Trang thiết bị điện tàu 34000T. Nghiên cứu hệ thống làm hàng hãng TTS

Cùng với sự phát triển của công nghệ hiện nay, các hệ thống trên tàu thủy cũng được ứng dụng các tiến bộ của khoa học công nghệ vào việc điều khiển sao cho hiệu quả ngày càng cao, và chi

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp của mình, em xin chân thành cảm

ơn sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Tống Lâm Tùng, thầy đã trực tiếp hướng dẫn

em thực hiện bản đồ án của mình Với sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của thầy đã giúp em có thể hiểu, và nắm bắt những nội dung của bản đồ án mình làm Từ đó,

em có thể thực hiện và hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp của mình trong thời gian quy định Thầy cũng đã trực tiếp giảng dạy chúng em nhiều môn học trong quá trình theo học tại trường

Em cũng xin giử lời cảm ơn tới các thầy, cô trong khoa Điện – Điện tử đã giảng dạy sinh viên chúng em trong suốt những năm tháng chúng em học tập tại trường Các thầy, cô đã trang bị cho chúng em không chỉ những kiến thức về chuyên ngành chúng em theo học mà còn là nhưng kinh nghiệm để chúng em có thể bước ra xã hội với hành trang tốt nhất Các thầy, cô đã giúp giải đáp các thắc mắc của sinh viên chúng em, đưa tới sinh viên chúng em các thông tin cần thiết để sinh viên nói chung và bản thân em có được thông tin kịp thời Từ đó có được sự định hướng về việc thực hiện học tập cũng như thực hiện đồ án tốt nghiệp với sinh viên năm cuối chúng em

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy, cô trong toàn trường, gia đình và bè đã giúp đỡ em trong suốt những tháng năm học tập tại trường Đây là môi trường giúp em hoàn thiện bản thân từ kiến thức tới nhân cách

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên Ngô Đức Nghị

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan nội dung trong đề tài là hoàn toàn do em thực hiện, với sự giúp đỡ và chỉ bảo từ thầy Tống Lâm Tùng Bên cạnh đó em cũng có tham khảo các bản đồ án từ các khóa trước trên thư viện của trường Từ đó để em có thể hiểu

và phân tích các nội dung trong đề tài của mình và viết thành quyển báo cáo của mình Em xin cam đoan những điều mình nói là đúng, nếu có gì không đúng em xin hoàn toàn chịu tránh nhiệm và nhận các hình thức kỷ luật Em xin chân thành cảm

ơn

Sinh viên thực hiện Ngô Đức Nghị

LỜI MỞ ĐẦU 1

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU 34000T 3

1 Các thông số chính của tàu: 3

2 Máy chính 4

3 Máy phát điện chính 4

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH TÀU 34000T 5

1.1 Giới thiệu về tổ hợp diesel lai máy phát của trạm phát chính 5

1.2 Cấu trúc sơ đồ của hệ thống năng lượng trên tàu 7

1.2.1 Nhóm khởi động & phụ tải 440V số 1 7

1.2.2 Nhóm khởi động số 1( Page 271, 287 tới 304 ) 8

1.2.3 Nhóm phụ tải 440V số 1( Page 201, 202, 203, 204 ) 9

1.2.4 Nhóm khởi động số 2( Page 272, 305 tới 322 ) 10

1.2.5 Nhóm khởi động & phụ tải 440V số 2 10

1.2.6 Nhóm phụ tải 440V số 2( Page 211, 212, 213, 214 ) 11

1.2.7 Nhóm phụ tải 220V( Page 261, 262, 263 ) 12

CHƯƠNG 2 : NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG LÀM HÀNG HÃNG TTS 13

2.1 Giới thiệu về hệ thống làm hàng hãng TTS 13

2.2 Hệ thống thủy lực ( Bản vẽ Hydraulic Drawing – 5005175 ) 14

2.2.1 Cấu trúc của hệ thống 14

2.2.2 Đặc điểm 18

2.2.3 Nguyên lý hoạt động 20

2.3 Mạch điều khiển điện 28

2.3.1 Nguồn cấp 29

2.3.2 Khởi động động cơ 30

2.3.3 Mạch sấy 33

2.3.4 Mạch chiếu sáng 33

2.3.5 Điều khiển nâng hạ hàng ( M07/4) 33

2.3.6 Điều khiển cơ cấu thay đổi tầm với 37

2.3.7 Điều khiển cơ cấu quay mâm 39

2.4 PLC IFM CR 0020 và các module mở rộng của nó 42

KẾT LUẬN 45

LỜI MỞ ĐẦU

Trong xu thế phát triển kinh tế xã hội hiện nay, thì vận chuyển hàng hóa cũng theo đó phát triển lên rất mạnh mẽ Với vị trí địa lý của Việt Nam thì vận chuyển hàng hóa bằng con đường hàng hải ngày càng phát triển Với đặc điểm là lượng hàng hóa được vận chuyển lớn và thuận tiện, thì đây được coi là con đường quan trọng nhất để lưu thông hàng hóa với quốc tế Chính vì vậy mà ngành công nghiệp đóng tàu ngày càng phát triển, với yêu cầu tạo ra những con tàu được hiện đại hóa ngày càng nhiều, trọng tải cũng được tăng lên rất nhiều để đáp ứng sự phát triền Khi mà trọng tải của tàu được tăng lên thì lượng hàng hóa được vận chuyển cũng tăng lên, vì vậy để đảm bảo thời gian và chất lượng hàng hóa khi vận chuyển thì các con tàu hiện nay đều được trang bị các hệ thống làm hàng đi theo tàu Hệ thống này giúp đảm bảo thời gian làm hàng của tàu tại cảng

Cùng với sự phát triển của công nghệ hiện nay, các hệ thống trên tàu thủy cũng được ứng dụng các tiến bộ của khoa học công nghệ vào việc điều khiển sao cho hiệu quả ngày càng cao, và chi phí được giảm tối đa có thể Các hệ thống dần được tự động hóa từ một phần đến toàn phần giúp người vận hành đơn giản hóa công việc Hệ thống làm hàng cũng không nằm ngoài xu thế phát triển này Từ các

hệ thống làm hàng chỉ được điều khiển bởi các mạch role contacter thì ngày nay đã được điều khiển thông qua các bộ PLC giúp tối thiểu hóa kích thước của mạch điều khiển, đồng thời tăng khả năng phản ứng cũng như tăng hiệu suất làm việc

Sau khoảng thời gian học tập tại trường Đại học Hàng Hải Việt Nam, em đã được các thầy, cô trong khoa Điện – Điện Tử giao cho đề tài tốt nghiệp ” Trang thiết bị điện tàu 34000T Nghiên cứu hệ thống làm hàng hãng TTS” với sự hướng dẫn của thầy giáo thạc sỹ Tống Lâm Tùng

Đây là hệ thống làm hàng đã được ứng dụng bộ điều khiển bằng PLC hiện đại, sát với thực tiễn hiện nay Qua việc thực hiện đề tài sẽ giúp sinh viên chúng em nắm bắt và tiếp cận với các hệ thống hiện đại ngày nay Giúp sinh viên sau khi ra trường sẽ có được kiến thức tốt phục vụ cho công việc Nâng cao tính thực tiến cho công việc sau nay của chúng em

Trong quá trình thực hiện đề tài của mình, em đã được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo thạc sĩ Tống Lâm Tùng cũng như của các thầy, cô trong khoa Điện – Điện tử Cùng với sự cố gắng của bản thân để em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình

Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế còn ít, nên không tránh khỏi những thiếu sót trong đồ án của em Em mong có được sự chỉ bảo của các thầy, cô giúp đồ án của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn ! Hải Phòng, tháng 11 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Ngô Đức Nghị

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU 34000T

Đây là tàu hàng rời vỏ kép có trọng tải 34000T, được đóng mới tại nhà máy đóng tàu Phà Rừng Tàu được dẫn động bằng động cơ Diesel lai một chân vịt Tàu chuyên chở hàng khô như ngũ cốc, thép cuộn, sắt vụn, than, phân đạm, … và các loại hàng hóa khác

1 Các thông số chính của tàu:

Chiều dài giữa hai đường vuồng góc : 172m

Máy chính là động cơ Diesel SULZER 6RTA48-B

Công suất tối đa là 7600KW ứng với 110RPM

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH TÀU

34000T

1.1 Giới thiệu về tổ hợp diesel lai máy phát của trạm phát chính

Trạm phát chính của tàu 34000T được trang bị 3 tổ hợp D-G, đây là các máy phát xoay chiều 3 pha không chổi than Các tổ hợp D-G này có thể hoạt động độc lập hoặc song song với nhau, tùy thuộc vào mức độ và số lượng các phụ tải đang

hoạt động Cả 3 tổ hợp đều giống nhau với các thông số sau:

Máy phát chính được lai bởi diesel, được kích từ bằng máy phát kích từ EX Dòng điện từ máy phát EX sẽ được đưa qua cầu chỉnh lưu Si1 và cung cấp tới cuộn kích từ F1 của máy phát chính Máy phát kích từ được cung cấp dòng kích từ thông

qua biến dòng CT và bộ tự động điều chỉnh điện áp AVR, đi qua cầu chỉnh lưu Si2

và đưa tới cuộn kích từ F2

Để ổn định điện áp thì bộ AVR nhận tín hiệu dòng tải qua biến dòng CCT từ

đó điều chỉnh dòng kích từ của máy phát kích tư, làm thay đổi dòng điện ra của máy phát kích từ, dẫn tới thay đổi dòng kích từ của máy phát chính và làm thay đổi điện áp ra của máy phát

Mỗi máy phát được trang bị một bộ AVR, các bộ AVR này được nối dây cân bằng với nhau để phục vụ cho việc phân chia tải vô công Dây cân bằng sẽ chỉ được đưa vào hoạt động khi máy phát đó đã được đóng lên lưới, và phải có tối thiểu hai máy phát hoạt động

1.2 Cấu trúc sơ đồ của hệ thống năng lượng trên tàu( Busbar system diagram - page

71, 72, 73, 74, 75 )

Nguồn năng lượng trên tàu được cung cấp bởi 3 tổ hợp D-G như đã nêu ở trên Ba tổ hợp này cấp nguồn lên thanh cái của trạm phát, từ đó nguồn điện này sẽ được đưa đến các phụ tải phục vụ cho hoạt động của tàu

Thanh cái của tàu được chia thành hai đoạn Đoạn thanh cái thứ nhất được đưa đến nhóm phụ tải số 1, đoạn thanh cái thứ hai đưa nguồn đến nhóm phụ tải số

2 Các nhóm phụ tải này bao gồm: 440V feeder panel, group starter panel, 440V feeder panel & group starter panel, và nhóm 220V feeder panel Nhóm phụ tải 220V được cấp nguồn thông qua hai biến áp Tr1 và Tr2

1.2.1 Nhóm khởi động& phụ tải 440V số 1 (Busbar system diagram section 2 – page 71 )

Đây là các phụ tải nhận trực tiếp điện áp 440V từ máy phát qua thanh cái và

hệ thống các ACB và các mạch điều khiển của chúng Tùy theo công suất của chúng mà chúng có thể được khởi động trực tiếp hay đổi nối sao tam giác

Trong nhóm này, các phụ tải đều được bộ quản lý nguồn PMS giám sát và quản lý Tuy nhiên, khi ở chế độ điều khiển tại chỗ thì các phụ tải này không cần

bộ PMS không chế khởi động Lúc đó, PMS sẽ giám sát hoạt động của hệ thống

Ta nhận thấy rằng, các tải nhẹ thì có thể khởi động trực tiếp không cần khởi động bằng cách đổi nối như:

- Bơm nước làm mát số 1 và số 3, đây là tải với công suất 30KW và dòng định mức

là 51.3A Do vậy đây là tải được khởi động trực tiếp

- Bơm cứu hỏa số 1 cũng là tải được khởi động trực tiếp Công suất của nó là 45KW với dòng điện là 74.03A

Ngoài ra, trong panel này thì tải nặng chỉ có bơm nước làm mát nhiệt độ thấp là tải nặng Công suất của nó là 65KW với dòng điện là 101.74A Do vậy, để khởi động được phụ tải này thì quá trình khởi động cần thực hiện việc đổi nối sao tam giác để giảm dòng khởi động, tránh ảnh hường đến trạm phát cũng như các phụ tải khác

Các phụ tải trong nhóm này đều được sấy, việc bật sấy là do người điều khiển thực hiện, còn việc ngắt sấy ngoài do người vận hành thì hệ thống có thể tự ngắt khi hoạt động Việc thực hiện sấy để đảm bảo cho các phụ tải này hoạt động tốt, cũng như bảo vệ cho nó khi nó không hoạt động, giảm thiểu tác động của môi trường

1.2.2 Nhóm khởi động số 1( Page 271, 287 tới 304 )

Đây là các nhóm khởi động cũng dùng nguồn trực tiếp từ máy phát qua thanh các ở nhánh thứ nhất Các phụ tải ở panel này cũng được bộ PMS quản lý và giám sát PMS sẽ trực tiếp khởi động khi ta để ở chế độ điều khiển là remote Khi điều khiển tại chỗ thì PMS sẽ chỉ giám sát mà không thực hiện việc khởi động

Trong panel này, các phụ tải là bơm ballast số 1 là tải nặng, việc khởi động cần thực hiện việc đổi nối chứ không khởi động trực tiếp Công suất và dòng điện của chúng là;

Bơm ballast có công suất 125KW/195.65A

Quạt gió buồng máy số 1 là phụ tải cần đảo chiều, phương pháp được sử dụng là đổi 2 trong 3 pha

Quạt thông gió buồng máy có công suất 30/7.5KW tương ứng 49.2/12.3A Các phụ tải khởi động trực tiếp được là bơm nước làm mát nhiệt độ cao số 1

và bơm dầu bôi trơn máy chính Đây là hai phụ tải được có sử dụng cảm biến để giám sát Với bơm nước làm mát nhiệt độ cao thì PS giám sát thông số nhiệt độ, còn với bơm dầu bôi trơn máy chình thì PS giám sát áp lực dầu bôi trơn cung cấp cho máy chính

Trong các phụ tải của panel này, chỉ có bơm ballast và bơm dầu bôi trơn máy chính là có mạch sấy trước khi khởi động Điều này bảo đảm tính sẵn sàng khởi động của phụ tải này, đồng thời thấy rằng đây là các phụ tải quan trọng trong panel này

1.2.4 Nhóm khởi động số 2( Page 272, 305 tới 322 )

Đây nhóm khởi động được lấy nguồn từ nhánh thứ hai của thanh cái bảng điện chính Mạch điều khiển của các phụ tải thuộc nhóm này sử dụng nguồn 220V,

và có thể điều khiển trực tiếp trên bảng điện chính Các công tắc hay đồng hồ đo trong mạch điều khiển của các phụ tải nhóm này được đặt trực tiếp trên panel ở bảng điện chính

Các phụ tải của nhóm này cũng giống ở nhóm số 1 đều được bộ quản lý nguồn PMS giám sát và sẽ tác động vào việc khởi động khi ta đặt ở chế độ remote

Ở nhóm phụ tải này thì tất cả đều có mạch sấy, và được điều khiển bằng tay trên bảng điện chính Mạch sấy này sẽ tự động ngắt khi phu tải bắt đầu hoạt động

Trong nhóm khởi động này thì chỉ có một phụ tải không khởi động trực tiếp được, mà cần thực hiện khởi động bằng phương pháp đổi nối sao tam giác để giảm dòng khởi động là bơm nước làm mát nhiệt độ thấp số 2 Công suất của bơm này là 65KW với dòng là 101.74A

Các phụ tải còn lại:

Bơm dầu bôi trơn máy chính ( bơm số 2) có công suất 55KW/82.9A

Bơm cứu hỏa số 2 có công suất 45KW/74.03A

Bơm nước làm mát số 2 có công suất 30KW/51.30A

Đây là các phụ tải của nhóm được khởi động trực tiếp, tuy nhiên khác với bơm dầu bôi trơn số 1 thì ở mạch điều khiển của bơm số 2 này không có cảm biến PS

1.2.5 Nhóm khởi động & phụ tải 440V số 2( Busbar system diagram section 9 – page 73 )

Nhóm này gồm các phụ tải: Bơm nước làm mát nhiệt độ cao ( bơm số 2 ), bơm ballast số 2, bơm nước làm mát nhiệt độ thấp ở cảng, quạt gió buồng máy số

2 Các phụ tải này cũng lấy nguồn từ thanh các nhánh số hai, và cũng được bố trí mạch điều khiển và các thiết bị đọ trên bảng điện chính để điều khiển và giám sát Các phụ tải này cũng được bộ quản lý nguồn PMS giám sát và điều khiển ở chế độ điều khiển remote

Các phụ tải được khởi động trực tiếp với công suất và dòng cho phép là: Bơm nước làm mát nhiệt độ cao số 2 với công suất 15KW/25.49A

Bơm nước làm mát nhiệt độ thấp ở cảng với công suất 30KW/51.3A

Các phụ tải yêu cầu đổi nối khi khởi động là:

Bơm ballast số 2 có công suất 125KW/195.65A

Còn quạt gió buồng máy số 2 cũng được đảo chiều bằng việc đổi 2 trong 3 pha

Quạt gió buồng máy số 2 có thông số 30/7.5KW ưng với dòng 49.2/12.3A

Trong nhóm này chỉ có bơm ballast là cần có mạch sấy để đảm bảo việc khởi động thành công ở lần đầu tiên, do đây là tải nặng nếu phải khởi động lại thì dễ ảnh hưởng tới cả hệ thống Những phụ tải còn lại thì không cần sử dụng mạch sấy do chúng có thể khởi động trực tiếp, công suất nhỏ ít ảnh hưởng đến hệ thống

1.2.6 Nhóm phụ tải 440V số 2( Page 211, 212, 213, 214 )

Các phụ tải này nhận nguồn trực tiếp từ nhánh thứ hai của thanh cái.Các phụ tải này không được điều khiển trên bảng điều chỉnh, trên đó chỉ gồm các ACB được đặt trong panel Nguồn từ thanh cái qua các ACB này rồi đến bảng điều khiển của phụ tải, tại đây người điều khiển mới thực hiện việc điều khiển phụ tải

Một số phụ tải trong panel này như: lò đốt rác, máy nén khí số 2, bộ điều tốc điện tử của máy chính, cẩu hàng số 3, cẩu số 4, bảng điện sự cố,

1.2.7 Nhóm phụ tải 220V( Page 261, 262, 263 )

Nhóm phụ tải này được cấp nguồn từ một trong hai máy biến áp Tr1, Tr2 (450/230V) Đây là nhóm phục vụ chiếu sáng, các phụ tải phục vụ sinh hoạt cho thuyền viên và cấp nguồn cho mạch đo điện trở cách điện

Trên panel này thì cũng chỉ đặt các ACB cấp nguồn đến các phụ tải chứ không điều khiển các phụ tải này Chỉ có mạch đo điện trở cách điện là người vận hành có thể được điều khiển và quan sát trên bảng điện chính

Các phụ tải này không được giám sát hay không chế bởi PMS, và không có ngắt sự cố hay ngắt ưu tiên

CHƯƠNG 2 : NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG LÀM HÀNG HÃNG

TTS

Hệ thống làm hàng TTS với mã hiệu HR 34 – PR01 được sản xuất vào tháng

10, năm 2007 và được cung cấp cho nhà máy đóng tàu Phà Rừng để trang bị cho tàu chở hàng rời 34000T

2.1 Giới thiệu về hệ thống làm hàng hãng TTS

* Phân loại hệ thống

Hệ thống làm hàng TTS bao gồm các cơ cấu: cơ cấu nâng hạ hàng, cơ cấu thay đổi tầm với hay còn gọi là cơ cấu nâng hạ cần, và cơ cấu thay đổi góc quay của cần hay còn gọi là cơ cấu quay mâm Với đặc điểm cấu trúc này, khi phân loại theo đặc điểm kết cấu thì hệ làm hàng này được xếp vào loại cần trục

Khi phân loại theo hệ thống truyền động thì ta thấy hệ thống này được xếp vào loại truyền động điện – thủy lực Động cơ để thực hiện việc thay đổi tầm với, nâng hạ hàng hay quay mâm đều là các động thủy lực

* Chức năng

Cẩu điện thủy lực được thiết kế để vận chuyển container và các hàng hóa khác từ tàu lên bờ, từ bờ lên tàu, hay giữa các tàu với nhau khi neo đậu trên vịnh hay biển

* Các thông số chính và đặc điểm kỹ thuật của hệ thống

Cẩu điện thủy lực của hãng TTS được thết kế với thông số:

Tầm vươn ngắn nhất của cẩu là : 3600 mm

Chiều cao từ mâm xoay tới đỉnh cột nền tảng : 9674 mm

Chiều cao từ mâm xoay đến cabin điều khiển : 3738 mm

Bơm chính với công suất 160kW, khởi động bằng cách đổi nối sao tam giác

* Đặc điểm kỹ thuật của hệ thống

Đây là hệ thống cẩu điện thủy lực, vậy nên cấu trúc của nó gồm 3 phần chính

là động cơ lai bơm thủy lực, bộ điều khiển và bộ truyền động thủy lực Trong bộ truyền động thủy lực gồm bơm thủy lực, các van phân phối và động cơ thủy lực

Bộ truyền động thủy lực này sẽ chịu sự điều khiển của bộ điều khiển Động cơ lai bơm thủy lực sẽ được điều khiển bằng bộ điều khiển riêng biệt, phục vụ việc khởi động và dừng Dòng thủy lực sẽ tuần hoàn qua bơm và các van để đưa tới động cơ thủy lực thực hiện các chuyển động của cẩu

Trong bộ điều khiển của cần cẩu đã được sử dụng bộ điều khiển khả trình PLC vào để thực hiện việc điều khiển bộ truyền động thủy lực Ngoài ra, PLC còn được sử dụng để giám sát các thông số, từ đó xuất những tín hiệu điều khiển hay các tín hiệu báo động, bảo vệ

2.2 Hệ thống thủy lực ( Bản vẽ Hydraulic Drawing – 5005175 )

2.2.1 Cấu trúc của hệ thống

Cũng như bất kỳ hệ thống thủy lực nào khác, hệ thống thủy lực được trang bị trên cần cẩu của hãng TTS này cũng bao gồm hai phần chính: phần tử tín hiệu và phần tử tạo năng lượng ( thủy lực )

Phần tử tín hiệu: là phần tử đưa tín hiệu vào để điều khiển hệ thủy lực, nó

được chia thành hai phần là phần đưa tín hiệu vào, và phần xử lý tín hiệu Tùy vào cách xây dựng hệ thống của nhà thiết kế mà các tín hiệu đầu vào có thể là: tín hiệu bằng tay, cơ khí, hay kết hợp giữa tay và cơ khí Phần xử lý tín hiệu có thể bằng tay, bằng điện, bằng thủy lực, bằng khí nén, hay điện tử, …

Phần tử tạo năng lượng: được cấu thành từ các cơ cấu, cơ cấu tạo năng

lượng, phần tử điều khiển và cơ cấu chấp hành

Cơ cấu tạo năng lượng: được xem là nơi tạo ra dòng thủy lực đồng thời duy

trì dòng thủy lực đó Biến đổi cơ năng thành động năng của dòng thủy lực

Phần tử điều khiển: là các phần tử điều khiển dòng thủy lực

Cơ cấu chấp hành: là các cơ cấu biến đổi động năng của dòng thủy lực thành

cơ năng

Trong hệ thống thủy lực của cần cẩu làm hàng hãng TTS cũng như vậy Với cấu trúc gồm hai phần là điều khiển và phần tạo năng lượng Ta sẽ xét phần điều khiển ở sau, còn ở đây ta sẽ xét phần tạo năng lượng

Phần tạo năng lượng ở đây cũng có cấu trúc bao gồm 3 phần khác là cơ cấu tạo năng lượng, phần tử điều khiển và cơ cấu chấp hành

a Cơ cấu tạo năng lượng

Đây là cơ cấu biến đổi cơ năng thành động năng Trong hệ thống này, nhà sản xuất sử dụng một động cơ điện M (4.3) 160KW để lai bơm 1.1, 2.1, 3.1 ( bơm hai chiều có lưu lượng thay đổi ), ba bơm này là các bơm tạo ra động năng của dòng thủy lực đưa tới các động cơ thực hiện trong các cơ cấu nâng hạ hàng, thay đổi tầm với và xoay mâm Như vậy, qua cơ cấu này ta có thể thấy cơ năng của động cơ chính đã được biến đổi thành động năng của dòng thủy lực

Hệ thống còn được trang bị một động cơ để lai đồng thời hai bơm 4.1 và 5.1,

đó là động cơ M (4.2) Bơm 4.1 là bơm dầu bổ sung đồng thời tạo dòng thủy lực có

áp suất cấp cho phanh thủy lực, đây là bơm một chiều có lưu lượng thay đổi

Bơm 5.1 là bơm dầu tuần hoàn qua bộ làm mát dầu, bơm 5.1 là loại bơm một chiều có lưu lượng không đổi

Bộ làm mát được sử dụng ở đây là bộ làm mát bằng quạt, được lai bởi động

cơ xoay chiều ba pha 5.8.2, có công suất 1.5 KW

b Các phần tử điều khiển

Các phần tử điều khiển phục vụ việc điều khiển hướng đi của dòng thủy lực theo ý mong muốn Ngoài ra còn các phần tử để bảo vệ cho hệ thống đường ống thủy lực, hay các phần tử khác tránh khỏi các sự cố do quá áp lực Các phần tử điều khiển trong hệ này bao gồm:

Các van điện từ Y2, Y3, Y4 được dùng để điều khiển các phanh thủy lực của các cơ cấu xoay mâm, nâng hạ cần và nâng hạ hàng

Van điện từ Y1 được dùng phục vụ cho việc xả dầu hồi từ các phanh về két, đồng thời để điều khiển cơ cấu dịch tâm bơm của bơm 4.1, tạo dòng tuần hoàn đưa dầu về két khi các phanh đã mở hết cỡ

Van 4/3 điều khiển bằng cuộn hút điện từ Y6-Y7 điều khiển tâm bơm 3.1 Van 4/3 điều khiển bằng cuộn hút điện từ Y9.1-Y8.1 điều khiển tâm bơm 2.1 Van 4/3 điều khiển bằng cuộn hút Y11.1-Y10.1 điều khiển tâm bơm 1.1 Ngoài ra, hệ còn được trang bị các van an toàn để xả dầu về két khi áp lực tăng đến ngưỡng đặt của từng van Cùng với đó là các van một chiều, một chiều có

lò xo, van tiết lưu, phin lọc dầu

c Cơ cấu chấp hành

Gồm ba cơ cấu riêng biệt: cơ cấu nâng hạ hàng, cơ cấu nâng hạ cần, cơ cấu quay mâm

Cơ cấu nâng hạ hàng được thực hiện nhờ một động cơ thủy lực thuận nghịch lưu lượng thay đổi được ( 1.5 ) Yêu cầu cần thay đổi được lưu lượng nhằm đáp ứng được yêu cầu về tải hàng hóa, tốc độ được giới hạn trong khoảng nhất định Trong khoảng đó thì tốc độ có thể thay đổi được phụ thuộc vào tải mà cần cẩu cần

di chuyển

Cơ cấu nâng hạ cần, cơ cấu này được trang bị một động cơ thủy lực hai chiều

có lưu lượng cố định ( 2.5 ), do không có lưu lượng không đổi nên tốc độ nâng hạ cần không được thay đổi bởi động cơ này mà bằng bơm cấp dòng thủy lực ( 2.1 ), khi bơm này thay đổi lưu lượng thì tốc độ của động cơ 2.5 mới thay đổi

Cơ cấu quay mâm, cơ cấu này được trang bị 3 động cơ hoạt động song song với nhau, đây là motor thủy lực hai chiều có lưu lượng khộng đổi ( 3.4 ) Do tải trọng của bản thân cẩu đã lớn, kèm thêm tải trọng của hàng hóa tối đa lên tới 30 tấn, vậy nên nhà sản xuất đã lựa 3 động cơ giống nhau Nhờ vậy, khả năng hoạt động ổn định của hệ thống sẽ được tăng lên, độ dự trữ cũng được gia tăng Tốc độ quay nhanh hay chậm thì phụ thuộc vào tải mà cẩu đang làm việc, tốc độ này cũng được thay đổi nhờ bơm 3.1 để thay đổi áp lực cấp vào cho động cơ, từ đó sẽ thay đổi được tốc độ quay

d Một số phần phụ trợ

Bơm bổ sung ( 7.0 ), đây là bơm bằng tay Bơm này được trang bị để phục

vụ việc bổ sung lượng dầu thủy lực bị hao hụt trong quá trình vận hành Lượng dầu hao hụt này có thể do rò rỉ ở các bơm, động cơ thủy lực, các khớp nối của ống dẫn hay ở các cụm van Việc bổ sung này giúp lượng dầu trong két luôn đảm bảo đủ để tạo được áp lực ổn định Dầu bổ sung này được cấp qua đường đầu hồi về thẳng két dầu chính

Cụm bơm bằng tay ( 8.0 ), đây là bơm được trang bị để đảm bảo sự hoạt động của hệ thống phanh thủy lực của cơ cấu nâng hạ hàng và cần Bơm này có thể thay thế cho bộ điều khiển sự cố Cụm bơm này còn có một van 2/2 tác động bằng tay để có thể đóng phanh để dừng động cơ thủy lực khi xẩy ra sự cố

Lưu lượng ( Q ) : 0 – 317 l/min

Cả ba bơm 1.1, 2.1, 3.1 đều được lai bởi cùng một động cơ M ( 4.3 )

 Động cơ thủy lực của cơ cấu nâng hạ hàng ( 1.5 )

 Động cơ thủy lực của cơ cấu quay mâm ( 3.4 )

Trong cơ cấu quay mâm của cần cẩu TTS được trang bị 3 động cơ thủy lực giống nhau, cùng loại với nhau

Tốc độ quay (n ) : 1723 vòng/phút

Hệ được trang bị 4 cảm biến on/off với giá trị đặt là 7 bar ( S7, S8, S9, S10 ),

và một cảm biến on/off với giá trị đặt là 0bar ( S5 )

Có hai bộ đo áp suất là B1, B2, với B1 đo áp suất trong mạch thủy lực của cơ cấu nâng hạ cần B2 đo áp suất trong cơ cấu nâng hạ hàng Hai bộ đo này đều sử dụng việc biến đổi từ giá trị áp suất sang giá trị dòng điện

Các van an toàn được bố trí ở các vị trí cần thiêt với các giá trị đặt khác nhau

Ngoài ra, các van 1 chiều có lò xo cũng được bố trí và sử dụng như các van

an toàn

2.2.3 Nguyên lý hoạt động

2.2.3.1 Mạch làm mát dầu

Hệ thống được trang bị một bơm riêng biệt để phục vụ việc làm mát dầu đó

là bơm 5.1 Dầu được làm mát bởi gió từ quạt 5.8, được lai bởi động cơ xoay chiều

ba pha 5.8.2 Dầu với nhiệt độ cao từ két dầu chính được bơm 5.1 hút thông qua đường ống DN32 đưa qua cửa P của cơ cấu 5.3, sau đó dầu được lọc qua phin lọc 5.3.1 Dòng thủy lực ở cửa ra của bơm 5.1 được không chế bởi van 5.3.2 có giá trị đặt là 1 bar

Nếu áp lực dầu ở cửa ra của van 5.3.2 không quá 3 bar thì dầu được đưa toàn bộ qua bộ làm mát 5.8 từ cửa A của cơ cấu 5.3 rồi đưa trở về cửa B của cơ cấu này Từ đây, dầu đã được làm mát sẽ được đưa tới các của ra P1, P2, P3, P4 để đưa tới các vị trí trong hệ thống

Cửa P1 sẽ đưa dầu đã được làm mát tới cho két dầu của bơm 1.1 trong cơ cấu nâng hạ hàng