thiết kế hệ truyền động cho xe con cầu trục, chương 1

Chia sẻ: Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

395
lượt xem 151
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cầu trục là một loại máy nâng - vận chuyển được sử dụng phổ biến trong nhiều ngành kinh tế khác nhau như trong nhà máy cơ khí, xí nghiệp luyện kim, công trường xây dựng, hầm mỏ, hải cảng... Thông thường cầu trục được điều khiển nhờ người lái ngồi điều khiển trong cabin, theo yêu cầu của nơi sản xuất, bộ điều khiển có thể đặt ngoài cầu trục, từ một tủ điều khiển đặt ở nền phân xưởng. Phân loại cầu trục : + Theo đặc điểm cấu tạo : Cầu trục kiểu cầu (cầu trục) ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: thiết kế hệ truyền động cho xe con cầu trục, chương 1

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