BO GI4O DuC 0 PaO TaO
TRUđNG Dal HoC DAN LaP Hal PHONG
PHAN TÍCH TRANG BỊ ĐIỆN CẢN TRỤC TUKAN
CỦA CễNG TY VICONSHIP ĐI SÂU NGHIấN CỨU QUA TRINH DI CHUYEN VA BAO VE QUA TAI
Đồ ỏN TốT NGHIẹP Đại HọC Hệ cHớNH QUY
Ngành: Điện Cụng Nghiệp
Sinh viờn : VOn OOe Khui Ngời hớng dẫn :T.S Trin Sinh Biờn
Trang 2
Bộ GIỏO DụC 0 DaO TaO
TRƯờNG Đại HọC DẪN LậP Hải PHũNG
PHÂN TÍCH TRANG BỊ ĐIỆN CÂN TRỤC TUKAN
CỦA CễNG TY VICONSHIP ĐI SÂU NGHIấN CỨU QUA TRINH DI CHUYEN VA BAO VE QUA TAI
Dộ AN TOT NGHIộP Dal HoC He cHiNH QUY
Ngành: Điện Cụng Nghiệp
Sinh viờn : VOn OUe Khui Ngời hớng dẫn :T.S Triln Sinh Biờn
Hal phũng — 2009
Trang 4CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰDO - HẠNH PHÚC —e==e=e======)()0=========r===m==e
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRUONG DAI HOC DAN LAP HAI PHONG
NHIEM VU DE TAI TOT NGHIEP
Sinh vi'n : Văn Đức Khụi M- sẻ :LTI0184
Lip : ĐCL101 Ngụnh : Điện Công NghiOp
Tn đO tui : 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
Trang 51 Nội dung vụ c,c y?u cu cCn gif, quyết trong nhiệm vụ đề tui tốt nghiệp (về lý luấn, thực tiễn, e,e sẻ liệu cCn tính to,n vụ e,e bn vè)
2.C, sộ liOu cCn thiOt đO thiOt kO, tYnh to,n
CAC CAN BO HONG DAN DE TAI TOT NGHIEP
Trang 6Hó vụ t?n : Tr€n Sinh Bờn Hic hum, hic vb : TiOn sU
C— quan công te : Trộng Đ'i Hac Hung Hi Nội dung hing dEn : Toụn bộ đO thớ
Ngời hing dEn tho hai
Hó vụ n
Hic hum, hic vp C> quan cang t,c Nội dung hing dEn :
Đề tụi tốt nghiệp đùc giao ngụy 06 th,ng 04 n”m 2009, Y°*u cu ph*i houn thụnh xong trớc nguy 06 th,ng 07 n“m 2009
Đ- nhẼn nhiệm vụ Đ.T.T.N Đ- giao nhiệm vụ Đ.T.T.N
Sinh vin Con bộ hing dEn Đ.T.T.N
V"n Đec Khei T.S TrỢn Sinh B”n
HH Phing, ngny th ng nm 2009
HIỆU TRỞNG
Trang 7PHAN NHAN XET TOM TAT CUA CAN BO HONG DAN
1 Tớnh thẫn th 1 độ của sinh vin trong qu, trxnh lum đề tui tột nghiOp
2 Đ.nh gi, chEt ling cfia Đ.T.T.N (so vii nei dung yu cCu đ- đề ra trong nhiệm vụ Đ.T.T.N, trn c,c mZt lý luEn thic tiOn, fYnh to,n gi, trb sộ dộng, chEt ling
cc bn vi )
3 Cho điểm của o,n bộ hing dEn :
(Đ1Om ghi bằng sộ vy ch+)
Trang 8NHẬN XẫT ĐÁNH GIÁ CỦA NGỜI CHẤM PHẢN BIỆN ĐỂ TÀI TỐT NGHIỆP
1 Đ,nh gi, chất lĩng đề ti tốt nghiệp về c,c m/Et thu thẾp vụ phển tích sẻ liệu ban đCu, c7 sộ ly luEn chan phơng ,n tối u, c,ch tính to,n chEt ling thuyOt minh vụ ai vi, gi, trP lý luỄn vụ thực tiện đề tui
2 Cho điểm của c,n bộ chEm phfn biOn
(ĐiOm ghi bằng sẻ vụ ch+)
Nguy th ng beeen eee nm 2009
Trang 9MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 5c 2L L1 21121.211.111 re 1 CHƯƠNG 1: TỎNG QUAN VẺ CÂN TRỤC TUKAN - 2 1.1, XU HUGNG PHAT TRIEN CỦA CÂN TRỤC :-.- 2 1.2 UNG DUNG, VAI TRO, CAU TẠO CHUNG CUA CAN TRUC 5
CHƯƠNG 2: TRANG BỊ ĐIỆN CÂN TRỤC TUKAN - 8
2.1 MOT SO DAC DIEM VA THONG SO CONG NGHE CUA CAN TRUC TUKAN 0oo.o ococcocsoscssseesesensseseseseessesstsssensunseseeatsnseseeneeeeease 8 2.1.1 Cỏc thụng số kỹ thuậtt . - s11 S311 11 1x 1x Đ 2.1.1.1, Đặc tớnh của cần trục TUIAN 2S ctczcererrererrree Đ
2.1.1.2 Cỏc bộ phận mỏy múc: - - Ă Ăn Sen 9
2.1.2 Thụng số phần điện 2222222 SESSE2 2 2212215221312 c-eE 10 2.2 CO CAU CAP NGUON CHO HE THONG CAN TRUC TUKAN 11
2.2.1 Chức năng cỏc phần tir 2.2.2 Nguyờn lý hoạt động
2.2.3 Cỏc bỏo vệ trong sơ đồ cấp nguồn 2â222sz+czzccceccez 23
2.3 TRANG BỊ ĐIỆN CƠ CÂU THAY ĐỐI TÀẢM VỚI 24
2.3.1 Chức năng cỏc phần tứ .À -2 22+22+22E22E 2222122213122 cxeE 29 2.3.2 Nguyờn lý hoạt động - Q cà 2 vn ve 30 2.3.3 Thực hiện hành trỡnh fhu vươn cần 2-2 2+2zz+czeccez 31
2.3.4 Quỏ trỡnh phanh hóm Ăn S1 key 32
Trang 102.5.1 Sơ đồ nguyờn lý cơ cầu nõng hạ hàng . . 5- 55555 45
2.5.2 Chức năng cỏc phần tứ 22222 S2S 222 22122212212271.212221 222 1-e 53
2.5.3 Nguyờn lý hoạt động S- + St n ng ngư 54
10: nh 6 6 41HAĐB.,H.HHHAH 55
2.6 GIGI THIEU CHUNG VE HE THONG DIEU KHIEN VA GIÁM SÁT CỦA CÀN TRỤC TU KAN - 5 52 2s22<2czcrterxevs 56
2.7 TRANG BỊ ĐIỆN CƠ CÁU DI CHUYẫN - 59
CHUONG 3: DISAU NGHIEN CUU CO CAU DI CHUYEN CAN TRUC TU 3.1 CHUC NANG CAC PHAN TU
3.2 NGUYEN LY HOAT DONG ooo cccceccecscecseeseeeseeseeeseseneseeeeee 81
3.2.1 Chuan bi dwa hộ thong vao hoat Ong cee 81
3.2.2 Tay điều khiển ở vị trớ (J -Scccckeierrerrrrrrrrrrreee 82
3.2.3 Thực Wig di chuyộans o.oo cc cce eee ecsessessesesecseseeeeeseeneeseeseeee 83 3.3 QUA TRINH PHANH HAM 0 .cccccccsssesssssessesssseessseesseessecessensess 85 3.4 DUNG KHAN CÁP - 22222221 22c 86 3.5 CAC BAO VE viviceccsccccsccccccssssssssessesssesssssssussssavesessacesessesavessaseesveriens 86
3.6 CHUC NANG VA HOAT DONG CUA DONG CO LAI TANG
lạ ) 8n 444444 , )à,.).)H,H ễỎ 87
3.6.1 Chức năng cỏc phần tứ 22252 S2S 2222212221221 -e 92
3.6.2 Hoạt động của động cơ lai tang cỏp 92
3.7 CHUC NANG VA HOAT DONG CUA KHOI KEP RAY 93
kin 0) 2 i1 93
3.7.2 Hoạt động khối kẹp ray 222225 2.2222EcEEerrrerrrrree 93 CHƯƠNG 4: NGHIấN CỨU BẢO VỆ QUÁ TẢI CÂN TRỤC TUKAN 97 4.1 MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC BẢO VỆ QUÁ TẢI - 97 4.1.1 Cỏc sơ đồ nguyờn lý 22222222222E2212272.212222.eEEe re 97 4.2 PHÂN TÍCH KHễI BẢO VỆ CÀN TRỤC TUKAN 104
Trang 114.2.1 Chức năng cỏc phần tử khối bảo vệ PSV3 104
4.2.2 Hoạt động khối bỏo vệ PSV4 2 2522222222222 EEeerer 105
Trang 12LỜI MỞ ĐẦU
Sự phỏt triển của đời sống sản xuất đó dẫn đến sự gia tăng yờu cầu bốc
xếp hàng húa, lắp rỏp thiết bị Sự tăng vọt đú trong những năm gần đõy là một
trong những nguyờn nhõn thỳc đõy sự phỏt triển của cỏc thiết bị nõng vận chuyờn núi riờng và cần trục núi chung Là một nước đang trờn đà phỏt triển, Việt Nam cần rất nhiều phương tiện bốc xếp hàng húa, lắp mỏy, xõy dựng
Đặc biệt nước ta lại cú vị trớ địa lớ thuận lợi cho vận tải đường biển với nhiều
cảng lớn nờn nhu cầu sử dụng cần trục là tương đối lớn Số lượng cần trục nhập vào nước ta ngày càng nhiều với chủng loại thuộc nhiều đũng cần trục khỏc nhau Cỏc cần trục này được sản xuất với nhiều hóng với cụng nghệ chế tạo khỏc nhau nhưng đa phần là cỏc dũng cần trục sản xuất tại Liờn Xụ trước đõy và cỏc đũng cần trục sản xuất tai Cộng hũa liờn bang Đức, Phần Lan, Trung Quốc
Nhỡn chung cần trục nhập vào nước ta trong những năm gần đõy đều ỏp
đụng những cụng ngệ hiện đại, ứng đụng những thành tựu mới nhất của kỹ thuật điện tử cụng suất lớn và tin học, khả năng tự động húa ngày càng cao,
cú năng suất làm hàng cao Tuy nhiờn để khai thỏc cú hiệu quả cỏc cần trục
này cần cú hiểu biết về cỏc thiết bị điện tử cụng suất lớn và tin học Nhận thấy
vai trũ to lớn của việc nghiờn cứu cụng nghệ điều khiến cần trục, được sự tin
cậy của cỏc thầy cụ giỏo đặc biệt là thầy giỏo TS : Trần Sinh Biờn em đó nhận đề tài : "Phõn tớch trang bị điện cần trục TUKAN cũa cụng ty Vieonship Đi sõu nghiờn cứu cơ cấu di chuyển và bảo vệ quỏ tải“
Em xin chõn thành cảm ơn thầy giỏo TS: Trần Sinh Biờn đó tận tỡnh chỉ
bỏo hướng đẫn cho em trong bản đồ ỏn giỳp em hoàn thành tốt bản đồ ỏn này Em xin tran trọng cảm ơn cỏc thầy cụ giỏo và cỏc bạn đồng nghiệp đó chỉ bảo, đúng gúp ý kiến, giỳp em trong quỏ trỡnh làm đỗ ỏn
Do những hạn chế về kinh nghiệm, kiến thức, về thời gian nờn bản đồ ỏn
Trang 13Chương 1
TONG QUAN VE CAN TRUC TUKAN 1.1, XU HUGNG PHAT TRIEN CUA CAN TRUC :
Cần cấu chõn để cú vai trũ quan trọng trong nền cụng nghiệp hoỏ, hiện đại hoỏ, nú nõng cao năng lực bốc xếp tại cỏc cảng sụng cảng biển va trong cỏc nhà mỏy xớ nghiệp
Cỏc thế hệ cầu từ năm 1986 với hệ truyền động là động cơ khụng đồng bộ 3 pha roto dõy quấn, điều chỉnh tốc độ bằng cỏch điều chỉnh diện trở phụ mạch roto Mạch điều khiến chủ yếu thiết kế là cỏc hệ rơle cụng tắc tơ nờn hệ thống điều khiển kộm chớnh xỏc Bờn cạnh đú khi tần suất đúng cắt lớn, sẽ
gõy mũn tiếp điểm nờn phải bảo dưỡng thường xuyờn Việc điều chỉnh tốc độ sử đụng điện trở phụ gõy tổn hao lớn về điện năng trờn cỏc điện trở này Tớn hiệu từ tay điều khiển được đưa đến cỏc rơle trung gian, tớn hiệu của cỏc rơle trung gian đựng để điều khiến đúng cắt cỏc cụng tắc tơ cấp nguồn cho cỏc
động cơ thực hiện của cỏc cơ cấu, sự liờn động giữa cỏc cơ cấu được thực
hiện bằng cỏc tiếp điểm khống chế Như vậy là năng lượng đó được khuyếch
đại hoàn toàn bằng cỏc hệ thống rơle cụng tắc tơ, từ năng lượng ở tay diều
khiến tương đối nhỏ đó chuyờn thành năng lượng lớn cấp nguồn cho động cơ
thực hiện
Trong thời kỳ đầu cỏc thiết bị điện tử cụng suất lớn mới ra đời, người ta đó sử dụng cỏc thiết bị này để khởi động và điều khiến tốc độ động cơ Phần
điều khiển dược thực hiện chủ yếu bằng kỹ thuật tương tự với nhiều khối
mạch ghộp lại, mỗi khối thực hiện một chức năng riờng Do cú cấu trỳc như
vậy nờn hệ thống rất phức tạp đũi hỏi người vận hành, khai thỏc, bảo đưỡng
sữa chữa cần cú trỡnh độ cả về cụng nghệ và điện tử cụng suất
Trang 14thậm chớ ngay từ ý tưởng, quan niệm thiết kế Hệ thống đó được sử đụng trong cỏc hệ thống động cơ khụng đồng bộ roto lồng súc, điều chỉnh tốc độ
động cơ bằng biến tần Hệ thống thường được thiết kế là cỏc hệ số với phần tử xứ lý, điều khiển chớnh là PLC hoặc mỏy tớnh Hệ thống điều khiển thường
là hệ kớn, điều khiển giỏm sỏt bằng mỏy tớnh với độ tin cậy cao Việc kiểm tra
cỏc thụng số đầu vào và điểu khiến được thực hiện tập trung tại CPU, bảo vệ
liờn động giữa cỏc cơ cấu thực hiện bằng cả phần cứng và phần mềm Tớn
hiệu điều khiển từ tay điều khiển, qua bộ mó hoỏ chuyển thành tớn hiệu số sau đú đưa tới đầu vào PLC PLC xử lý cỏc tớn hiệu đầu vào theo luật điều khiển
được lập trỡnh từ trước, tớn hiệu đầu ra của PLC cú thể được đưa tới biến tan,
microrole dộ dộng cat cỏc cụng tắc tơ cấp nguồn cho động cơ Tuỳ theo yờu cầu cụng nghệ, chất lượng bốc xếp và giỏ thành mà người ta lựa chọn số cấp tốc độ cho động cơ đề từ đú lựa chọn phương ỏn sử dụng biến tầm hay đựng rơle, cụng tắc tơ Trong hệ thống này năng lượng cũng được khuyếch đại nhờ
hệ thống rơle trung gian
Nhưng cho đự thuộc thế hệ nào hay được thiết kế theo kiểu gỡ đi nữa, thỡ cần trục luụn được thiết kế với kỹ thuật tối ưu hoỏ biến điều khiển, nhằm
giảm thiểu số biến điều khiển mà vẫn đảm bảo khả năng điều khiển, theo yờu cầu cụng nghệ Cỏc chuyến động nõng hạ, quay, độ giật Đồng thời cần đảm
bảo cấu trỳc động học cú thờ thoả món cỏc thụng số điều khiển đú Hệ thống điền khiển cú thiết bị điều khiển, thiết bị giỏm sỏt làm giao điện giữa người vận hành và hệ thụng như: bỏo động, bỏo lỗi, dừng khẩn cấp
Khi nghiờn cứu thiết bị điều khiển của cần trục ta phải nhận dạng được
hệ thống điều khiển là tương tự hay số, nhận dạng cỏc thiết bị điểu khiển
chớnh qua đú phõn tớch chức năng, tầm quan trọng của nú trong quỏ trỡnh điều
khiển cũng như cú sự cổ cú thể phỏt sinh khi hoạt động
Trang 15đến khả năng cung cấp cụng suất cũng như độ an toàn tin cậy của cỏc mỏy
điện, kết cầu tổng thể của hệ thống, cỏc chế độ làm việc của mỏy điện và hệ
thống
Xuất phỏt từ cỏc nguyờn tắc cơ bản của hệ truyền động điện sử dụng
trong thiết bị vận chuyờn đề phõn tớch được cỏc đặc tớnh đặc trưng từ đú vận
dụng một cỏch thành thạo, linh hoạt trong cụng tỏc điều chỉnh hệ thụng thoả
món yờu cầu cụng nghệ Việc nghiờn cứu cú thể thực hiện bằng phương phỏp kinh nghiệm hay cỏc phương phỏp kinh điển Cỏc phương phỏp này thường mất nhiều thời gian Hiện nay phương phỏp nghiờn cứu hệ truyền động điện
bằng mỏy tớnh cho nhiều ưu điểm nhất, kết quả tớnh toỏn dựa trờn mụ hỡnh
toỏn cho kết quỏ với độ chớnh xỏc cao trong thời gian ngắn thoả món được mong muốn của ngành kỹ thuật
Khi đó cú được đặc điểm, đặc tớnh của từng cơ cấu cần phải khảo sỏt
tong thể toàn bộ hệ thống để đỏnh giỏ được khả năng bốc xếp của cần trục Đối với toàn bộ hệ thống phương phỏp nghiờn cứu sứ đụng hiện nay là mụ phúng trờn mỏy tớnh số Tuy nhiờn việc mụ phỏng khụng hề dễ dàng vỡ hệ thống rất nhiều tham số lại phụ thuộc mụi trường làm việc Trong tực tế cú hai phương phỏp chung đề đỏnh giỏ năng lực của thiết bị nõng vận chuyển
Phương phỏp thứ nhất là Phương phỏp thống kờ khả năng hoạt động, số lần bốc hàng trong một thời gian nhất định và 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 sứ của chỳng từ cỏc hóng sản xuất mà đỏnh giỏ Phương phỏp này cú kết quả nhanh, nhưng phương phỏp đũi hỏi người đỏnh
giỏ cú kiến thức tầm cỡ chuyờn gia và khụng trỏnh khỏi tớnh chủ quan nờn
phải hết sức tỉ mỉ và thận trọng
Từ kết quả đỏnh giỏ đú xõy dựng được quy trỡnh khai thỏc vận hành hợp
Trang 161.2 UNG DUNG, VAI TRO, CAU TAO CHUNG CUA CAN TRUC
Cú nhiều loại cần trục khỏc nhau về cấu tạo bởi cỏc hóng khỏc nhau nhưng nhỡn chung đều cú 2 khu vực ứng dụng chớnh là bốc xếp hàng hoỏ và
xõy dựng, Nhúm thứ nhất dựng để bốc xếp hàng hoỏ trong cỏc nhà mỏy, bến
bói, kho chứa, bến cảng Phạm vi cụng suất của cỏc cần trục của nhúm này là từ vừa đến lớn Nhúm thứ 2 được đựng để xõy đựng và lắp mỏy Cỏc cần
trục thuộc nhúm thứ 2 này cũng cú phạm vi cụng suất từ vừa đến lớn nhưng cú yờu cầu rất cao về điều chỉnh tốc độ phải tốt Hiện nay ở nước ta cỏc loại
cần trục được sử dụng phố biến là cỏc loại: KYPOB của CHLB Nga,
KONDOR, SOKOL, TAKAN của CHLB Đức, KONE của Phần Lan, CQ523
của Trung quốc
Sự ra đời của cần trục đó đem lại những thay đổi 1o lớn trong sản xuất Nú đó giỳp giải phúng sức lao động của con người, nõng cao năng xuất, giảm giỏ thành sản xuất, giỏ cả của hàng hoỏ và dịch vụ cũng theo đú mà giảm xuống, tạo điều kiện cho việc tự động hoỏ trong sản xuất Ngày nay cần trục
xuất hiện gần như trong toàn bộ cỏc khu vực sản xuất với nhiều mức tải trọng khỏc nhau Ngoài ra cũn cú cỏc loại cần trục lớn phục vụ cho việc nõng chuyển, vật liệu siờu trường, siờu trọng Nhờ cần trục con người đó cú được
những tiễn bộ lớn trong sản xuất
Phõn loại: cú nhiều cỏch để phõn loại cần trục trong đú người ta phõn
loại theo hai yếu tụ chớnh sau đõy để phõn loại cần trục:
- Theo vị trớ đặt: ta cú cỏc loại cần trục đặt tại cảng biến, cảng sụng, đặt trong cỏc nhà mỏy, đặt trờn cỏc thiết bị vận chuyến
- Theo hệ điều khiển truyền động điện cần trục được chia thành 3 nhúm
sau:
Nhúm 1: Dugce ra ddi va san xuat truộc nim 1996 Cần trục nhúm này cú
hệ điều khiển chủ yếu được thiết kế trờn nguyờn tắc tay điều khiến kết hợp
Trang 17cụng, cần cú trỡnh độ cao sõu sắc nhưng mức độ tự động hoỏ yờu cầu khụng cao Hệ truyền động điện nhúm này thường dựng là hệ mỏy phỏt động cơ (F —
D) hệ mỏy phỏt động cơ kớch từ bằng khuyếch đại từ Nếu sử dụng động cơ dị
bộ roto lồng súc cú nhiều cuộn dõy thỡ thường khởi động trực tiếp Nếu sử đụng động cơ 1 chiều hay động cơ roto đõy quấn thỡ thường khởi động và điều chỉnh tốc độ bằng cỏch thay đổi diện trở phụ
Nhúm 2: Cỏc cần trục nhúm này được sản xuất trong khoảng từ năm 1996 -
2000 Trong giai đoạn này sự chuyến tiếp của hệ điều khiển role - cụng tắc to
sang sử dụng phần mềm và thiết bị điện tử từng phần Hệ điều khiển cú thể gồm nhiều khối bảng mạch ghộp lại trong đú mỗi bảng mạch sẽ thực hiện những chức
năng riờng Do đú cấu trỳc hệ thống tương đối phức tạp, đũi hỏi người khai thỏc
cú trỡnh độ chuyờn mụn cao vẻ điện tử cụng suất và cỏc tộ hop điện tử Cỏc cần trục nhúm này thường sử đụng cỏc bộ khởi động và diều chỉnh tốc độ bằng tiristor
Nhớm 3: Ra đời sau năm 2000 Hầu hết cỏc cần trục nhúm này đều cú
ứng dụng cỏc thành tựu về cơ điện từ, kỹ thuật tin học và kỹ thuật truyền
thụng tin Cấu trỳc hệ thống của cỏc cần trục này tương đối đơn giản, tuy
nhiờn lại đũi hỏi rất cao về trỡnh độ hiểu biết cụng nghệ Hệ truyền động điện thường sứ dụng trong nhúm này là hệ biến tần — động cơ biến tần thường là
động cơ dị bộ roto dõy quấn hoặc động co | chiều
Ngoài ra trong thực tế đựa theo cỏch đi chuyển của cần trục người ta cú
thể chia thành cần trục chõn đế, cần trục bỏnh lốp, cần trục bỏnh xớch
Cấu tạo chung của cần trục: thường là mỗi cần trục đều cú 4 cơ cầu chớnh gồm:
- Cơ cầu nõng hạ hàng: thực hiện chức năng nõng hàng hoỏ theo phương thắng đứng
Trang 18với lớn nhất và tầm với nhú nhất cho phộp Nếu vượt quỏ giới hạn này thỡ cần
trục cú thộ bị lật hoặc hàng húa sẽ bị va đập vào cần trục
- Cơ cầu quay: Thực hiện chức năng quay thỏp cầu 360 độ quanh trục thắng đứng Thường cơ cấu này được truyền động bởi hai động cơ kết hợp
với hai bộ truyền
- Cơ cấu di chuyển chõn dộ: thực hiện di chuyờn toàn bộ cần trục Tuỳ
theo thiết kế số chõn đề cú thể là 4 hoặc lớn hơn và thường là cỏc bỏnh sắt di
chuyờn trờn ray
Ngoài ra cần trục cũn cú cỏc loại cơ cầu phụ như: Truyền động thu thỏ cỏp cấp nguồn, hệ thống quạt giú và điều hoà nhiệt độ, hệ thụng bơm đầu bụi trơn, hệ thống sấy
Mỗi cơ cấu đều cú đặc điểm riờng và chế độ hoạt động và phụ tải vỡ thế
ta cần nghiờn cứu về cụng nghệ và phõn loại phụ tải của từng cơ cấu trước khi
Trang 19Chương 2
TRANG BỊ ĐIỆN CÂN TRỤC TUKAN
2.1 MOT SO DAC DIEM VA THONG SO CONG NGHE CUA CAN
TRUC TUKAN
Cần trục TUKAN là một trong những cần trục hiện đại nhất do nhà mỏy
KRANDBAU EBERSWALDE của Cộng hoà liờn bang Đức sản xuất Cần
trục này kết hợp với khung chụp tự động làm tăng năng suất làm hàng lờn rất nhiều Đặc biệt nhờ cú khung chụp tự động mà cần trục cú thể thực hiện xếp dỡ mà khụng cần cú sự hỗ trợ của cụng nhõn để đúng mở cỏc chốt của khung chụp, hay thay dạng khung chụp cho phự hợp với đạng container Người điều khiển cú thể trực tiếp ngồi trờn cabin điều khiến mở cỏc chốt của khung chụp, thay đối chiều đài khung chụp, chỉnh trọng tõm của khung chụp khi cần thiết Sau đõy là cỏc thụng số cụng nghệ cơ bỏn của cần trục này
2.1.1 Cỏc thụng số kỹ thuật
2.1.1.1 Đặc tớnh của cần trục TUKAN
Loại cần cầu: Cần cõu chõn đề quay với hệ thụng thay đối tầm với cú cỏc khớp nối
Ứng dụng: Cần cầu cảng biển Khỏ năng xếp đỡ:
Vận hành với gầu ngoạm: 20t x 30.8m Vận hành ở chế độ thường: 40t x 30.8m
Khoảng cỏch hai ray: 10,5m
Khoảng cỏch giữa hai trục bỏnh: 11,5m
Khoảng cỏch giữa hai đầu đệm: 17,3m
Độ cao của cabin tớnh theo mắt của người điều khiển: 20m
Trang 20Nguồn: được cấp từ hệ thống điện 3 pha qua mỏng cỏp và tang cỏp cấp nguồn
Trọng lượng toàn bộ cau: 359 tan
Chiều cao tổng cộng của cầu khi nõng hết hàng: 47m 2.1.1.2 Cỏc bộ phận mỏy múc:
- Động cơ đi chuyờn chõn đề 7 động cơ
+ Kiểu: động cơ truyền động bỏnh răng nún (bevel gear motor)
+ Cụng suất định mức: pam= 7,5kKW
+ Tốc độ: nạ„= 1480v/ph
+ Điện ỏp định mức: Uam= 380V
+ Hệ số quỏ tải: 40% + Tỷ số truyền: Ă = 44,44
- Động cơ nõng hạ hàng, nõng hạ cần + Kiểu: ILG4313 — 4AA60 - Z
+ Cụng suất định mức: pa„= 100kW' + Tốc độ vận hành: <10T thỡ V= 55m/ph <25T thỡ V= 40m/ph <32T thỡ V= 32m/ph <40T thỡ V= 25m/ph + Điện ỏp định mức: Uạ„= 380V + Hệ số quỏ tải: 60%
- Động cơ truyền động cho cơ cầu quay gồm 2 động cơ + Kiểu: ILG6233 — 4AA64 — Z của hing siemens
+ Cụng suất ding mite: pạ„= 38kW
+ Tốc độ: nạ„= 1420v/ph
+ Điện ỏp định mức: Uạm= 380V
+ Hệ số quỏ tải: 60%
Trang 21<25T thi V= 1,2v/ph
<40T thỡ V= Iv/ph
+ Tỷ số truyền: Ă = 129,9
- Động cơ truyền động cho cơ cầu tầm với gầm 2 động cơ + Cụng suất định mức: Dam= 36kW
+ Tốc độ: nạ„= 1475v/ph + Điện ỏp định mức: Uam= 380V + Hệ số quỏ tải: 60% + Hệ số vận hành: <20T thỡ V= 60m/ph >20T thỡ V= 40m/ph + Tý số truyền: i = 160 2.1.2 Thụng số phần điện Điện ỏp định mức: - Nguồn cấp: 380V/50HZ
- Động cơ lai cỏc cơ cầu: 380V/50HZ, - Điện ỏp cấp cho phanh: 220V/50HZ - Điện ỏp điều khiển: 24VDC
- Chiếu sỏng: 220V/50HZ,
- Sưởi và điều hoà nhiệt độ trong cabin: 380V/50HZ - Điện ỏp của cỏc đốn tớn hiệu: 24VDC
- Điện trở sấy khi nghỉ làm việc: Cho bảng điều khiến: 220V/50HZ - Tổng cụng suất: 425KW
- Đũng điện hiệu đụng: 570A 60%ED
- Xung dũng: > 650A
- Cỏc động cơ chớnh của cỏc cơ cầu là cỏc động cơ ba pha - Cụng suất cỏc động cơ:
Trang 22+Cơ cõu thay đổi tầm với: 1x45kW, hệ số cụng suất 60%
+Cơ cấu đi chuyờn: 7x7,5kW, hệ số cụng suất 40%
2.2 CO CAU CAP NGUON CHO HE THONG CAN TRUC TUKAN
Để cú thể nghiờn cứu trang bị điện cỏc cơ cầu một cach dộ dang ching ta cần biết được cỏc ký hiệu, quy ước sử đụng trong bản vẽ Bản vẽ về phần điện
của cần trục TUKAN chia thành 6 hàng ký hiệu từ A — F, 8 cột đỏnh số từ 1 đến 8 và được sắp xếp thành cỏc nhúm, mỗi nhúm thể hiện một cơ cấu
Cỏc nhỏm bỏn vẽ được ký hiệu như sau :
Nhúm =0 Cấp điện cho toàn bộ hệ thống Nhúm =01 Cấp điện cho khối PLC
Nhúm =1 Cấp điện cho cơ cấu nõng hạ
Nhúm =2 Cấp điện cho cơ cấu đúng mở gầu ngoạm Nhúm =3 Cấp điện cho cơ cấu quay
Nhúm =4 Cấp điện cho cơ cấu tầm với
Nhúm =5 Cấp điện cho cơ cấu đi chuyển Nhúm =11 Cấp điện cho cơ cần quay múc
Nhúm =14 Cấp điện cho cơ cấu lai tang cỏp cấp nguồn cho khung
ngoạm
Nhúm =16 Cấp điện cho lai tang cỏp cấp nguồn chớnh Nhúm =17 Cấp điện cho cơ cầu kẹp ray
Nhúm =18 Cấp điện cho loa thụng tin
Nhúm =60 Bộ hạn chế tỏi trọng
Cỏc nhỳm chữ cỏi:
+D: Phần quay của cần trục
+E: Buồng điện điều khiển
+EE1: Bảng điện điều khiển của cabin +K: Cabin
Trang 23+KS: Ghế ngồi của người điều khiển cần trục
+L: Hệ thống mạng điện
+M: Buụồng mỏy
+P: Thiết bị ngoài đàn
+PE1: Bang điện điều khiến của giàn
+PR: Tay đỡ, đầm đỡ
+T: Trụ (column gantry beam)
+S: Khung ngoam container (spreader)
Cỏc kỷ hiệu bằng chữ khỏc: -A: Cỏc bộ phận, cụm thiết bị
-B: Cỏc bộ phận chuyến đổi điện, khụng điện
-E: Cỏc thiết bị khỏc như chiếu sỏng, sấy -F: Cỏc cơ cầu bảo vệ (protective gears)
-H: Cỏc thiết bị phỏt tớn hiệu (signal equipment) -K: Rơle cụng tắc tơ
-M: Động cơ
-N: Cỏc bộ khuyếch đại điều khiến -P: Cỏc thiết bị đo lường kiểm tra
-Q: Cỏc chuyờn mạch cao ỏp
-R: Điện trở -S Cụng tắc
-T: Biến ỏp
-X: Cỏc đõy buộc, ụ cắm phớch cắm
Cỏc thiết bị hay phần tử được ký hiệu như sau: nhúm bỏn vẽ - vị trớ thiết
bị - tờn thiết bị Vớ dụ như ký hiệu =0+EEI-Kx là biểu điễn cụng tắc tơ hoặc rơle Kx thuộc cơ cầu cấp nguồn nằm trờn bảng điện E1 trong buồng điện Đối
Trang 24của aptomat F4 trong buụng điện thuộc cơ cấu cấp nguồn được biểu điễn tại cột 2 trang 8 của nhúm bản vẽ cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống cần trục Nếu
trong cỏc ký hiệu khụng cú trong nhúm bản vẽ, vị trớ thiết bị thỡ ngầm hiểu là
thiết bị đú thuộc nhúm bản vẽ và đặt ở vị trớ như được ghi ở gúc dưới bờn
phải của bản vẽ biểu điễn thiết bị đú
Để thuận tiện trỏnh đài đũng trong việc đọc bản vẽ ta quy ước rằng khi khụng ghi nhúm bản vẽ và vị trớ kốm theo tờn thiết bị thỡ hiểu là hiết bị thuộc
nhúm bản vẽ đang đề cập tới Trong trường hợp thiết bị thuộc nhúm bản vẽ biểu diộn cơ cấu khỏc thỡ sẽ ghi rừ nhúm bản vẽ
Hệ thống cấp nguồn của cần trục TUKAN được thể hiện trong nhúm bản
vẽ =0 Đõy là sơ đề cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống cỏc thiết bị điện cú trờn
Trang 312.2.1 Chức năng cỏc phần tử
F35, F36, F37: là cỏc aptomat cấp nguồn cho cơ cấu tời điện trong buồng mỏy, bơm mỡ cho ụ bi, thụng giú cho nha toi
Aptomat F30, biến ỏp EE1-TI, aptomat F50 cấp nguồn cho hệ thống chiếu sỏng cho phần quay, cần gạt nước kớnh chắn giú, điều hoà nhiệt độ ở
cabin và buồng điện, hệ thống liờn lạc
Aptomat F31, biến ỏp EEI-T3, Aptomat F40 dựng để cấp nguồn điều khiển, cấp nguồn cho cỏc hạn vị đưa tớn hiệu về PLC, cấp nguồn cho cơ cấu phanh của cơ cầu di chuyến
F32: Aptomat 16A cấp nguồn cho điều hoà nhiệt độ
F43: Aptomat cấp nguồn đến khối cấp nguồn chớnh 24VDC Khối này cú
tờn là STOP cú nhiệm vụ biến đổi nguồn xoay chiều thành nguồn 1 chiều
24VDC ổn định cấp nguồn điều khiển cho PLC và một số thiết bị khỏc F24: Cụng tắc tơ cấp nguồn cho cỏc cơ cầu chớnh trờn cần trục
Fl: Cầu chỡ cấp nguồn cho cơ cấu tời giữ (holding mechanism) Một
Aptomat nhỏ cú tiếp điểm phụ được dựng kết hợp với cầu chỡ để bỏo trạng
thỏi của cầu chỡ về PLC
F2: Cầu chỡ cấp nguồn cho cơ cầu đúng mở gầu (closing gear) F3: Cầu chỡ cấp nguồn cho cơ cầu quạt (slewing gear)
F4: Cầu chỡ cấp nguồn cho cơ cấu thay đổi tầm với (luffing gear) F5: Cầu chỉ cấp nguồn cho cơ cầu đi chuyộn (traveling gear)
F9: Cầu chỡ cấp nguồn cho cơ cấu khung ngoạm container tự động
(spreađer)
Trang 322.2.2 Nguyờn lý hoạt động
Ở đõy giả sử chớ để cập tới hệ thống cấp nguồn đơn thuần ở dạng tổng quỏt, việc cấp nguồn chớ tiết cho từng cơ cấu sẽ được đề cập tới khi tỡm hiểu về việc điều khiển từng cơ cấu Do đú hoạt động của sơ đồ cấp nguồn này khỏ đơn giản
Cần trục lấy nguồn 400VAC, 50HZ từ cỏc hỗ cỏp cấp nguồn cho cảng qua rulụ cuốn cỏp (=16-W01) lờn cõu
Qua cầu chỡ F01, biến ỏp T04 và Aptomat F04 mạch chiếu sỏng cầu
thang và cỏc mạch đặc biệt được cấp nguồn Cỏc mạch đặc biệt này luụn được
cấp điện ngay cả khi cơ cấu đừng họat động, nú được cấp nguồn ngay khi
nguồn chớnh được cấp cho cần trục từ hồ cỏp Một trong cỏc mạch đặc biệt là
hệ thống sấy cho cỏc động cơ và bỏng điều khiển cần trục TUKAN được thiết
kế để cú thể làm việc trong những điệu kiện khỏc nhau trong đú cú điều kiện khớ hậu ụn hoà và hàn đới Để đỏm bảo làm việc an toàn và hiệu quả, cỏc động cơ yờu cầu nhiệt độ mụi truờng và nhiệt độ động cơ phải trong một giới
hạn nào đú Trong cần trục TUKAN ngoài động cơ cũn cú cỏc thiết bị khỏc
cũng cần nhiệt độ phủ hợp khi làm việc cũng như cỏc bảng điện đặc biệt là hệ
thụng PLC Nhiệt độ mụi trường vượt ra ngoài phạm vi cho phộp cú thể làm cho hệ thống PLC hoạt động khụng chớnh xỏc, gõy nguy hiểm cho người,
thiết bị và hàng hoỏ Do đú khi làm việc trong điều kiện lạnh giỏ cỏc thiết bị
cần được sấy Hệ thống sấy sẽ đảm nhiệm việc này Tuy nhiờn khi làm việc trong khu vực cú khớ hậu am ỏp như ở nước ta thỡ việc sõy cho cỏc thiết bị là
khụng cần thiết nờn cỏc điện trở sấy thường được cắt hắn ra khụi hệ thống
Khi bắt đầu ca làm việc, người điều khiển sẽ mở khoỏ S1 rồi đúng Aptomat Q1 để cấp nguồn điều khiển cho toàn bộ cỏc thiết bị trờn cần trục
Trang 33nguồn cho chiếu sỏng chõn đế, sau F15, nguồn được đưa đến cấp cho hệ
thống kẹp ray và mạch điều khiển rulụ cuốn cỏp nguồn thụng qua biến ỏp
=16-T1 (khụng được thờ hiện trờn bản về)
Qua cầu chỡ F19 và Aptomat PRE1-F20 nguồn được cấp ra đầu nỗi X21 Nguồn sau khớ qua Q1 được đưa tới trục giao liờn W03 cấp nguồn cho
toàn bộ cỏc thiết bị trờn phần quay cần trục
Nguồn điện qua cầu chỡ EEI-F20, qua Aptomat F35 cấp nguồn cho tời điện trong buồng mỏy, qua F36 cấp nguồn cho hệ thống bơm mỡ cho phần bi của cơ cầu quay, qua F37 cấp nguồn cho hệ thống thụng giú của buồng mỏy
Nguồn qua W03 cũng đồng thời cấp đến cỏc cầu chỡ F22, F23, tiếp điểm động lực của cụng tắc tơ K02
Qua cầu chỡ F22, qua Aptomat F30, biến ỏp T1 và Aptomat F50 nguồn được đưa đến hệ thống chiếu sỏng cho phần quay (lighing slewing part), cần gạt kớnh chắn giú (windscreen wiper), điều hoà ở cabin (air conditioning cabin),
Hệ thống liờn lạc (communication system), một số đầu núi mạch điều khiển của một số thiết bị như điều hoà nhiệt độ trong buồng điện, mạch điều
khiển hệ thống chiếu sỏng Qua F34 nguồn được đưa đến khối STOP để tạo nguồn 24VDC cấp cho PLC và cấp nguồn điều khiển cho một số thiết bị khỏc
Qua Aptomat F31, biến ỏp T3, Aptomat F40 cấp nguồn điều khiển 220VAC cho cỏc rơle cụng tắc tơ, cấp nguồn cho hạn vị, đồng thời qua cỏc cụng tắc tơ K5, K51 và K52 cấp nguồn cho phanh của cơ cầu đi chuyển là sử dụng phanh điện từ, cỏc cơ cấu khỏc đều sử dụng phanh thuỷ lực
Qua F32 cấp nguồn cho điều hoà nhiệt độ
Qua F34 nguồn được đưa đến khối STOP đề tạo nguồn 24VDC cấp cho
Trang 34Cụng tắc tơ K02 điều khiến cấp nguồn cho cỏc cơ cấu chớnh trờn cần trục Khi K02 đúng qua cầu chỡ F1 nguồn được cấp cho cơ cấu tời giữ, qua cầu chỡ F2 nguồn được cấp cho cơ cấu tời đúng mớ, qua cầu chỡ F3 nguồn được cấp cho cơ cấu quay, qua cầu chỡ F4 cấp nguồn cho cơ cấu thay đụi tầm với, qua cầu chỡ F5 cấp nguồn cho cơ cõu đi chuyờn, qua cầu chỉ F9, F11 và F14 nguồn được cấp cho khung ngoạm tự động, thiết bị quay múc và động cơ lai tang cỏp cấp nguồn cho khung ngoạm
2.2.3 Cỏc bỏo vệ trong sơ đồ cấp nguồn
Bảo vệ thấp ỏp nhờ cụng tắc tơ động lực Q1 cú gắn thiết bị cảm biến
chờnh lệch điện ỏp
Bảo vệ quỏ tải và ngắn mach bang cdc Aptomat
Bảo vệ ngắn mạch bằng cầu chỉ
Bảo vệ quỏ tải cho cỏc động cơ của cơ cầu quay bằng cỏc rơle nhiệt F11, F12
Bảo vệ khụng bằng cụng tắc tơ KI của cỏc cơ cấu và cụng tắc tơ cấp
nguồn chớnh +EE1I-K02
Bảo vệ sự cố bằng cỏc nỳt dựng khẩn cấp đưa tới cắt cụng tắc tơ động lực
+EEI-K02, cắt nguồn toàn bộ cơ cầu của cõu Trờn cần trục TUKAN cú tất cả
9 nỳt dừng sự cộ (emergency cutoff) dat tai cdc vi tri khỏc nhau trong đú: hai
nỳt đặt ở chõn đế, một đặt ở bảng điều khiển trờn chõn đế, một đặt ở bộ điều
khiển cơ cấu nõng hạ hàng, một đặt ở buồng mỏy, một đặt ở tủ EEI trong buồng điện, một đặt ở đầm đỡ của chõn đế (gantry beam), một đặt ở cabin điều khiển và một đặt ở cơ cấu nõng hạ cần
2.3 TRANG BỊ ĐIỆN CƠ CẤU THAY ĐểI TÀM VỚI
Cơ cấu nõng hạ cần hay cơ cầu thay đổi tầm với của cần trục TUKAN được truyền động theo kiểu trục vớt bằng một động cơ khụng đồng bộ ba pha
roto lồng súc loại 1LG4253 — 4AA60 — Z cụng suất 45Kw, tốc độ 1480V/ph
Trang 35cho hàng hoỏ khi cơ cấu tầm với hoạt động Động cơ lai được cấp nguồn từ
Simovert 55kw, 142A loại 6SE7031 — 2EF60 — Z dưới sự điều khiển giỏm sỏt
của hệ thống PLC Cơ cõu cú thể thực hiện thu/vươn cần với tốc độ (40 + 60)
m/phỳt
Bản vẽ của cơ cấu thay đối tầm với được thờ hiện trong nhúm bản vẽ =4
Ta cú thể túm lược lại cỏc bản vẽ này lại thành cỏc bỏn vẽ động lực, điều
khiển tớn hiệu vào ra của PLC, cỏc bản vẽ được biểu diễn ở cỏc hỡnh 2.7, 2.8,
Trang 402.3.1 Chức năng cỏc phần tử
-KI(1.2): Tiếp điểm động lực cụng tắc tơ cấp nguồn 3 pha cho biến tần
-L1: Cuộn khỏng để chống xung động cơ biến tần
-A20: biộn tan 132kw, 380-420V/50-60HZ
+D-M1-B01: Encorder c6 nhiộm vụ chuyển đổi tốc độ thành đạng xung
và truyền về PLC và biến tần Bộ chuyển đổi điện cấp nguồn cho PLC của động cơ cấp điện cho cơ cấu nõng hạ, nằm trờn phần quay của cần trục
+D-RI: Điện trở phanh phan quay cần trục 100Kw
-A30: Khối phanh hóm 100Kw
+D-Y] và +D-Y2: là hai phanh thuỷ lực, hóm dừng và chống giật cho cơ
cõu tõm với
-F5l, -F52: Aptomat cấp nguồn cho phanh Y l và Y2
-F5: Aptomat 10A cấp nguồn chung cho hai phanh Y1 và Y2 -K5: Cụng tắc tơ cấp nguồn cho hai phanh Y 1 và Y2
+D-MI: Động cơ cấp nguồn cho cơ cấu tầm với ở phần quay Phần điều khiển:
+KS-SI: Tiếp điểm bỏo vị trớ khụng của tay điều khiển
=0+KEI-XI: Điện trở điều khiển nằm trờn bảng điện ở cabin của cơ cầu cõp nguồn
B03(
-F511: Khối quan sỏt, cảnh bỏo nhiệt độ động cơ MI -K80: Role trung gian bỏo vị trớ khụng của tay điều khiến
-K08: Rơle trung gian bỏo quỏ tốc độ Khi cú hiện tượng quỏ tốc độ =4/9.7) =0 ơ K08= 0 >K08(.4)= 0
-KI: Cụng tắc tơ cấp nguồn cho biến tần của động cơ -KX: Role trung gian dự phũng
=0+EEI-F4: Dúng cấp nguồn điện cho toàn bộ cơ cấu nõng hạ
=0+KEI-K6I: Bỏo trước trọng tải của cơ cầu tầm với