Xem mẫu
- Ch-¬ng 1: M« t¶ c«ng nghÖ vµ yªu cÇu hÖ
truyÒn ®éng
1.1. M« t¶ c«ng nghÖ
2
1
3
CÇu trôc lµ mét lo¹i m¸y n©ng - vËn chuyÓn ®-îc sö dông
phæ biÕn trong nhiÒu ngµnh kinh tÕ kh¸c nhau nh- trong nhµ m¸y
c¬ khÝ, xÝ nghiÖp luyÖn kim, c«ng tr-êng x©y dùng, hÇm má, h¶i
c¶ng...
Th«ng th-êng cÇu trôc ®-îc ®iÒu khiÓn nhê ng-êi l¸i ngåi
®iÒu khiÓn trong cabin, theo yªu cÇu cña n¬i s¶n xuÊt, bé ®iÒu
khiÓn cã thÓ ®Æt ngoµi cÇu trôc, tõ mét tñ ®iÒu khiÓn ®Æt ë nÒn ph©n
x-ëng.
Ph©n lo¹i cÇu trôc :
+ Theo ®Æc ®iÓm cÊu t¹o :
CÇu trôc kiÓu cÇu (cÇu trôc)
CÇu trôc h×nh cæng
CÇu trôc c¸p.
+ Theo träng t¶i :
Lo¹i nhÑ < 5 ÷ 10 tÊn
Lo¹i trung b×nh 10 ÷ 15 tÊn
Lo¹i nÆng > 15 tÊn
+ Theo chÕ ®é lµm viÖc :
Lo¹i nhÑ : hÖ sè tiÕp ®iÖn T§% = 10 ÷ 15 %, sè lÇn ®ãng
m¸y trong mét giê lµ 60.
Lo¹i trung b×nh : T§% =15 ÷ 25%, sè lÇn ®ãng m¸y
trong mét giê lµ 120.
- Lo¹i nÆng : T§% = 25 ÷ 40%, sè lÇn ®ãng m¸y trong mét
giê lµ 240.
Lo¹i rÊt nÆng : T§% = 40 ÷ 60%,sè lÇn ®ãng m¸y trong
mét giê > 240.
+ Theo chøc n¨ng :
CÇu trôc vËn chuyÓn : sö dông réng r·i, yªu cÇu chÝnh
x¸c kh«ng cao.
CÇu trôc l¾p r¸p : phÇn lín dïng trong c¸c nhµ m¸y, xÝ
nghiÖp nhÊt lµ trong c¸c nhµ m¸y c¬ khÝ. Nã dïng ®Ó l¾p
ghÐp c¸c chi tiÕt m¸y mãc, yªu cÇu cã ®é chÝnh x¸c cao.
1.1.1 CÊu t¹o c¬ b¶n cña cÇu trôc
CÇu trôc hai dÇm hiÖn nay ®-îc sö dông réng r·i trong c¸c
nhµ m¸y, xÝ nghiÖp, dïng ®Ó cÈu c¸c cÊu kiÖn s¾t thÐp, c¸c ph«i s¶n
phÈm, l¾p r¸p c¸c thiÕt bÞ m¸y mãc ...
Tuú theo t¶i träng, theo chÕ ®é lµm viÖc hoÆc theo cÊu t¹o cña
c¬ cÊu di chuyÓn, cÇu trôc hai dÇm còng ®-îc chia thµnh nhiÒu
lo¹i. Nh-ng dï cã cÊu t¹o ®¬n gi¶n hay phøc t¹p th× cÊu t¹o c¬ b¶n
cña cÇu trôc gåm ba phÇn : xe cÇu, xe con vµ c¬ cÊu n©ng h¹.
1 - Xe cÇu:
Xe cÇu cã hai dÇm chÝnh hoÆc khung dµn chÝnh ®-îc chÕ t¹o
b¨ng kÐp cã ®é cøng kh«ng gian ®Æt c¸ch nhau mét kho¶ng t-¬ng
øng víi kho¶ng c¸ch b¸nh xe cña xe con. Hai ®Çu cÇu ®-îc liªn kÕt
c¬ khÝ víi hai dÇm ngang t¹o thµnh khung h×nh ch÷ nhËt trong mÆt
ph¼ng ngang.
C¸c b¸nh xe cña cÇu trôc ®-îc thiÕt kÕ trªn c¸c dÇm ngang
cña khung h×nh ch÷ nhËt, t¹o ®iÒu kiÖn cho cÇu trôc ch¹y däc suèt
ph©n x-ëng. T¶i träng sÏ do träng l-îng b¶n th©n cÇu, träng l-îng
xe con cïng vËt n©ng sÏ truyÒn qua b¸nh xe qua ®-êng ray. Trªn
mÆt b»ng kÕt cÊu khung cã l¾p ®Æt c¬ cÊu di chuyÓn xe cÇu.
2 - Xe con:
Xe con ®-îc thiÕt kÕ l¾p ®Æt trªn xe cÇu, di chuyÓn däc cÇu,
t¹o ®iÒu kiÖn cho cÇu trôc phôc vô ®-îc suèt khÈu ®é gian nhµ
ph©n x-ëng.
3 - C¬ cÊu n©ng h¹:
C¬ cÊu n©ng h¹ th-êng cã tang c¾t thµnh r·nh xo¾n hai chiÒu
®Ó cuén c¸p n©ng vµ h¹. Cuèi hai ®Çu d©y c¸p m¾c pal¨ng kÐp ®Ó
®¶m b¶o n©ng h¹ t¶i träng theo ph-¬ng th¼ng ®øng, ®ång thêi t¨ng
sè l-îng c¸p cã kh¶ n¨ng chÞu lùc tèt. Toµn bé c¬ cÊu tang, hép
- truyÒn b¸nh r¨ng vµ ®éng c¬ xe con ®-îc ®Æt trªn xe con di chuyÓn
ngang nhµ ph©n x-ëng.
Ngoµi ra cßn cã c¬ cÊu phanh h·m, gåm ba lo¹i : phanh guèc,
phanh ®Üa vµ phanh ®ai. Khi ®éng c¬ cña c¬ cÊu ®ãng vµo l-íi ®iÖn
th× ®ång thêi ®éng c¬ phanh còng cã ®iÖn, më m¸ phanh gi¶i
phãng trôc ®éng c¬ ®Ó ®éng c¬ lµm viÖc. Khi ®éng c¬ ngõng lµm
viÖc, ®éng c¬ phanh mÊt ®iÖn, Ðp chÆt m¸ phanh vµo trôc ®éng c¬
®Ó h·m. CÇu trôc lo¹i nÆng th-êng dïng hai phanh ®Ó ®¶m b¶o an
toµn.
1.1.2. C¸c chuyÓn ®éng cña cÇu trôc
+ ChuyÓn ®éng cña xe cÇu : chuyÓn ®éng nµy gióp cho toµn
bé cÇu trôc tiÕn hay lïi theo ph-¬ng ngang, däc theo ®-êng ray.
+ ChuyÓn ®éng cña xe con : chuyÓn ®éng theo ph-¬ng vu«ng
gãc víi chuyÓn ®éng cña xe cÇu trªn mÆt ph¼ng ngang.
+ ChuyÓn ®éng cña c¬ cÊu n©ng h¹ : n©ng h¹ t¶i träng theo
ph-¬ng ®øng.
1.1.3. §Æc ®iÓm c«ng nghÖ cña cÇu trôc
CÇu trôc lµm viÖc trong m«i tr-êng rÊt nÆng nÒ, ®Æc biÖt lµ ë
ngoµi h¶i c¶ng, trong c¸c nhµ m¸y ho¸ chÊt, xÝ nghiÖp luyÖn kim...
C¸c khÝ cô ®iÖn, thiÕt bÞ ®iÖn trong hÖ truyÒn ®éng vµ trang bÞ
®iÖn cÇu trôc ph¶i lµm viÖc tin cËy trong ®iÒu kiÖn nghiÖt ng· cña
m«i tr-êng.
C¸c ®éng c¬ truyÒn ®éng cÇu trôc th-êng m« men thay ®æi
theo t¶i träng, nhÊt lµ c¬ cÊu n©ng h¹, m« men thay ®æi râ rÖt.
HÖ truyÒn ®éng c¸c c¬ cÊu cña cÇu trôc yªu cÇu qu¸ tr×nh
t¨ng tèc vµ gi¶m tèc x¶y ra rÊt ªm. Bëi vËy m« men ®éng trong qu¸
tr×nh qu¸ ®é ph¶i ®-îc h¹n chÕ theo kÜ thuËt an toµn.
N¨ng suÊt cña cÇu trôc quyÕt ®Þnh bëi hai yÕu tè : t¶i träng
cña c¸c thiÕt bÞ vµ sè chu k× bèc ,xóc trong mét giê. Sè l-îng hµng
ho¸ bèc, xóc trong mçi mét chu k× kh«ng nh- nhau vµ nhá h¬n t¶i
träng ®Þnh møc cho nªn phô t¶i ®èi víi ®éng c¬ chØ ®¹t ( 60 70 )%
c«ng suÊt ®Þnh møc cña ®éng c¬.
Do lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn nÆng nÒ, th-êng xuyªn lµm viÖc
qu¸ t¶i nªn cÇu trôc ®-îc chÕ t¹o cã ®é bÒn c¬ khÝ cao, kh¶ n¨ng
chÞu qu¸ t¶i lín.
Nguyªn lÝ lµm viÖc cÇu trôc hai dÇm : BiÕn c¸c chuyÓn
®éng quay trßn cña c¸c ®éng c¬ ®iÖn dÉn ®éng qua hép gi¶m tèc
thµnh c¸c chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn, vµo ra, lªn xuèng.
1.2. Yªu cÇu truyÒn ®éng ®iÖn
- C¸c ®éng c¬ truyÒn ®éng ®Òu lµm viÖc ë chÕ ®é ng¾n h¹n lÆp
l¹i cã sè lÇn ®ãng ®iÖn lín. §a sè c¸c cÇu trôc ®Òu lµm viÖc trong
®iÒu kiÖn m«i tr-êng nÆng nÒ nh- trong c¸c nhµ m¸y c¬ khÝ, ho¸
chÊt, luyÖn kim...,chÕ ®é qu¸ ®é x¶y ra nhanh khi më m¸y vµ ®¶o
chiÒu.
C¸c thiÕt bÞ cÇu trôc ph¶i ®¶m b¶o ®-îc c¸c yªu cÇu vÒ c«ng nghÖ
vµ n¨ng suÊt, ®¶m b¶o an toµn cho ng-êi vµ thiÕt bÞ, ®¬n gi¶n trong
c¸c thao t¸c. Cô thÓ lµ :§Æc tÝnh t¶i
- Phô t¶i cña c¬ cÊu n©ng h¹ lµ phô t¶i thÕ n¨ng. §éng c¬ cho
truyÒn ®éng n©ng h¹ lµm viÖc ë chÕ ®é ng¾n h¹n lÆp l¹i.
M w
M(t)
w(t)
0 t
t1 t2 t01 t3 t4 t02
Trªn h×nh vÏ lµ gi¶n ®å phô t¶i cña c¬ cÊu n©ng h¹ víi thêi gian më
m¸y vµ thêi gian phanh coi nh- b»ng 0. Trong ®ã:
t1: Thêi gian h¹ kh«ng t¶i t2: thêi gian n©ng t¶i
t01: thêi gian nghØ t3: thêi gian h¹ t¶i
t4: thêi gian n©ng kh«ng t¶i t02: thêi gian nghØ
Qua gi¶n ®å phô t¶i ta thÊy ®©y lµ phô t¶i ng¾n h¹n lÆp l¹i biÕn ®æi.
§éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é ng¾n h¹n lÆp l¹i víi yªu cÇu cã ®¶o
chiÒu.
b. Yªu cÇu vÒ khëi ®éng vµ h·m truyÒn ®éng
- §èi víi truyÒn ®éng n©ng h¹ t¶i gia tèc khëi ®éng nhá nhÊt lµ tkd
5V (s)
víi v - tèc ®é n©ng t¶i (m/s)
- Thêi gian h·m còng ®-îc tÝnh t-¬ng tù nh- trªn
c. Yªu cÇu vÒ hµm vµ dõng khÈn cÊp
- - Sö dông phanh h·m ®Ó h¹n chÕ tèc ®é khi chuÈn bÞ dõng vµ khi
mÊt ®iÖn phanh h·m ph¶i dõng truyÒn ®éng ë hiÖn tr¹ng tr¸nh r¬i
tù do.
- Dõng chÝnh x¸c t¹i n¬i lÊy vµ tr¶ t¶i.
d. §é chÝnh x¸c.
- D¶i ®iÒu chØnh tèc ®é
max 1,5 30
D
min 0,05 1
e. Nh÷ng yªu cÇu kh¸c.
+ C¸c ®éng c¬ truyÒn ®éng ph¶i cã kh¶ n¨ng ®¶o chiÒu quay,
ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é ®ñ réng vµ cã c¸c ®-êng ®Æc tÝnh tho¶
m·n yªu cÇu c«ng nghÖ.
VD: c¸c cÇu trôc l¾p r¸p ph¶i tho¶ m·n yªu cÇu vÒ dõng m¸y
chÝnh x¸c nªn ®ßi hái cã ®-êng ®Æc tÝnh c¬ cøng, cã ®-êng ®Æc
tÝnh c¬ thÊp, cã nhiÒu ®-êng ®Æc tÝnh trung gian ®Ó më m¸y vµ h·m
ªm. ViÖc ®iÒu chØnh tèc ®é c¸c c¬ cÊu ®Òu ®-îc thùc hiÖn b»ng
ph-¬ng ph¸p ®iÖn trong ph¹m vi t-¬ng ®èi réng (ë c¸c cÇu trôc
th«ng th-êng D 3 : 1; ë c¸c cÇu trôc l¾p r¸p D 10 : 1 hoÆc lín
h¬n ).
+ Bé phËn chuyÓn ®éng ph¶i cã phanh h·m ®iÖn tõ ®Ó gi÷
chÆt c¸c trôc truyÒn ®éng khi ®éng c¬ mÊt ®iÖn. ë cÇu trôc di
chuyÓn kim lo¹i nãng ch¶y, ®Ó cho an toµn ng-êi ta dïng hai
phanh h·m trªn trôc ®éng c¬.
1 2
Nc
3
Gph
Phanh h·m lµ bé phËn kh«ng thÓ thiÕu trong c¬ cÊu chÝnh cña cÇu
trôc. Phanh dïng trong cÇu trôc th-êng cã 3 lo¹i: Phanh guèc,
phanh dÜa vµ phanh ®ai. Nguyªn lý ho¹t ®éng c¬ b¶n gièng nhau
m« t¶ c¬ cÊu phanh ®ai gåm
1.M¸ phanh,
- 2.Cuén d©y nam ch©m phanh ( hoÆc dïng ®éng c¬ b¬m thuû lùc
t¹o lùc ®ãng më);
3.§èi träng phanh. Khi ®éng c¬ cña c¬ cÊu ®ãng vµo l-íi ®iÖn
th× ®ång thêi ®éng c¬ phanh còng cã ®iÖn b¬m thuû lùc më m¸
phanh gi¶i phãng trôc ®éng c¬ ®Ó ®éng c¬ lµm viÖc. Khi ®éng c¬
ngõng lµm viÖc th× ®éng c¬ phanh mÊt ®iÖn Ðp chÆt m¸ phanh vµo
trôc ®éng c¬ ®Ó h·m. §èi víi c¬ cÊu n©ng h¹ cÇu trôc lo¹i nÆng
th-êng ng-êi ta dïng 2 phanh ®Ó ®¶m b¶o an toµn.
+ C«ng suÊt ®éng c¬ cÇn ph¶i ®ñ ®Ó ®¶m b¶o thêi gian khëi
®éng trong quy ®Þnh
+ ViÖc t¨ng c«ng suÊt ®éng c¬ lªn qu¸ lín còng kh«ng cho
phÐp do:
+ Khi P cã kh¶ n¨ng lµm t¨ng gia tèc cÇu trôc (c¬ cÊu
n©ng h¹) cã thÓ dÉn tíi ®øt d©y treo hay t¶i bÞ dËt m¹nh.
+ T¨ng vèn ®Çu t- ban ®Çu.
+ Ph¶i thiÕt kÕ ®Ó c¬ cÊu lµm viÖc an toµn ë chÕ ®é nÆng nÒ
nhÊt.
+ C¸c thiÕt bÞ cÇu trôc ph¶i ®¶m b¶o lµm viÖc an toµn ë ®iÖn
¸p b»ng 85% ®iÖn ¸p ®Þnh møc.
- §iÖn ¸p cung cÊp cho cÇu trôc kh«ng v-ît qu¸ 500 V.
- M¹ng ®iÖn xoay chiÒu hay dïng lµ 220 V, 380V.
- M¹ng ®iÖn mét chiÒu lµ 220V, 440V.
- §iÖn ¸p chiÕu s¸ng cña cÇu trôc kh«ng ®-îc v-ît qu¸ 220V
.
- §iÖn ¸p chiÕu s¸ng khi söa ch÷a ph¶i nhá h¬n 36V, kh«ng
dïng biÕn ¸p tù ngÉu ®Ó cung cÊp cho m¹ch ®iÖn chiÕu s¸ng,
söa ch÷a.
+ C¸c m¹ch ®iÖn vµ c¸c ®éng c¬ ph¶i ®-îc b¶o vÖ ng¾n m¹ch
vµ qu¸ t¶i trªn 200% b»ng c¸c r¬le dßng ®iÖn cùc ®¹i, kh«ng dïng
b¶o vÖ nhiÖt v× c¸c ®éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é ng¾n h¹n lÆp l¹i.
Trong m¹ch khèng chÕ ph¶i bè trÝ c¸c thiÕt bÞ b¶o vÖ ®Ó lo¹i trõ
hiÖn t-îng ®éng c¬ tù khëi ®éng khi ®iÖn ¸p l-íi phôc håi (sau khi
mÊt ®iÖn).
+ §èi víi cÇu trôc cì lín, ph¶i dïng c¸c thiÕt bÞ kh¾c phôc
hiÖn t-îng vªnh giµn cÇu.
Trong hÖ truyÒn ®éng c¸c c¬ cÊu cña cÇu trôc ,c¸c ®éng c¬ cã
s¬ ®å ®iÒu riªng biÖt. ChÝnh v× thÕ viÖc tæng hîp bé ®iÒu chØnh cho
tõng lo¹i c¬ cÊu truyÒn ®éng lµ ®éc lËp nhau .
- §éng c¬ truyÒn ®éng cÇu trôc, nhÊt lµ ®èi víi c¬ cÊu n©ng h¹
,m«men thay ®æi theo t¶i träng rÊt râ rÖt .Khi kh«ng cã t¶i träng (
kh«ng t¶i ) m«men cña ®éng c¬ kh«ng v-ît qu¸ (15 20)% M®m .
§èi víi ®éng c¬ di chuyÓn xe con m«men cña ®éng c¬ b»ng (35
50)% M®m ,vµ b»ng (50 55 )% M®m ®èi víi ®éng c¬ di chuyÓn xe
cÇu.
Quan hÖ gi÷a m« men vµ t¶i träng m« t¶ trªn h×nh
M/M®m
1,0
1
0,8
2
0,6
3
0,4
0,2 G/G®m
0,2 0,4 0,6 0,8
Trong hÖ truyÒn ®éng c¸c c¬ cÊu cÊu m¸y n©ng - vËn chuyÓn nãi
chung vµ cÇu trôc
nãi riªng ,yªu cÇu qu¸ tr×nh t¨ng tèc vµ gi¶m tèc x¶y ra ph¶i ªm.
Bëi vËy m«men ®éng trong qu¸ tr×nh qu¸ ®é ph¶i ®-îc h¹n chÕ
theo yªu cÇu kÜ thuËt an toµn.
Nh÷ng n¨m gÇn ®©y ,do sù ph¸t triÓn cña kÜ thuËt b¸n dÉn, kÜ
thuËt biÕn ®æi ®iÖn n¨ng c«ng suÊt lín ,c¸c hÖ truyÒn ®éng ®iÖn cho
cÇu trôc ®· dïng nhiÒu bé biÕn ®æi Thyristor thay cho c¸c hÖ cæ
®iÓn dïng m¸y ®iÖn khuÕch ®¹i còng nh- khuÕch ®¹i tõ. HÖ truyÒn
®éng c¸c c¬ cÊu cÇu trôc dïng bé biÕn ®æi Thyristor - DC Motor
(T-§) ®èi víi c¬ cÊu di chuyÓn, do cã ¶nh h-ëng cña m«men ph¶n
kh¸ng cho nªn s¬ ®å khèng chÕ ®¶o chiÒu ®¬n gi¶n dïng c¸c
Contactor ®¶o chiÒu trong m¹ch phÇn øng cña ®éng c¬.
ChÕ ®é lµm viÖc cña c¸c c¬ cÊu cÇu trôc ®-îc x¸c ®Þnh tõ yªu
cÇu cña qu¸ tr×nh c«ng nghÖ ,chøc n¨ng cña cÇu trôc trong d©y
chuyÒn s¶n xuÊt . CÊu t¹o vµ kÕt cÊu cña cÇu trôc rÊt ®a d¹ng. Khi
thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o hÖ thèng ®iÒu khiÓn vµ hÖ thèng truyÒn ®éng
®iÖn ph¶i phï hîp víi tõng lo¹i cô thÓ. VÝ dô nh- cÇu trôc trong
- ph©n x-ëng luyÖn thÐp lß Mactanh ,trong c¸c ph©n x-ëng nhiÖt
luyÖn ph¶i ®¶m b¶o c¸c chØ tiªu kÜ thuËt trong chÕ ®é qu¸ ®é. CÇu
trôc trong c¸c ph©n x-ëng l¾p r¸p ph¶i ®¶m b¶o qu¸ tr×nh më m¸y
ªm ,d¶i ®iÒu chØnh tèc ®é réng ,dõng chÝnh x¸c ®óng n¬i lÊy hµng
vµ h¹ hµng v.v...
Tõ nh÷ng ®Æc ®iÓm trªn ®©y cã thÓ ®-a ra nh÷ng yªu cÇu c¬ b¶n
®åi víi hÖ truyÒn ®éng cho c¸c c¬ cÊu cña cÇu trôc nh- sau:
S¬ ®å cÊu tróc cña hÖ ®iÒu khiÓn tù ®éng ®¬n gi¶n.
C¸c phÇn tö cÊu thµnh cã ®é tin cËy cao, ®¬n gi¶n vÒ cÊu t¹o
vµ thay thÕ dÔ dµng.
S¬ ®å b¶o vÖ ph¶i cã m¹ch b¶o vÖ ®iÖn ¸p " kh«ng " ,b¶o vÖ
qu¸ t¶i vµ ng¾n m¹ch.
Qu¸ tr×nh më m¸y diÔn ra theo mét quy luËt ®Þnh s½n.
Cã c«ng t¾c hµnh tr×nh h¹n chÕ hµnh tr×nh tiÕn ,lïi cho xe
cÇu ,xe con vµ h¹n chÕ hµnh tr×nh lªn xuèng cña c¬ cÊu n©ng
- h¹.
§¶m b¶o h¹ hµng ë tèc ®é thÊp .
Tù ®éng c¾t nguån cÊp khi cã ng-êi lµm viÖc trªn xe cÇu.
S¬ ®å ®iÒu khiÓn cho tõng ®éng c¬ ph¶i riªng biÖt .
nguon tai.lieu . vn
