Thiết kế kết cấu trục 1 tần phục vụ cho việc di chuyển tôn tấm - Chương 4 potx

4.1. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO CÁC CƠ CẤU CÔNG TÁC 4.1.1. Khái niêm chung Thiết kế hệ thống điều khiển cho các cơ cấu công tác có nghĩa là đi thiết kế hệ thống điện điều khiển cho các cơ cấu. Mỗi hệ thống điều khiển của một cơ cấu bao gồm động cơ điên và các thiết bị điện tạo thành một khối thống nhất. Mục đích chính của hệ thống là điều khiển sự hoạt động đồng thời đảm bảo sự an toàn và tin cậy cho các cơ cấu trong quá trình làm việc. Những yêu cầu chung đối với các hệ thống điện điều khiển: - Đảm bảo an toàn trong quá trình làm việc và năng suất cho cầu trục. - Chịu sự va đập, rung động, lắc, sự thay đổi nhiệt độ và quá tải cao. - Cho phép làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại và số lần khởi động lớn. - Đảm báo độ tin cậy cao, cho phép sửa chữa và phục hồi nhanh chóng. - Giảm nhẹ điều kiện lao động, đặc biệt là tự động điều khiển. Căn cứ vào yêu cầu đặt ra ta đi thiết kế hệ thống điều khiển cho các cơ cấu. 4.1.2. Hệ thống dây dẫn và các thiết bị bảo vệ 4.1.2.1. Hệ thống dây dẫn cung cấp điện cho cầu trục CHƯƠNG IV TÍNH CÁC THIẾT BỊ PHỤ VÀ SƠ BỘ TÍNH GIÁ THÀNH 4 2 3 1 Cầu trục được đặt trong phân xưởng, nên hệ thống dây dẫn cung cấp điện cho các cơ cấu cầu trục đều phải là cáp điện có vỏ bọc cách điện tốt và được sử dụng rộng rãi trong ngành máy trục. Do cầu trục di chuyển trên ray đặt trên cao trong phân xưởng để thực hiện chức năng của nó trên mặt bằng làm việc cho phép được định ra trong quá trình thiết kế. Khi cầu trục di chuyển thì hệ thống cáp điện cững di chuyển theo, để tránh rối cáp điện trong quá trình làm việc của cầu trục ta cần phải bố trí thiết bị thu nhả cáp tự động theo quãng đường di chuyển của cầu trục. Trong cầu trục thiế kế, thiết bị thu nhả cáp được mô tả như sơ đồ hình 4.1. Kât cấu và nguyên lý làm việc của cơ cấu thu nhả cáp: Cáp điện 2 được đặt trong rãnh thẳng nằm song song với ray của cơ cấu di chuyển cầu đặt trên vai nhà xưởng 3. Bộ phận cuốn cáp 1 lên kết với trục của bánh xe nên luôn quay cùng chiều với bánh xe của cơ cấu di chuyển cầu đồng thời đảm báo dung lượng chứa cáp. Khi cầu trục di chuyển tịnh tiến về phía trước, bộ phận chứa cáp 1 sẽ tự động nhả cáp khi quay cùng chiều cới bánh xe cơ cấu di chuyển. Khi cầu trục di chuyển về phía ngược lại gần vị trí tụ điện, bộ phận chứa cáp 1 sẽ tự cuốn cáp khi quay cùng chiều với bánh xe của cơ cấu di chuyển. Tiến lùi Hình 4.1. Thiế bị thu nhả cáp tự động. 4.1.2.2. Các thiết bị báo vệ Để cho các cơ cấu của cầu trục làm việc an toàn, tin cậy, không bị hỏng hóc về điện gây ra, cần phải có các thiết bị bảo vệ động cơ điện không cho làm việc khi bị quá tải và mất điện đột xuất. Các thiết bị báo vệ sẽ phát ra ánh sáng và âm thanh khi có sự cố về điện xảy ra trong quá trình hoạt động, Các thiết bị bảo vệ bao gồm: cầu chì, cầu dao, công tắc tơ, rơ le nhiệt, .v.v Ngoài ra, ở các cơ cấu còn được trang bị công tắc cuối. Công tắc cuối có tác dụng giới hạn quãng đường di chuyển của cơ cấu nâng, cơ cấu di chuyển xe con, cơ cấu di chuyển cầu trục để tránh trường hợp các cơ cấu di chuyển vượt quá giới hạn theo tính toán thiết kế đã đưa ra. 4.1.3. Thiết kế mạch điều khiển cho các cơ cấu công tác 4.2.3.1. Mạch điều khiển cơ cấu nâng: Sơ đồ mạch điều khiển như hình 4.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của mạch điều khiển này như sau: Công tắc tơ 1K, 2K để điều khiển đóng mở các tiếp điểm thường đóng và thường mở của nó khi làm việc trên mạch điều khiển. Máy biến áp (MBA) để hạ thế cung cấp điện cho khởi động từ (KĐT) điều khiển hoạt động của cơ cấu nâng. Rơle nhiệt để bảo vệ sự quá tải cho động cơ khi xảy ra sự cố. Đóng cầu dao (CD) cung cấp điện 3 pha cho mạch, nhấn nút thường mở (CK) khởi động từ nhận được điện và sẵn sàng làm việc, tuy nhiên ở thời điểm này cơ cấu nâng chưa làm việc. a. Điều khiển theo chiều nâng Khi điều khiển theo chiều nâng ta nhấn nút nâng (N), công tắc tơ 1K có điện sẽ đóng các tiếp điểm thường mở và mở các tiếp điểm thường đóng của nó cung cấp điện cho động cơ điện làm động cơ quay theo chiều nâng vật, do phanh mắc đồng trục với động cơ điện nên đồng thời lúc đó phanh nhận điện và làm việc sẽ mở phanh (loại phanh điện thường đóng). Khi thả nút nâng N, sẽ ngừng cung cấp điện cho động cơ, đồng thời phanh đóng lại và kết thúc quá trình nâng. b. Điều khiển theo chiều hạ Ta nhấn nút hạ (H), công tắc tơ 2K có điện sẽ đóng các tiếp điểm thường mở và mở các tiếp điểm thường đóng của nó cung cấp điện cho động cơ điện làm cho động cơ quay theo chiều hạ. Tương tự như trên cùng lúc đó phanh làm việc và mở phanh. Khi thả nút nhấn (H) thì quá trình hạ kết thúc. Các công tắc cuối sẽ làm việc khi cơ cấu nâng hay hạ vật vượt quá giới hạn cho phép, nó sẽ ngắt điện ngừng cung cấp cho công tắc tơ 1K và 2K, khi đó các tiếp điểm thường mở 1K và 2K sẽ không đóng lại, động cơ không có điện sẽ ngừng hoạt động. 4.2.3.2. Mạch điều khiển cơ cấu di chuyển xe con và cơ cấu di chuyển cầu Mạch điều khiển cho cơ cấu di chuyển xe con và cơ cấu di chuyển cầu tương tự như cơ cấu nâng. Sơ đồ mạch điều khiển như hình 4.3. Mạch điều khiển cũng bao gồm các bộ phận: công tắc tơ 1K, 2K; máy biến áp (MBA); khởi động từ (KĐT); cộng tắc cuối và các rơ le nhệt. Chức năng của các bộ phận này cũng như ở trong cơ cấu nâng. Đóng cầu dao (CD) cung cấp điện cho mạch, khi nhấn nút thường mở (CK) khởi động từ làm việc, tuy nhiên lúc này toàn bộ cơ cấu di chuyển chưa làm việc. Khi điều khiển cơ cấu sang phải, ta nhấn nút P của KĐT cung cấp điện cho công tắc tơ 1K nó sẽ đóng các tiếp điểm thường mở và mở các tiếp điểm thường đóng của nó, cung cấp điện cho động cơ và phanh làm việc theo chiều di chuyển sang phải. Khi nhả nút P ra sẽ ngừng cung cấp điện cho động cơ và kết thúc quá trình di chuyển của cơ cấu. Khi điều khiển cơ cấu sang trái, ta nhấn nút T của KĐT cung cấp điện cho công tắc tơ 1K nó sẽ đóng các tiếp điểm thường mở và mở các tiếp điểm thường đóng của nó, cung cấp điện cho động cơ và phanh làm việc theo chiều di chuyển sang trái. Khi nhả nút P ra sẽ ngừng cung cấp điện cho động cơ và kết thúc quá trình di chuyển của cơ cấu. 2K CD CC K2 K1 RN2 RN1 1K H N MBA CK KĐT CTC K1 K2 RN2 RN1 ĐC Hình 4.2. Sơ đồ mạch điều khiển cơ cấu nâng. 2K CD CC K2 K1 RN2 RN1 1K T P MBA CK KĐT CTC K1 K2 RN2 RN1 ĐC Hình 4.3. Sơ đồ mạch điều khiển cơ cấu di chuyển xe con và cầu trục. 4.2. THIẾT KẾ CÁC THIẾT BỊ AN TOÀN CƠ - ĐIỆN CHO CẦU TRỤC Cầu trục là một thiết bị phức hợp. Để khai thác và sử dụng nó được bình thường người điều khiển không những thường xuyên phải kiểm tra tình trạng bên ngoài mà còn phải theo dõi tính chất, trạng thái của cầu trục, của các cụm máy và chi tiết riêng biệt của nó. Người điều khiển cầu trục phải có trong tay các tài liệu về khẩu độ dầm, chiều cao nâng, trị số và khối lượng vật nâng, khả năng đặt tải, cũng như các mối liên quan khác. Để thuận lợi cho công việc của người sử dụng và đảm bảo an toàn cho cầu trục, người ta phải trang bị cho cầu trục những thiết bị kiểm tra và an toàn sau đây: 4.2.1. Thiết bị hạn chế chiều cao nâng Ở các bộ máy nâng theo quy định an toàn phải lắp đặt thiết bị hạn chế hành trình nâng, hạ móc câu. Khi nâng sẽ khống chế phía đầu mút cáp, còn khi hạ sẽ khống chế tại vòng cáp tởi ra cuối cùng đặt trên tang. Đối với cầu trục thiết kế ta chọn bộ hạn chế hành trình nâng móc kiểu tay xoay, vì cấu tạo đơn giản và sứ dụng thuận lợi nhất đối với cầu trục dẫn động điện độc lập. Kết cấu của bộ hạn chế hành trình nâng móc kiểu tay xoay được mô tả trên hình 4.4. Bộ hạn chế hành trình 1 kiểu tay xoay được nối với mạch điện chính, cụm móc câu 2, đối trọng 4 được nối với đầu tay xoay 3 bằng dây cáp mềm, còn đầu bên kia của tay xoay 3 kẹp vật nặng 5. Khi móc 2 lên tới chiều cao tối đa theo quy định sẽ chạm vào và nâng đối trọng 4 lên làm cho vật nặng 5 quay xuống tác động ngắt mạch điện trong bộ hạn chế hành trình 1, cũng có nghĩa là ngắt mạch điện điều Hình 4.4. Bộ hạn chế chiều cao nâng. khiển cơ cấu nâng, móc câu (cặp mắc vật lệch tâm ) sẽ dừng lại. 4.2.2. Thiết bị hạn chế tải trọng nâng Cầu trục là loại máy trục có tải trọng nâng không thay đổi, do đó ta chỉ cần lắp trên nó thiết bị hạn chế tải trọng nâng tối đa. Chon thiết bị hạn chế tải trọng nâng tối đa có kết cấu như sau: Bộ hạn chế tải vật nâng dạng lò xo được cheo ở cuối nhánh cáp trong palăng nâng. Lò xo bị nén ép phụ thuộc vào trọng lượng vật nâng; khi lò xo bị nén sẽ tác động vào thanh kéo làm nó dịch chuyển tác động vào công tắc bộ hạn chế hành trình có tay xoay. Khi tải trọng nâng vượt quá trị số cho phép bộ hạn chế hành trình sẽ có tác dụng ngắt mạch điện làm ngừng hoạt động cầu trục hoặc sẽ phát ra Hình 4.5. Bộ hạn chế tải trọng. tín hiệu cho người sử dụng biết để điều chỉnh tải trọng nâng cho đúng yêu cầu. 4.2.3. Thiết bị giới hạn hành trình di chuyển và giảm chấn a. Thiết bị giới hạn hành trình di chuyển Để hạn chế hành trình di chuyển của xe con hoặc cầu trục ta cũng dùng bộ hạn chế hành trình có trục xoay tương tự như ở cơ cấu nâng móc. Bộ công tắc của hành trình được lắp ở đầu mút của của khung giá di chuyển, còn thanh gạt 2 đặt ở cuối đường ray gần ụ chắn giới hạn. Khi cơ cấu di chuyển vượt quá vị trí giới hạn cho phép, tay xoay 2 sẽ chạm vào tay gạt 1 sẽ làm trục 3 quay và ngắt mạch điện điều khiển cơ cấu di chuyển, xe con hoặc cầu trục sẽ dừng chuyển động. 4 3 1 2 Hình 4.6. Thiết bị giới hạn hành trình. Hình 4.7. Thiết bị giảm chấn. b. Thiết bị giảm chấn Đối với các cơ cấu di chuyển, khi đã ngắt nguồn động lực và phanh, bánh xe vẫn tiếp tục di chuyển thêm một đoạn ngắn nữa rồi mới dừng hẳn là do còn tồn tại lực quán tính chưa được triệt tiêu hoàn toàn, cầu trục có thể va chạm mạnh vào ụ chắn. Để giảm nhỏ lực va chạm ta đặt ở hai đầu mút giá di chuyển các bộ giảm chấn bằng cao su hình 4.7. Với thiế bị này sẽ giảm nhỏ lực va chạm và tiếng động khi xẩy ra va chạm nhờ lực đàn hồi của các đầu bám cao su 4. 4.3. SƠ BỘ TÍNH GIÁ THÀNH SẢN PHẨM Việc tính toán giá thành của một sản phẩm nào đó phụ thuộc rất nhiều vào tình hình giá cả ở thời điểm mua vật liệu chế tạo ra nó, chính vì vậy mà việc xác định giá thành cúa sản phẩm chỉ ở mức tương đối. Giá thành sản phẩm còn phụ thuộc vào đặc tính kĩ thuật của chi tiết của các chi tiết và những đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc của nó. Đó là các yếu tố cơ bản để xác định giá thành sản phẩm của các chi tiết nói riêng và cầu trục nói chung. Căn cứ vào kết cấu và nguyên lý làm việc của cầu trục, qua tìm hiểu thực tế ta xác định được giá thành của sản phẩm: Giá thành sản phẩm được tính theo công thức: A = B + C Trong đó: A – Giá thành sản phẩm. B - Giá thành vật liệu chế tạo các chi tiết, B = 184,96 triệu đồng. C – Chi phí thiết kế, C = 10%B = 18,496 triệu đồng. Vậy: A = 184,96 + 18,496 = 203,42 triệu đồng Bảng (4-1). Bảng giá thành vật liệu chế tạo các chi tiết. STT Tên chi tiết Số lượng Khối lượng Đơn vị Đơn giá (đồng) Thành tiền (triệu đồng) 1 Palăng điện 1 Cái 70.10 6 70 2 Cơ cấu di chuyển xe con: - Bộ truyền bánh răng hở. - Bánh xe - Động cơ điện. 1 4 1 Bộ Cái Chiếc 2.10 6 200 000 3.10 6 2 0,8 3 3 Cơ cấu di chuyển cầu: - Bánh xe. - Hộp giảm tốc. - Động cơ điện. - Bộ truyền bánh răng hở. 4 1 1 1 Cái Chiếc Chiếc Bộ 200 000 1.10 6 5.10 6 2.10 6 0,8 1 5 2 4 Thép chữ I: - N 0 70. - N 0 20. 1 4 1472 132 kg kg 40 000 40 000 58,88 5,28 5 Ray P15. 2 40 m 600 000 24 6 Khung giàn thép. 1 150 kg 40 000 6 7 Bu lông. 50 Cái 200 000 0,2 8 Các thiết bị phụ 6.10 6 6 9 Tổng cộng 184,96 . cấu nâng, cơ cấu di chuyển xe con, cơ cấu di chuyển cầu trục để tránh trường hợp các cơ cấu di chuyển vượt quá giới hạn theo tính toán thiết kế đã đưa ra. 4 .1. 3. Thiết kế mạch điều khiển cho. Cơ cấu di chuyển cầu: - Bánh xe. - Hộp giảm tốc. - Động cơ điện. - Bộ truyền bánh răng hở. 4 1 1 1 Cái Chiếc Chiếc Bộ 200 000 1. 10 6 5 .10 6 2 .10 6 0,8 1 5 2 4. 4 .1. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO CÁC CƠ CẤU CÔNG TÁC 4 .1. 1. Khái niêm chung Thiết kế hệ thống điều khiển cho các cơ cấu công tác có nghĩa là đi thiết kế hệ thống điện điều khiển cho