[Khóa luận]phân tích trang bị điện cần trục tukan của công ty viconship đi sâu nghiên cứu quá trình di chuyển và bảo vệ quá tải

Khi nghiên cứu thiết bị điều khiển của cần trục ta phải nhận dạng được hệ thống điều khiển là tương tự hay số, nhận dạng các thiết bị điểu khiểnchính qua đó phân tích chức năng, tầm quan

Bé GI¸O DôC  §µO T¹OO T¹O TR¦êNG §¹I HäC D¢N LËP H¶I PHßNG

PHÂN TÍCH TRANG BỊ ĐIỆN CẦN TRỤC TUKAN CỦA CÔNG TY VICONSHIP ĐI SÂU NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH DI CHUYỂN VÀ BẢO VỆ QUÁ TẢI

§å ¸N TèT NGHIÖP §¹I HäC HÖ cHÝNH QUY

Ngành: Điện Công Nghiệp

Sinh viªn : V n ăn Đức Khôi Đức Khôi c Khôi

Ngêi híng dÉn : T.S Tr n Sinh Biên ần Sinh Biên

H¶I phßng – 2009

Bộ Giáo Dục Đào Tạo TTR¦êNG §¹I HäC D¢N LËP H¶I PHßNG

PHÂN TÍCH TRANG BỊ ĐIỆN CẦN TRỤC TUKAN CỦA CÔNG TY VICONSHIP ĐI SÂU NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH DI CHUYỂN VÀ BẢO VỆ QUÁ TẢI

§å ¸N TèT NGHIÖP §¹I HäC HÖ CHÝNH QUY

§å ¸N TèT NGHIÖP §¹I HäC HÖ cHÝNH QUY

Ngành: Điện Công Nghiệp

Sinh viªn : V n ăn Đức Khôi Đức Khôi c Khôi

Ngêi híng dÉn : T.S Tr n Sinh Biên ần Sinh Biên

H¶I phßng – 2009

Cộng hoà x hội chủ nghĩa việt namã hội chủ nghĩa việt nam

độc lập - tự do - hạnh phúc

-o0o -Bộ GIáO DụC  ĐàO TạO TRƯờNG ĐạI HọC DÂN LậP HảI PHòNG

Nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp

Sinh viên : Văn Đức Khụi Mã số : LT10184 Lớp : ĐCL101 Ngành : Điện Công

Nghiệp.

Tên đề tài : Phõn tớch trang bị điện cần trục TUKAN của Cụng ty VICONSHIP Đi sõu nghiờn cứu quỏ trỡnh di chuyển và bảo vệ quỏ tải

Nhiệm vụ đề tài

1 Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp (về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ).

2 Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán .

3 Địa điểm thực tập tốt nghiệp: Tổng Cụng ty CNTT Nam Triệu .

Các cán bộ hớng dẫn đề tài tôt nghiệp Ngời hớng dẫn thứ nhất Họ và tên :

Học hàm, học vị :

Cơ quan công tác :

Nội dung hớng dẫn :

Trần Sinh Biên Tiến sĩ

Trờng Đại Học Hàng Hải Toàn bộ đề tài

Đề tài tốt nghiệp đợc giao ngày 06 tháng 04 năm 2009.

Yêu cầu phải hoàn thành xong trớc ngày 06 tháng 07 năm 2009.

H¶i Phßng, ngµy th¸ng n¨m 2009

HiÖu trëng.

GS.TS.NG¦T TrÇn H÷u NghÞ

Phần nhận xét tóm tắt của cán bộ hớng dẫn.

1 Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp.

2 Đánh giá chất lợng của Đ.T.T.N (so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong nhiệm vụ Đ.T.T.N, trên các mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng, chất lợng các bản vẽ…) .

3 Cho điểm của cán bộ hớng dẫn :

(Điểm ghi bằng số và chữ)

Ngày… tháng… năm 2009 Cán bộ hớng dẫn chính.

Nhận xét đánh giá của ngời chấm phản biện

đề tài tốt nghiệp

1 Đánh giá chất lợng đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số liệu ban đầu, cơ sở lý luận chọn phơng án tối u, cách tính toán chất lợng thuyết minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn đề tài.

2 Cho điểm của cán bộ chấm phản biện.

(Điểm ghi bằng số và chữ)

Ngày…….tháng…… năm 2009 Ngời chấm phản biện.

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CẦN TRỤC TUKAN 2

1.1 XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA CẦN TRỤC 2

1.2 ỨNG DỤNG, VAI TRÒ, CẤU TẠO CHUNG CỦA CẦN TRỤC .5

CHƯƠNG 2: TRANG BỊ ĐIỆN CẦN TRỤC TUKAN 8

2.1 MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM VÀ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ CỦA CẦN TRỤC TUKAN 8

2.1.1 Các thông số kỹ thuật 8

2.1.1.1 Đặc tính của cần trục TUKAN 8

2.1.1.2 Các bộ phận máy móc: 9

2.1.2 Thông số phần điện 10

2.2 CƠ CẤU CẤP NGUỒN CHO HỆ THỐNG CẦN TRỤC TUKAN .11

2.2.1 Chức năng các phần tử 20

2.2.2 Nguyên lý hoạt động 21

2.2.3 Các bảo vệ trong sơ đồ cấp nguồn 23

2.3 TRANG BỊ ĐIỆN CƠ CẤU THAY ĐỔI TẦM VỚI 24

2.3.1 Chức năng các phần tử 29

2.3.2 Nguyên lý hoạt động 30

2.3.3 Thực hiện hành trình thu vươn cần 31

2.3.4 Quá trình phanh hãm 32

2.3.5 Các bảo vệ trong cơ cấu thay đổi tầm với 34

2.4 TRANG BỊ ĐIỆN CƠ CẤU QUAY 35

2.4.1 Sơ đồ nguyên lý của cơ cấu quay 35

2.4.2 Chức năng các phần tử 41

2.4.2 Nguyên lý hoạt động 42

2.4.3 Các bảo vệ của hệ thống quay 44

2.5 TRANG BỊ ĐIỆN CƠ CẤU NÂNG HẠ 45

2.5.1 Sơ đồ nguyên lý cơ cấu nâng hạ hàng 45

2.5.2 Chức năng các phần tử 53

2.5.3 Nguyên lý hoạt động 54

2.5.4 Bảo vệ 55

2.6 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT CỦA CẦN TRỤC TU KAN 56

2.7 TRANG BỊ ĐIỆN CƠ CẤU DI CHUYỂN 59

CHƯƠNG 3: ĐI SÂU NGHIÊN CỨU CƠ CẤU DI CHUYỂN CẦN TRỤC TU KAN 60

3.1 CHỨC NĂNG CÁC PHẦN TỬ 79

3.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 81

3.2.1 Chuẩn bị đưa hệ thống vào hoạt động 81

3.2.2 Tay điều khiển ở vị trí 0 82

3.2.3 Thực hiện di chuyển: 83

3.3 QUÁ TRÌNH PHANH HÃM 85

3.4 DỪNG KHẨN CẤP 86

3.5 CÁC BẢO VỆ 86

3.6 CHỨC NĂNG VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ LAI TANG CÁP 87

3.6.1 Chức năng các phần tử 92

3.6.2 Hoạt động của động cơ lai tang cáp 92

3.7 CHỨC NĂNG VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA KHỐI KẸP RAY 93

3.7.1 Chức năng 93

3.7.2 Hoạt động khối kẹp ray 93

CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU BẢO VỆ QUÁ TẢI CẦN TRỤC TUKAN 97

4.1.1 Các sơ đồ nguyên lý 97

4.2 PHÂN TÍCH KHỐI BẢO VỆ CẦN TRỤC TUKAN 104

4.2.1 Chức năng các phần tử khối bảo vệ PSV3 104

4.2.2 Hoạt động khối bảo vệ PSV3 105

4.3 CÁC BẢO VỆ CƠ CẤU CẤP NGUỒN 106

4.4 CÁC BẢO VỆ CƠ CẤU THAY ĐỔI TẦM VỚI 108

4.5 CÁC BẢO VỆ CƠ CẤU DI CHUYỂN 109

4.6 CÁC BẢO VỆ CƠ CẤU QUAY 111

4.7 CÁC BẢO VỆ CƠ CẤU NÂNG HẠ HÀNG 111

4.8 CÁC BẢO VỆ CƠ CẤU ĐÓNG MỞ GẦU NGOẠM 113

KẾT LUẬN 114

TÀI LIỆU THAM KHẢO 115

LỜI MỞ ĐẦU

Sự phát triển của đời sống sản xuất đã dẫn đến sự gia tăng yêu cầu bốcxếp hàng hóa, lắp ráp thiết bị Sự tăng vọt đó trong những năm gần đây là mộttrong những nguyên nhân thúc đẩy sự phát triển của các thiết bị nâng vậnchuyển nói riêng và cần trục nói chung Là một nước đang trên đà phát triển,Việt Nam cần rất nhiều phương tiện bốc xếp hàng hóa, lắp máy, xây dựng.Đặc biệt nước ta lại có vị trí địa lí thuận lợi cho vận tải đường biển với nhiềucảng lớn nên nhu cầu sử dụng cần trục là tương đối lớn Số lượng cần trụcnhập vào nước ta ngày càng nhiều với chủng loại thuộc nhiều dòng cần trụckhác nhau Các cần trục này được sản xuất với nhiều hãng với công nghệ chếtạo khác nhau nhưng đa phần là các dòng cần trục sản xuất tại Liên Xô trướcđây và các dòng cần trục sản xuất tai Cộng hòa liên bang Đức, Phần Lan,Trung Quốc

Nhìn chung cần trục nhập vào nước ta trong những năm gần đây đều ápdụng những công ngệ hiện đại, ứng dụng những thành tựu mới nhất của kỹthuật điện tử công suất lớn và tin học, khả năng tự động hóa ngày càng cao,

có năng suất làm hàng cao Tuy nhiên để khai thác có hiệu quả các cần trụcnày cần có hiểu biết về các thiết bị điện tử công suất lớn và tin học Nhận thấyvai trò to lớn của việc nghiên cứu công nghệ điều khiển cần trục, được sự tincậy của các thầy cô giáo đặc biệt là thầy giáo TS : Trần Sinh Biên em đã nhận

đề tài : ''Phân tích trang bị điện cần trục TUKAN của công ty Viconship.

Đi sâu nghiên cứu cơ cấu di chuyển và bảo vệ quá tải"

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS: Trần Sinh Biên đã tận tình chỉbảo hướng dẫn cho em trong bản đồ án giúp em hoàn thành tốt bản đồ án này

Em xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp đã chỉ bảo,đóng góp ý kiến, giúp em trong quá trình làm đồ án

Do những hạn chế về kinh nghiệm, kiến thức, về thời gian nên bản đồ ánkhó tránh khỏi những thiếu sót nhất định Em rất mong được sư góp ý của cácthầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp Em xin trân trọng cảm ơn

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ CẦN TRỤC TUKAN

1.1 XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA CẦN TRỤC :

Cần cẩu chân đế có vai trò quan trọng trong nền công nghiệp hoá, hiệnđại hoá, nó nâng cao năng lực bốc xếp tại các cảng sông cảng biển và trongcác nhà máy xí nghiệp…

Các thế hệ cẩu từ năm 1986 với hệ truyền động là động cơ không đồng

bộ 3 pha roto dây quấn, điều chỉnh tốc độ bằng cách điều chỉnh điện trở phụmạch roto Mạch điều khiển chủ yếu thiết kế là các hệ rơle công tắc tơ nên hệthống điều khiển kém chính xác Bên cạnh đó khi tần suất đóng cắt lớn, sẽgây mòn tiếp điểm nên phải bảo dưỡng thường xuyên Việc điều chỉnh tốc độ

sử dụng điện trở phụ gây tổn hao lớn về điện năng trên các điện trở này Tínhiệu từ tay điều khiển được đưa đến các rơle trung gian, tín hiệu của các rơletrung gian dùng để điều khiển đóng cắt các công tăc tơ cấp nguồn cho cácđộng cơ thực hiện của các cơ cấu, sự liên động giữa các cơ cấu được thựchiện bằng các tiếp điểm khống chế Như vậy là năng lượng đã được khuyếchđại hoàn toàn bằng các hệ thống rơle công tắc tơ, từ năng lượng ở tay điềukhiển tương đối nhỏ đã chuyển thành năng lượng lớn cấp nguồn cho động cơthực hiện

Trong thời kỳ đầu các thiết bị điện tử công suất lớn mới ra đời, người ta

đã sử dụng các thiết bị này để khởi động và điều khiển tốc độ động cơ Phầnđiều khiển được thực hiện chủ yếu bằng kỹ thuật tương tự với nhiều khốimạch ghép lại, mỗi khối thực hiện một chức năng riêng Do có cấu trúc nhưvậy nên hệ thống rất phức tạp đòi hỏi người vận hành, khai thác, bảo dưỡngsữa chữa cần có trình độ cả về công nghệ và điện tử công suất

Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nhất là về điện tử côngsuất và tin học, các hệ thống truyền động cho cần cẩu đã có nhiều thay đổi

thậm chí ngay từ ý tưởng, quan niệm thiết kế Hệ thống đã được sử dụngtrong các hệ thống động cơ không đồng bộ roto lồng sóc, điều chỉnh tốc độđộng cơ bằng biến tần Hệ thống thường được thiết kế là các hệ số với phần

tử xử lý, điều khiển chính là PLC hoặc máy tính Hệ thống điều khiển thường

là hệ kín, điều khiển giám sát bằng máy tính với độ tin cậy cao Việc kiểm tracác thông số đầu vào và điểu khiển được thực hiện tập trung tại CPU, bảo vệliên động giữa các cơ cấu thực hiện bằng cả phần cứng và phần mềm Tínhiệu điều khiển từ tay điều khiển, qua bộ mã hoá chuyển thành tín hiệu số sau

đó đưa tới đầu vào PLC PLC xử lý các tín hiệu đầu vào theo luật điều khiểnđược lập trình từ trước, tín hiệu đầu ra của PLC có thể được đưa tới biến tần,microrơle để đóng cắt các công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ Tuỳ theo yêucầu công nghệ, chất lượng bốc xếp và giá thành mà người ta lựa chọn số cấptốc độ cho động cơ để từ đó lựa chọn phương án sử dụng biến tầm hay dùngrơle, công tắc tơ Trong hệ thống này năng lượng cũng được khuyếch đại nhờ

hệ thống rơle trung gian

Nhưng cho dù thuộc thế hệ nào hay được thiết kế theo kiểu gì đi nữa, thìcần trục luôn được thiết kế với kỹ thuật tối ưu hoá biến điều khiển, nhằmgiảm thiểu số biến điều khiển mà vẫn đảm bảo khả năng điều khiển, theo yêucầu công nghệ Các chuyển động nâng hạ, quay, độ giật Đồng thời cần đảmbảo cấu trúc động học có thể thoả mãn các thông số điều khiển đó Hệ thốngđiều khiển có thiết bị điều khiển, thiết bị giám sát làm giao diện giữa ngườivận hành và hệ thống như: báo động, báo lỗi, dừng khẩn cấp

Khi nghiên cứu thiết bị điều khiển của cần trục ta phải nhận dạng được

hệ thống điều khiển là tương tự hay số, nhận dạng các thiết bị điểu khiểnchính qua đó phân tích chức năng, tầm quan trọng của nó trong quá trình điềukhiển cũng như có sự cố có thể phát sinh khi hoạt động

Quá trình biến đổi năng lượng ở cần trục thường được thực hiện bằng

đến khả năng cung cấp công suất cũng như độ an toàn tin cậy của các máyđiện, kết cấu tổng thể của hệ thống, các chế độ làm việc của máy điện và hệthống.

Xuất phát từ các nguyên tắc cơ bản của hệ truyền động điện sử dụngtrong thiết bị vận chuyển để phân tích được các đặc tính đặc trưng từ đó vậndụng một cách thành thạo, linh hoạt trong công tác điều chỉnh hệ thống thoảmãn yêu cầu công nghệ Việc nghiên cứu có thể thực hiện bằng phương phápkinh nghiệm hay các phương pháp kinh điển Các phương pháp này thườngmất nhiều thời gian Hiện nay phương pháp nghiên cứu hệ truyền động điệnbằng máy tính cho nhiều ưu điểm nhất, kết quả tính toán dựa trên mô hìnhtoán cho kết quả với độ chính xác cao trong thời gian ngắn thoả mãn đượcmong muốn của ngành kỹ thuật

Khi đã có được đặc điểm, đặc tính của từng cơ cấu cần phải khảo sáttổng thể toàn bộ hệ thống để đánh giá được khả năng bốc xếp của cần trục.Đối với toàn bộ hệ thống phương pháp nghiên cứu sử dụng hiện nay là môphỏng trên máy tính số Tuy nhiên việc mô phỏng không hề dễ dàng vì hệthống rất nhiều tham số lại phụ thuộc môi trường làm việc Trong tực tế cóhai phương pháp chung để đánh giá năng lực của thiết bị nâng vận chuyển.Phương pháp thứ nhất là Phương pháp thống kê khả năng hoạt động, sốlần bốc hàng trong một thời gian nhất định và đưa ra kết luận Phương phápthứ hai là dựa vào tính năng kỹ thuật, kết cấu của từng thiết bị, khí cụ điện,máy điện cũng như xuất sứ của chúng từ các hãng sản xuất mà đánh giá.Phương pháp này có kết quả nhanh, nhưng phương pháp đòi hỏi người đánhgiá có kiến thức tầm cỡ chuyên gia và không tránh khỏi tính chủ quan nênphải hết sức tỉ mỉ và thận trọng

Từ kết quả đánh giá đó xây dựng được quy trình khai thác vận hành hợp

lý để khai thác tốt nhất năng lực của thiết bị, rút ngắn thời gian cho thu hồivốn, tăng tích luỹ

1.2 ỨNG DỤNG, VAI TRÒ, CẤU TẠO CHUNG CỦA CẦN TRỤC

Có nhiều loại cần trục khác nhau về cấu tạo bởi các hãng khác nhaunhưng nhìn chung đều có 2 khu vực ứng dụng chính là bốc xếp hàng hoá vàxây dựng, Nhóm thứ nhất dùng để bốc xếp hàng hoá trong các nhà máy, bếnbãi, kho chứa, bến cảng… Phạm vi công suất của các cần trục của nhóm này

là từ vừa đến lớn Nhóm thứ 2 được dùng để xây dựng và lắp máy Các cầntrục thuộc nhóm thứ 2 này cũng có phạm vi công suất từ vừa đến lớn nhưng

có yêu cầu rất cao về điều chỉnh tốc độ phải tốt Hiện nay ở nước ta các loạicần trục được sử dụng phổ biến là các loại: KYPOB của CHLB Nga,KONDOR, SOKOL, TAKAN của CHLB Đức, KONE của Phần Lan, CQ523của Trung quốc

Sự ra đời của cần trục đã đem lại những thay đổi to lớn trong sản xuất

Nó đã giúp giải phóng sức lao động của con người, nâng cao năng xuất, giảmgiá thành sản xuất , giá cả của hàng hoá và dịch vụ cũng theo đó mà giảmxuống, tạo điều kiện cho việc tự động hoá trong sản xuất… Ngày nay cần trụcxuất hiện gần như trong toàn bộ các khu vực sản xuất với nhiều mức tải trọngkhác nhau Ngoài ra còn có các loại cần trục lớn phục vụ cho việc nângchuyển, vật liệu siêu trường, siêu trọng Nhờ cần trục con người đã có đượcnhững tiến bộ lớn trong sản xuất

Phân loại: có nhiều cách để phân loại cần trục trong đó người ta phânloại theo hai yếu tố chính sau đây để phân loại cần trục:

- Theo vị trí đặt: ta có các loại cần trục đặt tại cảng biển, cảng sông, đặttrong các nhà máy, đặt trên các thiết bị vận chuyển…

- Theo hệ điều khiển truyền động điện cần trục được chia thành 3 nhómsau:

Nhóm 1: Được ra đời và sản xuất trước năm 1996 Cần trục nhóm này có

hệ điều khiển chủ yếu được thiết kế trên nguyên tắc tay điều khiển kết hợp

công, cần có trình độ cao sâu sắc nhưng mức độ tự động hoá yêu cầu khôngcao Hệ truyền động điện nhóm này thường dùng là hệ máy phát động cơ (F –D) hệ máy phát động cơ kích từ bằng khuyếch đại từ Nếu sử dụng động cơ dị

bộ roto lồng sóc có nhiều cuộn dây thì thường khởi động trực tiếp Nếu sửdụng động cơ 1 chiều hay động cơ roto dây quấn thì thường khởi động vàđiều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ

Nhóm 2: Các cần trục nhóm này được sản xuất trong khoảng từ năm 1996

-2000 Trong giai đoạn này sự chuyển tiếp của hệ điều khiển rơle - công tắc tơsang sử dụng phần mềm và thiết bị điện tử từng phần Hệ điều khiển có thể gồmnhiều khối bảng mạch ghép lại trong đó mỗi bảng mạch sẽ thực hiện những chứcnăng riêng Do đó cấu trúc hệ thống tương đối phức tạp, đòi hỏi người khai thác

có trình độ chuyên môn cao về điện tử công suất và các tổ hợp điện tử Các cầntrục nhóm này thường sử dụng các bộ khởi động và điều chỉnh tốc độ bằngtiristor

Nhóm 3: Ra đời sau năm 2000 Hầu hết các cần trục nhóm này đều cóứng dụng các thành tựu về cơ điện từ, kỹ thuật tin học và kỹ thuật truyềnthông tin Cấu trúc hệ thống của các cần trục này tương đối đơn giản, tuynhiên lại đòi hỏi rất cao về trình độ hiểu biết công nghệ Hệ truyền động điệnthường sử dụng trong nhóm này là hệ biến tần – động cơ biến tần thường làđộng cơ dị bộ roto dây quấn hoặc động cơ 1 chiều

Ngoài ra trong thực tế dựa theo cách di chuyển của cần trục người ta cóthể chia thành cần trục chân đế, cần trục bánh lốp, cần trục bánh xích…

Cấu tạo chung của cần trục: thường là mỗi cần trục đều có 4 cơ cấuchính gồm:

- Cơ cấu nâng hạ hàng: thực hiện chức năng nâng hàng hoá theo phươngthẳng đứng

- Cơ cấu thay đổi tầm với: thực hiện chức năng thay đổi chiều cao nâng

và độ vươn tay cần Đối với cơ cấu này thông số đáng quan tâm nhất là tầm

với lớn nhất và tầm với nhỏ nhất cho phép Nếu vượt quá giới hạn này thì cầntrục có thể bị lật hoặc hàng hóa sẽ bị va đập vào cần trục.

- Cơ cấu quay: Thực hiện chức năng quay tháp cẩu 360 độ quanh trục

thẳng đứng Thường cơ cấu này được truyền động bởi hai động cơ kết hợpvới hai bộ truyền

- Cơ cấu di chuyển chân đế: thực hiện di chuyển toàn bộ cần trục Tuỳtheo thiết kế số chân đế có thể là 4 hoặc lớn hơn và thường là các bánh sắt dichuyển trên ray

Ngoài ra cần trục còn có các loại cơ cấu phụ như: Truyền động thu thảcáp cấp nguồn, hệ thống quạt gió và điều hoà nhiệt độ, hệ thống bơm dầu bôitrơn, hệ thống sấy…

Mỗi cơ cấu đều có đặc điểm riêng và chế độ hoạt động và phụ tải vì thế

ta cần nghiên cứu về công nghệ và phân loại phụ tải của từng cơ cấu trước khi

đi vào thiết kế hệ thống

Chương 2.

TRANG BỊ ĐIỆN CẦN TRỤC TUKAN

2.1 MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM VÀ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ CỦA CẦN TRỤC TUKAN

Cần trục TUKAN là một trong những cần trục hiện đại nhất do nhà máyKRANDBAU EBERSWALDE của Cộng hoà liên bang Đức sản xuất Cầntrục này kết hợp với khung chụp tự động làm tăng năng suất làm hàng lên rấtnhiều Đặc biệt nhờ có khung chụp tự động mà cần trục có thể thực hiện xếp

dỡ mà không cần có sự hỗ trợ của công nhân để đóng mở các chốt của khungchụp, hay thay dạng khung chụp cho phù hợp với dạng container Người điềukhiển có thể trực tiếp ngồi trên cabin điều khiển mở các chốt của khung chụp,thay đổi chiều dài khung chụp, chỉnh trọng tâm của khung chụp khi cần thiết.Sau đây là các thông số công nghệ cơ bản của cần trục này

Khoảng cách hai ray: 10,5m

Khoảng cách giữa hai trục bánh: 11,5m

Khoảng cách giữa hai đầu đệm: 17,3m

Độ cao của cabin tính theo mắt của người điều khiển: 20m

Chiều cao của đệm an toàn: 250mm

Nguồn: được cấp từ hệ thống điện 3 pha qua máng cáp và tang cáp cấpnguồn.

Trọng lượng toàn bộ cẩu: 359 tấn

Chiều cao tổng cộng của cẩu khi nâng hết hàng: 47m

2.1.1.2 Các bộ phận máy móc:

- Động cơ di chuyển chân đế 7 động cơ

+ Kiểu: động cơ truyền động bánh răng nón (bevel gear motor)

- Động cơ nâng hạ hàng, nâng hạ cần

+ Kiểu: ILG4313 – 4AA60 - Z

- Động cơ truyền động cho cơ cấu quay gồm 2 động cơ

+ Kiểu: ILG6233 – 4AA64 – Z của hãng siemens

+ Công suất địng mức: pđm= 38kW

+ Tốc độ: nđm= 1420v/ph

+ Điện áp định mức: Uđm= 380V

+ Hệ số quá tải: 60%

- Động cơ lai các cơ cấu: 380V/50HZ

- Điện áp cấp cho phanh: 220V/50HZ

- Điện áp điều khiển: 24VDC

- Chiếu sáng: 220V/50HZ

- Sưởi và điều hoà nhiệt độ trong cabin: 380V/50HZ

- Điện áp của các đèn tín hiệu: 24VDC

- Điện trở sấy khi nghỉ làm việc: Cho bảng điều khiển: 220V/50HZ

- Tổng công suất: 425kW

- Dòng điện hiệu dụng: 570A 60%ED

- Xung dòng: > 650A

- Các động cơ chính của các cơ cấu là các động cơ ba pha

- Công suất các động cơ:

+ Cơ cấu nâng hạ hàng: 2x100KW, hệ số công suất 60%

+ Cơ cấu quay : 2x45KW, hệ số công suất 60%

+Cơ cấu thay đổi tầm với: 1x45kW, hệ số công suất 60%

+Cơ cấu di chuyển: 7x7,5kW, hệ số công suất 40%

2.2 CƠ CẤU CẤP NGUỒN CHO HỆ THỐNG CẦN TRỤC TUKAN

Để có thể nghiên cứu trang bị điện các cơ cấu một cách dễ dàng chúng tacần biết được các ký hiệu, quy ước sử dụng trong bản vẽ Bản vẽ về phần điệncủa cần trục TUKAN chia thành 6 hàng ký hiệu từ A – F, 8 cột đánh số từ 1đến 8 và được sắp xếp thành các nhóm, mỗi nhóm thể hiện một cơ cấu

Các nhóm bản vẽ đuợc ký hiệu như sau :

Nhóm =0 Cấp điện cho toàn bộ hệ thống

Nhóm =01 Cấp điện cho khối PLC

Nhóm =1 Cấp điện cho cơ cấu nâng hạ

Nhóm =2 Cấp điện cho cơ cấu đóng mở gầu ngoạm

Nhóm =3 Cấp điện cho cơ cấu quay

Nhóm =4 Cấp điện cho cơ cấu tầm với

Nhóm =5 Cấp điện cho cơ cấu di chuyển

Nhóm =11 Cấp điện cho cơ cấu quay móc

Nhóm =14 Cấp điện cho cơ cấu lai tang cáp cấp nguồn cho khungngoạm

Nhóm =16 Cấp điện cho lai tang cáp cấp nguồn chính

Nhóm =17 Cấp điện cho cơ cấu kẹp ray

Nhóm =18 Cấp điện cho loa thông tin

Nhóm =60 Bộ hạn chế tải trọng

Các nhóm chữ cái:

+D: Phần quay của cần trục

+E: Buồng điện điều khiển

+EE1: Bảng điện điều khiển của cabin

+K: Cabin

+KS: Ghế ngồi của người điều khiển cần trục.

+T: Trụ (column gantry beam)

+S: Khung ngoạm container (spreader)

Các ký hiệu bằng chữ khác:

-A: Các bộ phận, cụm thiết bị

-B: Các bộ phận chuyển đổi điện, không điện

-E: Các thiết bị khác như chiếu sáng, sấy…

-F: Các cơ cấu bảo vệ (protective gears)

-H: Các thiết bị phát tín hiệu (signal equipment)

-K: Rơle công tắc tơ

-M: Động cơ

-N: Các bộ khuyếch đại điều khiển

-P: Các thiết bị đo lường kiểm tra

Các thiết bị hay phần tử được ký hiệu như sau: nhóm bản vẽ - vị trí thiết

bị - tên thiết bị Ví dụ như ký hiệu =0+EE1-Kx là biểu diễn công tắc tơ hoặcrơle Kx thuộc cơ cấu cấp nguồn nằm trên bảng điện E1 trong buồng điện Đốivới các tiếp điểm ký hiệu theo mẫu: nhóm bản vẽ - vi trí – tên thiết bị/ nhómbản vẽ/số trang Số cột Ví dụ như viết =0+EE1-F4/=0/8.2 nghĩa là tiếp điểm

của aptomat F4 trong buồng điện thuộc cơ cấu cấp nguồn được biểu diễn tạicột 2 trang 8 của nhóm bản vẽ cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống cần trục Nếutrong các ký hiệu không có trong nhóm bản vẽ, vị trí thiết bị thì ngầm hiểu làthiết bị đó thuộc nhóm bản vẽ và đặt ở vị trí như được ghi ở góc dưới bênphải của bản vẽ biểu diễn thiết bị đó

Để thuận tiện tránh dài dòng trong việc đọc bản vẽ ta quy ước rằng khikhông ghi nhóm bản vẽ và vị trí kèm theo tên thiết bị thì hiểu là hiết bị thuộcnhóm bản vẽ đang đề cập tới Trong trường hợp thiết bị thuộc nhóm bản vẽbiểu diễn cơ cấu khác thì sẽ ghi rõ nhóm bản vẽ

Hệ thống cấp nguồn của cần trục TUKAN được thể hiện trong nhóm bản

vẽ =0 Đây là sơ đồ cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống các thiết bị điện có trêncần trục Hệ thống này được thể hiện tóm tắt lại trong các hình 2.1, 2.2, 2.3,2.4, 2.5, 2.6:

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp nguồn của cần trục

TUKAN

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp nguồn của cần trục

TUKAN

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp nguồn của cần trục

TUKAN

Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp nguồn của cần trục

TUKAN

Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp nguồn của cần trục

TUKAN

Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp nguồn của cần trục

TUKAN

Aptomat F31, biến áp EE1-T3, Aptomat F40 dùng để cấp nguồn điềukhiển, cấp nguồn cho các hạn vị đưa tín hiệu về PLC, cấp nguồn cho cơ cấuphanh của cơ cấu di chuyển.

F32: Aptomat 16A cấp nguồn cho điều hoà nhiệt độ

F43: Aptomat cấp nguồn đến khối cấp nguồn chính 24VDC Khối này cótên là STOP có nhiệm vụ biến đổi nguồn xoay chiều thành nguồn 1 chiều24VDC ổn định cấp nguồn điều khiển cho PLC và một số thiết bị khác

F24: Công tắc tơ cấp nguồn cho các cơ cấu chính trên cần trục

F1: Cầu chì cấp nguồn cho cơ cấu tời giữ (holding mechanism) MộtAptomat nhỏ có tiếp điểm phụ được dùng kết hợp với cầu chì để báo trạngthái của cầu chì về PLC

F2: Cầu chì cấp nguồn cho cơ cấu đóng mở gầu (closing gear)

F3: Cầu chì cấp nguồn cho cơ cấu quạt (slewing gear)

F4: Cầu chì cấp nguồn cho cơ cấu thay đổi tầm với (luffing gear)

F5: Cầu chì cấp nguồn cho cơ cấu di chuyển (traveling gear)

F9: Cầu chì cấp nguồn cho cơ cấu khung ngoạm container tự động(spreader)

F11: Cầu chì cấp nguồn cho thiết bị quay móc (hook rotating device).F14: Cầu chì cấp nguồn cho động cơ lai tang cáp cấp nguồn cho khungngoạm tự động

hệ thống sấy cho các động cơ và bảng điều khiển cần trục TUKAN được thiết

kế để có thể làm việc trong những điệu kiện khác nhau trong đó có điều kiệnkhí hậu ôn hoà và hàn đới Để đảm bảo làm việc an toàn và hiệu quả, cácđộng cơ yêu cầu nhiệt độ môi truờng và nhiệt độ động cơ phải trong một giớihạn nào đó Trong cần trục TUKAN ngoài động cơ còn có các thiết bị kháccũng cần nhiệt độ phù hợp khi làm việc cũng như các bảng điện đặc biệt là hệthông PLC Nhiệt độ môi trường vượt ra ngoài phạm vi cho phép có thể làmcho hệ thống PLC hoạt động không chính xác, gây nguy hiểm cho người,thiết bị và hàng hoá Do đó khi làm việc trong điều kiện lạnh giá các thiết bịcần được sấy Hệ thống sấy sẽ đảm nhiệm việc này Tuy nhiên khi làm việctrong khu vực có khí hậu ấm áp như ở nước ta thì việc sấy cho các thiết bị làkhông cần thiết nên các điện trở sấy thường được cắt hẳn ra khỏi hệ thống Khi bắt đầu ca làm việc, người điều khiển sẽ mở khoá S1 rồi đóngAptomat Q1 để cấp nguồn điều khiển cho toàn bộ các thiết bị trên cần trục.Nguồn điện sau đó đi qua cầu chì F15 và aptomat F16 cấp nguồn điềukhiển cho động cơ lai tang cáp cấp nguồn chính Qua aptomat F18, nguồnđiện được biến đổi từ 400VAC sang 220VAC đưa qua aptomat F40 cấp

nguồn cho chiếu sáng chân đế, sau F15, nguồn được đưa đến cấp cho hệthống kẹp ray và mạch điều khiển rulô cuốn cáp nguồn thông qua biến áp

=16-T1 (không được thể hiện trên bản vẽ)

Qua cầu chì F19 và Aptomat PRE1-F20 nguồn được cấp ra đầu nối X21.Nguồn sau khi qua Q1 được đưa tới trục giao liên W03 cấp nguồn chotoàn bộ các thiết bị trên phần quay cần trục

Nguồn điện qua cầu chì EE1-F20, qua Aptomat F35 cấp nguồn cho tờiđiện trong buồng máy, qua F36 cấp nguồn cho hệ thống bơm mỡ cho phần bicủa cơ cấu quay, qua F37 cấp nguồn cho hệ thống thông gió của buồng máy.Nguồn qua W03 cũng đồng thời cấp đến các cầu chì F22, F23, tiếp điểmđộng lực của công tắc tơ K02

Qua cầu chì F22, qua Aptomat F30, biến áp T1 và Aptomat F50 nguồnđược đưa đến hệ thống chiếu sáng cho phần quay (lighing slewing part), cầngạt kính chắn gió (windscreen wiper), điều hoà ở cabin (air conditioningcabin),

Hệ thống liên lạc (communication system), một số đầu nối… mạch điềukhiển của một số thiết bị như điều hoà nhiệt độ trong buồng điện, mạch điềukhiển hệ thống chiếu sáng…Qua F34 nguồn được đưa đến khối STOP để tạonguồn 24VDC cấp cho PLC và cấp nguồn điều khiển cho một số thiết bịkhác

Qua Aptomat F31, biến áp T3, Aptomat F40 cấp nguồn điều khiển220VAC cho các rơle công tắc tơ, cấp nguồn cho hạn vị, đồng thời qua cáccông tắc tơ K5, K51 và K52 cấp nguồn cho phanh của cơ cấu di chuyển là sửdụng phanh điện từ, các cơ cấu khác đều sử dụng phanh thuỷ lực

Qua F32 cấp nguồn cho điều hoà nhiệt độ

Qua F34 nguồn được đưa đến khối STOP để tạo nguồn 24VDC cấp choPLC và cấp nguồn điều khiển cho một số thiết bị khác

Công tắc tơ K02 điều khiển cấp nguồn cho các cơ cấu chính trên cầntrục Khi K02 đóng qua cầu chì F1 nguồn được cấp cho cơ cấu tời giữ, quacầu chì F2 nguồn được cấp cho cơ cấu tời đóng mở, qua cầu chì F3 nguồnđược cấp cho cơ cấu quay, qua cầu chì F4 cấp nguồn cho cơ cấu thay đổi tầmvới, qua cầu chì F5 cấp nguồn cho cơ cấu di chuyển, qua cầu chì F9, F11 vàF14 nguồn được cấp cho khung ngoạm tự động, thiết bị quay móc và động cơlai tang cáp cấp nguồn cho khung ngoạm.

2.2.3 Các bảo vệ trong sơ đồ cấp nguồn

Bảo vệ thấp áp nhờ công tắc tơ động lực Q1 có gắn thiết bị cảm biếnchênh lệch điện áp

Bảo vệ quá tải và ngắn mạch bằng các Aptomat

2.3 TRANG BỊ ĐIỆN CƠ CẤU THAY ĐỔI TẦM VỚI

Cơ cấu nâng hạ cần hay cơ cấu thay đổi tầm với của cần trục TUKANđược truyền động theo kiểu trục vít bằng một động cơ không đồng bộ ba pharoto lồng sóc loại 1LG4253 – 4AA60 – Z công suất 45Kw, tốc độ 1480V/ph

Cơ cấu tầm với được hãm bằng hai động cơ phanh thuỷ lực nhằm chống giật

cho hàng hoá khi cơ cấu tầm với hoạt động Động cơ lai được cấp nguồn từSimovert 55kw, 142A loại 6SE7031 – 2EF60 – Z dưới sự điểu khiển giám sátcủa hệ thống PLC Cơ cấu có thể thực hiện thu/vươn cần với tốc độ (40 ÷ 60)m/phút

Bản vẽ của cơ cấu thay đổi tầm với được thể hiện trong nhóm bản vẽ =4

Ta có thể tóm lược lại các bản vẽ này lại thành các bản vẽ động lực, điềukhiển tín hiệu vào ra của PLC, các bản vẽ được biểu diễn ở các hình 2.7, 2.8,2.9, 2.10:

Hình 2.3.1 Sơ đồ nguyên lý mạch động lực cơ cấu thay đổi tầm với

Hình 2.3.2 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển cơ cấu thay đổi tầm

với