Và do có chiều cao nâng và tầmvới lớn, có không gian phục vụ nâng nhờ các chuyển động nâng hạ vật, thay đổi tầm với, quaytoàn vòng và dịch chuyển toàn bộ máy mà cần trục tháp được sử dụn
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CẦN TRỤC THÁP
Tổng quan về cần trục tháp
Cần trục tháp là loại cần trục có một thân tháp thường cao từ 30 ÷ 50m, hoặc cao hơn nữa (có thể đến 100 ÷ 120 m) Phía trên gần đỉnh tháp có gắn cần dài từ 12 ÷ 50m và đôi khi đến 70m, được kết nối bằng chốt bản lề Một đầu cần còn lại được treo bằng cấp hoặc thanh kéo đi qua đỉnh tháp Kết cấu chung của cần trục tháp chủ yếu gồm 2 phần (phần quay và phần không quay) Trên phần quay bố trí các cơ cấu công tác như tời nâng vật, tới nâng cần, tới kéo xe con, cơ cấu quay, đối trọng, trang thiết bị điện và các thiết bị an toàn.
Phần không quay có thể được đặt cố định trên nền hoặc có khả năng di chuyển trên đường ray nhờ cơ cấu di chuyển Tất cả các cơ cấu của cần trụ được điều khiển bởi cabin treo trên cao gần đỉnh tháp phổ biến là loại cabin được treo ở phần liên kết giữa cần tháp và cột tháp.
Tuy nhiên do kết cấu phức tạp, tháp cao và nặng, tốn kém nhiều chi phí trong quá trình tháo dỡ, lắp ráp, di chuyển và chuẩn bị mặt bằng Nếu cần trục tháp được yêu cầu chỉ sử dụng ở nơi có khối lượng xây lắp tương đối lớn và khi sử dụng cần trục tự hành là không đem lại hiệu quả kinh tế cao hoặc khả năng đáp ứng yêu cầu về công việc thấp Do tính chất làm việc của cần trục tháp là luôn thay đổi địa điểm nên chúng thường được thiết kế sao cho dễ tháo dỡ, dựng lắp và vận chuyển hoặc có khả năng tự dựng và được di chuyển trên đường dưới dạng tổ hợp toàn máy Điều này làm giảm đi được chi phí và thời gian dựng lắp cần trục Thông thường cần trục tháp được chế tạo có sức nâng từ 1 ÷ 12T, cá biệt là có thể đến 75T, moment tải của cần trục đạt tới 350T.m, tầm với từ 8 ÷ 50m, chiều cao nâng đến 100 ÷ 120m, do có chiều cao nâng là rất lớn nên tốc độ nâng sẽ bị hạn chế lại và nằm trong khoảng 0,32 ÷ 1m/s và có thể thay đổi tốc độ theo cấp hoặc vô cấp.
Tốc độ nâng hạ vật để điều chỉnh hàng thưởng là < 8m/s, tốc độ quay của cần từ 0,3 ÷ 1 v/ph, thời gian thay đổi tầm với từ 25 ÷ 100s, tốc độ di chuyển của xe con 0,2 ÷ 1m/s và di chuyển cần trục 0,2 ÷ 0,63m/s.
Hình 1.1 Các bộ phận cần trục tháp
Công dụng
Cần trục tháp được lắp ráp từ các cấu kiện trong các công trình xây dựng có độ cao lớn, khối lượng công việc lớn trong một khoảng thời gian thi công dài Và do có chiều cao nâng và tầm với lớn, có không gian phục vụ nâng nhờ các chuyển động nâng hạ vật, thay đổi tầm với, quay toàn vòng và dịch chuyển toàn bộ máy mà cần trục tháp được sử dụng rộng rãi để thi công trong các công trình xây dựng dân dụng, xây dựng công nghiệp hoặc dùng để bốc dỡ vận chuyển hàng hóa, cấu kiện, vật liệu trên các kho bãi, nhà cao tầng, trụ cầu lớn, công trình thuỷ điện.
Hình 1.2 Một số Hình ảnh về cần trục tháp trong xây dựng.
Phân loại
- Dựa trên đặc điểm làm việc của thân tháp thì cần trục tháp được chia làm 2 loại:
+ Cần trục tháp có thân tháp quay:
● Là loại cần trục tháp đặt rời khỏi công trình, mà không neo thân tháp vào công trình, do tháp phải quay Đồng thời cơ cấu mâm quay cũng phải hạ thấp xuống dưới chân tháp.
● Do đặc điểm cấu tạo hạn chế về chiều cao tháp để tăng ổn định nên thường không thích hợp cho phục vụ nhà siêu cao tầng Chúng thường thích hợp cho thi công các công trình thấp tầng hay nhà nhiều tầng số tầng không lớn Bù lại một số trong số chúng có khả năng di chuyển quanh công trình hay dọc theo công trình nên chúng thích hợp cho thi công các công trình có dạng chạy dài, như nhà nhiều tầng nhiều đơn nguyên.
+ Cần trục tháp có thân tháp không quay (đầu tháp quay):
● Đây là loại cần trục tháp khá phổ biến ở các công trình hiện nay, thân tháp được neo cố định vào công trình hoặc sẽ hạn chế chiều cao tháp nếu không neo.
Hình 1.3 Cần trục tháp K – 10000 Có thân tháp quay.
Hình 1.4 Cần trục tháp có thân tháp không quay.
- Dựa vào dạng cần, chia làm 2 loại:
+ Cần trục tháp có cần nâng hạ:
● Cần trục tháp có dạng này sẽ thay đổi tầm với bằng cơ cấu tời cáp được móc qua đỉnh tháp.
+ Cần trục tháp có cần đặt nằm ngang:
● Đây là loại cần trục tháp khá phổ biến hiện nay, ta có thể bắt gặp chúng ở các công trình xây dựng nhà cao tầng Với dạng cần đặt nằm ngang, nó thay đổi tầm với bằng cách dùng 1 cơ cấu gọi là xe con di chuyển được lắp với rãnh trượt trên cần và chuyển động nhờ tời cáp.
Hình 1.5 Cần trục tháp có cần nâng hạ
- Dựa vào khả năng di chuyển:
+ Cần trục tháp đặt cố định:
● Là loại cần trục tháp có thân được neo cố định vào công trình hoặc chỉ bắt bu lông dưới mặt đế chân tháp và có chiều cao nâng hạn chế.
+ Cần trục tháp di chuyển trên ray:
● Dưới chân tháp có gắn bánh xe và đường ray để di chuyển trong quá trình nâng hàng.
Hình 1.6 Cần trục tháp có cần nằm ngang.
Hình 1.7 Cơ cấu xe con trên cần trục tháp
- Dựa vào khả năng thay đổi độ cao, có các loại sau:
+ Cần trục tháp tự nâng: tăng dần độ cao bằng cách nối dài thêm thân tháp.
Hình 1.9 Cần trục tháp, loại có cơ cấu di chuyển trên ray.
Hình 1.8 Cần trục tháp có thân được neo vào công trình
+ Cần trục tháp tự leo: cần trục leo dần lên cao theo sự phát triển độ cao của công trình.
Hình 1.10 Nâng chiều cao bằng lồng nâng trượt dọc theo cột tháp.
Hình 1.11 Nâng chiều cao bằng cơ cấu xi lanh thủy lực (kích thủy lực), chống trượt bằng cóc.
+ Cần trục tháp không thay đổi được độ cao.
Phạm vi sử dụng
- Cần trục tháp có thể nâng hạ thiết bị, vật liệu xây dựng từ hàng chục mét đến hàng trăm mét tùy vào chiều cao của công trình đang xây dựng
- Cần trục tháp có đỉnh luôn cao hơn so với mặt bằng công trình đang thi công ít nhất khoảng
- Với các loại cần trục tháp có cần nâng hạ thì tầm với được thay đổi bằng tời cáp nên sẽ có nhiều hạn chế về tầm với Vì khi cần nằm ở tầm với xa nhất máy phải tốn một công suất khá lớn khi vừa kéo cả tải trọng của cần và hàng đi lên Chưa kể, việc kéo cần về 90 độ không khuyến khích nhiều nên như vậy sẽ có giới hạn về tầm với
- Đối với loại có cần nằm ngang thì tầm với được thay đổi bằng cơ cấu xe con được lắp trên cần Tầm với phụ thuộc vào chiều dài của cần và từ 12 ÷ 50m và đôi khi đến 70m.
- Có thể quay được 360 nên phạm vi hoạt động được mở rộng rất nhiều.
Tính năng suất của thiết bị
- Nói đến các công trình cao tầng thì cần trục tháp là lựa chọn ưu việt cho việc thi công chúng Với khả năng làm việc diện rộng và sức kéo khoảng hàng chục tấn, cần trục tháp đảm bảo tính linh hoạt để nâng hạ các cấu kiện xây dựng trong phạm vi công trình đang thi công giúp tiết kiệm rất nhiều thời gian và công sức.
- Ngoài ra, khi so sánh với các thiết bị, máy móc khác thì cần trục tháp thường có khả năng nâng trọng tải lớn hơn, bán kính hoạt động cũng không bị hạn chế nhiều Đặc biệt, chiều cao nâng đối với cần trục tháp phụ thuộc vào chiều cao của công trình đang xây dựng nên có thể nói là vô tận.
- Bên cạnh đó, mặc dù có tốc độ nâng và vận tốc xoay kém hơn nhiều so với các thiết bị khác. Nhưng do điều kiện làm việc chịu tác động nhiều của gió trời nên có thể nói là hợp lý Mặc khác khi tháo lắp các công trình trên cao đòi hỏi độ an toàn cao, do đó ưu tiên tính tỉ mỉ và chính xác hơn là tốc độ.
- Năng suất của máy trục tính theo công thức :
Trong đó : n là số chu kỳ làm việc của máy trục trong một giờ :
Kt- hệ số sử dụng thời gian , kt ≤ 1
Kq- hệ số sử dụng tải trọng , k Q ≤ 1 n600
3600- thời gian tính bằng giây của một giờ
T - thời gian của một chu kì (giây)
T=∑ ti ;ti - thời gian của nguyen công thứ i Đối với cần trục quay toàn vòng , thời gian một chu kỳ T được tính như sau :
T =tm+ tn+ tq +th +tt +t ' n+ t ' q+ t ' h
Trong đó : tm : thời gian móc hàng (trung bình từ 20-30 giây) tn : thời gian nâng hang (trung bình từ 10-20 giây) tq : thời gian quay có hàng (trung bình từ 5-10 giây ) th : thời gian hạ hang (trung bình từ 10-20 giây) tt : thời gian dỡ hàng khỏi móc câu (trung bình từ 10-15 giây) t’n , t’q , t’h – thời gian nâng quay và hạ móc câu không có hàng (trung bình từ 1-5p) ta có : T0+20+10+20+15+50 (giây) vậy chù kỳ làm việc trong một giờ sẽ là : n= 3600 100 6 giả sử mỗi lần nâng 80% tải trọng tối đa : Q=3,2.80%=2,56 (tấn) giả sử kt và k Q là 0,8 ta sẽ có năng suất :
LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ
Nguyên lý hoạt động của cần trục tháp
(1) Thân tháp (7) Công xon (13) Tời quay xe con
(2) Chân tháp (8) Đối trọng trên đỉnh tháp (14) Cần
(3) Cụm bánh xe di chuyển (9) Tời cáp (15) Xe con
(4) Đối trọng dưới chân tháp (10) Thanh neo chịu lực (16) Puli dẫn hướng
(5) Cột lắp dựng (11) Cabin (17) Cáp
(6) Cơ cấu quay (12) Đỉnh tháp chữ A
Cần trục tháp có đầu quay tháp không quay, thường được chế tạo với cần nằm ngang và thay đổi tầm với bằng xe con di chuyển trên cần
Tháp (1) tựa trên chân tháp (2) và các cụm bánh xe di chuyển trên ray (3) Trên chân tháp đặt đối trọng dưới (4) để đảm bảo ổn định cho cần trục trong trạng thái làm việc và không làm việc
Trong quá trình làm việc, tháp có thể nối dài thêm để tăng chiều cao nâng nhờ cột lắp dựng
(5) Cột lắp dựng (5) có thể di chuyển dọc theo các ray dẫn hướng trên tháp. Đầu quay (12) tựa lên đầu tháp qua thiết bị tựa quay hay cơ cấu quay (6) Cần (14) và công xon (7) liên kết khớp với đầu quay được giữ bằng các thanh neo (10).
Trên công xon đặt tời nâng vật (9) và đối trọng (8) Đối trọng (8) có thể di chuyển dọc theo công xon nhờ cơ cấu di chuyển đối trọng để cân bằng với momen tải trọng do vật nâng và cần gây ra giảm đến mức tối thiểu momen uốn tháp
Xe con (15) có thể chạy dọc theo ray treo trên cần để thay đổi tầm với nhờ cơ cấu di chuyển xe con (13) đặt ở chân cần
Cáp (17) thông qua các puly dẫn hướng (16) được tời cáp (9) kéo hoặc nhả để nâng hoặc hạ hàng.
Tất cả mọi hoạt động của cần trục tháp được điều khiển thông qua Cabin (11) nằm trên cơ cấu quay (6) và nằm giữa phần liên kết giữa công xon (7) và cần (14). Để nâng hạ vật, có thể sử dụng sơ đồ mắc cáp nâng vật với bội suất palăng a=4 hoặc a=2 để tạo ra các đặc tính tải trọng khác nhau của cần trục
So với cần trục tháp với tháp quay, cẩn trục tháp có đầu quay đòi hỏi thời gian lắp dựng lâu hơn, vận chuyển và bảo dưỡng phức tạp hơn do các cơ cấu nâng của cần trục đều đặt ở trên cao. Loại này thường có tải trọng nâng và tầm với lớn Khi cần làm việc với chiều cao nâng lớn để xây nhà cao tầng, có thể dùng cẩn trục tháp có đầu quay đặt cố định và neo tháp vào công trình để đảm bảo ổn định.
Nguyên lý hoạt động của cơ cấu quay
Trên các CTT, phần quay cùa cần trục hoạt động được là do cơ cấu quay với sự dẫn động của động cơ điện Phụ thuộc vào loại hình và kích thước cúa vòng đỡ - quay, cấp truyền động chậm (cấp truyền động cuối cùng) cùa cơ cấu quay sẽ có cấu tạo khác nhau, như truyền động bánh răng, truyền động kiểu chốt hay truyền động cáp, nhưng trong đó phổ biến nhất là truyền động bánh răng.
Truyền động bánh răng để đảm bảo hoạt động trơn tru thì sự đồng tâm giữa tâm quay của phễu chụp và tâm cần trục bắt buộc phải chính xác Để khắc phục nhược điểm này thì vành quay của phễu chụp được chế tạo bằng vòng bi Khi chế tạo như vậy, thì một trong 2 vành của vòng bi (ngoài hoặc trong) sẽ được gia công răng để truyền momen cho cơ cấu quay.
Một loại cơ cấu quay với hộp giảm tốc bánh răng trụ có bộ truyền động hành tinh được sử dụng có hiệu quả trên các CTT
Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống truyền động
(3) Trục vào hộp giảm tốc
(4) Trục ra hộp giảm tốc
(5) Bánh răng ở đầu ra hộp giảm tốc
Khi động cơ (1) khởi động, momen do động cơ sinh ra sẽ truyền qua khớp nối (2) và đồng thời cũng là phanh để dừng lại trong trường hợp khẩn cấp Từ khớp nối (2), momen tiếp tục truyền qua trục vào (3) của hộp giảm tốc, ở đây là hộp giảm tốc bánh răng hành tinh 3 cấp Các cấp độ momen cứ tiếp tục tăng dần thông qua cần C (ứng với mỗi cấp là cần C1, C2, C3) truyền động xuống bánh răng mặt trời phía dưới Cuối cùng, trục ra (4) hộp giảm tốc sẽ cho ra momen xoắn lớn nhất với tốc độ vòng quay là nhỏ nhất, đảm bảo làm việc êm dịu và hoàn toàn đủ công suất để dẫn động cả cơ cấu.
Cụm (6) (7) (8) gọi là thiết bị đỡ xoay hay có thể hiểu là 1 ổ bi cỡ lớn Vòng ngoài (6) sẽ được gia công răng và cố định với thân tháp Để làm cho đỉnh tháp quay xung quanh thân tháp thì trục quay (10) (cố định với đỉnh tháp) sẽ lắp với vòng trong (8) qua các Bulong (9) Hộp giảm tốc được lắp cố định với phần trên đỉnh tháp Như vậy, khi động cơ hoạt động thì bánh răng (5) sẽ ăn khớp với bánh răng (6) và lăn xung quanh bánh răng (6) làm cả phần trên đỉnh tháp quay Sự ma sát giữa vòng trong (8) và vòng ngoài (6) được giảm đi đáng kể do có vòng bi
(7) giúp cho cơ cấu hoạt động êm dịu.
TÍNH TOÁN CƠ CẤU QUAY CỦA CẦN TRỤC THÁP
Thông số đầu vào và điều kiện biên
Cần trục tháp thường có tốc độ nâng hạ vật để điều chỉnh hàng thưởng < 8m/s, tốc độ quay của cần từ 0,3 ÷ 1 v/ph, thời gian thay đổi tầm với từ 25 ÷ 100s, tốc độ di chuyển của xe con 0,2 ÷ 1m/s và di chuyển cần trục 0,2 ÷ 0,63m/s.
Dựa vào những dữ liệu trên và kết hợp với dữ kiện của bài toán, ta chọn thông số hợp lý như sau:
+ Tốc độ của cơ cấu quay: 0,5 v/phút
+ Khối lượng các bộ máy khác: mk = 1,7T.
+ Tải trọng nâng lớn nhất: Q = 3,2T.
Tham khảo sơ đồ về sức nâng bên dưới:
Hình 3.1 Sức nâng của cần trục tháp thông dụng
Suy ra biểu đồ về sức nâng như sau:
Hình 3.2 Biều đồ sức nâng
Quan sát sơ đồ trên, đường đặc tính sức nâng là một đường cong parabol theo dạng phương trình bậc 2 Theo lý thuyết, đường đặc tính là một đường thẳng tuyến tính thoải dài từ trên xuống nhưng trong quá trình làm việc có xảy ra việc tổn hao công suất do ma sát và các tải trọng phụ khác nên đường đặc tính có dạng cong.
Cần của ta dài 45m nên sức nâng tại đây nhỏ nhất là 1,6T Sức nâng lớn nhất là 3,2T tại vị trí tầm với là 25m Theo đồ thị, nếu giảm tầm với xuống dưới 25m thì sức nâng sẽ tăng thêm Tuy nhiên, từ 0 – 25m là 1 đường tuyến tính có sức nâng không đổi là 3,2T Nguyên nhân là do sự cân bằng momen sức nâng với momen của đối trọng còn tính đến khối lượng cần nên sức nâng tại khoảng giới hạn tầm với này bị hạn chế để đảm bảo bền cho kết cấu.
Khối lượng của các thành phần có trong cần trục tháp
3.2.1 Tổng khối lượng của cần trục chưa tính đến đối trọng:
Tham khảo thông số kỹ thuật của cần trục tháp có mã hiệu LIEBHERR 63 LC có sức nâng tương tự, ta sơ bộ được trọng lượng của các thành phần cần trục như sau:
+ Khối lượng phần đỉnh tháp và cơ cấu quay sơ bộ: Gđth = 4T
+ Cần dài 45m, khối lượng của cần: Gc = 2,3T
+ Dầm đặt máy và đối trọng dài khoảng 10,5m, có khối lượng: Gd = 2T
+ Khối lượng cabin và các bộ máy khác: Gor = 1,7T
+ Phần thân tháp được ghép nối từ nhiều đốt tháp lại với nhau, giả sử mỗi đốt có chiều cao là 12m với khối lượng là 2,435T Như vậy, chiều cao phần thân tháp là 36m thì có khối lượng: Gth = 17,305 18T.
Như vậy, tổng khối lượng của cần trục tháp chưa tính đến khối lượng của đối trọng là 19T.
3.2.2 Khối lượng của đối trọng: Để đảm bảo cần trục của ta hoạt động ổn định, không bị các tải trọng phụ phát sinh trong quá trình mở máy và phanh, hoặc tải trọng do gió tác động ảnh hưởng phần đến phần kết cấu thì phải tính toán trọng lượng thích hợp cho đối trọng Đối trọng sẽ giúp cần trục không bị mất cân bằng và đảm bảo tính bền cho kết cấu. Độ ổn định của cần trục phụ thuộc vào chỉ số sự đứng vững hay (hệ số ổn định) Là tỷ số giữa momen chống lật cần trục Mcl và momen lật Ml: k1 = M M cl l (trích trang 150 – sách I)
Dựa vào hệ số k1, ta kiểm nghiệm các trường hợp ổn định của cần trục khi hoạt động hoặc khi ngừng hoạt động Từ đó suy ra được trọng lượng cần thiết trong 1 giới hạn cho phép của đối trọng.
3.2.2.1 Tính đứng vững của cần trục khi mang vật nâng:
Theo lý thuyết, ta phải tính cho trường hợp bất lợi nhất là trường hợp cần trục tháp đặt trong nền có 1 góc nghiêng
Tuy nhiên, trong quá trình hoạt động cần trục của ta có thể được neo chặt vào công trình, cố định thân tháp bằng nền bê tông cốt thép hoặc được đỡ bởi chân đế mà trên đó có đặt thêm các đối trọng giúp tăng độ cứng vững cho thân tháp Do vậy để đơn giản bài toán, ta sẽ bỏ qua góc nghiêng .
Tham khảo catalogue của cần trục LIEBHERR 63 LC, dựng sơ bộ sơ đồ tính toán của cần trục tháp:
Hình 3.3 Sơ đồ tải trọng bản thân và các ngoại lực tác động lên cần trục tháp
Khi chưa có đối trọng, cần trục của ta dù đặt trong địa hình phẳng vẫn có xu hướng đổ sang vị trí cần và ngay tại điểm B Giả sử các tải trọng và vị trí của nó được đặt như sơ đồ trên, ta có:Tải trọng do gió tác dụng lên hàng Pg1 và lên toàn bộ cần trục Pg2 được xác định theo công thức: pg = Kk.q.(F0 + Fv) (trích trang 21 – sách I)
Hệ số cản khí động học Kk = 1,1 q = 15 kG/m 2 = 0,015 T/m 2 (ứng với gió cấp 5)
Fv = 5m 2 ứng với sức nâng Q = 3,2T
F0: diện tích hứng gió tính toán của kết cấu F0 = F.
F: diện tích hình bao của kết cấu; = 0,4 (hệ số tính đến phần rỗng của kết cấu) Tải trọng gió tác động lên hàng: pg1 = Kk.q.(F0 + Fv) = 1,1.0,015.(5) = 0,0825T
Tải trọng gió tác động lên toàn bộ cần trục Pg2 Ở đây, áp lực gió theo chiều cao sẽ có sự thay đổi Cụ thể, gió ở độ cao càng lớn thì áp lực gió càng mạnh Tuy nhiên, với chiều cao cần trục tháp lớn nên trong quá trình hoạt động, phần thân tháp được neo chặt vào công trình nên áp lực gió sẽ không làm cần trục của ta bị mất cân bằng Do đó đối với Pg2, ta sẽ tập trung đến phần đỉnh tháp nằm trong khoảng từ 36 41,89m theo chiều cao của cần trục Do vậy, diện tích hứng gió F0 cũng sẽ chỉ xét đến trong khoảng độ cao này
Các momen gây lật cho cần trục tháp:
- Momen lật chỉ do tải trọng vật nâng
*Xét trường hợp sức nâng ở tầm với xa nhất Q = 0,85T
*Xét trường hợp sức nâng ở tầm với trung bình và sức nâng lớn nhất Q = 3,2T
Trường hợp 2 có momen lật lớn hơn nên tính chọn cho trường hợp 2.
- Momen lật do trọng lượng bản thân cần:
- Momen lật do tải trọng gió tác động lên hàng quy đổi về cần:
- Momen quy dẫn của tải trọng gió tác động lên hàng về cần:
Giả sử, chiều cao tính từ hàng đến cần là 2m, khi đó momen quy dẫn:
- Momen lật do tải trọng gió tác động lên phần đỉnh tháp:
- Tổng momen gây lật cho cần trục:
Ml = MQ + Mc + Mg1 + Mg2 = 64 + 53,13 + 0,054 + 0,53 = 117,714 Tm
Các momen chống lật cho cần trục tháp:
- Momen chống lật do trọng lượng bản thân dầm đặt đối trọng và các bộ máy đặt trên đó:
- Momen chống lật do đối trọng:
- Tổng momen chống lật cho cần trục:
Mcl = Gđt.11,1 + Mqd + Md = Gđt.11,1 + 0,165 + 11,7 (1)
- Tính đứng vững của cần trục khi mang vật nâng: k1 = M M cl l
3.2.2.2 Tính đứng vững của cần trục khi mang vật nâng, không xét tải trọng phụ:
Trong quá trình hoạt động, cần trục có 1 khoảng thời gian dừng lại để tiến hành lắp đặt hoặc sửa chữa Do đó cần kiểm tra tính ổn định của cần trục trong trường hợp này Khi không hoạt động các tải trọng phụ sẽ không có, vậy nên kiểm tra tính ổn định cần trục qua biểu thức: k1’ = M M cl l = M M G
Tham khảo Catalogue của cần trục tháp LIEBHERR 63 LC, đối trọng thường sản xuất thành những khối tiêu chuẩn Do đó:
Tính toán các công suất của hệ dẫn động
Trong thời kỳ mở máy mômen cản quay đối với trục quay xác định theo công thức:
+ M1 - mô men cản do ma sát trong hệ thống tựa quay;
+ M2 - mômen cản do độ nghiêng của mặt nền;
+ M3 - mô men cản do gió;
+ M4 - mômen cản do lực quán tính khối lượng của các bộ phận trên đỉnh tháp.
3.3.1 Momen cản do ma sát trong ổ tựa:
Khi vành ổ và các viên bi đảm bảo độ cứng yêu cầu, momen cản quay do ma sát trong ổ tựa có thể được xác định theo công thức thực nghiệm:
M1 = 0,025 M +0,005 Q D tb cos (Trích trang 143 – sách I)
Sợ đồ ngoại lực tác động lên cơ cấu tựa quay:
Hình 3.4 Sơ đồ ngoại lực tác động lên cơ cấu tựa quay
- Momen cản quay do ma sát:
3.3.2 Momen cản do độ nghiêng của đỉnh tháp với thân tháp:
Xét ở vị trí bất lợi nhất, đỉnh tháp nghiêng với thân tháp một góc Lúc này đỉnh tháp vuông góc với phương nghiêng Do đó, tải trọng và trọng lượng bản thân đỉnh tháp sẽ phân ra làm 2 thành phần lực mà trong đó thành phần lực hợp với góc cùng phương với bề mặt nằm ngang của thân tháp (hay mặt đất) sẽ gây ra momen cản.
Hình 3.5 Sơ đồ ngoại lực tác động lên cơ cấu tựa quay
Giả sử góc nghiêng cho phép lớn nhất của mặt nền khi thiết kế = 3, khi đó:
- Momen cản do độ nghiêng của đỉnh tháp:
Q = 3,2T (xét trường hợp có momen cản lớn nhất)
Sơ đồ tải trọng gió tác động lên cần trục theo phương vuông góc với bề ngang cần:
Hình 3.6 Sơ đồ hình chiếu bằng của cần trục tháp
- Tải trọng gió tác động lên đối trọng:
Diện tích hứng gió của đối trọng:
- Tải trọng gió tác động lên phần dầm đặt đối trọng theo phương vuông góc với bề ngang dầm:
- Tải trọng gió tác động lên cần theo phương vuông góc với bề ngang cần:
- Tải trọng gió tác động lên hàng: pg6 = Kk.q.(F0) = 1,1.0,015.(5) = 0,0825T
3.3.4 : Mô men cản do quán tính quay các khối lượng thuộc phần quay :
- Tkd : là thời gian khởi động (giả sử là 180s)
- ∑ ( G i D 2 I ) q : tổng mô men đà của phần quay (kể cả vật nâng ) đối với trục trung tâm phần trục ;
- Tham khảo tacaloge của cần trục LIEBHERR 63 LC : ta có trọng lượng phần buồng lái và đỉnh tháp lần lượt là : 600 + 2740 340 kg = 3,34 tấn
- Thay vào công thức : M4= 0,07 Tm
3.3.5 Công suất của hệ dẫn động: Động cơ điện cơ cấu quay được chọn xuất phát từ công suất tĩnh, tính theo momen tĩnh cản quay Mq t khi cần trục có vật nâng quay với vận tốc ổn định nq.
Hiệu suất chung của hệ thống truyền động được xác định như sau:
+ Hiệu suất của khớp nối: kn = 1
+ Hiệu suất của các cặp bánh răng trụ để hở: brh = 0,93
+ Hiệu suất của 1 cặp ổ lăn: ol = 0,99
Vì chưa biết chính xác các chi tiết máy trong hộp giảm tốc nên ta chọn hiệu suất chung của hộp giảm tốc khoảng: h = 0,85
Suy ra hiệu suất chung: q = kn h brh = 1.0,85.0,93 = 0,7905
- Công suất tĩnh yêu cầu của động cơ:
❑ q = 14 , 45.9 60.0,7905 ,81.2.0 ,5 = 9,4 kW Ở bộ máy quay, momen cản động tổng cộng rất lớn, lớn hơn momen cản tĩnh rất nhiều (có thể từ 3 10 lần) Do vậy, để động cơ có khả năng làm việc được trong quá trình khởi động, ta phải chọn động cơ cú cụng suất danh định cao hơn cụng suất tĩnh yờu cầu từ 3 á 4 lần để bự lại phần momen M4 (momen quán tính khối lượng của các thành phần có trên phần đỉnh tháp) và các momen cản động thành phần khác.
- Công suất danh định của động cơ:
Kết luận: Vậy để cơ cấu quay của cần trục tháp hoạt động được thì phải cần một động cơ có công suất lớn hơn 28,2 kW Hoặc nếu sử dụng 2 động cơ thì công suất của mỗi động cơ sẽ lớn hơn 14,1 kW và 9,4 kW nếu sử dụng 3 động cơ.
Tính toán các thông số động học của máy
3.4.1 Xác định các thông số hình học cơ bản:
Chọn thiết bị tựa quay kiểu bi đũa với vòng răng ăn khớp trong của hãng LYJW (LuoyangJiawei) của Trung Quốc có số hiệu là 113.32.1800 có thông số kỹ thuật như sau:
Hình 3.7 Sơ đồ thông số hình học
+ Đường kính đỉnh răng: da1 = 1568 mm
+ Hệ số dịch chỉnh: x = 0,5 mm
Dựa vào dữ liệu trên, xác định được thông số hình học của vòng răng:
- Đường kính vòng chia: d01 = m z 1 cos = 14.113 cos 0 = 1582 mm = 1,582 m
- Đường kính đỉnh răng: da1 = d01 2.(1 x).m = 1582 2.(1 0,5).14
Như vậy, ta đã xác định được đường kính vòng chia của bánh răng ngoài d01 = 1,582 m Vì hệ bánh răng có 1 bánh răng trung tâm cố định nên bánh răng hành tinh sẽ vừa chuyển động quay và lăn xung quanh bánh răng trung tâm Do vậy, để xác định được số vòng quay của bánh răng hành tinh 2 thì phải giả sử số răng cho trước của bánh răng 2.
Cần trục tháp của ta có số vòng quay là 0,5 v/phút Suy ra, bánh răng hành tinh trong 1 phút vừa quay và vừa lăn xung quanh bánh răng trung tâm ứng với độ dài cung của bánh răng trung tâm là 0,5 vòng.
Hình: 3.8 Sơ đồ truyền động
Như vậy số vòng quay của bánh răng hành tinh được biễu diễn dưới dạng công thức tỷ số truyền như sau: n2 = n 1 do do 2 1 = n m z 1 do 2 1 = 0 ,5.1582 14.15 = 3,77 (vòng/phút)
Giả sử số răng của bánh răng hành tinh Z2 = 15 răng thì khi ấy n2 = 3,77 vòng/phút
Với công suất động cơ Nđc > 23,64 kW và số vòng quay của trục đầu ra (hay bánh răng hành tinh) n2 = 3,76667 v/ph Ta có:
Tham khảo động cơ của hãng sản xuất OMEC MOTORS ta chọn 2 động cơ có các thông số sau:
Hình 3.9 : catalogue động cơ điện
Tên động cơ Công suất
Số vòng quay (v/p) cos % T T k dn
Bảng : 3.1 thông số động cơ điện đã chọn
T T T k dn = 2 Tính chọn tỷ số truyền chung của hộp giảm tốc: ic = n n đc
Tham khảo công ty ShangHai SGR heavy industry machinery co.ltd của Trung Quốc chuyên sản xuất về hộp giảm tốc, ta chọn hộp giảm tốc bánh răng hành tinh 3 cấp có mã hiệu:
Thông số kỹ thuật hộp giảm tốc:
+ Momen xoắn lớn nhất ở trục ra: T2 = 4620 N.m
+ Công suất cần thiết để dẫn động hộp giảm tốc: Pt = 6,5 kW
Với tỷ số truyền mới, cần tính chính xác lại số vòng quay của hệ thống dẫn động:
- Số vòng quay trục ra hộp giảm tốc: n2 = n đc i = 153 570 ,38 = 3,71626 v/ph
- Sai số giữa vòng quay thiết kế với vòng quay thực tế:
- Số vòng quay thực tế của cabin cần trục: ncb= n2 i br = 0,4933 v/ph
- Tỷ số truyền của cơ cấu quay: iq = ih.ibr = 153,38 Z Z 1
Tính toán, lựa chọn các cụm chi tiết cho thiết bị
3.5.1 Hộp giảm tốc: Đối với cơ cấu quay được lắp đặt giữa phần liên kết của đỉnh tháp và thân tháp, do được vận hành ở độ cao lớn nên việc lựa chọn hệ thống truyền động cho cơ cấu phải đảm bảo tính gọn nhẹ và tiết kiệm không gian lắp đặt để đảm bảo cho việc bảo dưỡng và sửa chữa được dễ dàng. Ngoài ra, hộp giảm tốc còn đảm bảo tỷ số truyền động phải lớn Trên cơ sở đó, ta sẽ giữ nguyên việc lựa chọn hộp giảm tốc bánh răng hành tinh 3 cấp của công ty ShangHai SGR heavy industry machinery co.ltd của Trung Quốc có mã hiệu: 201 C2E đã tính chọn ở 4.4.2.
*Ưu điểm của hộp giảm tốc 201 – C2E:
- Thiết kế đảm bảo nhỏ gọn, ta có thể yêu cầu hãng sản xuất hộp giảm tốc thành 1 khối bao gồm 1 cụm bánh răng, động cơ và hộp giảm tốc được tích hợp Hoạt động êm ái, ít tiếng ồn do tốc độ lăn cùng tốc độ trượt đều thấp ở phần thân răng.
- Đạt hiệu suất truyền động cao, giúp giảm tổn thất năng lượng trong quá trình truyền động.
Có thể chịu được tải trọng lớn, điều này là quan trọng trong cơ cấu của cần trục tháp nơi cần chịu được áp lực nặng và tải trọng cao.
- Kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ so với mức tải trọng mà chúng có thể chịu được, điều này giúp giảm trọng lượng tổng của cơ cấu quay và làm cho nó trở nên di động và dễ dàng lắp đặt.
- Hộp giảm tốc bánh răng hành tinh cung cấp độ chính xác và đồng đều trong quá trình truyền động, điều này quan trọng khi cần đảm bảo ổn định và đồng đều trong việc điều khiển và vận hành cần trục tháp.
- Đạt độ chính xác cao với cấu trúc hành tinh, đảm bảo khả năng đồng trục và tránh lệnh tâm trong trong quá trình truyền động.
- Trung Quốc là 1 nước có kỹ thuật công nghệ gia công vật liệu chế tạo bánh răng rất tốt. Ngoài ra, do các bánh răng được đặt hoàn toàn trong hộp kín nên hộp giảm tốc đạt độ tin cậy rất cao.
Mặc dù hộp giảm tốc 201 – C2E có nhiều ưu điểm, nhưng cũng có một số nhược điểm cần xem xét:
- Giá thành cao: Vì yêu cầu tỷ số truyền động lớn và để đảm bảo tính đồng tâm cho cơ cấu tựa quay nên phải lựa chọn 2 động cơ đồng nghĩa với việc chọn 2 hộp giảm tốc bánh răng hành tinh nên giá thành sẽ cao.
- Yêu cầu bảo dưỡng cao: Trong môi trường làm việc khắc nghiệt, hộp giảm tốc bánh răng hành tinh có thể yêu cầu bảo dưỡng chặt chẽ để đảm bảo tuổi thọ và hiệu suất.
Hình 3.10 Hộp giảm tốc bánh răng hành tinh
3.5.2.1 Tính toán momen phanh cho cơ cấu quay:
Momen cản động do quán tính quay M4 của các khối lượng thuộc phần quay của cần trục đối với trục tâm toa quay được xác định theo công thức:
- ∑ ( G i D i 2 ): Tổng momen đà của phần quay (kể cả vật nâng) đối với trục tâm quay cần trục có thể lấy gần đúng: ∑ ( G i D 2 I ) q
- tkđ: thời gian mở máy hoặc phanh Thời gian phanh nhanh hay chậm còn tùy vào chiều dài của tầm với Đối với tầm với < 5 m thì tkđ = 4s Còn đối với tầm với xa hơn thì thời gian phanh có thể lên đến 30s Lý do là để triệt tiêu momen quán tính do hàng và trọng lượng bản thân cần trục gây ra khi phanh khẩn cấp Do vậy, momen phanh cần thiết sẽ tính chọn ở trường hợp momen cản động do quán tính M4 gây ra là lớn nhất Khi đó tkđ = 4s
M4 = 10200 4.60 9 , 7 0 , 81.4 , 5.2 = 3,4 T.m Để đạt hiệu quả phanh tốt nhất thì phanh được đặt trên trục động cơ, khi đó momen phanh được xác định:
- = 1,1 (hệ số tính đến quán tính của các chi tiết máy quay có trong bộ máy)
- q = 0,7905 (hiệu suất truyền động của cơ cấu quay được xác định ở 3.3.5)
- iph = 1155,4627 (tỷ số truyền từ trục quay của toa quay đến trục đặt phanh hay tỷ số truyền cơ cấu quay).
3.5.2.2 Chọn phanh cho cơ cấu quay: Đối với cơ cấu quay, ta sẽ chọn loại phanh thường đóng để đảm bảo an toàn Chẳng hạn khi gặp sự cố như mất điện, cần trục luôn ở trạng thái ngừng quay hoàn toàn tránh cho việc lắc lư do gió gây nguy hiểm cho kết cấu
Như vậy, ta sẽ chọn loại phanh điện từ với nam châm vĩnh cữu do hãng sản xuất KEB của
- Chọn phanh : STANDARD PERMANENT MAGNET BRAKE COMBIPERM P1 size 10 có mô men phanh 194 Nm của hãng keb từ mỹ
Tên phanh Hãng Xuất xứ Size Tphanh
Bảng : 3.2 thông số phanh đã chọn
Vỏ phanh bao gồm 2 phần Phần thứ nhất là nam châm vĩnh cữu và phần thứ 2 là nam châm điện được lắp lồng vào nam châm vĩnh cữu Khi không có điện, phanh ở trạng thái thường đóng nghĩa là cơ cấu quay được ngưng hoạt động Nam châm vĩnh cữu sẽ tạo ra 1 từ trường kéo phần ứng (rotor của động cơ) tiếp xúc với má phanh tạo ra 1 bề mặt ma sát sinh ra momen phanh.
Hình 3.13 Sơ đồ nguyên lý làm việc
Khi nam châm điện được cấp nguồn, 1 lực điện từ được tạo ra sẽ chống lại từ trường của nam châm vĩnh cữu khiến cho phần liên kết giữa má phanh và phần ứng tách ra 1 khoảng hở nhỏ đủ làm cho động cơ quay làm cho đỉnh tháp quay.
CÁC HỆ THỐNG AN TOÀN CỦA THIẾT BỊ
Hệ thống Cảm Biến An Toàn
Hệ thống cảm biến an toàn trên cần trục tháp là một phần quan trọng để đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành và ngăn ngừa các sự cố tiềm ẩn Dưới đây là mô tả chi tiết về các loại cảm biến an toàn thường được sử dụng trên cần trục tháp và chức năng của chúng:
1 Cảm Biến Tải Trọng (Load Sensor)
Chức năng: Đo tải trọng đang nâng để đảm bảo không vượt quá giới hạn an toàn của cần trục.
Vị trí: Thường được đặt trên cáp nâng hoặc móc cẩu.
2 Cảm Biến Chiều Cao (Height Sensor)
Chức năng: Giám sát chiều cao nâng của cần trục để ngăn ngừa việc nâng hàng quá cao, gây mất ổn định.
Vị trí: Được gắn trên cần trục và liên kết với hệ thống điều khiển.
3 Cảm Biến Góc (Angle Sensor)
Chức năng: Đo góc nghiêng của cần trục để đảm bảo cần trục không bị nghiêng quá mức, dẫn đến nguy cơ lật.
Vị trí: Thường được đặt trên thân cần hoặc chân cần.
4 Cảm Biến Vị Trí (Position Sensor)
Chức năng: Giám sát vị trí của móc cẩu hoặc các phần khác của cần trục để ngăn ngừa va chạm và đảm bảo hoạt động chính xác.
Vị trí: Được gắn trên các bộ phận di động của cần trục.
5 Cảm Biến Gió (Wind Sensor)
Chức năng: Đo tốc độ gió để đảm bảo cần trục hoạt động trong điều kiện thời tiết an toàn.
Vị trí: Được gắn trên đỉnh cần trục hoặc các vị trí cao khác.
6 Cảm Biến Va Chạm (Collision Sensor)
Chức năng: Phát hiện các vật cản trong quá trình di chuyển của cần trục để ngăn ngừa va chạm.
Vị trí: Được gắn ở các vị trí dễ xảy ra va chạm trên cần trục.
Hệ thống cảm biến an toàn trên cần trục tháp hoạt động dựa trên việc liên tục giám sát các thông số quan trọng như tải trọng, chiều cao, góc nghiêng, vị trí, tốc độ gió, và các vật cản xung quanh Các cảm biến này gửi tín hiệu về hệ thống điều khiển trung tâm, nơi mà các dữ liệu được xử lý để phát hiện các tình huống nguy hiểm tiềm ẩn Khi phát hiện bất kỳ bất thường nào, hệ thống sẽ tự động kích hoạt các biện pháp an toàn như dừng hoạt động của cần trục hoặc cảnh báo cho người vận hành.
Nâng cao an toàn: Giảm nguy cơ tai nạn và sự cố trong quá trình vận hành.
Cải thiện hiệu suất: Giúp vận hành cần trục một cách chính xác và hiệu quả hơn.
Bảo vệ thiết bị: Ngăn ngừa các hư hỏng do hoạt động quá tải hoặc sai quy cách.
4.3 : một số hệ thống an toàn khác
- Hệ thống Đèn và Chuông Cảnh Báo:
+ Đèn cảnh báo: Hiển thị trạng thái hoạt động của cơ cấu và cảnh báo về các vấn đề an toàn. + Chuông cảnh báo: Phát ra âm thanh cảnh báo khi có nguy cơ an toàn.
- Hệ thống Dừng Khẩn Cấp (Emergency Stop):
+ Nút dừng khẩn cấp để người vận hành có thể dừng cơ cấu ngay lập tức khi phát hiện nguy cơ và sự cố.
- Hệ thống Quản lý Dữ Liệu và Điều Khiển:
+ Hệ thống giám sát và điều khiển: Sử dụng công nghệ điều khiển tự động và giám sát để đảm bảo rằng cơ cấu hoạt động trong các tham số an toàn.
- Hệ thống Đàm Thoại và Liên Lạc:
+ Đàm thoại an toàn: Cho phép người vận hành và nhóm an toàn liên lạc để trao đổi thông tin và cảnh báo.
- Hệ thống Báo Động và Phản Hồi:
+ Hệ thống báo động an toàn: Cung cấp cảnh báo trong trường hợp cần thiết và đảm bảo rằng mọi người xung quanh được thông tin kịp thời.
LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH THIẾT BỊ
Quy trình lắp đặt
Cơ cấu quay của cần trục tháp được lắp đặt khi mà độ cao của cần trục chưa vượt ra khỏi tầm với của cần trục ô tô hoặc các thiết bị nâng khác Khi vượt quá tầm với của các thiết bị nâng thì cần trục sẽ tự nâng độ cao bằng các cơ cấu lồng nâng được lắp lồng vào trong trụ tháp.
Dĩ nhiên để lắp đặt được cơ cấu quay thì trước đó phải xây dựng nền móng và trụ tháp đúng quy trình và yêu cầu kỹ thuật, đảm bảo không có sai sót gì xảy ra Dưới đây là các bước chuẩn bị và lắp đặt:
- Bước 1: Chuẩn bị các trang thiết bị, nhân lực cần thiết.
+ Xe cẩu phục vụ: có thể dùng cẩu bánh xích hoặc bánh lốp đều được và chiều cao nâng khoảng 20 – 30 mét Nhiệm vụ của xe cẩu này là để nâng hạ những cụm chi tiết và hỗ trợ lắp chân tháp và các phần của đốt tháp.
+ Nhân công: Bao gồm chỉ huy – giám sát thi công có kinh nghiệm nhiều năm trong việc lắp dựng cần trục tháp Các kỹ sư và công nhân thực hiện việc lắp dựng.
+ Trang thiết bị cần có như: Máy bắn, khoan điện và các máy móc cầm tay hỗ trợ lắp ráp.Các dụng cụ khác như búa tạ, cờ lê cỡ lớn và bộ dụng cụ tháo lắp Có thể có bộ đàm để kết nối với nhau vì trong quá trình lắp tại những công trường lớn thì rất ồn và khoảng cách giữa những người công nhân có thể cách xa nhau.
- Bước 2: Xác định vị trí lắp đặt, xây móng thật vững chắc, đây là phần cố định chân tháp với nền đất đảm bảo cần trục không bị lật hoặc bung gốc trong khi vận hành Như vậy, nếu phần chân đế được thi công đúng cách và cẩn thận thì sẽ giảm thiểu được rất nhiều tỉ lệ tai nạn.
- Bước 3: Vận hành cần cẩu nâng các đốt tháp vào vị trí cần lắp đặt Lưu ý đốt tháp đầu tiên liên kết với phần nền móng có chiều cao và một số phần được thiết kế khác biệt so với các đốt tháp còn lại Tiến hành lắp các đốt tháp vào nền tháp và nâng cao độ của trụ tháp đến 1 độ cao phù hợp.
- Bước 4: Lắp đặt lồng nâng (cơ cấu nâng cao độ cho cần trục tháp) vào đốt tháp trên cùng. Kiểm tra cơ cấu nâng hạ thủy lực, khóa hãm được hoạt động trơn tru Đặc biệt ray trượt phải đảm bảo song song với trụ tháp, tránh lệch tâm trong quá trình lắp ráp khiến cho cơ cấu bị kẹt khi vận hành sau này.
- Bước 5: Lắp đặt cơ cấu quay cần trục tháp Vòng tựa quay thứ nhất được cố định với lồng nâng qua các bulong Trong quá trình lắp, đảm bảo lực siết giữa các bulong phải đều nhau, tránh hiện tượng bị kênh (cần trục có thể bị nghiêng sang 1 bênh) do lực siết không đều hoặc 1 số mối ghép có thể bị lỏng Muốn đảm bảo được điều này thì phải sử dụng cần siết lực hoặc máy bắn có điều chỉnh được lực siết.
- Bước 6: Lắp đặt phần đỉnh tháp, vòng tựa quay thứ 2 được cố định với phần đỉnh tháp và quy trình siết bulong thực hiện như bước 5 Sau đó tiến hành lắp đặt cabin cùng với cụm động cơ – hộp giảm tốc – bánh răng để dẫn động cho cơ cấu quay Kết nối hệ thống điện và điều khiển, đảm bảo rằng tất cả các liên kết và kết nối đều đúng cách.
- Bước 7: Thực hiện kiểm tra an toàn để đảm bảo rằng mọi phần của cơ cấu quay đáp ứng các tiêu chuẩn.
- Bước 8: Lắp đặt cần tháp, đuôi tháp cẩu và đối trọng Cần tháp và đuôi tháp được chế tạo thành từng đốt với độ dài khác nhau Trong quá trình lắp, phải đảm bảo cân bằng momen giữa phần đuôi tháp và cần tháp bằng cách lắp 1 đoạn cần tháp thì phải lắp 1 đoạn đuôi tháp Để tránh cần và dầm bị võng xuống do trọng lực thì chúng được nối với phần đỉnh tháp bằng các sợi cáp chịu lực gọi là cương đuôi, cương trước, cương sau Tiếp theo đặt các đối trọng vào phần đuôi của cần trục.
- Bước 9: Đưa các cụm cơ cấu và thiết bị vận hành cho cần trục vào vị trí hoạt động như cơ cấu di chuyển xe con, tang quấn cáp, máy phát điện… Sau đó, tiến hành kiểm tra bằng cách vận hành các cơ cấu để đảm bảo chúng hoạt động trơn tru.
- Bước 10: Việc lắp ráp cần trục tháp đến giai đoạn này gần như đã hoàn chỉnh Lúc này, ta không cần đến sự hỗ trợ của xe cẩu nữa Để nâng cao độ cho cần trục, ta sẽ tiến hành nâng đốt tháp lên bằng chính cần trục tháp Đầu tiên tháo dỡ khớp nối giữa lồng nâng và đốt tháp phía trên cùng Tiếp theo, lồng nâng sẽ nâng cao độ lên từ từ bằng hệ thống xilanh thủy lực Đốt tháp mới được đưa vào lắp đặt và chu trình cứ thế được lặp lại cho đến khi đạt được độ cao cần mong muốn của cần trục.
Lưu ý: Với chiều cao cần trục lớn thì trong quá trình nâng, ta sẽ cố định 1 phần thân tháp vào công trình để tăng độ cứng vững cho cần trục tháp.
Vận hành cần trục tháp
5.2.1 An toàn lao động khi vận hành cần trục:
Cần trục tháp là thiết bị được sử dụng rất phổ biến trong các công trình xây dựng Các vụ tai nạn cần trục tháp xảy ra gây hậu quả rất nghiêm trọng Do đó để đảm bảo an toàn, trước khi vận hành cần trục tháp cần tuân thủ các quy định an toàn và xem xét các yếu tố sau:
1 Chỉ những người thỏa mãn những điều kiện sau mới được vận hành cần trục tháp :
- Trong độ tuổi lao động do Nhà nước qui định.
- Có giấy chứng nhận sức khỏe đạt yêu cầu của bộ y tế.
- Đã hoàn thành khóa học về an toàn lao động thiết bị nâng, được đào tạo chuyên môn, có chứng chỉ kèm theo.
- Được giao quyết định điều khiển cần trục bằng văn bản có chữ ký của giám đốc.
2 Chỉ cho phép công nhân làm việc trên cần trục tháp đã qua kiểm định và được cơ quan lao động cấp giấy phép cho phép hoạt động theo đúng luật định Cần trục tháp chưa có giấy phép của ngành lao động không được phép hoạt động.
3 Công nhân làm việc trên cần trục tháp phải sử dụng đúng và đủ các PTBVCN (phương tiện bảo vệ cá nhân) 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 trục tháp, thử lần lượt từng bộ phận của nó ở trạng thái không tải xem hoạt động của chúng có bình thường không Chẳng hạn:
- Cabin: phải được chiếu sáng đầy đủ, cho phép người lái cần trục nhìn rõ các chỉ dẫn vận hành và điều khiển.
- Các cửa sổ phải sạch sẽ, không bị mất độ trong suốt dưới ảnh hưởng của ánh sáng tự nhiên.
- Các tấm đệm cách nhiệt, chống trơn, được cố định tại chỗ để chân trên sàn.
- Không được đặt để các vật khác che khuất tầm nhìn từ trong cabin.
- Ghế ngồi của người lái phải vững chắc, dễ dàng điều chỉnh được để đạt tới vị trí ngồi thoải mái.
- Kiểm tra phanh trước khi làm việc, phanh dùng để hãm mỗi chuyển động của cần trục, phanh dừng khẩn cấp phải đảm bảo giá trị gia tốc phanh tương thích với các thông số thiết kế cho chế độ cơ cấu đầy tải Phanh của các cơ cấu di chuyển và cơ cấu quay phải có khả năng hãm chuyển động của cần trục trong điều kiện tải trọng bất lợi nhất.
- Kiểm tra cáp – puli theo các tiêu chuẩn hiện hành Nếu chúng mòn hay nứt quá mức theo quy định, cần phải báo cáo đến người quản lý và có biện pháp thay thế kịp thời.
Chú ý xem xét tình trạng chất lượng của móc, cáp, dây tiếp đất, trụ chắn khống 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 trục tháp 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 trục tháp 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 trục 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.
8 Trong khi làm việc ngoài trời, cửa buồng 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 lái 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 trục 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.
- 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.
CÁC LỖI VÀ CÁCH KHẮC PHỤC
Vận hành cơ cấu quay của cần trục tháp có thể gặp phải một số lỗi và sự cố Dưới đây là một số lỗi phổ biến và cách khắc phục:
- Lỗi Phanh không hoạt động đúng cách:
+ Nguyên nhân: Hệ thống phanh có thể bị hỏng hoặc mòn.
+ Khắc phục: Kiểm tra và bảo dưỡng hệ thống phanh, thay thế các bộ phận hỏng hoặc mòn.
- Lỗi Cảm biến không hoạt động đúng cách:
+ Nguyên nhân: Cảm biến tốc độ hoặc quá tải có thể bị hỏng hoặc mất kết nối.
+ Khắc phục: Kiểm tra và thay thế cảm biến bị lỗi, kiểm tra kết nối và sửa chữa nếu cần.
- Lỗi Hệ thống Điều Khiển và Điện:
+ Nguyên nhân: Bo mạch bị chập do môi trường, quá tải khiến cho các aptomat tổng bắt buộc phải đóng ngắt để đảm bảo an toàn
+ Khắc phục: Kiểm tra và sửa chữa hệ thống điều khiển, kiểm tra nguồn điện và kết nối Thay thế bất kỳ dây nối nào bị đứt.
- Lỗi Đèn Cảnh Báo và Chuông không hoạt động:
+ Nguyên nhân: Có thể là do đèn hoặc chuông bị hỏng.
+ Khắc phục: Kiểm tra và thay thế đèn hoặc chuông hỏng.
- Lỗi Nút Dừng Khẩn Cấp không hoạt động đúng cách:
+ Nguyên nhân: Nút hoặc mạch dừng khẩn cấp có thể bị hỏng.
+ Khắc phục: Kiểm tra và thay thế nút hoặc mạch hỏng.
- Lỗi Hệ thống Đàm Thoại và Liên Lạc:
+ Nguyên nhân: Hệ thống đàm thoại hoặc liên lạc có vấn đề.
+ Khắc phục: Kiểm tra và sửa chữa hệ thống đàm thoại và liên lạc.
Trên đây là 1 số lỗi và cách khắc phục Nếu gặp vấn đề nào không thể giải quyết được, việc liên hệ với chuyên gia hoặc kỹ thuật viên chuyên nghiệp là quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu suất của cơ cấu quay cần trục tháp.
