Nghiên cứu khái quát về cơ cấu di chuyển của cần cẩu.Xây dựng chương trình tính toán động lực học của cơ cấu di chuyển khi trọng lượng của tải trọng treo trên cáp nâng dài

Chơng1: Tổng quan về cơ cấu di chuyển của cần cẩu1.1 Phân loại cơ cấu di chuyển Cơ cấu di chuyển của cần trục cầu trục có nhiều loại: Cơ cấu di chuyển của chân đế Cơ cấu di chuyển của x

ĐỀ CƯƠNG SƠ BỘ

Đồ án môn học: Trang bị điện - điện tử máy công nghiệp dùng chung Tên đề tài:

“Nghiên cứu khái quát về cơ cấu di chuyển của cần cẩu.Xây dựng chương trình tính toán động lực học của cơ cấu di chuyển khi trọng lượng của tải trọng treo trên cáp nâng dài.”

Chương 1: Tổng quan về cơ cấu di chuyển của cần cẩu

1.1.Phân loại cơ cấu di chuyển

-Cơ cấu di chuyển chân đế

-Cơ cấu di chuyển xe con

-Cơ cấu di chuyển cầu trục bánh lốp

1.2.Nguyên lý hoạt động của nốt số cơ cấu di chuyển

-Nguyên lý hoạt động của cơ cấu di chuyển chân đế

-Nguyên lý hoạt động của cơ cấu di chuyển xe con

-Nguyên lý hoạt động của cơ cấu di chuyển cầu trục bánh lốp

Chương 2 Thiết kế mô hình tính toán cho cơ cấu di chuyển khi tải trọng treo trên cáp nâng dài

2.1 Xây dựng mô hình

Chương 3 Viết chương trình tính toán đọng lực học

3.1 Viết chương trình động lực học

3.2 Mô phỏng

Hải Phòng, ngày 8 tháng 3 năm 2012 Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện

PGS TS Hoàng Xuân Bình Nguyễn Văn Quang

Chơng1: Tổng quan về cơ cấu di chuyển của cần cẩu

1.1 Phân loại cơ cấu di chuyển

Cơ cấu di chuyển của cần trục cầu trục có nhiều loại:

Cơ cấu di chuyển của chân đế

Cơ cấu di chuyển của xe con

Cơ cấu di chuyển của cầu trục bánh lốp

1.2 Nguyên lý hoạt động của một số cơ cấu di chuyển

1.2.1 Nguyên lý hoạt động của cơ cấu di chuyển chân đế.

Cấp nguồn động lực, điều khiển các công tắc tơ sẵn sàng hoạt động Chọn chế độ CAB của công tắc 7CS (bàn điều khiển phải)  Tín hiệu vào WB0715=1, PLC xử lí và cấp tín hiệu khoá liên động chế độ vận hành di chuyển tại cabin phụ Đa tay điều khiển sang phải, tín hiệu cảm nhận chiều WB0713=1, PLC xử lí tín hệu và cấp lệnh điều khiển cho bộ nghịch lu INV1 cấp điện ra theo thứ tự pha nhât định Đồng thời các tín hiệu ra B0469=1, B0371=1, B0388=1 công tắc tơ (HMC1X) có điện  tiếp điểm aHMC1X (32-5B)=1 Công tắc tơ 3 cựcHMC1 (32-5D)=1 đóng tiếp điểm chính A(18-5C) ở mạch động lực cấp nguồn cho 8

động cơ GM 1-8 Tiếp điểm phụ aGMC1 (32-5B)=1đóng máy phát xung PG1 Tiếp điểm phụ aGMC1 (92A-2A)=1đầu vào BO363=1( cấp tín hiệu và báo trạng thái cơ cấu di chuyển hoạt động

Đầu ra BO371=1 công tắc tơ(GB) (93-1C)=1 tiếp điểm chính AGB (34-2C)=1 cấp nguồn điện 1 chiều cho các cuộn phanh đĩa GMB1-8, nh trục động cơ truyền động

Đầu ra BO388=1 công tắc tơ 2 cực GALM(94-4C) có điện  tiếp điểm aGALM (48-3C)=1 đèn hiệu GL1-GL4 sáng báo hiệu cầu trục đang di chuyển Việc điều chỉnh tốc độ di chuyển của xe đợc thực hiện theo nguyên lý tơng tự của cơ cấu nâng hạ hàng, trạng thái của tay điều khiển đợc mã hoá thành 8bit ( nhờ thiết bị mã hoá tuyệt đối) đa vào 8 đầu vào của PLC B0708-B0707F; PLC

xử lí và cấp tín hiệu điều khiển nghịch lu PWM INV1, điều chế độ rộng các xung thích hợp cấp điện áp, tần số ra phù hợp với tốc độ đặt

Khi thay đổi tốc độ di chuyển từ cao xuống thấp xảy ra quá trình hãm tái sinh Hệ thống tự động trả năng lợng về lới qua các điện trở R1, R2, R3

1.2.2 Nguyên lý hoạt động của cơ cấu di chuyển xe con:

Khi đa tay điều khiển theo chiều tiến và đến vị trí “1” Tín hiệu vào

B0740=1  B046A=1; B0370=1; B037A=1; B046A=1 Rơle (TMCX1) có điện

 aTMCX1=1 (TMC1)=1AMC1=1 Cấp điện cho động cơ truyền động chính ( với biên độ điện áp, tần số phù hợp với tốc độ đặt)

B0370=1(TB)=1ATB=1Cuộn phanh TBIM có điện tác động nhả trục động cơ động cơ đợc gia tốc đến tốc độ 1

B037A=1(TFAN)=1ATFAN=1 quạt TFIM hoạt động làm mát động cơ TIM

Khi đa tay chang điều khiển lên các tốc độ cao hơn, thiết bị mã hoá 8bit TECD cấp 1 tổ hợp gồm 8bit tới các đầu vào B0730B0737.Khối CPU xử lý tín hiệuvà cấp tín hiệu điều khiển tới bộ nghịch lu IN2 sao cho điện áp, tần số ra

thích hợp Khi đa tay điều khiển từ vị trí tốc độ cao đến vị trí tốc độ thấp, xảy ra quá trình hãm tái sinh, động cơ trả năng lợng về lới qua các điện trở R1, R2, R3

Khi cú sự lệch của tải trọng hàng hoỏ theo phương thẳng đứng trong quỏ trỡnh quỏ độ

Trong giai đoạn tăng tụ́c ban đõ̀u tải trọng chưa kịp dịch chuyờ̉n như hình 4.5 Sự dịch chuyờ̉n của cõ̀n với khụ́i lượng mk và khụ́i lượng của phõ̀n quay mTT

bằng xk sự di chuyờ̉n của tải trọng mG treo trờn cõ̀n là xG lực quỏn tính coi như khụng đổi

Phương trình vi phõn mụ tả chuyờ̉n đụ̣ng của cõ̀n và tải trọng như sau:

(m K + m TT ) m g tg T

dt

x d

G

K + ψ =

2

2

;

m G

ψ 2

2 2

2

tg g m dt

x d dt

x d

G G

;

Nờ́u đụ̣ lệch nhỏ ta cú thờ̉ viờ́t được:

tgψ=

I

x G

Tớnh toỏn cơ cấu di chuyển cho cần trục cầu trục

Cơ cṍu di chuyờ̉n cú những thụng sụ́ đặc trưng cho chuyờ̉n đụ̣ng là lực cản trở chuyờ̉n đụ̣ng Wn tụ́c đụ̣ di chuyờ̉n Vn, đường kính của bỏnh Dk, và cụng suṍt định mức cõ̀n thiờ́t của đụ̣ng cơ truyền đụ̣ng là:

ND/C=

M n

V



102

Wn

(KW), trong đú M là hiệu suṍt truyền của bụ̣ truyền nụ́i với trục đụ̣ng cơ, cho phộp lựa

chọn đụ̣ng cơ cụ thờ̉ với tụ́c đụ̣ định mức của đụ̣ng cơ là nĐ/C(vg/ph)

Vì sự cản trở chuyờ̉n đụ̣ng phụ thuụ̣c vào chṍt lượng đường đi, nờn cơ cṍu di chuyờ̉n phải cú mụ̣t vài mức tụ́c đụ̣

Với tụ́c đụ̣ di chuyờ̉n là Vn (m/s) thì sụ́ vũng quay cõ̀n cho bỏnh, hoặc bỏnh xích với đường kính bỏnh là Dk(m) là:

k

n

V n



60

Khi tụ́c đụ̣ bằng Km/h:

k

h n k

h n k

D

V D

V n





667 , 16 60

1000



Tỉ sụ́ truyền cơ khí của bụ̣ truyền cơ khí được xỏc định

k

C D n

n



Trong tính toán kỹ thuật thường sử dụng phương pháp gần đúng, khối lượng của tải trọng mG coi như được nối cứng với tải trọng của cần mK Hai tải trọng đó coi như thống nhất thành một tải trọng m.Hệ thống khảo sát có dạng như hình 4.4 gộp lại còn 2 loại khối lượng, khối lượng m quy về bánh xe, khối lượng của rôto

và các phần tử qua cơ cấu mTT cũng quy về bánh xe khối lượng của rôto và các phần tử qua cơ cấu mTT cũng được quy về bánh xe Các phần tử gép nối cơ khí như các trục, các khớp đàn hồi là các khâu đàn hồi với độ cứng chung km Tại thời điểm t, dịch chuyển khối lượng mTT là xTT, dịch chuyển khối lượng m là x Phương trình chuyển động được viết như sau:

mTT 2

2

dt

x

d TT

+ (xTT – x)km=0 ;

m

dt

x

d2

+ (xTT – x)km=0 ; Giải các phương trình này sẽ xác định được tần số dao động tự do của hệ thống Để xác định được dao động cưỡng bức của hệ thống thì vế phải của

phương trình chuyển động cần thiết phải viết thêm động lực học, nó được xác định bằng chính momen động của động cơ cho các phần tử quay của cơ cấu Còn đối với cần trục bằng lực cản dịch chuyển, lực gia tốc quy về bánh xelà hàm sô momen dư của động cơ Nếu coi nó không đổi tương ứng với trường hợp vẽ trên hình 2.4d, lực này là T còn lực cản tĩnh chuyển dịch là W Như lực đặc trưng cho momen toàn phần của động cơ bằng T+W Có thể viết được phương trình vi phân mô tả chuyển động xác lập cho từng thành phần khối lượng như sau:

mTT 2

2

dt

x

d TT

+ (xTT – x)km=T+ W ;

m

dt

x

d2

+ (xTT – x)km= – W ; Nhân phương trình thứ nhất với mk, phương trình 2 nhân với mTT, trừ phương trình thứ nhất cho phương trình thứ 2 ta có:











m m

m m dt

x d dt

x d

TT M TT

TT TT

2

2 2 2

.m m

Wm

W

TT

TT

TT











TT

T m

m

m T

Các phương trình vi phân đó xác định sự biến dạng xTT – x của khớp đàn hồi,

do đó lực

N = kM (xTT – x) là tải của khớp đó

Khi kí hiệu d2