Đặc điểm kỹ thuật của cẩu Kalmar RTG 6+1Chiều cao nâng 18,3 mét Chiều sâu hạ 0 mét Tải trọng nâng tối đa 40 tấn Tốc độ nâng hạ: có/không tải 23/54 mét/phút Tốc độ di chuyển ngang 135 mét
TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY THỰC TẬP
Giới thiệu chung về công ty
Công ty CP Dịch vụ Kỹ thuật Tân Cảng, được thành lập vào năm 2008, là kết quả của Xí nghiệp dịch vụ sửa chữa thuộc Tổng Công ty Tân Cảng Sài Gòn Nhiệm vụ chính của công ty là đảm bảo công tác kỹ thuật cho toàn bộ trang thiết bị xếp dỡ và phương tiện vận tải hoạt động trên các địa bàn của Tổng Công ty Tân Cảng Sài Gòn tại Việt Nam.
Công ty cung cấp đa dạng dịch vụ chuyên nghiệp như sửa chữa và vệ sinh container bồn, container lạnh, sản xuất kết cấu thép, thi công nhà xưởng và kho bãi Ngoài ra, công ty còn vận chuyển hàng siêu trường siêu trọng và thực hiện sửa chữa, bảo hành, sản xuất và lắp dựng thiết bị khai thác cảng biển cho nhiều thương hiệu lớn như KALMAR, LIEBHERR, ZPMC, DAEWOO, DOOSAN và MITSUI.
Năng lực của công ty
Công ty CP DVKT Tân Cảng sở hữu đội ngũ hơn 200 chuyên gia và kỹ sư chuyên nghiệp, cùng với hơn 250 công nhân lành nghề Công ty có nhiều loại thiết bị hiện đại, phục vụ cho công tác bảo đảm kỹ thuật cho toàn bộ trang thiết bị của Tổng Công ty Tân Cảng Sài Gòn trên khắp cả nước.
Cơ cấu tổ chức
Hình 2: Cơ cấu tổ chức Công ty Dịch Vụ Kỹ Thuật
Chức năng hoạt động
Sửa chữa, bảo hành, bảo trì, bảo dưỡng phương tiện vận chuyển đường bộ và đường thủy, thiết bị xếp dỡ cảng biển.
Chúng tôi chuyên mua bán và sản xuất vật tư, máy móc, thiết bị và phụ tùng cho tàu biển, xà lan, ôtô, container, xe nâng và thiết bị cần cẩu Ngoài ra, chúng tôi cũng cung cấp xăng, dầu và dầu mỡ nhờn các loại, cùng với dịch vụ cung ứng tàu biển chuyên nghiệp.
Gia công kết cấu thép cho nhà kho và nhà xưởng, cùng với cơ khí và phụ tùng ngành giao thông vận tải, là những dịch vụ chính của chúng tôi Chúng tôi chuyên sản xuất moóc kéo chuyên dụng và thực hiện gia công sản xuất kết cấu thép phục vụ thi công các công trình nhà xưởng.
Thiết kế, tư vấn, giám sát, sản xuất, lắp ráp cần trục, cần cẩu và các thiết bị xếp dỡ cảng biển (RTG, STS).
Dịch vụ bốc xếp, vận tải hàng hóa siêu trường, siêu trọng bằng đường bộ, đường thủy nội địa.
Dịch vụ sửa chữa, vệ sinh, PTI container lạnh Dịch vụ sửa chữa vệ sinh container bồn.
Thi công hệ thống điện, điều hoà không khí, thông tin liên lạc các công trình dân dụng, nhà kho, nhà xưởng…
Hình 3: Một số hình ảnh tại công ty
An toàn lao động và tác phong công nghiệp tại công ty
Tất cả nhân viên cần tham gia các khóa huấn luyện an toàn lao động thường xuyên để hiểu rõ quy định, quy trình và cách xử lý tình huống khi sự cố xảy ra.
Trang bị bảo hộ cá nhân là rất quan trọng, bao gồm các loại thiết bị như mũ bảo hiểm, găng tay, giày bảo hộ và áo phản quang, nhằm đảm bảo an toàn cho người lao động trong quá trình làm việc.
Kiểm tra và bảo dưỡng thiết bị định kỳ là rất quan trọng để đảm bảo an toàn trong hoạt động của máy móc và phương tiện vận chuyển Việc này giúp phát hiện sớm các sự cố tiềm ẩn, từ đó giảm thiểu rủi ro và nâng cao hiệu suất làm việc.
Biển báo an toàn: Hệ thống biển báo an toàn phải được lắp đặt đầy đủ và rõ ràng tại các khu vực làm việc.
Quy trình làm việc an toàn là yếu tố quan trọng trong mọi hoạt động sản xuất và kinh doanh, yêu cầu tuân thủ các quy định đã được phê duyệt Để đảm bảo an toàn, cần thường xuyên đánh giá các rủi ro tiềm ẩn và thực hiện các biện pháp phòng ngừa hiệu quả.
Báo cáo và xử lý sự cố: Mọi sự cố, tai nạn phải được báo cáo ngay lập tức và có biện pháp xử lý kịp thời.
Hình 4: Trang bị bảo hộ
Yêu cầu về an toàn lao động:
Người lao động cần đảm bảo trang bị đầy đủ bảo hộ lao động phù hợp với từng ngành nghề Đặc biệt, trong ca làm việc ban đêm từ 18 giờ đến 06 giờ, việc mặc áo phản quang là bắt buộc để đảm bảo an toàn.
- Không được uống rượu, bia trước và trong thời gian làm việc.
- Không được ngồi trên các phương tiện đang làm hàng và trên đường di chuyển của cẩu bờ, cẩu khung.
- Không được câu cá hoặc đánh bắt cá trong khu vực Cảng.
- Không được tụ tập đông người ở trang khu bãi hàng, cầu tàu.
- Phải đảm bảo đủ sức khoẻ và được khám sức khoẻ định kỳ ít nhất 01 lần/01 năm.
- Khi thực hiện sửa chữa trên cẩu bờ, cẩu RTG phải thực hiện các biện pháp cảnh báo an toàn dưới mặt đất.
- Đối với các cẩu quay: bán kính an toàn là lớn hơn 1.1/2 bán kính quay của cẩu.
- Đối với các cẩu, xe nâng, đầu kéo: Khoảng cách an toàn tối thiểu là xa 5 mét
- Không di chuyển hoặc ngồi phía dưới các mã hàng.
NỘI DUNG THỰC TẬP
Đặc điểm kỹ thuật của cẩu Kalmar RTG 6+
Đặc điểm kỹ thuật Thông số
Tải trọng nâng tối đa 40 tấn
Tốc độ nâng hạ: có/không tải 23/54 mét/phút
Tốc độ di chuyển ngang 135 mét/phút
Tốc độ di chuyển nhà tời
Chiều rộng cẩu 6+1 hàng container
Hệ thống điều khiển Tự động, bán tự động và thủ công
Hệ thống động lực Diesel-Điện hoặc Hybrid
Bánh xe 8 bánh cao su, có khả năng quay 360 độ
Hệ thống an toàn Phanh tự động, cảm biến va chạm
Chiều dài khung chụp (ra/vào ngáng) 6/12 mét
Cẩu RTG có khả năng nâng tải lên đến 40 tấn, là yếu tố quan trọng cần xem xét khi lựa chọn thiết bị Việc chọn tải trọng phù hợp không chỉ đáp ứng nhu cầu sử dụng mà còn đảm bảo hiệu quả trong việc xếp dỡ các loại container.
Chiều cao nâng tối đa của móc cẩu đạt khoảng 18,3 mét, đây là chiều cao phổ biến cho việc xếp chồng container trong kho bãi hoặc trên tàu biển.
Khẩu độ của cẩu RTG, hay chiều rộng tối đa, thường dao động từ 7 mét đến 30 mét, phù hợp với kích thước của nhiều loại container khác nhau.
Tiêu chuẩn chế tạo: Đảm bảo chất lượng và độ an toàn của cẩu RTG Các tiêu chuẩn phổ biến bao gồm FEM 1001 và TCVN 4244-2005.
Tốc độ di chuyển của cẩu RTG trên mặt đất thường dao động từ 0 đến 135 m/phút, với tốc độ cao góp phần nâng cao hiệu quả trong quá trình xếp dỡ container.
Hệ thống điện: Cung cấp năng lượng cho các bộ phận điện của cẩu, điện áp và công suất phù hợp với nhu cầu sử dụng.
Hệ thống an toàn trong thiết bị bao gồm các thành phần thiết yếu như hệ thống phanh, hệ thống báo động và hệ thống giới hạn tải trọng, nhằm đảm bảo an toàn tối đa cho người vận hành và hàng hóa.
Đặt điểm và ưu điểm của cẩu
Khung thép vững chắc của thiết bị được cấu tạo từ thép chịu lực cao, cho phép nâng tải trọng lớn lên đến 40 tấn, lý tưởng cho việc xếp dỡ container cỡ lớn Với bốn bánh xe linh hoạt, cẩu có khả năng di chuyển dễ dàng trên nhiều loại địa hình, từ mặt đất cứng đến bãi đất cát, thích ứng với nhiều môi trường làm việc khác nhau Hệ thống nâng hạ hiện đại, bao gồm móc cẩu và bộ tời tự động, đảm bảo việc nâng hạ container diễn ra chính xác và an toàn, giảm thiểu rủi ro Cuối cùng, hệ thống điều khiển thông minh với các tính năng tiên tiến như tự động định vị và điều chỉnh độ cao, giúp tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm thời gian trong quá trình vận hành.
Cẩu container mang lại nhiều ưu điểm nổi bật, bao gồm năng suất cao nhờ vào khả năng xếp dỡ nhanh chóng, giúp tăng tốc độ luân chuyển hàng hóa và nâng cao hiệu quả hoạt động của cảng và kho bãi Tính linh hoạt của cẩu cho phép di chuyển dễ dàng đến nhiều vị trí khác nhau, tối ưu hóa việc sắp xếp và vận chuyển container Hơn nữa, hệ thống an toàn tiên tiến và khả năng tự động hóa cao giúp giảm thiểu nguy cơ tai nạn, đảm bảo an toàn cho cả người vận hành và hàng hóa.
Quy trình hoạt động của cẩu
Định vị cẩu: Cẩu RTG di chuyển đến vị trí cần xếp dỡ container.
Di chuyển xe rùa (Trolley): Xe rùa di chuyển đến vị trí chính xác trên khung cẩu để tiếp cận container.
Nâng container: Khung chụp được hạ xuống và khóa đóng gù được kích hoạt, container được kẹp chặt Động cơ nâng hạ được kích hoạt để nâng container lên.
Di chuyển container: Container được di chuyển dọc theo khung cẩu và hạ xuống vị trí mới trong bãi container hoặc trên phương tiện vận tải.
Thả container: Khung chụp hạ xuống nhờ động cơ nâng hạ, khóa mở gù được kích hoạt nhờ cảm biến, giải phóng container
Chu trình tiếp theo: Quá trình lặp lại cho các container tiếp theo
CÁC HỆ THỐNG CHÍNH CỦA CẨU RTG 6+1
Hệ thống khung chụp
Hình 6:Cấu tạo khung chụp 1.1Cấu tạo của khung chụp:
Khung chụp là một cơ cấu dùng để kẹp chặt hàng trong quá trình nâng hạ.
Khung thép chịu lực, các cơ cấu kẹp (chốt xoay), hệ thống dây cáp chịu tải, động cơ và cảm biến phản hồi trọng lượng hàng hóa được kết hợp với nhau để điều khiển việc nâng hạ và bảo vệ an toàn.
Khung chụp được trang bị các cảm biến phát hiện mặt bằng, giúp xác định xem khung đã được đặt chính xác vào container hay chưa Những cảm biến này hỗ trợ người điều khiển trong quá trình nâng hạ hàng hóa.
Khung chụp được trang bị bộ dầm có khả năng co rút linh hoạt, với chiều dài tối đa lên đến 40 feet và chiều ngắn nhất là 20 feet, phù hợp với kích thước của Container.
Hai dầm cuối ở hai đầu và hai cần dẫn hướng giúp định vị chính xác vị trí Container cho lái cẩu Bốn cần khóa gù ở bốn góc cho phép mở và khóa Container dễ dàng Hộp điện cung cấp nguồn cho các motor hoạt động của khung chụp.
1.2Nguyên lí hoạt động của khung chụp
Khung chụp được hạ xuống bằng hệ thống nâng hạ của cẩu (hoisting system) đến vị trí trên đỉnh của container cần nâng.
Khi khung chụp tiếp cận, hệ thống cảm biến sẽ phát hiện và xác nhận vị trí của container để đảm bảo khung chụp ở đúng vị trí.
Khóa đóng/mở gù (Twistlocks):
Khi khung chụp hạ xuống và tiếp xúc với container, các chốt mặt bằng (cảm biến) sẽ kích hoạt, khiến các khóa gù ở bốn góc của khung chụp tự động xoay vào vị trí khóa.
Khóa gù xoay 90 độ để phù hợp với lỗ trên các góc container, giúp cố định khung chụp với container Điều này đảm bảo rằng container được giữ chặt và an toàn trong suốt quá trình nâng hạ.
Hệ thống điều khiển sẽ xác nhận rằng tất cả các chốt đã được khóa đúng cách trước khi bắt đầu quá trình nâng.
Sau khi các khóa gù được khóa chặt, hệ thống nâng hạ của cẩu RTG sẽ khởi động để nâng khung chụp cùng với container lên khỏi mặt đất hoặc từ vị trí khác.
Trong quá trình nâng, hệ thống cảm biến sẽ giám sát lực nâng để đảm bảo không có sự cố xảy ra (ví dụ như container bị kẹt).
Khi nâng container lên độ cao vượt quá 5 tầng, quá trình di chuyển sẽ diễn ra theo hai cách: container được di chuyển dọc theo dầm ngang của cẩu hoặc cẩu sẽ được di chuyển đến vị trí đích trong bãi container.
Hệ thống điều khiển của cẩu và khung chụp phối hợp để đảm bảo container luôn được giữ cân bằng và ổn định trong quá trình di chuyển.
Khi đến vị trí được định sẵn, cẩu sẽ hạ khung chụp xuống để đặt container vào đúng vị trí.
Khi container tiếp xúc với mặt đất hoặc bề mặt hỗ trợ, các khóa gù sẽ tự động mở ra, cho phép giải phóng container Quá trình này diễn ra bằng cách xoay chốt xoay 90 độ, làm cho nó tách rời khỏi lỗ góc của container.
Sau khi khung chụp thả container, hệ thống cảm biến sẽ kiểm tra và xác nhận rằng container đã được thả an toàn Chỉ khi đó, khung chụp mới được nâng lên để tiến hành quy trình tiếp theo.
1.3Điều chỉnh kích thước khung chụp
Thanh trượt điều chỉnh chiều dài: Khung chụp có thể điều chỉnh để phù hợp với các loại container có kích thước khác nhau (20 feet, 40 feet, 45 feet).
- Khi cần điều chỉnh kích thước, thanh trượt sẽ di chuyển để kéo dài hoặc thu ngắn khung chụp, sau đó khóa lại ở vị trí mong muốn.
- Việc điều chỉnh này được thực hiện thủ công bởi người lái cẩu.
1.4Các hệ thống trên khung chụp
Hình 7: Hệ thống trên khung chụp a) Hệ thống ra vào ngáng:
Nguyên lý hoạt động của hệ thống là xích truyền động từ động cơ đến hai thanh chịu lực Khi động cơ quay theo hướng thuận, nó sẽ kéo ngáng ra 40 feet, trong khi khi quay ngược lại, ngáng sẽ được rút vào 20 feet Động cơ sẽ tự dừng lại khi các cảm biến vị trí của ngáng được kích hoạt.
Hình 8: Motor điện ra vào ngáng b) Hệ thống mở khóa gù:
Nguyên lý hoạt động của hệ thống là khi nhận tín hiệu từ cảm biến mặt bằng, động cơ sẽ hoạt động để truyền lực đến các thanh dẫn động điều khiển khóa gù Các cảm biến đóng/mở gù được lắp đặt để đảm bảo khi động cơ thực hiện thao tác đóng/mở gù, sẽ tự động ngừng hoạt động của động cơ.
Hình 9: Cơ cấu đóng mở gù c) Hệ thống điều khiển và an toàn:
Cảm biến vị trí: Đảm bảo khung chụp và các chốt xoay được định vị chính xác trước khi khóa và trong suốt quá trình di chuyển.
Cảm biến lực: Giám sát lực tác dụng lên khung chụp và container để ngăn chặn quá tải hoặc lực bất thường.
Hệ thống dự phòng được thiết lập để đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành Khi có lỗi xảy ra trong việc khóa hoặc mở gù, hệ thống sẽ ngay lập tức thông báo lỗi đến vị trí lái cẩu và tự động dừng việc nâng container, nhằm ngăn chặn tai nạn có thể xảy ra.
Hệ thống nâng hạ
Hình 10: Lưu đồ hệ thống nâng hạ
2.1Các thành phần trong hệ thống nâng hạ
Hình 11: Các thành phần của cơ cấu nâng hạ:
1-Motor nâng hạ, 2-Khớp nối, 3-Phanh hãm, 4-Hộp giảm tốc, 5-Tang quấn cáp, 6-Phanh nâng hạ khẩn cấp
Cơ cấu nâng hạ gồm có các thành phần chính là cáp treo, tang, hộp giảm tốc và motor nâng hạ, thiết bị dừng và hãm phanh Trong đó:
- Thiết bị dừng và hãm phanh
2.2Nguyên lý hoạt động của hệ thống nâng hạ
Khi nhận lệnh nâng, động cơ nâng hạ sẽ được kích hoạt, sử dụng động cơ điện hoặc thủy lực để quay tang trống thông qua bộ giảm tốc.
- Tang trống bắt đầu cuộn cáp, kéo cáp qua các puly để tạo lực nâng khung chụp lên hoặc trực tiếp nâng container lên.
- Khi cáp cuộn lại, khung chụp và container sẽ được kéo lên theo chiều dọc.
- Hệ thống điều khiển và cảm biến sẽ giám sát quá trình nâng để đảm bảo tải trọng được nâng một cách ổn định và an toàn.
Cảm biến vị trí, tốc độ và lực căng của cáp cung cấp thông tin phản hồi quan trọng cho hệ thống điều khiển, giúp điều chỉnh tốc độ và lực nâng một cách phù hợp.
- Khi container được nâng đến độ cao mong muốn, hệ thống điều khiển sẽ ra lệnh dừng động cơ nâng hạ.
- Đồng thời, hệ thống phanh sẽ được kích hoạt để giữ cố định vị trí của tang trống, ngăn không cho cáp thép bị nhả ra ngoài ý muốn.
Phanh giữ tang trống ở vị trí cố định, giúp đảm bảo rằng container được duy trì ở độ cao cần thiết mà không xảy ra trượt hoặc di chuyển không mong muốn.
• Nhả phanh và quay ngược động cơ:
- Khi có lệnh hạ container, phanh sẽ được nhả ra, cho phép tang trống quay ngược lại.
- Động cơ sẽ quay theo chiều ngược lại, nhả cáp thép từ tang trống ra, làm giảm lực kéo và từ đó hạ thấp container xuống.
- Hệ thống điều khiển giám sát tốc độ hạ container để đảm bảo rằng container không hạ quá nhanh, tránh gây nguy hiểm hoặc hư hại cho
Khi container được đặt xuống vị trí mong muốn, động cơ sẽ dừng hoạt động và phanh sẽ được kích hoạt để giữ cáp thép ở vị trí cố định.
2.3 Hệ thống điều khiển và giám sát:
Hệ thống điều khiển tự động, bao gồm PLC (Programmable Logic Controller) và hệ thống điều khiển số, đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý toàn bộ quy trình nâng hạ container, từ giai đoạn khởi động nâng cho đến khi hoàn tất quá trình hạ.
Cảm biến vị trí: Giám sát vị trí chính xác của container trong suốt quá trình nâng hạ.
Cảm biến tải trọng: Đo lực căng trong cáp thép để đảm bảo rằng tải trọng nằm trong giới hạn an toàn.
Hệ thống cảnh báo được thiết kế để thông báo cho người vận hành về các sự cố có thể xảy ra trong quá trình nâng hạ, bao gồm tình trạng quá tải, tốc độ nâng hạ vượt mức cho phép, và các lỗi liên quan đến phanh.
Hệ thống của Trolley
Hình 12: Lưu đồ hệ thống Trolley
Sử dụng S7300.PLC trên xe rùa là các module mở rộng ngõ vào ra được kết nối vớiPLC chính bên dưới phòng điện.
Hệ thống này được lắp đặt trong tủ điện trên nóc xe rùa, có nhiệm vụ thu tín hiệu phản hồi từ các thiết bị cảm biến và encoder Những tín hiệu này sẽ được xử lý, tính toán và so sánh với các giá trị đã được đặt, nhằm đảm bảo hoạt động của xe rùa đạt hiệu quả và độ chính xác cao nhất.
Các thiết bị phản hồi tín hiệu trực tiếp về PLC xe rùa :
+ Cảm biến cửa cho phép di chuyển xe rùa.
+ Bộ cam limit switch (giới hạn hành trình di chuyển)
+ Tay trang điều khiển HMI,nút nhấn khẩn cấp…
+ Cảm biến gió cặp đôi cảm biến từ đồng bộ báo vị trí xe rùa.
Bộ module mở rộng này sẽ lấy dữ liệu từ PLC chính để điều khiển motor xe rùa, motor nâng hạ thông qua CAN/DP module.
Hình 13:Sơ đồ điều khiển tổng quát có biến tần
Sử dụng biến tần của hãng siemens loại chỉnh lưu gián tiếp.với ngõ ra từ 2,2 KW pháp băm xung (theo phương pháp điều khiển U/F).
Bộ thiết bị này còn kết hợp bảo vệ quá nhiệt, báo lỗi, nút nhấn khẩn cấp
Là thiết thu thập tín hiệu từ Encoder phản hồi tốc độ di chuyển,vị trí của motor Trolley.
Biến tần hỗ trợ đầu đọc xung ở tần số cao, cho phép tín hiệu phản hồi từ encoder được kết nối với biến tần Qua giao thức Profibus-DP, PLC sẽ nhận tín hiệu từ biến tần và hiển thị trên màn hình HMI.
Bộ điện trở xả (braking unit) cho motor hoạt động khi hãm, khi đó motor phát ra nguồn điện 3 pha trở lại biến tần Qua bộ nghịch lưu IGBT transistor, nguồn điện này được chuyển đổi thành nguồn DC Khi điện áp DC đạt 757 VDC, braking unit transistor sẽ mở ra và xả điện vào hai điện trở xả.
Hình 14: Sơ đồ nguyên lý hãm thông qua biến trở
Sơ đồ điện của hệ thống Trolley:
Hệ thống di chuyển
Hệ thống di chuyển là cơ cấu thiết yếu cho phép cẩu RTG di chuyển dọc theo bãi container, giúp cẩu tiếp cận và xếp dỡ container tại nhiều vị trí khác nhau Điều này mang lại tính linh hoạt cao cho cẩu trong các bãi container lớn.
4.1Cấu tạo của hệ thống di chuyển:
Khung di chuyển (Gantry Frame) là toàn bộ cấu trúc của cẩu khung, bao gồm các dầm ngang và dọc, được hỗ trợ bởi bánh xe cùng với cơ cấu di chuyển.
Bánh xe di chuyển thường được làm từ cao su và lắp đặt trên hệ thống trục dọc của cẩu, giúp cẩu có khả năng di chuyển theo chiều dọc Những bánh xe này có khả năng chịu tải lớn và được điều khiển bởi động cơ, đảm bảo hiệu suất làm việc của cẩu.
Động cơ truyền động: Các động cơ này thường là động cơ điện, cung cấp lực để quay bánh xe và di chuyển cẩu dọc theo bãi container.
3-Động cơ bẻ lái, 4-Động cơ di chuyển dài
Hình 15: Các động cơ trên trục di chuyển:
Hình 16: Motor di chuyển dài bên trái, Motor bẻ lái bên trái
Hệ thống lái (Steering System): Cho phép điều chỉnh hướng di chuyển của bánh xe để thay đổi hướng di chuyển của cẩu.
Hệ thống phanh (Braking System): Được sử dụng để dừng cẩu tại vị trí mong muốn hoặc giữ cẩu cố định khi không hoạt động.
Hệ thống điều khiển và cảm biến của cẩu bao gồm các cảm biến vị trí và tốc độ, cùng với hệ thống điều khiển, nhằm giám sát và điều chỉnh chính xác chuyển động của cẩu.
Thanh giằng: Giúp giữ cả 2 bánh cùng 1 trục được bẻ lái đồng bộ với nhau.
Ắc bập bênh: Giúp cẩu di chuyển được cân bằng hơn trên những địa hình không được bằng phẳng.
■ Khởi động và di chuyển:
Khi nhận lệnh di chuyển, động cơ truyền động sẽ được kích hoạt, tạo ra mô-men xoắn cần thiết để quay các bánh xe và thực hiện quá trình di chuyển.
Cẩu di chuyển dọc bãi container nhờ vào các bánh xe quay, cho phép điều chỉnh tốc độ và hướng di chuyển theo yêu cầu thông qua hệ thống điều khiển.
■ Điều chỉnh hướng di chuyển:
Hệ thống bẻ lái cho phép người vận hành điều chỉnh hướng quay của bánh xe, giúp cẩu thay đổi hướng di chuyển Điều này đóng vai trò quan trọng khi cẩu cần chuyển hướng sang các lối đi khác hoặc tránh các chướng ngại vật.
■ Dừng và giữ cẩu ở vị trí mong muốn:
Khi cần dừng lại, hệ thống phanh của cẩu sẽ được kích hoạt để dừng các bánh xe và giữ cẩu ở vị trí cố định Hệ thống này có thể sử dụng phanh cơ hoặc phanh điện từ.
Hệ thống phanh đảm bảo cẩu được giữ vững ở vị trí đã dừng, ngăn chặn sự di chuyển ngoài ý muốn do tác động của gió hoặc tải trọng không đều.
4.3sơ đồ khối của hệ thống di
1 Động cơ diesel để chạy máy phát điện
2 Máy phát điện cung cấp nguồn cho cẩuRTG
3 Bộ thiết bị ngắt mạch chính bảo vệ quá tải và dòng điện
4 Contactor chính kết nối đầu ra của máy phát điện với hệ thống điện RTG
5 Cầu chì bảo vệ bộ chỉnh lưu khi bị quá tải
6 Bộ chỉnh lưu chuyển đổi điện ápAC→DC
7 Hai bộ biến tần điều khiển hai động cơ di chuyển của RTG
Hai động cơ chính của hệ thống di chuyển có :
Công suất 55kw Điện áp: 400/440 V AC
9 Hai cảm biến đo tốc độ của động cơ
12 Cảm biến nhiệt độ báo nhiệt độ của động cơ
13 Cabin nơi người điều khiển cẩu xuất lệnh yêu cầu thực thi
14 Phanh điện trở, quy định thời điểm xả
Hệ thống hoạt động với động cơ Diesel, cung cấp điện cho máy phát, và nguồn điện này được chuyển đổi từ AC sang DC qua bộ chỉnh lưu Sau đó, điện được lọc và biến đổi ngược lại thành AC bởi biến tần, nhằm cung cấp và điều khiển cho hai động cơ.
Hệ thống phanh của động cơ được điều khiển thông qua tiếp điểm phanh, gửi tín hiệu về PLC qua các tiếp điểm I7.6 và I7.7 Khi người điều khiển kéo tay trang để di chuyển cẩu, phanh sẽ được cấp điện và mở ra, đồng thời tiếp điểm phanh đóng lại để báo cho PLC rằng phanh đã mở Lúc này, PLC sẽ phát lệnh cho biến tần điều khiển động cơ hoạt động Để điều chỉnh tốc độ chạy nhanh, chậm hoặc đảo chiều, người điều khiển chỉ cần điều chỉnh các tiếp điểm trong biến tần như M101 và M211 theo ý muốn.
Khi động cơ cẩu hoạt động, tốc độ được giám sát bởi PLC thông qua cảm biến tốc độ (Tacometter) gửi phản hồi về biến tần Nếu người điều khiển muốn thay đổi tốc độ di chuyển của cẩu, PLC sẽ phát lệnh điều khiển biến tần để đóng các tiếp điểm HIGH SPEED hoặc LOW SPEED, từ đó điều chỉnh tốc độ di chuyển theo ý muốn.
PLC sẽ giám sát nhiệt độ của động cơ thông qua cảm biến nhiệt độ tích hợp Khi động cơ vượt quá mức nhiệt an toàn, cảm biến sẽ gửi tín hiệu cảnh báo về PLC Ngay lập tức, PLC sẽ phát lệnh điều khiển biến tần để ngừng hoạt động của động cơ, nhằm bảo vệ thiết bị khỏi hư hỏng do quá nhiệt.
Khi động cơ ngừng hoạt động, phanh động cơ sẽ đóng lại và tiếp điểm phanh hở ra.
Hệ thống di chuyển của cẩu RTG được trang bị 4 cảm biến tác động (công tắc hành trình) nhằm đảm bảo an toàn cho người và phương tiện trong quá trình di chuyển Các công tắc này có tiếp điểm thường đóng, nối tiếp với nhau, cho phép mạch điện thông khi cẩu hoạt động bình thường Khi có vật cản tác động vào cảm biến, tiếp điểm sẽ mở ra, ngắt mạch điện và ngừng ngay lập tức hoạt động của cẩu Để cẩu có thể di chuyển trở lại, cần khắc phục sự cố và sửa chữa lỗi.
Hệ thống được trang bị còi báo hiệu, giúp cảnh báo khi cẩu di chuyển, từ đó thông báo cho các phương tiện khác trên tuyến đường tránh né kịp thời.
Hình 19: Biến tần điều khiển động cơ
Hình 20: Các thiết bị điện chính điều khiển cẩu di chuyển
Hệ thống bẻ lái
5.1 Hệ thống bẻ lái gồm có:
Cẩu được trang bị bốn động cơ, mỗi động cơ được đặt ở một góc và có hệ thống phanh điều khiển bằng tiếp điểm phanh Các động cơ này điều khiển việc bẻ lái cho hai bánh xe thông qua hộp số và trục truyền động.
Hệ thống góc bẻ lái gồm có:
-Ba cảm biến tác động từ được đặt như hinh vẽ để điều khiển góc bẽ lái.
-Thước chia góc bẻ lái được làm bằng sắt để cảm biến từ có thể tác động.
5.2 Các chế độ bẻ lái:
Có 3 chế độ bẻ lái: góc 0 o , góc 23 o, góc 90o:
Hình 23: Các góc bẻ lái
Cẩu di chuyển ngang hoạt động ở chế độ bình thường với tất cả các góc bẻ lái là 0 độ Trong chế độ này, cảm biến A và C gửi tín hiệu về PLC, trong khi cảm biến B không nhận tín hiệu.
Cẩu di chuyển vòng tròn với góc bẻ lái hiện tại là 23 độ, phù hợp cho việc đảo line Trong chế độ này, chỉ cảm biến B nhận tín hiệu, trong khi cảm biến A và C không hoạt động.
Cẩu di chuyển dọc với khả năng bẻ lái 90 độ, phù hợp cho việc đảo line Trong chế độ này, cảm biến B và C sẽ nhận tín hiệu trong khi cảm biến A không hoạt động.
Hình 24: sơ đồ nguyên lí của hẹ thống bẻ lái
Khi người điều khiển cẩu thực hiện lệnh bẻ lái qua màn hình HMI, hệ thống phanh của động cơ bẻ lái sẽ được cấp điện và mở ra Tiếp điểm phanh sẽ đóng lại và gửi phản hồi về PLC Lúc này, PLC sẽ phát lệnh điều khiển đóng contactor (K) cho động cơ quay Khi động cơ quay, nó sẽ điều khiển hợp số tác động vào trục truyền động, làm cho bánh xe xoay.
Khi hệ thống bánh xe thực hiện việc bẻ góc lái, thước chia góc bẻ lái cũng sẽ quay theo Các cảm biến tác động từ sẽ hoạt động khi đạt đúng góc bẻ lái mà nhà sản xuất quy định và theo yêu cầu của người điều khiển Tín hiệu từ các cảm biến này sẽ được gửi về PLC, và khi đó, PLC sẽ phát tín hiệu ngắt tiếp điểm Contactor, khiến động cơ ngừng hoạt động và tiếp điểm phanh mở ra.
Hình 25: Cảm biến bẻ lái và thước chia góc lái
Hệ thống skew
Hình 26: Vị trí Skew trên khung chụp
■ Hệ thống skew cho phép xoay container theo chiều ngang để cân chỉnh vị trí container theo chiều nằm ngang.
■ Hệ thống skew cho phép điều điều khiển 2 cấp tốc độ:
- Điều khiển tốc độ thấp với nút nhấn.
- Điều khiển tốc độ nhanh với Stabilizer control (điều khiển cân bằng)
■ Cảm biến Skew xác định 3 vị trí:
Hệ thống điện ( E-House) và năng lượng
Phòng hệ thống điện (E-House), hay còn gọi là Electrical House, là không gian chứa đựng tất cả các thiết bị điện thiết yếu để cung cấp, điều khiển và phân phối điện năng cho cẩu RTG (Rubber Tyred Gantry Crane).
Là nơi lắp đặt toàn bộ hệ thống điện, PLC, Biến tần, các bộ phận truyền thông, HMI…
Được cung cấp bởi 2 loại nguồn 3 pha 400VAC: Điện lưới hoặc điện từ máy phát điện dự phòng gắn trên cẩu.
Hình 29:Phòng hệ thống điện E-House
Hệ thống điện cung cấp năng lượng cho cẩu RTG bao gồm các thiết bị chuyển đổi và phân phối điện từ nguồn chính đến các thành phần thiết yếu như động cơ nâng hạ, động cơ di chuyển và hệ thống điều khiển Phòng hệ thống điện là trung tâm tập trung các thiết bị này, đảm bảo cẩu hoạt động hiệu quả và an toàn.
Hệ thống điều khiển và tự động hóa trong phòng hệ thống điện sử dụng các thiết bị như PLC và HMI, nhằm quản lý và tự động hóa quy trình cung cấp điện Việc này đảm bảo rằng cẩu RTG hoạt động một cách hiệu quả và an toàn trong mọi điều kiện.
Bảo vệ hệ thống điện là rất quan trọng, và các thiết bị như rơ-le, cầu dao, cùng hệ thống chữa cháy trong E-House đóng vai trò thiết yếu trong việc ngăn chặn sự cố kỹ thuật và các nguy cơ tiềm ẩn Những thiết bị này không chỉ giúp bảo vệ an toàn cho hệ thống điện mà còn đảm bảo sự an toàn cho cả thiết bị và người vận hành.
Nguồn năng lượng trong cẩu khung RTG là yếu tố quan trọng cung cấp năng lượng cho tất cả các hoạt động của cẩu, bao gồm di chuyển và nâng hạ Các hệ thống nguồn năng lượng này có thể bao gồm động cơ diesel, nguồn điện lưới, hoặc hệ thống hybrid kết hợp cả hai.
Động cơ diesel là nguồn năng lượng chủ yếu cho các cẩu khung RTG truyền thống Nó cung cấp năng lượng cho động cơ điện qua máy phát điện, hỗ trợ các hoạt động nâng hạ, di chuyển và điều khiển cẩu.
Hệ thống điện lưới (Electric Grid Connection) cho phép một số cẩu RTG hiện đại hoạt động bằng nguồn điện từ lưới điện thay vì sử dụng động cơ diesel Cẩu được kết nối trực tiếp với nguồn điện lưới thông qua cáp treo hoặc hệ thống thanh dẫn (busbar) khi di chuyển trong bãi container.
Cẩu RTG hybrid là một hệ thống kết hợp giữa động cơ diesel và nguồn điện lưới, cho phép chuyển đổi linh hoạt giữa hai nguồn năng lượng Điều này giúp tối ưu hóa hiệu suất hoạt động, đồng thời giảm thiểu tiêu thụ nhiên liệu và phát thải khí nhà kính.
Động cơ diesel hoặc điện lưới là nguồn năng lượng chính cho cẩu, với động cơ diesel được sử dụng khi cẩu không kết nối với lưới điện hoặc cần công suất cao.
Phân phối năng lượng trong cẩu là quá trình cung cấp điện năng đến các bộ phận quan trọng như động cơ nâng hạ, động cơ di chuyển và hệ thống điều khiển, đảm bảo hoạt động hiệu quả và đồng bộ của thiết bị.
Hệ thống hybrid tự động chuyển đổi giữa động cơ diesel và điện lưới, tùy thuộc vào yêu cầu công việc và mức năng lượng hiện có Điều này không chỉ tối ưu hóa tiêu thụ năng lượng mà còn giúp giảm thiểu phát thải, mang lại hiệu quả cao trong quá trình vận hành.
7.3.3 Cấu tạo của nguồn năng lượng:
- Động cơ diesel: Là bộ phận chính, tạo ra năng lượng từ quá trình đốt cháy nhiên liệu diesel.
Máy phát điện là thiết bị chuyển đổi năng lượng cơ học từ động cơ diesel thành điện năng, cung cấp nguồn điện cho hệ thống điều khiển và các động cơ khác của cẩu.
Cáp điện và hệ thống thanh dẫn đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối cẩu với lưới điện Hệ thống này cần đảm bảo cung cấp nguồn điện liên tục cho cẩu trong suốt quá trình di chuyển, tránh gây gián đoạn cho hoạt động của thiết bị.
Hình 31: Hệ thống tang cuốn cáp
- Biến tần (Inverter): Điều chỉnh điện áp và tần số của dòng điện cung cấp cho các động cơ của cẩu.
- Bộ chuyển đổi (Converter): Được sử dụng để chuyển đổi giữa các nguồn năng lượng khác nhau (diesel và điện lưới).
Pin dự trữ (Battery Storage) là giải pháp lưu trữ năng lượng từ nguồn điện lưới hoặc động cơ diesel, cho phép sử dụng năng lượng khi cần thiết Công nghệ này không chỉ nâng cao hiệu quả năng lượng mà còn giúp giảm thiểu tiêu thụ nhiên liệu, mang lại lợi ích kinh tế và môi trường.