Đánh giá trang bị điện – điện tử cần trục kone tại công ty đóng tàu phà rừng đề xuất giải pháp cải tiến hiện đại hóa hệ truyền động điện

Kỹ thuật

LỜI MỞ ĐẦU

Ở nước ta với địa hình có bờ biển dài và nhiều sông lớn, từ lâu ngành vận tải thuỷ đã hình thành, phát triển và ngày càng đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế Theo đó ngành công nghiệp đóng tàu cũng ngày càng được quan tâm đầu tư phát triển, để đáp ứng nhu cầu trong nước và hội nhập với thế giới

Trong các công ty đóng tàu, nhóm thiết bị cần trục cầu trục có vị trí rất quan trọng, góp phần lớn vào việc quyết định năng suất và hiệu quả kinh tế của công ty Cùng với sự phát triển của nền khoa học kỹ thuật, nhóm thiết bị này cũng ngày càng được hoàn thiện Đặc biệt các thiết bị nhập khẩu từ nước ngoài có nhiều tính năng ưu việt, đáp ứng tốt những yêu cầu vận hành như đáp ứng đủ công suất, mức độ tự động hoá cao, vận hành an toàn hiệu quả…

Vì vậy, việc nghiên cứu đánh giá kỹ thuật nhóm cần trục là rất cần thiết, giúp cho ta hiểu sâu và khai thác tối ưu năng suất thiết bị Ngoài ra còn có thể đưa

ra những cải tiến, những giải pháp kỹ thuật hợp lý nhằm hoàn thiện nhóm thiết bị, phục vụ tốt hơn cho sản xuất mang lại hiệu quả kinh tế cao

Sau 4 năm học tập tại trường Đại học Dân lập Hải Phòng, được sự tin tưởng động viên của các thầy cô trong khoa Điện - Điện tử

1001, em đã tiến hành thực hiện đề tài tốt nghiệp “

Đánh giá trang bị điện – điện tử cần trục Kone tại công ty đóng tàu Phà Rừng Đề xuất giải pháp cải tiến hiện đại hóa hệ truyền động điện ” do

thầy giáo Tiến Sỹ Hoàng Xuân Bình hướng dẫn

Đồ án gồm các nội dung sau:

Chương 1: Tổng quan về cần trục nhà máy đóng tàu Phà Rừng

Chương 2: Khái quát hệ thống điều khiển cho cần trục Kone Chương 3: Đề xuất giải pháp cải tiến hiện đại hóa hệ

biến tần – động cơ cơ cấu di chyển chân đế

Em hy vọng đồ án sẽ trở thành tài liệu hữu ích cho mọi người, đặc biệt là các bạn sinh viên tham khảo trong việc học tập và ngiên cứu về cần trục Kone

Tuy nhiên trong quá trình thực hiện do vốn kiến thức còn hạn chế, thời gian thực hiện không nhiều nên đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót

Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp của thầy cô và các bạn

Em xin chân thành cảm ơn!

Chương 1

Tổng quan về nhóm cần trục nhà máy

đóng tàu phà rừng

1.1 lịch sử phát triển của công ty đóng tàu phà rừng

Cụng ty đúng tàu Phà Rừng trước đõy là cụng ty sửa chữa tàu biển Phà Rừng, là cụng trỡnh hợp tỏc giữa chớnh phủ Việt Nam và Cộng hũa Phần Lan được đưa vào hoạt động từ ngày 25 thỏng 3 năm 1984

Ban đầu cụng ty được xõy dựng để sửa chữa cỏc loại tàu biển cú trọng tải đến 15000 tấn Trải qua hơn 20 năm hoạt động, cụng ty đó sửa chữa được hàng trăm lượt tàu trong và ngoài nước như: Liờn Bang Nga, Đức, Hy Lạp, Hàn Quốc … đạt chất lượng cao Cụng ty đúng tàu Phà Rừng là một trong những cơ sở hàng đầu của Việt Nam cú thương hiệu và uy tớn trong lĩnh vực sữa chữa tàu biển

Hỡnh 1.1: Hỡnh ảnh mặt bằng cụng ty đúng tàu Phà Rừng

Những năm gần đõy, cụng ty cũng phỏt triển cụng nghiệp đúng mới tàu biển và đó bàn giao cho chủ tàu hàng chục tàu cú trọng tải từ 6500 tấn

12500 tấn Đặc biệt là cỏc loại tàu xuất khẩu yờu cầu cụng nghệ cao như tàu chở dầu húa chất 6500 tấn cho Hàn Quốc, tàu chở hàng vỏ kộp 34000 tấn cho Vương Quốc Anh

Thực hiện chiến lược phỏt triển kinh tế biển của Đảng và Nhà nước, chủ trương phỏt triển ngành cụng nghiệp tàu thủy Việt Nam, Cụng ty đó trở thành Tổng Cụng ty Cụng nghiệp tàu thủy Phà Rừng, bao gồm cụng ty mẹ, năm cụng ty trỏch nhiệm hữu hạn một thành viờn, năm cụng ty cổ phần vốn gúp chi phối của cụng ty, một truờng dạy nghề

Cựng với hệ thống cơ sở vật chất được đầu tư cú hệ thống là đội ngũ nhõn lực đụng đảo gần 3000 cỏn bộ cụng nhõn viờn trong đú cú 390 kỹ sư, cử nhõn đặc biệt là lực lượng hàng nghỡn cụng nhõn đó và tiếp tục được đào tạo

về cụng nghệ đúng mới tàu biển tại Phần Lan, Nhật Bản, Hàn Quốc, Na Uy Tất cả sẽ trở thành động lực cho sự phỏt triển của Tổng Cụng ty Cụng nghiệp tàu thủy Phà Rừng trong tương lai

1.2 các yêu cầu về nâng vận chuyển của công ty đóng tàu phà rừng

Trong cỏc nhà mỏy sản xuất cụng nghiệp như trong cỏc nghành cơ khớ, luyện kim, đúng tàu, xõy dựng, cỏc cảng biển… việc nõng vận chuyển là yờu cầu hết sức quan trọng gúp phần lớn quyết định năng suất, hiệu quả kinh tế Nhất là đối với một cụng ty đúng và sửa chữa tàu thuỷ như Cụng ty tàu biển Phà Rừng, việc nõng vận chuyển cỏc mó hàng, cỏc tấm thộp để gia cụng, cỏc thiết bị và chi tiết để lắp rỏp… lại càng cần thiết Để đỏp ứng nhu cầu đú cụng

ty đó trang bị rất nhiều nhúm thiết bị cần trục, cầu trục với nhiều chủng loại

đa dạng phự hợp đặc điểm cụng tỏc ở từng bộ phận sản xuất

Tại cỏc phõn xưởng, kho vật tư để vận chuyển hàng hoỏ, cỏc mó hàng

đưa vào vị trí gia công, sửa chữa hay vận chuyển các chi tiết gia công xong đưa sang công đoạn khác… công ty đã trang bị các cầu trục chạy trên ray và các cầu trục bán trục Nhóm thiết bị này có trọng tải từ (5 – 40) tấn, cấu tạo đơn giản điều khiển bằng công tắc tơ và rơle do hãng Cranes của Phần Lan thiết kế hoặc công ty Formach của Việt Nam hợp tác với nước ngoài (thường

là Trung Quốc) chế tạo và lắp đặt Cầu trục loại này có các cơ cấu điều khiển chuyển động chính là: cơ cấu nâng hạ, cơ cấu di chuyển xe con, cơ cấu di chuyển giàn; và chúng được thiết kế điều khiển tại chỗ hoặc từ xa

Tại các bãi làm việc ngoài trời, khu vực triền tàu, âu tàu… công ty trang bị nhiều loại cần trục, cầu trục hiện đại phục vụ việc làm việc lắp ráp, đóng mới tàu như: 5 cầu trục khung dầm hộp chạy trên đường ray trọng tải 5 tấn phục vụ bãi làm việc các tấm vỏ và thân tàu, loại này dùng điều khiển bằng công tắc tơ và rơle có các cơ cấu chính là cơ cấu nâng hạ, di chuyển xe con và di chuyển giàn, thiết kế điều khiển tại cabin hay từ xa Để phục vụ việc lắp ráp đóng mới các con tàu công ty lắp đặt bên cạnh âu tàu một số cẩu CQ của Trung Quốc và tại triền tàu một cầu trục 200 tấn của Phần Lan Đây là những loại cẩu hiện đại dùng hệ điều khiển biến tần và PLC cho tốc độ điều khiển rất láng đáp ứng yêu cầu nâng hạ mã hàng chính xác để lắp ráp

Ngoài bến sửa chữa có lắp đặt một số cẩu chân đế của Trung Quốc và KONE, những loại này dùng công tắc tơ và rơle điều khiển, sức nâng (8- 25) tấn để nâng chuyển lắp máy phục vụ sửa chữa…

Ngoài ra công ty cũng lắp đặt 2 cẩu tháp phục vụ xây dựng có tải trọng (6 - 20) tấn, tầm với 60m Và một số cẩu trên ôtô có tính linh hoạt cao, hiệu quả trong sử dụng để vận chuyển các mã hàng liên kết các công đoạn gia công, sửa chữa đóng mới tàu…

Qua việc thống kê trên ta có thể thấy yêu cầu về nâng vận chuyển của công ty tàu biển Phà Rừng là rất lớn, hầu hết trong các công đoạn sản xuất đều

có sự góp mặt của nhóm thiết bị này Công ty đã trang bị rất nhiều cần trục cầu trục phục vụ sản xuất với nhiều chủng loại đa dạng và ngày càng hiện đại

1 Cần đảm bảo tốc độ nâng chuyển với tải trọng định mức

Tốc độ chuyển động tối ưu của hàng hoá được nâng chuyển là điều kiện trước tiên để nâng cao năng suất bốc xếp hàng hoá, đưa lại hiệu quả kinh

tế tốt nhất cho sự hoạt động của cần trục Nếu tốc độ thiết kế quá lớn sẽ đòi hỏi kích thước trọng lượng của các bộ truyền động cơ khí lớn, điều này dẫn đến giá thành chế tạo cao

Mặt khác tốc độ nâng hạ tối ưu đảm bảo cho hệ thống điều khiển chuyển động cho các cơ cấu thỏa mãn các yêu cầu về thời gian đảo chiều, thời gian hãm, làm việc liên tục trong chế độ quá độ, gia tốc và độ giật thoả mãn yêu cầu Ngược lại tốc độ quá thấp sẽ ảnh hưởng đến năng xuất bốc xếp hàng hoá Thông thường tốc độ chuyển động của hàng hoá ở chế độ định mức nằm trong phạm vi (0,2-1)m/s hay (12-60)m/p

2 Có khả năng thay đổi tốc độ trong phạm vi rộng

Phạm vi điều chỉnh tốc độ của các cơ cấu điều khiển chuyển động là điều kiện cần thiết để nâng cao năng xuất bốc xếp đồng thời thoả mãn yêu cầu của công nghệ bốc xếp với nhiều chủng loại hàng hoá Cụ thể là: khi nâng và

hạ móc không hay tải trọng nhẹ với tốc độ cao, còn khi có yêu cầu khai thác phải có tốc độ thấp và ổn định để hạ hàng hoá vào đúng vị trí yêu cầu

Vì vậy số cấp tốc độ cho các cơ cấu điều khiển chuyển động của cần trục ít nhất là 3 cấp tốc độ Cấp tốc độ thấp nhằm thoả mãn công nghệ khi nâng và hạ hàng chạm đất, cấp tốc độ cao là tốc độ tối ưu cho từng cơ cấu, giữa hai cấp tốc độ này thường được thiết kế thêm các tốc độ trung gian để thoả mãn công nghệ bốc xếp hàng hoá cũng như sự ổn định của cần trục

3 Có khả năng rút ngắn thời gian quá độ

Các cơ cấu điều khiển chuyển động trên cần trục làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại, thường hệ số đóng điện ε% = 40% vì vậy thời gian quá độ chiếm hầu hết thời gian công tác Do đó việc rút ngắn thời gian quá độ là biện

pháp cơ bản để nâng cao năng xuất Thời gian quá độ trong các chế độ công tác là thời gian khởi động và thời gian hãm trong quá trình tăng tốc và giảm tốc Để rút ngắn thời gian quá độ cần sử dụng các biện pháp như: Chọn động

cơ có mômen khởi động lớn; Giảm mômen quán tính của các bộ phận quay; Dùng động cơ điện có tốc độ không cao (1000-1500) v/ph

Đối với động cơ điện một chiều, mômen khởi động phụ thuộc vào giới hạn của các phiến góp vì vậy thường chọn dòng khởi động Ikđ = (2-2,5)Iđm

Đối với động cơ xoay chiều mômen khởi động phụ thuộc vào loại động

cơ, với động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc mômen khởi động có thể đạt 1,5Iđm, còn với động cơ không đồng bộ rotor dây quấn về nguyên tắc mômen khởi động có thể chọn bằng mômen tới hạn Mmax

4 Có trị số hiệu suất cosφ cao

Công tác khai thác hợp lý cần trục trong bốc xếp hàng hoá là một yếu tố

để nâng cao tính kinh tế của hệ thống điều khiển Như chúng ta đã biết hệ thống truyền động điện của các cần trục thường không sử dụng hết khả năng công suất, hệ số tải thường trong khoảng 0,3 - 0,4 Do vậy khi chọn các động

cơ truyền động phải chọn loại có hiệu cosφ cao và ổn định trong phạm vi rộng

5 Đảm bảo an toàn hàng hoá

Đảm bảo an toàn cho hàng hoá, thiết bị và công nhân bốc xếp là yêu cầu cao nhất trong công tác khai thác vận hành cần trục Để thực hiện điều đó thì các bộ truyền động cần phải có quy trình an toàn cho công tác v hành và điều khiển cần trục trong quá trình hoạt động

Trong quá trình tính toán thiết kế phải chọn các hệ số dự trữ hợp lý Kỹ thuật điều khiển chuyển động cần trục cần có các hệ thống giám sát, bảo vệ tự động các hệ thống Ngoài ra còn có các hệ thống đo lường và bảo vệ quá tải cho cơ cấu nâng hạ hàng

Hệ thống điều khiển bắt buộc phải có đầy đủ các bảo vệ sự cố, bảo vệ không, bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ quá tải cho động cơ thực hiện và bảo vệ dừng khẩn cấp

Các loại phanh hãm cho các hệ thống làm việc phải có tính bền vững cao

6 Điều khiển tiện lợi và đơn giản

Để đảm bảo thuận lợi cho người điều khiển, việc thiết kế thiết bị điều khiển phải được bố trí thuận tiện và thống nhất giữa các loại cần trục Đồng thời người điều khiển có thể sử dụng các lệnh khẩn cấp một cách thuận tiện

và dễ dàng

7 Ổn định nhiệt cơ và điện

Các cần trục thông thường được lắp ráp để vận hành ở các nơi có nhiệt

độ và độ ẩm cao, các khu vực làm việc thường có nhiệt độ biến đổi theo mùa

rõ rệt Vì vậy các thiết bị điện phải được chế tạo thích hợp với môi trường công tác

8 Tính kinh tế và kỹ thuật cao

Thiết bị chắc chắn, kết cấu đơn giản, trọng lượng và kích thước nhỏ, giá thành hạ, chi phí bảo quản và chi phí năng lượng hợp lý

1.2.2 Các phương pháp nghiên cứu đánh giá

1.Các phương pháp nghiên cứu đánh giá cần trục

Để nghiên cứu đánh giá về cần trục người ta dựa trên hai quan điểm đó là:

* Quan điểm điều khiển:

Khi thiết kế hệ thống điều khiển, các nhà thiết kế thông thường đã dùng

kỹ thuật tối ưu hoá các biến điều khiển (tối ưu hoá số tiếp điểm của các công tắc tơ rơle…) để xây dựng mạch điều khiển cho các cần trục Đây là các thiết

bị dùng để thực hiện các luật điều khiển nhất định

Điều khiển chuyển động nâng hạ hàng, di chuyển hàng hoá treo trên móc cần trục theo quỹ đạo mong muốn trong không gian hoạt động của cần trục có thể thực hiện đồng thời nhờ 3 cơ cấu: nâng hạ hàng, cơ cấu quay mâm

và cơ cấu di chuyển Việc điều khiển chuyển động của các cơ cấu có thể thực hiện điều khiển tại chỗ hoặc từ xa

Tuy nhiên trong thực tế hiện nay điều khiển chuyển động của cần trục bốc xếp hàng hoá được thiết kế để người vận hành trực tiếp điều khiển quỹ đạo chuyển động của hàng hoá, quyết định tốc độ nâng hạ và di chuyển tuỳ theo từng điều kiện công tác và chủng loại hàng hoá cụ thể

Chính vì vậy mà hệ thống điều khiển chuyển động cho các cơ cấu của cần trục thường được thiết kế hoạt động độc lập với nhau Việc khai thác tối ưu năng suất thiết kế phụ thuộc nhiều vào kỹ thuật điều khiển của người vận hành, cũng như cấu trúc điều khiển của các hệ thống điều khiển chuyển động Điều khiển các hệ thống điều khiển truyền động điện cho chuyển động của các cơ cấu của cần trục được thiết kế rất đa dạng Để thuận tiện cho quá trình tổng hợp

và phân tích các hệ thống điều khiển chúng ta dựa vào các đặc điểm sau:

c Hệ thống điều

Mạch cấp nguồn cho các hệ thống điều khiển truyền động điện cho các

cơ cấu chính, các hệ thống truyền động phụ và hệ điều khiển giám sát sự hoạt động của cần trục có các đặc điểm sau:

Điều khiển cấp nguồn cho toàn bộ cần trục trong chế độ hoạt động và chế độ không hoạt động Nguồn điện dùng cho cần trục bao gồm nguồn điều khiển, nguồn động lực cung cấp cho các động cơ truyền động Đồng thời hệ thống cấp nguồn thực hiện các bảo vệ cần thiết cho cần trục như: bảo vệ ngắn mạch động lực, bảo vệ không, bảo vệ quá tải các động cơ truyền động

* Quan điểm năng lượng:

Cần trục trong các nhà xưởng thường được thiết kế với tải trọng nâng

hạ hoặc di chuyển trung bình và lớn Vì vậy khi nghiện cứu cần phải chú ý

đến khả năng cung cấp cụng suất cũng như độ an toàn, tin cậy của cỏc động

cơ thực hiện Để phõn tớch được cỏc đặc tớnh đặc trưng của hệ truyền động điện cỏc nhúm cần trục này thỡ ta phải xuất phỏt từ cỏc nguyờn tắc cơ bản của truyền động điện sử dụng trong thiết bị nõng chuyển Khi đó phõn tớch được điều đú mới cú thể ứng dụng và vận dụng một cỏch thành thạo cỏc cụng tỏc điều chỉnh hệ thống thoả món cỏc yờu cầu cụng nghệ

2 Phương phỏp chung để đỏnh giỏ khả năng phục vụ thiết bị điện của cần trục

Để đỏnh giỏ khả năng phục vụ của thiết bị điện phục vụ bốc xếp hàng hoỏ thường cú 2 phương phỏp sau:

Phương phỏp thứ nhất: Đú là phương phỏp thống kờ khả năng hoạt động

và số lần hỏng húc trong một giai đoạn nhất định, trong một năm hoặc trong nhiều năm mà đưa ra kết luận

Phương phỏp thứ hai: Là dựa vào tớnh năng kỹ thuật, kết cấu của từng thiết

bị, khớ cụ điện, mỏy điện cũng như xuất xứ của chỳng Phương phỏp này cho kết quả nhanh song đũi hỏi người đỏnh giỏ phải cú chuyờn mụn cao Cũng từ kết quả đỏnh giỏ đú xõy dựng quy trỡnh khai thỏc vận hành cho hợp lý

1.3 cần trục trong công ty đóng tàu phà rừng

1.3.1 Kết cấu bố trớ lắp đặt

* Cỏch bố trớ trờn cabin điều khiển

Cabin chớnh trờn cần cẩu được đặt phớa trờn cao để người điều khiển cú tầm quan sỏt mọi hoạt động Tại cabin này người điều khiển cú thể thao tỏc vận hành di chuyển cần cẩu từ bảng điều khiển nằm ở phớa chõn cần cẩu

Bảng 1.1: B điều khiển cabin chính

1 Tay điều khiển Slew left Quay cần sang trái

2 Tay điều khiển Slew right Quay cần sang phải

3 Tay điều khiển Luff up Nâng cần lên

4 Tay điều khiển Luff down Hạ cần xuống

5 Công tắc nút ấn Control on Bật điều khiển

6 Công tắc nút ấn Control off Tắt điều khiển

7 Đèn báo Lamp test Ấn để thử chế độ làm việc của

9 Đèn báo Luff ready Cơ cấu nâng cần sẵn sàng

10 Đèn báo Slew ready Cơ cấu quay mâm sẵn sàng

11 Đèn báo Luff endpoint Báo ngắt cuối của cơ cấu nâng

cần hoạt động

12 Đèn báo Luff maintain

endpoint

Dừng chế độ nâng hạ cần khi chọn chế độ bảo dưỡng

13 Công tắc nút ấn Litmit bypass Ấn để bỏ qua chế độ ngắt cuối

14 Công tắc nút ấn Rail brake up Ấn để nhấc phanh ray trước

khi cơ cấu dừng

15 Công tắc nút ấn Rain brake down Ấn để hạ phanh ray

16 Công tắc nút ấn Spare Bật nguồn dự trữ

17 Tay điều khiển Gantry left Di chuyển cẩu sang trái

18 Tay điều khiển Gantry right Di chuyển cẩu sang phải

19 Tay điều khiển Hoist up Nâng hàng

STT Chi tiết Chức năng Công dụng VH

20 Tay điều khiển Hoist down Hạ hàng

21 Công tắc bật Main/aux hoist Chọn cơ cấu nâng hạ ( chế độ

phụ)

22 Đèn báo Main hoist ready Chế độ nâng chính sẵn sàng

23 Đèn báo Gantry ready Chế độ di chuyển sẵn sàng

24 Công tắc nút ấn E – stop Dừng mọi hoạt động

25 Công tắc nút ấn Main contactor on Bật công tắc tơ chính

26 Công tăc tơ nút

ấn

Main contactor off

Tăt công tắc tơ chính

Volt switch Bật đồng hồ vôn kế

Bảng 1.2: Bảng điều khiển (nằm ở phía dưới cẩu)

1 Công tắc Gantry left Di chuyển cẩu sang trái

2 Công tắc Gantry right Di chuyển cẩu sang phải

3 Công tắc Gantry stop Dừng di chuyển

4 Công tắc Rail brake up Ấn để nhấc phanh ray trước

khi cơ cấu chân đế di chuyển

5 Công tắc Rail brake down Ấn để hạ phanh ray sau khi cơ

cấu chân đế dừng

1 Chỉ những người hội đủ các điều kiện sau mới được làm việc với cần cẩu

Có tuổi trong độ tuổi lao động do nhà nước quy định

Đã qua kiểm tra khám sức khoẻ bởi cơ quan y tế

Được đào tạo chuyên môn phù hợp, được huấn luyện BHLĐ và có các chứng chỉ kèm theo ( gồm người lái, người làm tín hiệu, người móc tải) Định kỳ 12 tháng 1 lần những người này phải được huấn luyện và kiểm tra kiến thức chuyên môn và an toàn

Được giao quyết định điều khiển cần cẩu bằng văn bản có chữ ký của giám đốc

2 Chỉ cho phép công nhân làm việc trên cần cẩu đã qua kiểm định và được

cơ quan lao động cấp giấy phép cho phép hoạt động theo đúng luật định

Cần cẩu chưa có giấy phép của ngành lao động không được phép hoạt động

3 Công nhân làm việc trên cần cẩu phải sử dụng đúng và đủ các PTBVCN được cấp theo chế độ gồm : áo quần vải dày, mũ cứng, găng tay vải bạt, áo mưa, găng vải ngắn cổ

4 Trước khi vận hành phải kiểm tra tình trạng kỹ thuật hoàn hảo của các chi tiết và bộ phận quan trọng của cần cẩu, thử lần lượt từng bộ phận của nó

ở trạng thái không tải xem hoạt động của chúng có bình thường không Chú ý xem xét tình trạng chất lượng của móc, cáp, dây tiếp đ , trụ chắn kh chế hành trình, bộ phận chặn hoặc thiết bị chống lật cần, thiết bị chống tự di chuyển, thắng hãm các loại vv Nếu có bộ phận, chi tiết nào hư hỏng phải báo cáo cho người phụ trách để tìm biện pháp khắc phục mới được vận hành

5 Giữa người lái và người làm tín hiệu phải phối hợp nhịp nhàng thống nhất theo ngôn ngữ quy ước giữa hai bên mà quy phạm kỹ thuật an toàn thiết

bị nâng đã quy định Trong trường hợp người lái nhìn thấy tải trọng trong suốt quá trình nâng chuyển thì người móc tải kiêm luôn tín hiệu viên

6 Khi cho cần cẩu làm việc trong vùng bảo vệ của đường dây tải điện phải có phiếu thao tác Phiếu phải chỉ rõ các biện pháp an toàn, trình tự thực hiện các thao tác, vị trí đặt cần trục tháp Phiếu này do thủ trưởng đơn vị sử dụng cần cẩu ký và giao trực tiếp cho người lái

Cấm thiết bị nâng làm việc dưới đường dây điện cao thế

Khi di chuyển hay bắt buộc phải bố trí cần cẩu đứng làm việc dưới đường dây tải điện hạ thế phải đảm bảo khoảng cách tối thiểu từ thiết bị nâng đến dây không nhỏ hơn 1 m

7 Trước khi bắt đầu làm việc phải báo cho những người không có trách nhiệm ra khỏi khu vực nâng, chuyển và hạ tải

cửa b phải đóng lại và có khóa (chốt) Cửa kính quan sát buồng phải được lau sạch thường xuyên

9 Phải che chắn các bộ phận :

Truyền động bánh răng, xích, trục vít

Khớp nối có bu lông và chốt lồi ra ngoài

Các khớp nối nằm gần chổ người qua lại

Trống (tambour) cuộn cáp đặt gần người lá hay gần lối đi lại nhưng không được làm cản trở người lái theo dõi cáp cuộn trên trống

Các trục truyền động có thể gây nguy hiểm

10 Phải bao che các phần mang điện hở mà con người có thể chạm phải khi làm việc trong buồng điều khiển

11.Công tắc hạn chế hành trình của cơ cấu di chuyển phải đặt sao cho việc ngắt động cơ xảy ra ở cách trụ chắn một khoảng không nhỏ hơn toàn bộ quãng đường thắng (phanh) cơ cấu có ghi trong lý lịch máy

12 Làm việc ban đêm phải có đèn pha chiếu sáng đủ cho khu vực làm việc, công tắc đèn phải bố trí ở chân cần cẩu Ngoài ra phải có đèn chiếu sáng đầy đủ cho buồng điều khiển với mạng điện riêng để khi ngắt điện thiết bị nâng không làm tắt đèn

13 Người điều khiển thiết bị di chuyển, hạ tải phải nắm vững :

Cách xác định chất lượng, sự phù hợp của cáp và tiêu chuẩn loại bỏ cáp Trọng tải được phép nâng và cách ước tính trọng lượng của tải

Cách kiểm tra hoạt động của các cơ cấu và thiết bị an toàn

Cách kiểm tra hoạt động của phanh và cách điều chỉnh phanh

Khái niệm về độ ổn định và các yếu tố có ảnh hưởng đến nó ( mối quan

hệ giữa sự thay đổi tải trọng và tầm với, tốc độ gió nguy hiểm.v.v )

Cách xác định vùng nguy hiểm của thiết bị nâng

Cách xác định sự cố xảy ra

14 Người móc tải phải biết :

Trọng tải mà cần trục được phép nâng, trọng tải của cần trục tương ứng với tầm với

Chọn cáp, xích buộc phù hợp với trọng lượng và kích thướt của tải

Xác định chất lượng cáp, xích, móc tải

Cách buộc và treo tải lên móc

Qui định tín hiệu trao đổi với người điều khiển thiết bị nâng khi phải kiêm nhiệm vai trò tín hiệu viên

Ước tính trọng lượng của tải

Vùng nguy hiểm của thiết bị nâng

15 Nghiêm cấm :

Lên xuống thiết bị nâng khi nó đang di chuyển

Nâng tải trọng trong tình trạng chưa ổn định hoặc chỉ móc lên một bên của móc kép

Nâng hạ tải, di chuyển tải khi có người đang đứng trên tải (để cân bằng hay sửa chữa lại dây buộc)

Nâng tải đang bị vùi dưới đất, bị các vật khác đè lên, tải đang liên kết với các vật khác bằng bu lông hoặc liên kết với bê tông

Kéo lê tải trên mặt đất, mặt sàn, trên đường ray (khi cáp nâng tải xiên), vừa nâng vừa quay hoặc di chuyển tải nếu hồ sơ kỹ thuật của nhà chế tạo không cho phép làm điều đó, di chuyển ngang tải khi tải nằm cao hơn chướng ngại vật nhỏ hơn 500mm

Dùng móc để gỡ cáp, xích đang bị tải đè lên

Xoay và điều chỉnh cỏc tải dài và cồng kềnh khi nõng chuyển và hạ tải mà khụng cú cỏc cụng cụ chuyờn dựng thớch hợp (Chỉ được phộp điều chỉnh tải khi

nú cỏch sàn khoảng 200mm và cỏch người thực hiện khụng ớt hơn l m)

Đưa tải lờn xe khi người lỏi chưa ra khỏi ca-bin, qua lỗ cửa hoặc ban cụng khi khụng cú sàn nhận tải

16 Khi xem xột kiểm tra, sửa chữa và điều chỉnh cỏc cơ cấu, thiết bị điện hoặc xem xột sửa chữa kết cấu kim loại phải ngắt cầu dao dẫn điện hoặc tắt mỏy (đối với cỏc kiểu dẫn động khụng phải bằng điện )

17 Khi tạm ngừng việc khụng cho phộp treo tải lơ lửng Kết thỳc cụng việc phải tắt mỏy và rỳt múc tải lờn cao khỏi khụng gian cú người và cỏc thiết

bị khỏc hoạt động Thu dọn nơi làm việc gọn gàng, làm vệ sinh , ghi sổ nhật

ký ca rồi ký tờn trước khi giao cho người của ca sau

1.4 nhận xét và đánh giá thực trạng kĩ thuật cần trục

Cần trục điện cú kết cấu đa dạng được sử dụng rộng rói trong tất cả cỏc lĩnh vực khỏc nhau Trong cỏc xớ nghiệp luyện kim, trong cỏc xớ nghiệp cụng nghiệp thường lắp đặt cỏc loại cần trục để vận chuyển nguyờn vật liệu, thành phẩm và bỏn thành phẩm Trong cỏc xớ nghiệp tuyển than, tuyển quặng, trờn cỏc bói chứa than của cỏc nhà mỏy nhiệt điện thường lắp đặt cần trục Trờn cỏc cụng trường xõy dựng dõn dụng và cụng nghiệp thường lắp đặt cỏc loại cổng trục và cần cẩu chõn đế v.v… Ngoài cỏc loại cần trục lắp đặt cố định trờn cũn sử dụng cần cẩu di động như: cần cẩu ụ tụ, cần cẩu bỏnh xớch, cần cẩu nổi v.v…Ta chỉ nghiờn cứu cần cẩu đặc trưng nhất đú là cần cẩu chõn đế Cần cẩu chõn đế giữ vị trớ số một trong cỏc thiết bị nõng dựng trong cụng nghiệp đúng tàu Cần cẩu chõn đế là thiết bị nõng chủ yếu dựng để vận chuyển vật liệu và lắp rỏp trong cỏc cụng trỡnh bốc xếp hàng húa, xõy dựng cụng nghiệp, cỏc cụng trỡnh thủy điện…

Vị trí đặt cần cẩu chân đế hợp lý phải thoả mãn các yêu cầu: tầm với và sức cẩu để hoạt động, làm việc bộ phận trên mặt đất và phải kể đến tầm với và sức cẩu dự trữ; Có đường đi vòng, tiện cho ô tô, cần cẩu bổ trợ khác đi vào hiện trường; Vị trí đặt cẩu tháp phải gần cầu dao điện; Phải trừ lại không gian

đủ rộng cho việc tháo dỡ cẩu và vận chuyển phụ kiện ra khỏi công trường; Nếu đồng thời lắp 2 cần cẩu chân đế, phải chú ý phân chia điện công tác, đồng thời phải có biện pháp đề phòng cản trở lẫn nhau cũng như tai nạn lao động Ngoài ra khi chọn vị trí đặt cần cẩu còn phải cân nhắc giữa phương án chạy trên ray hay cố định

Một số mâu thuẫn giữa tính năng kỹ thuật cần cẩu với nhu cầu làm việc và cách giải quyết

a Nhu cầu tiến độ vượt quá năng suất của cần cẩu

Mâu thuẫn này có nhiều biện pháp giải quyết: tăng thời gian làm việc trong một ca hoặc tăng số ca làm việc trong một ngày (có thể giải quyết được 110% đến 300% nhu cầu) Sử dụng công cụ hỗ trợ như xe nâng, cầu trục… và các phương tiện vận chuyển nằm ngang trên cao Chọn cần cẩu khác có năng suất phù hợp

b Mâu thuẫn giữa tính năng kỹ thuật cần cẩu chân đế và nhu cầu làm việc

Trong thực tiễn làm việc, về tính năng kỹ thuật của cần cẩu chân đế thường gặp hai loại mâu thuẫn cơ bản trên và có ba cách giải quyết như sau:

* Cách 1: Về tổng thể, tính năng kỹ thuật của cần cẩu chân đế phù hợp

yêu cầu làm việc, nhưng bị hạn chế bởi một vài nguyên nhân (như vị trí di chuyển của cần cẩu chân đế cố định không thể xê dịch hoặc có chướng ngại vật không thể tránh được ), ở góc cạnh xa nhất trong mỗi khu vực làm việc có một hay một số điểm cẩu vượt quá năng lực cẩu định mức của cần cẩu chân đế

Gặp loại mâu thuẫn này, thường có mấy biện pháp khắc phục: thay đổi thiết kế, giảm nhỏ kích thước, giảm trọng lượng cấu kiện để không vượt quá trọng lượng cẩu định mức Việc này thực hiện được, nhưng phiền hà và tốn

kém, đồng thời phải được sự đồng ý của đơn vị thiết kế; Đổi việc đúc sẵn thành đổ tại chỗ và thiết kế thùng chứa vật liệu đặc biệt để không vượt quá trọng lượng cẩu định mức Tìm cách nâng cao năng lực cẩu để thích ứng yêu cầu cẩu lắp

Trong các biện pháp trên thì biện pháp nâng cao năng lực cẩu là tốt nhất

* Cách 2: Trong thực tiễn làm việc, do đặc thù của ngành đóng tàu, yêu

cầu diện tích làm việc và trọng tải tương đối lớn, có thể xuất hiện mâu thuẫn

về nhu cầu độ cao nâng cẩu phần trên không đáp ứng được, tùy trọng lượng cẩu, mô men cẩu, tầm với cùng các tham số khác của cần cẩu chân đế kiểu chạy ray vẫn thoả mãn yêu cầu sử dụng Cách giải quyết mâu thuẫn đó là: đổi dùng loại cẩu khác thích hợp với công trình; Đổi kiểu chạy trên ray bằng cần cẩu chân đế kiểu neo, bố trí một đường neo chặt để tăng tổng chiều cao của móc cẩu

Vì vậy việc nghiên cứu một nhóm cần trục trong công ty để hiểu rõ, khai thác tối đa năng suất sử dụng và đưa ra giải pháp cải tiến hiện đại hóa là một việc hợp lý và cần thiết Trong đồ án này đi sâu nghiên cứu về nhóm cần trục Kone có trọng tải là 15T và đưa ra giải pháp cải tiến hiện đại hóa hệ TĐĐ

cơ cấu di chyển chân đế

Chương 2

KháI quát về hệ thống điều khiển truyền động

điện cho cần trục kone

2.1 giới thiệu chung về cần trục kone

Cần trục chõn đế KONE được hóng CRANES của Phần Lan thiết kế và lắp đặt tại Cụng ty vào trước những năm 1986 Cần trục này cú đặc tớnh điều chỉnh tốc độ thớch hợp cho bốc xếp hàng hoỏ tại cảng biển và nõng chuyển trong cụng nghiệp lắp mỏy cho ngành đúng và sửa chữa tàu biển

Hỡnh 2.1: Cần cẩu Kone cụng ty đúng tàu Phà Rừng

Cần trục KONE cú cỏc cơ cấu chớnh là:

Cơ cấu nõng hạ hàng

Cơ cấu nõng hạ cần (thay đổi tầm với)

Cơ cấu quay mõm

Cơ cấu di chuyển chõn đế

Về cấu trúc cơ khí, cẩu KONE có thân cần trục gồm:

Tháp cần trục làm bằng thép, cấu trúc trên tháp cẩu thẳng đứng có gắn tay cần trục, buồng đặt thiết bị điều khiển, cabin điều khiển

Tay cần trục cấu tạo bằng những thanh thép ghép thành dầm ứng lực, một đầu gắn bằng khớp với tháp cẩu, một đầu treo bằng cáp thông qua hệ thống ròng rọc và có thể quay xung quanh khớp gắn với tháp cẩu

Cabin điều khiển là buồng điều khiển tập trung của cần trục, trong đó trang bị các tay điều khiển, các nút ấn để điều khiển các cơ cấu thông qua hệ thống công tắc tơ và rơle

Hình 2.2: Sơ đồ lắp ráp cẩu Kone

Thụng số kỹ thuật cơ bản của KONE:

Nguồn điện 3 pha điện ỏp Uđm = 380V, f = 50Hz

2.2 các cơ cấu truyền động cần trục kone

Trờn cần trục Kone cú bốn cơ cấu truyền động chớnh là:

1 Truyền động cho cơ cấu nõng hạ hàng

2 Truyền động cho cơ cấu nõng hạ cần

3 Truyền động cho cơ cấu quay mõm

4 Truyền động cho cơ cấu di chuyển chõn đế

Cỏc cơ cấu truyền động trờn cần trục hoạt động độc lập, khi kết hợp điều khiển cỏc cơ cấu này hoạt động hoặc điều khiển hoạt động riờng rẽ từng cơ cấu sẽ đạt được quỹ đạo bốc xếp hàng hoỏ theo mong muốn

Thường các hệ thống truyền động cho các cơ cấu 1, 2, 3 của cần trục được xây dựng hoàn toàn giống nhau và chỉ khác nhau về phạm vi công suất truyền động Công suất của cơ cấu 1 lớn hơn 2 và 3 còn cơ cấu 4 thường được xây dựng đơn giản hơn các cơ cấu 1, 2, 3 Các hệ thống này có thể được thực hiện là các hệ truyền động điện hoặc truyền động điện thuỷ lực Tuy nhiên các

hệ thống truyền động điện thuần tuý khi sử dụng động cơ truyền động là: động cơ 1 chiều, động cơ không đồng bộ rô to lồng sóc hoặc dây quấn sẽ cho đặc tính điều chỉnh tốt nhất

Cấu trúc của hệ thống truyền động điện thông thường cho cần trục được đưa ra với dạng phổ biến trên hình 2.3 gồm các phần tử chính của hệ động lực là:

1 Động cơ điện

2 Phanh hãm điện từ

3 Bộ truyền cơ khí

4 Có thể là trống tời của dây cáp nâng hạ hàng hoặc nâng hạ cần

5 Phanh hãm an toàn cho cho cơ cấu nâng hạ hàng hay nâng hạ cần Riêng cho cơ cấu quay mâm thông thường là bộ truyền cơ khí trục vít

vô tận với bánh răng nón

Hình 2.3: Kết cấu hệ truyền động điện phổ biến Kết cấu dạng này động cơ thực hiện có thể là động cơ một chiều điều chỉnh tốc độ bằng điện trở phụ Đặc biệt cuộn kích từ nối tiếp được sử dụng với sự trợ từ và khử từ trong điều khiển ở chiều nâng và hạ là khác nhau Còn với động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc thông thường là loại có nhiều cuộn

dây, các tốc độ khác nhau được sử dụng bằng cách thay đổi việc cấp nguồn cho các cuộn dây stator

Việc đổi chiều quay của động cơ điện một chiều được thay đổi bằng cách đổi điện áp phần ứng Hệ thống cấp nguồn cho động cơ một chiều có thể

là máy phát điện một chiều mạch phần ứng hoặc bộ biến đổi T - Đ

Việc đổi chiều quay cho các động cơ xoay chiều không đồng bộ thường thực hiện bằng phương pháp đổi thứ tự pha nguồn cấp

Ưu điểm cơ bản của hệ truyền động điện dạng này là: kết cấu hệ thống điều khiển đơn giản, thường xây dựng theo nguyên tắc tay điều khiển kết hợp với trạm từ Đồng thời dạng này cũng cho phạm vi điều chỉnh tốc độ rất lớn, đầu tư ban đầu thấp

Nhược điểm của hệ thống là độ láng điều chỉnh không cao, có thể gây nên lực giật trong quá trình làm việc của cần cẩu Vì vậy độ ổn định kém và chỉ ứng dụng cho các cần cẩu khi yêu cầu đặc tính công nghệ không cao

Để khắc phục các nhược điểm trên, trong các hệ thống điều khiển chuyển động cho các cơ cấu ngày nay đã ứng dụng các hệ thống TĐĐ hiện đại dùng bộ biến tần PWM - Động cơ không đồng bộ với kỹ thuật điều khiển PLC Dạng hệ thống này cho kết quả tốt về điều chỉnh tốc độ, tính linh hoạt trong điều khiển và giám sát, cũng như hiệu quả kinh tế cao

Ở hình 2.3 đưa ra dạng kết cấu động lực của hệ thống truyền động đã được ứng dụng cho nhiều loại seria cần cẩu của các hãng danh tiếng CRANES của Phần Lan, KYPOB của Liên Bang Nga, TUKAN của Cộng hoà Liên Bang Đức

Hình 2.4: Kết cấu hệ truyền động điện dùng phụ tải động

Trong hệ thống bao gồm:

1 Động cơ truyền động

2 Phanh điện từ hãm dừng

3 Bộ truyền cơ khí

4 Phanh hãm điều chỉnh tốc độ của hệ thống hoặc các máy phát hãm

có thể dùng máy đồng bộ hoặc không đồng bộ

5 Cơ cấu thực hiện có thể là trống tời cho cơ cấu nâng hạ hàng hoặc nâng hạ cần

6 Phanh an toàn

Đặc điểm cơ bản của hệ thống dạng hình 2.4 ở chỗ cơ cấu hãm điều chỉnh tốc độ 4 có thể điều chỉnh được mômen hãm theo yêu cầu và kết hợp với đặc tính của động cơ điện để cho ra đặc tính của hệ thống thoả mãn được công nghệ cao cho các loại cần cẩu, thường được ứng dụng cho các hệ thống

có phạm vi công suất lớn, sử dụng động cơ truyền động một chiều, động cơ không đồng bộ rôto dây quấn Thích hợp với cần cẩu dùng trong lắp máy, xây dựng và các cần cẩu để bốc xếp container ở các cảng biển

Ưu điểm của hệ thống hình 2.4 là đặc tính điều chỉnh tốt, láng, có thể điều chỉnh sâu cả hai phía nâng – hạ, quay trái – phải Nhược điểm là hệ thống điều khiển thường phức tạp và là hệ kín, giá thành tổng thể cao, hiệu suất vùng điều chỉnh sâu thấp

Cần chú ý rằng:

Các phanh hãm dừng điện từ 2 và cơ cấu phanh an toàn 5 của hệ thống trên hình 2.3 hoặc 6 trên hình 2.4 phải có độ an toàn tuyệt đối đối với cần cẩu khi hoạt động

Khi có sửa chữa thay thế các phần tử trên toàn bộ trục truyền động chính nhất thiết phải khoá phanh an toàn 5 hoặc 6 một cách chắc chắn để tránh gây mất an toàn nghiêm trọng

2.3 truyền động điện cơ cấu nâng hạ hàng

2.3.1 Động cơ truyền động cho cơ cấu nõng hạ hàng

Động cơ dựng trong cơ cấu nõng hạ hàng là động cơ khụng đồng bộ rotor dõy quấn loại M25MATS3 cú thụng số kĩ thuật như sau:

2.3.2 Chức năng cỏc phần tử trong sơ đồ

Am1 là động cơ khụng đồng bộ rotor dõy quấn truyền động cho cơ cấu nõng hạ hàng

As1 là phanh điện thủy lực

Ac1,Ac2 là cỏc cụng tắc tơ đảo chiều và cấp nguồn cho mạch điện stator động cơ truyền động, hệ thống đảo chiều quay bằng cỏch đảo thứ tự hai trong ba pha

Ac41 † Ac45 là cỏc tiếp điểm của cụng tắc tơ điều khiển điện trở phụ mạch rotor của động cơ truyền động chớnh

Am5: Phanh điều chỉnh tốc độ cho cơ cấu nõng hạ hàng, mụ men hóm của phanh Am5 được điều khiển bởi khối KA481 bằng cỏch thay đổi dũng điện cấp cho cuộn dõy stator của phanh Am5

Ac7 tiếp điểm cấp nguồn cho phanh As1 là phanh hóm dừng cho cơ cấu

R N

Am5 E-C

11 12 r56

P5 A1

E1 K51

r60 P5 E2

A2 r59

Ad61

9 10 4 1 2

I> r52

E5 A5 P6

r53

r54 r55

5 6 7 8Ad2

Ad61 K1

K2

23

24 24 23

Ad16162 61 62

AL1-11

n52 r59

r59

K3 K4

Xuèng

21 22

17 18

1 0 1

3 13 16 17 18

7 8 9 10 11 12 13 14

1

2 Am1

Od1 Ac42 Ad3 Ad2

Ad1

51 52

31 32

51

51

51 52

Hình 2.5: Sơ đồ mạch động lực cơ cấu nâng hạ hàng cần trục Kone

2.3.3 Cỏc bảo vệ trong cơ cấu nõng hạ hàng cần trục Kone

 Bảo vệ quỏ tầm với:

Khi trọng tải lớn hơn 15T mà tầm với lớn hơn 24m thỡ cụng tắc hành trỡnh sẽ tỏc động ngắt điện phớa nõng hàng

 Bảo vệ quỏ tải cho động cơ:

Động cơ M1 được đặt cỏc nhiệt điện trở õm trong cỏc pha của cuộn dõy stator Khi nhiệt độ động cơ lớn hơn nhiệt độ cho phộp cỏc điện trở nhiệt này

sẽ tỏc động ngắt mạch cấp nguồn điều khiển

2.4 truyền động điện cơ cấu nâng hạ cần

2.4.1 Động cơ truyền động cho cơ cấu

Động cơ truyền động cho cơ cấu nõng hạ cần là động cơ khụng đồng bộ rotor dõy quấn loại M20LBTS2K cú thụng số kĩ thuật như sau :

 Cụng suất định mức: Pdm = 65 kW

2.4.2 Chức năng các phần tử trong sơ đồ

Pm1 là động cơ không đồng bộ rotor dây quấn truyền động cho cơ cấu nâng hạ cần

Y1, Y2 là phanh điện thủy lực

Pc1, Pc2 là các công tắc tơ đảo chiều và cấp nguồn cho mạch điện stator động cơ truyền động, hệ thống đảo chiều quay bằng cách đảo thứ tự hai trong

12 11

4 21 22

Pd42

K2 K1

Pd43

K1 K2

1 4

3 4

Pd4

3 4

Pd1

3 4

Pd2

5 6

Pd2

14 13

Pb121 Ab14

Pb11

Ab13 Pb13

Pb21

37m 24m

22.5m

36m 34.5m

1.5m

Ab11 15T

Ab14 37m

7 0

6

5 410

Pd3 Pd61

K2 K1

Pc2 Pc1

36m

Pb1

+0m Pb2

44

43 Ad2

44

43 Ad2

44

43 Ad2

4 5

6 0

1

4 5 6

31 32

31 32

Pd1 Pd2

b a

61 71 81

14 24 34 44 52 62 72 82

51 43 33 23 13

31 41

2 6 4 14 24 32 42 23 13

3 5

5 3 13 23

42 32 24 14

4 6 2

41 31

b a

1 5 3 13 23

42 32 24 14

4 6 2

41 31

b a

1 5 3 13 23

42 32 24 14

4 6 2

41 31

b a

1 5 3 13 23

42 32 24 14

4 6 2

41 31

b a

1 5 3 13 23

42 32 24 14

4 6 2

41 31

b a

1 5 3 13 23

42 32 24 14

4 6 2

41 31

b a

54 53 54

53 64 63

b

b

a b

a b

a b

a b

a b

a b

Hình 2.6: Sơ đồ điện nguyên lý điều khiển cơ cấu nâng hạ cần của cần trục Kone

2.4.3 Cỏc bảo vệ của cơ cấu nõng hạ cần cần trục Kone

 Bảo vệ tầm với tối thiểu :

Để trỏnh hàng húa va chạm vào thõn cần trục thỡ khi tay cần ở vị trớ giới hạn nõng cần với gúc lớn nhất cụng tắc hành trỡnh sẽ ngắt điện cấp nguồn cho động cơ truyền động cho cơ cấu theo chiều nõng

 Bảo vệ tầm với tối đa :

Khi tầm với lớn hơn 36m thỡ cụng tắc hành trỡnh sẽ tỏc động ngắt điện động cơ khụng cho phộp hạ cần

 Bảo vệ quỏ tải cho động cơ

Động cơ M1 được đặt cỏc nhiệt điện trở õm trong cỏc pha của cuộn dõy stator Khi nhiệt độ động cơ lớn hơn nhiệt độ cho phộp cỏc điện trở nhiệt này

sẽ tỏc động ngắt mạch cấp nguồn điều khiển

 Bảo vệ ngắn mạch:

Cơ cấu nõng hạ hàng được bảo vệ ngắn mạch bằng cầu chỡ cú dũng định mức là 125A trong sơ đồ cấp nguồn

2.5 truyền động điện cơ cấu quay mâm

2.5.1 Động cơ truyền động cho cơ cấu quay mõm

Hai động cơ truyền động cho cơ cấu quay mõm là động cơ khụng đồng bộ roto dõy quấn.Thụng số kỹ thuật của động cơ như sau:

2.5.2 Chức năng các phần tử trong sơ đồ

Động cơ M1, M2 là động cơ không đồng bộ roto dây quấn truyền động cho cơ cấu quay mâm

K1,K2 là các công tắc tơ điều khiển cấp nguồn cho cuộn dây stato để đảo chiều quay cho cơ cấu

1K40 † 1K43, 2K40 † 2K43 là các công tắc tơ điều khiển điện trở mạch roto để điều chỉnh tốc độ của động cơ

F31, F32 là các rơ le nhiệt để bảo vệ quá tải cho động cơ

D42, D43 là các rơ le thời gian để khống chế quá trình tăng, giảm tốc khi điều khiển

Tốc độ 3 quay phải

Khi đưa tay điều khiển về vị trí số 3 quay phải mạch điện stator của hai động cơ giống vị trí số 2 lúc này 1K41 = 1 và 2K41 = 1 loại 1 phần điện trở phụ ra khỏi mạch rotor, tốc độ động cơ tiếp tục được tăng lên

Tốc độ 4 quay phải

Khi đưa tay điều khiển về vị trí số 4 quay phải, mạch điện stator của 2 động cơ giống như vị trí số 3 tức là 1K42 = 1 và 2K42=1 ngắt tiếp một phần điện trở phụ ra khỏi mạch tốc độ động cơ tiếp tục tăng lên Đồng thời cấp nguồn cho role thời gian D43 sau 1,5s tiếp điểm thường mở của role này đóng lại cấp nguồn cho 1K43 và 2K43 điện trở mạch roto lại tiếp tục được ngắt ra, tốc độ động cơ tiếp tục tăng lên

Khi điều khiển cơ cấu quay mâm sang trái các bước thực hiện tương tự như điều khiển cơ cấu quay phải.Tuy nhiên công tắc tơ cấp nguồn cho stator lúc này là K2 đổi chiều quay bằng đổi thứ tự pha điện áp mạch stator Mạch điện rotor thứ tự loại trừ điện trở phụ giống như chiều quay phải

Khi chuyển nhanh tay điều khiển từ vị trí số 1 sang 4 hay từ 4 sang 1 nhờ

sự duy trì của các rơle thời gian D42 và D43 mà tốc độ không tăng đột ngột

2.5.4 Các bảo vệ cho cơ cấu

Bảo vệ quá tải cho động cơ thực hiện bằng các rơ le nhiệt

Bảo vệ ngắn mạch bằng các cầu chì

Bảo vệ không thực hiện trong sơ đồ cấp nguồn

Hình 2.7: Sơ đồ mạch động lực cơ cấu quay mâm

2.6 giới thiệu về điều khiển cơ cấu di chuyển chân đế

Hệ thống chạy chõn cần cẩu Kone hiện cú là hệ thống điều khiển điều chỉnh tốc độ bằng cỏch ngắt dần điện trở phụ mạch rotor động cơ dõy quấn Việc điều chỉnh này thụng qua cỏc cụng tắc tơ, rơ le đúng điện trở phụ, điện trở này để thay đổi tốc độ di chuyển chõn đế của cần trục Kone

Đặc tớnh cơ của hệ thống khi dựng điện trở phụ

Hỡnh 2.9 : Tủ điện trở phụ cơ cấu di chuyển chõn đế Động cơ cú đặc điểm là: thường cú từ 3 đến 6 cấp tốc độ, cho phộp momen khởi động lớn, hạn chế được dũng khởi động, khai thỏc bảo dưỡng đơn giản và cú thể mở rộng phạm vi cụng suất Ở tốc độ cao người ta cũng khụng loại bỏ hết điện trở phụ để khắc phục hiện tượng quỏ tải momen ở tốc

độ cao.Đảo chiều quay bằng đảo chiều thứ tự pha của điện áp cấp cho stato

Hình 2.10: Sơ đồ điện và đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ rôtor

dây quấn khi thay đổi điện trở phụ trong mạch rôtor.

Ở mạch roto tại thời điểm đầu, mạch roto nối 2 pha để tạo ra sự làm việc không đối xứng, từ trường tổng trong máy là elip làm mềm đặc tính cơ,

để tạo tốc độ ban đầu rất thấp nhằm khắc phục sai lệch cơ khí của các bánh răng truyền động

Đặc tính cơ tĩnh của hệ thống biểu diễn trên hình 2.5 khi sử dụng động

cơ không đồng bộ roto dây quấn, Rf1< Rf2<Rf3

Khi Rf lớn, động cơ làm việc ở chế độ hãm ngược với tải là thế năng nhằm giữ cho tốc độ là hạ hàng là const

Ưu điểm :

Phương pháp thay đổi điện trở phụ mạch rôto để điều chỉnh tốc độ động cơ có

ưu điểm là đơn giản, rẻ tiền, dễ điều chỉnh tốc độ động cơ Hay dùng điều chỉnh tốc độ cho các phụ tải dạng thế năng (Mc = const)

Đối với hệ thống truyền động điện sử dụng động cơ không đồng bộ roto dây quấn có các ưu điểm sau:

Có khả năng tạo ra được nhiều cấp tốc độ bằng cách thay đổi Rf đối

NC2 NC1

M n

0

-n

Mco1,2M cdm Mmax

AN

ndm

n0

-1,2Mcdm-Mmax

AH0

xứng hoặc không đối xứng

Khi Rf tăng dẫn đến Mkđ tăng lên

Nhược điểm:

Tuy nhiên, phương pháp này cũng có nhược điểm là điều chỉnh không triệt để; khi điều chỉnh càng sâu thì sai số tĩnh càng lớn; phạm vi điều chỉnh hẹp, điều chỉnh trong mạch rôto, dòng rôto lớn nên phải thay đổi từng cấp điện trở phụ, công suất điều chỉnh lớn

Gây tổn hao phụ trên điện trở khởi động, hiệu suất của hệ thống là không cao

Không gian lắp đặt đòi hỏi lớn

2.6.1 Động cơ truyền động cho cơ cấu

Động cơ truyền động cho cơ cấu di chuyển chân đế của cần trục Kone

là động cơ dị bộ roto dây quấn M13MTB2F có thông số kĩ thụât như sau:

Cơ cấu này sử dụng 4 động cơ mỗi bên có 2 động cơ

2.6.2 Chức năng các phần tử trong sơ đồ

 Mạch động lực:

- 1K1, 1K2, 2K1, 2K2 là các công tắc tơ cấp nguồn cho mạch Stator của 4 động cơ tương ứng M1, M2, M3, M4 đồng thời có tác dụng trong việc đảo chiều quay của động cơ Đảo chiều quay của động cơ được thực hiện bằng cách đảo thứ tự 2 trong 3 pha

F31, F32, F33, F34 là các rơ le nhiệt có nhiệm vụ bảo vệ quá tải cho động cơ

Y1, Y2, Y3, Y4 là các phanh điện từ gắn trên các động cơ tương ứng 1K40÷1K43 ; 2K40÷2K43 ; 3K40÷3K43 ; 4K40÷4K43 là các công tắc

tơ có nhiệm vụ điều khiển điện trở phụ cho mạch rotor

K7 là công tắc tơ cấp nguồn cho phanh

 Mạch điều khiển :

S3 là tay trang điều khiển cho cơ cấu tương ứng với 4 cấp tốc độ

1K40÷1K43 ; 2K40÷2K43 ; 3K40÷3K43 ; 4K40†4K43 là cuộn hút của công tắc tơ điều khiển điện trở phụ cho mạch rotor của động cơ

D42, D43 là cuộn hút của rơ le thời gian có tác dụng cho việc khống chế điều khiển tốc độ của động cơ

K7 là cuộn hút của công tắc tơ cấp nguồn cho phanh điện từ

1K1, 1K2, 2K1, 2K2 là cuộn hút công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ

2.6.3 Nguyên lý hoạt động

 Khi tiến lên phía trước :

Đưa tay điều khiển về vị trí số 1 của chiều tiến lên khi đó cấp nguồn cho cuộn hút K11, K11=1 tiếp điểm thường mở đóng lại cấp nguồn cho cuộn hút 1K1 và 2K1, tiếp điểm thường mở đóng lại cấp nguồn cho mạch stator của 4 động cơ,4 động cơ này hở một pha điện trở rotor không đối xứng máy điện làm việc ở chế độ máy biến áp

Khi đưa tay điều khiển về vị trí số 1 thì đồng thời cấp nguồn cho K7=1 nên Y1, Y2, Y3, Y4 = 1

Khi đưa tay điều khiển về vị trí số 2 thì các cuộn hút 1K40, 2K40, 3K40, 4K40 = 1, tiếp điểm thường mở của chúng đóng lại điện trở mạch rotor đối xứng rotor quay với tốc độ chậm, cơ cấu bắt đầu di chuyển về phía trước

Khi đưa tay điều khiển về vị trí số 3 thì các cuộn hút 1K41, 2K41, 3K41, 4K41 = 1, tiếp điểm thường mở đóng lại một phần điện trở phụ đã

được ngắt ra khỏi mạch tốc độ động cơ được tăng lên làm cho cơ cấu di chuyển về phía trước cũng tăng lên 1K41 = 1 tiếp điểm thường mở đóng lại cấp nguồn cho cuộn hút của rơ le thời gian D42 làm cho tiếp điểm thường mở đóng chậm được duy trì trong khoảng 1,5s thì đóng lại

Khi đưa tay điều khiển về vị trí số 4 thì 1K42, 2K42, 3K42, 4K42 = 1 tiếp điểm thường mở đóng lại điện trở phụ tiếp tục được ngắt ra tốc độ động

cơ tiếp tục được tăng lên.1K42 = 1 cấp nguồn cho cuộn hút rơ le thời gian D43 = 1 Tiếp điểm thường mở đóng chậm D43 duy trì sau khoảng thời gian 1,5s được đóng lại cấp nguồn cho cuộn hút 1K43, 2K43, 3K43, 4K43 = 1 tiếp điểm thường mở đóng lại ngắt điện trở phụ ra khỏi mạch tốc độ động cơ tiếp tục tăng lên cơ cấu di chuyển nhanh về phía trước

 Khi lùi về phía sau :

Khi điều khiển cơ cấu lùi về phía sau thì các bước thực hiện như tiến về phía trước tuy nhiên công tắc tơ cấp nguồn cho mạch stato lúc này là 2K1 và 2K2 động cơ đảo chiều quay bằng đổi thứ tự pha điện áp mạch stator.Mạch điện rotor thứ tự loại trừ điện trở phụ giống chiều tiến

Khi chuyển nhanh tay điều khiển từ vị trí 1 sang vị trí 4 hay từ 4 về 1 nhờ có sự duy trì của các rơle thời gian mà tốc độ động cơ không tăng đột ngột

Hình 2.11 : Sơ đồ mạch động lực cơ cấu di chuyển chân đế dùng điện trở phụ

w

w