4.
8-3. Tính chọn công suất động cơ truyền động các cơ cấu chính cầu trục
1.Cơ cấu di chuyển xe cầu và xe con
Đối với cơ cấu di chuyển, lực cản tĩnh phụ thuộc
vào khối lượng hàng (G) và khối lượng của cơ cấu.
Trạng thái đường đi của cơ cấu di chuyển trên nó,
cấu tạo và chế độ bôi trơn cho cơ cấu (c
ổ trục, khớp
nối, bản lề v.v…). Đối với cầu trục lắp đặt ngoài trời
còn chụi tác động phụ của gió. Hình 8-3 biểu diễn sơ
đồ lực tác dụng lên cơ cấu di chuyển trên đường ray.
Tro
G + G
0

P
H 8-3 Sơ đồ lực của cơ
cấu di chuyển
ng trường hợp này, lực cản chuyển động được
tính theo biểu thức sau:

msct
b
x
kfr
R
gGGG
F ).(
)(
0
+
++
=
β
(8.2)
Trong đó: G – khối lượng hàng hoá, kg;
0
÷ 15.10
-4
)
a mép bánh xe và đường ray
ra để thắng lực cản chuyển động đó bằng:
G
0
– khối lượng của cơ cấu bốc hàng, kg;

G
x
– khối lượng của xe, kg;

ư
g – gia tốc trọng trường, m/s
2
R
b
– bán kính bánh xe, m;
-4
β – hệ số ma sát trượt (8.1
r
ct
– bán kính cổ trục bánh xe, m;
f – hệ số ma sát lăn (5.10
-4
m);
k
ms
– hệ số có tính đến ma sát giữ
k
ms
= 1,2 ÷ 1,5
Momen của động cơ sinh

η
.
.RF
M

b
=

i
(8.3)

115
Trong đó: F – tính theo biểu thức (3.2)
i – yền từ động cơ đến bánh tỷ số tru xe;
ế độ xác lập bằng:
η – hiệu suất của cơ cấu.
Công suất của động cơ khi di chuyển có tải trong ch

3
10.
.
−
=
vF
P

η
(8.4)
– tốc độ di
ủa động cơ i bằng:
Trong đó: v chuyển, m/s.
Công suất c khi di chuyển không tả

3
0

10.
.
−
=
vF
P
(8.5)
đó: F
0
được ho G = 0.
cấu nâng –
trọng trong
Trong
tính theo công thức (8-2) khi c
2. Cơ hạ hàng
~
~
~
~
G
G
0
A
F
cáp
6
5

4
3
2
1
7
H.8-4. Sơ đồ động học của cơ cấu
nâng – hạ bốc hàng bằng móc
1. Trục vít; 2. Bánh vít; 3. Truyền động
bánh răng; 4. Tang máy; 5.Cơ cấu móc
hàng; 6. Móc; 7. Động cơ truyền động
~
~
~
~
G
G
0
A
F
cáp
6
5
4
3
2
1
7
~
~
~

~
~
~
~
~
G
G
0
A
F
cáp
6
5
4
3
2
7
H.8-4. Sơ đồ động học của cơ cấu
nâng – hạ bốc hàng bằng móc
1. Trục vít; 2. Bánh vít; 3. Truyền động
bánh răng; 4. Tang máy; 5.Cơ cấu móc
hàng; 6. Móc; 7. Động cơ truyền động
1
Động cơ truyền động cơ cấu nâng –
hạ hàng đóng vai trò quan
các máy nâng – vận chuyển nói chung
và trong cầu trục nói riêng. Trên hình
8-4 mô tả sơ đồ động học của cơ cấu
nâng – hạ hàng với cơ cấu bốc hàng
dùng móc.

Lực đặt lên cáp nâng được tính theo
biểu thức sau:

t
m
gGG
F
η
−
+
=
)(
0
(8-6)
Tron ội số của ròng rọc
(tron này m = 2).
g đó: m – b
g trường hợp
Khi nâng không tải (G = 0), lực đặt
lên cáp nâng bằng:

t
m
gG
F
η
.
.
0
=

(8-7)
Momen lên tang nâng tương ứng
cho hai tr ợp bằng:
đặt
ường h

t
t
t
RF
M
η
.
=
;
t
t
t
RF
M
η
.
0
0
=
(8-8)
Trong đó: η
iệu suất củ
omen đặ n trục động
t

– h a tang nâng
M t lê cơ bằng:

η
.i
M
M
t
=
(8-9)
ó: i, η – ủa cơ cấu truyền lực
= η
bv
.
br
(8-10)
Trong đ tỷ số truyền và hiệu suất c
η
η

116
Trong đó: η
bv
– hiệu suất bánh vít – trục vít;
η
br
– hiệu suất của cặp bánh răng;
Công suất của động cơ truyền động phụ thuộc vào tốc độ nâng:

Xem thêm: Cách Tải Shadow Fight 2 Trên Máy Tính hướng dẫn Game Shadow Fight 2

..
−
=
mvF

10.
c
P
η
(8-11)
v – tốc độ nâng hàng, m/s;
η
c
– hiệu suất c àn bộ cơ cấu truyền lực.
(8-12)
h của cầu trục, dùng để
giữ hàng được nâng trên độ cao một cách chắc chắn.

H. 8-5 Cấu tạo của một phanh guốc một pha
1,7. Cánh tay đòn của cơ cấu phanh; 2. Lõi của lò xo; 3. Lò xo;
anh; 8.
Trong đó:

ủa to
η = η
bv
. η
br

. η
t
8-4 Các thiết bị điện chuyên dùng trong cầu trục
1. Phanh hãm điện từ
Là bộ phận không thể thiếu trong các cơ cấu chín
dừng nhanh các cơ cấu,
Phanh hãm điện từ dùng trong cầu trục theo cấu tạo thường có ba loại:
phanh guốc, phanh đai, phanh đĩa. Nguyên lý hoạt động của các loại phanh
nói trên về cơ
bản là giống nhau. Khi động cơ truyền cơ cấu đóng vào lưới
điện, thì đồng thời cuộn dây nam châm phanh hãm cũng có điện. Lực hút
của nam châm thắng lực cản lò xo, má phanh sẽ giải phóng khỏi trục động
cơ để động cơ làm việc. Khi mất điện, cuộn dây của nam châm của phanh
hãm cũng mất điện, lực căng của lò xo sẽ ép chặt má phanh vào trục độ
ng cơ
để hãm.

4. Giá định hướng; 5. Vòng đệm chặn; 6. Bánh đai ph
Cuộn dây của nam châm điện; 9. Guốc phanh và má phanh

117
Cấu tạo của phanh đĩa (h.8-6) gồm
ác phần chính sau: đĩa phanh quay 2
học c
s C có iện, lực hút của nam châm sẽ nâng
ng để điều khiển các động cơ truyền động gồm các cơ
ng máy, điều chỉnh tốc độ, hãm và đảo chiều quay.
c tiếp
truyền động. Nó thường dùng để
c
được nối với trục của cơ cấu, lò xo ép
4, nam châm điện 5. Phần ứng của
nam châm được bắt chặt với đĩa 3. Số
lượng nam châm điện và gujông cùng
hướng 1 có ba cái, phân bố đều theo
đường tròn của cơ cấu phanh với góc
lệch nhau 120
0
. Đĩa phanh 3 có thể di
chuyển tự do dọc theo gujông 1. Khi
cấp điện cho cuộn nam châm, lực

điện từ sẽ kéo phần ứng cùng đĩa
phanh 3, giải phóng trục của cơ cấu.

a
F
s1
F
s2
G
L
G
nc
G
ph
L
2
L
1

L
NC
H.8-7 Sơ đồ động học của phanh đai
a
F
s1
F
s2
G
L
G
nc
G
ph
L
2
L
1
L
NC
H.8-7 Sơ đồ động học của phanh đai
H. 8-6 Cấu tạo của phanh đĩa
Hình 8-7 giới thiệu sơ đồ động
au: Khi cuộn dây nam châm N
ủa phanh đai. Nguyên lý làm việc như
đ
cánh tay đòn L theo chiều đi lên làm cho đai phanh không ép chặt vào tr
ục
động cơ. Khi mất điện, do khối lượng phần ứng của nam châm G
nc

và đối
trọng phụ G
ph
, sẽ hạ cánh tay đòn L theo chiều đi xuống và đai phanh sẽ ghì
chặt trục động cơ.
2. Bộ khống chế
Bộ khống chế dù
cấu: khởi động, dừ
Về nguyên lý có hai loại bộ khống chế:
– Bộ khống chế
động lực khi có các tiếp điểm của nó đóng – cắt trự
các phần tử trong mạch động lực của hệ
khống chế các động cơ truyền động các cơ cấu của cầu trục có công suất nhỏ
với chế độ làm việc nhẹ hoặc trung bình.

118
– Bộ khống chế từ gồm bộ khống chế chỉ huy và hệ thống rơle và công tắc
tơ. Các tiếp điểm của bộ khống chế chỉ huy đóng – cắt các phần tử trong
iểu tay gạt
i
phải,
ẽ
mạch động lực của hệ truyền động một cách gián tiếp thông qua hệ thống
tiếp điểm của các phần tử trung gian (như rơle và công tắc tơ). Bộ khố
ng chế
từ thường dùng để điều khiển các động cơ truyền động các cơ cấu của cầu
trục có công suất trung bình và lớn làm việc trong chế độ nặng nề và rất
nặng nề với tần số đóng – cắt điện lớn
(hơn 600 lần/giờ).
Về cấu tạo bộ khống chế có 2loại:

a) Bộ khống chế k
Nguyên lý hoạt động (hình 8-8): kh
đẩy tay gạt 1 sang trái hoặc sang
s quay trục gắn chặt với tay gạt, trên
trục đó có gá lắp hàng chục đĩa cam
2. Trên đầu mút của tay đòn 4 có gắn
tiếp điểm động 5. Khi con lăn 3 nằm
ở phần lõm của đĩa cam thì tiếp điểm
động 5 và tiếp điểm tĩnh 6 kín, còn
khi con lăn nằm ở
phần lồi của đĩa
cam, lò xo 7 sẽ ép vào cánh tay đòn 4
làm cho hai tiếp điểm đó hở ra.
b) Bộ khống chế kiểu vô lăng

H 8-8. C
ấ
u t
ạ
o b
ộ
kh
ố
ng ch
ế
ki
ể

u tay g
ạ
t
H 8-9. C
ấ
u t
ạ
o b
ộ
kh
ố
ng ch
ế
ki
ể
u v
ô
lăng
a) H
ì
nh d
ạ
ng t
ổ
ng th
ể
; b) C
ấ
u t
ạ

o c
ủ
a m
ộ
t
đơ
n nguy
ê
n
a)
b)