nghiên cứu khái quát về truyền động điện cho cơ cấu nâng hạ. xây dựng chương trình tính toán động lực học của cơ cấu nâng

Đồ án môn học Chơng I Tổng quan cấu nâng hạ 1.1 Sơ lợc cấu nâng hạ : (Hình a biểu diễn cấu nâng hạ hàng truyền động động điện) Trong đó: 1- Móc cẩu; 2- Puli nâng; 3- Blốc đầu cần; 4- Cáp nâng; 5- Trống tời; 6- Bộ truyền; 7- Động điện; 8- Cơ cấu hÃm; 1.2 Yêu cầu thiết bị nâng hạ hàng: - Chế độ làm việc thiết bị đợc đinh từ yêu cầu trình công nghệ Hơn cấu tạo kết cấu thiết bị nâng hạ hàng đa dạng Do thiết kế Trang bị điện- Điện tử chế tạo hệ điều khiển, hệ truyền động điện phải phù hợp với loại thiết bị, chế độ làm việc cụ thể - Thiết bị nâng hạ hàng phải làm việc chế độ nặng nề, tần số đóng cắt lớn, chế độ độ xảy liên tục mở máy, hÃm đảo chiều - Thiết bị nâng hạ hàng chịu tác động lớn môi trờng, thời tiết xấu, hay không khí có độ ẩm cao nh nớc ta Do thiết bi nâng hạ hàng cần có yêu cầu sau: Năng suất nâng hạ hàng cao: - Năng suất nâng hạ hàng (Q) đợc tính: Q= G TCK (tấn/giờ) Trong đó: G: Trọng lợng hàng hoá mà hàng(tấn) TCK: Thời gian chu kỳ làm hàng(giờ) Từ công thức để tăng Q ta tăng G mà đảm bảo đợc cho hệ thống hoạt động tốt Hoặc ta cã thĨ gi¶m TCK Cã: TCK= t1 + t2 + t3 + t4 + t5 + t6 + t7 + t8 Trong đó: t1: Thời gian nâng hàng lên độ cao cần thiết t2: Thời gian đa hàng sang ngang t3: Thời gian hạ hàng t4: Thời gian dỡ hàng t5: Thời gian nâng móc không t6: Thời gian đa móc không sang trái t7: Thời gian hạ móc không t8: Thời gian móc hàng Ta thấy: t4, t8: Không phụ thuộc vào hệ truyền động điện t1, t2, t3, t5, t6, t7, t8: Kh«ng phơ thc vào hệ truyền động điện Do để giảm TCK ta cã thĨ t4, t8 Ngoµi víi bé trun ®éng cã thĨ thùc hiƯn c¸c bíc sau: hƯ thèng nâng hạ hàng với tốc độ tối u Vđm(30- 50) Ngoài phải có số cấp tốc độ khác để phù hợp với mức trạng thái tải chế độ làm việc hệ thống + Nâng hạ móc không: V0=(3- 3,5)Vđm Đồ án môn học + Nâng hạ 1/2 tải định mức: V1=(1,5- 1,7)Vđm + Nâng hạ hàng có trọng lợng nhẹ: V2=(2- 2,5)Vđm + Tốc độ động phải thấp nhấc thử hàng hay hạ hàng chạm đất Bảng thống kê an toàn nhấc thử hàng hay hạ hàng: Độ cao(m) 0,33 0,5 1,1 3,2 8,2 18 25 Tèc ®é(m/phót) 15 24 36 40 Rút ngắn thời gian độ cách: + Chọn động có mô men khởi động lớn + Giảm đờng kính rôto, ta giảm đợc quán tính + Chọn động có tốc độ nhỏ 1000 vòng/phút thời gian dừng động đợc rút ngắn Hệ thống nâng hạ hàng có độ an toàn cao: - Cần phải đảm bảo an toàn cho ngời vận hành, hàng hoá thiết bị nâng hạ hàng - Hệ thống cần có bảo vệ điện khí: + Có mạch bảo vệ cáp căng + Có mạch bảo vệ cáp trùng + Có mạch bảo vệ móc chạm đỉnh + Có mạch bảo vệ góc nâng hạ cần lớn hay nhỏ + Có mạch hÃm điện để dừng hÃm để chuyển tốc độ + Mạch bảo vệ không, bảo vệ tải, bảo vệ pha + Có mạch bảo vệ ngắn mạch bảo vệ khác Các tiêu kinh tế: - Hệ thống có giá thành thấp - Tuổi thọ cao - Chi phí cho khai thác vận hành thấp * Các bảo vệ: - Bảo vệ tầm với tối thiểu: + Đối với cần cẩu KONE: Để tránh hàng hoá va chạm vào thân cần trục công tắc hành trình Pb3=0 tay cần vị trí giới hạn nâng cần với góc lớn ngắt điện động không cho động hoạt động theo chiều nâng cần Trang bị điện- Điện tử - Bảo vệ tầm với tối đa 36m: + Đối với cần cẩu KONE: Khi tầm với lớn 36m hạn vị Pb1 =0 dẫn đến Pc1=0 ngắt điện động không cho phép động hoạt động theo chiều hạ cần - Bảo vệ tải động cơ: +Đối với cần cẩu KONE: Khi dòng điện lớn 1,2 dòng định mức rơ le nhiệt Pc2=0 ngắt điện mạch stato động - Bảo vệ ngắn mạch: + Với cần cẩu KONE: Bảo vệ ngắn mạch cho động cầu chì Pe1(125A) 1.3 Phân loại thiết bị nâng hạ: 1.3.1 Phân loại theo trọng tải nâng chuyển hàng hoá: * Cần trục-cầu trục có có tải trọng nhỏ: trọng tải nậng chun tõ 1- (tÊn) * CÇn trơc-cÇu trơc cã tải trọng trung bình: Trọng tải nâng chuyển từ 10 30(tấn) * Cần trục-cầu trục có tải trọng lớn: Trọng tải nâng chuyển từ 30 -60(tấn) * Cần trục-cầu trục có tải trọng lớn: Trọng tải nâng chuyển từ 80 1200(tấn) 1.3.2.Phân loại theo đặc điểm công tác cấu điều khiển chuyển động chính: a Cần trục chân đế(cần cẩu chân đế): Cần trục chân đế có cấu chính: Cơ cấu nâng hạ hàng; Cơ cấu nâng hạ cần; Cơ cấu quay(Cơ cấu quay mâm); Cơ cấu di chuyển chân đế Cần trục chân đế có khả bốc xếp hàng rời băng gầu ngoạm, bốc xếp hàng hoá treo móc cần trục, bốc xếp container v.v b Cần trục lắp đặt công tông nổi: Cần trục loại thờng có trọng tải lớn, dùng để nâng hạ cấu kiện, phụ tùng cho nghành lắp mắy đợc vận chuyển đờng thuỷ mà cần trục chân đế khả bốc xếp Các cảng biển thờng trang bị loại cần trục với số lợng không nhiều nhng tính động cao để đáp ứng yêu cầu bốc xếp hàng hóa siêu trọng mà đảm bảo tính kinh tế công tác khai thác c Cần cẩu - tời hàng tàu biển: Cần cẩu tời hàng tàu biển cập cảng tham gia vào bốc xếp hàng hoá Cần cẩu tàu thuỷ có cấu tạo bao gồm cấu điều khiển chuyển động chính: Cơ cấu nâng hạ hàng; Cơ cấu nâng hạ cần; cấu quay Sự hoạt động cần cẩu tàu thuỷ phụ thuộc nhiều vào góc nghiêng tàu trình Đồ án môn học bốc xếp hàng hoá, góc nghiêng trình hoạt động lớn so với cần cẩu chân đế lắp đặt cảng Tời hàng tàu thuỷ thờng có loại: Tời đơn tời kép Tời đơn loại tời có cầu Đặc điểm làm việc tời đơn tàu thuỷ đảm bảo đợc tính linh hoạt cao Tời kép loại tời có hai cầu, thờng có hai chuyển động bốc xếp hàng hoá nâng hạ kéo tời để dịch chuyển hàng hoá khoảng cách hai đỉnh cần Đặc điểm loại tời kép thời gian đa vào làm việc chậm so với tời đơn, đòi hỏi công suất đặt nhỏ so với tời kép d Xe nâng - cần cẩu ôtô Nhóm thiết bị bốc xếp hàng hoá có số lợng lớn cảng biển, làm việc chúng có tính linh hoạt cao, hiệu kinh tế sử dụng Đối với xe nâng chuyên dụng thờng có cấu điều khiển chuyển động tơng tự cần cẩu: Chuyển động nâng hạ hàng, chuyển động nâng hạ cần chuyển động quay Đặc điểm cần cẩu đặt ôtô xe nâng nguồn lợng chủ yếu dầu điêzen, hệ thống truyền động động điện điện thuỷ lực e.Cần cẩu ziczắc Cần cẩu ziczắc loại cần cẩu trang bị cho cảng biển để thực công tác dịch vụ nh lắp mới, sửa chữa kho bÃi nhà xởng công tác bảo dỡng hệ thống cung cấp điện, cần cẩu chân đế.v.v Đặc điểm công tác loại cần cẩu tính linh hoạt cao, gọn nhẹ Các hệ thống điều khiển thờng điện thuỷ lực f Cần cẩu trang bị cho kho bÃi nhà xởng Cần trục loại có cấu điều khiển chuyển động chính: Cơ cấu nâng hạ hàng; Cơ cấu di chuyển xe con; Cơ cấu di chuyển giàn Các cầu trục thờng đợc thiết kế điều khiển chỗ từ xa g Tời nâng cho phân xởng khí cảng Cơ cấu điều khiển chuyển động nhóm thiết bị thờng đợc thiết kế có cấu nâng hạ có thêm cấu di chuyển ngang Đặc điểm công tác loại nhằm nâng cao suất lao động, giảm nhân công cho phân xởng khí h Cần trục khung dầm hộp chạy đờng ray Cần trục loại đợc trang bị cho cảng biển, nhà máy đóng tàu biển Loại thờng đợc thiết kế có tải trọng nâng lớn, làm việc phạm vi quy định Trang bị điện- Điện tử Gồm cấu điều khiển chuyển động: Cơ cấu nâng hạ hàng; Cơ cấu di chuyển xe con; Cơ cấu di chuyển giàn k Cầu trục bốc xếp container Cần trục loại chia làm loại: Cần trục giàn bánh lốp cần trục chạy đờng bốc xếp container Các cấu điều khiển chuyển động cần trục giàn bánh lốp bao gồm: Cơ cấu nâng hạ hàng; Cơ cấu di chuyển xe con; Cơ cấu di chuyển giàn; Việc cấp nguồn điện cho cầu trục hoạt động diezel lai máy phát điện đồng Đặc điểm cần trục giàn bánh lốp có tính động, suất cao Các cấu điều khiển chuyển động cầu trục giàn bánh lốp bao gồm: Cơ cấu nâng hạ hàng; Cơ cấu di chuyển xe con; Cơ cấu di chuyển giàn cấu nâng hạ hàng(nâng hạ công son) Đặc điểm công tác bật loại có tầm với tải trọng nâng lớn, suất bốc xếp cao Đợc trang bị cho cầu cảng chuyên dụng bốc xếp container 1.3.3 Phân loại cần trục-cầu trục cảng theo cấu trúc điều khiển Phân loại cần trục-cầu trục theo cấu trúc điều khiển chuyển động cho cấu hệ truyền động điện nh sau: Điều khiển cấu cần trục-cầu trục công tắc tơ rơ le, động điện chiều Điều khiển cấu cần trục-cầu trục công tắc tơ rơ le, động điện không đồng rô to lồng sóc Điều khiển cấu cần trục-cầu trục công tắc tơ rơ le, động điện không đồng rôto dây quấn Điều khiển cấu cần trục-cầu trục PLC - BBĐT động điện chiều Điều khiển cÊu chÝnh cđa cÇn trơc-cÇu trơc b»ng PLC - PWM động điện không đồng Điều khiển cấu cần trục-cầu trục PLC - BBĐ - động điện - phụ tải động 1.3.4 Phân loại cần trục-cầu trục theo nớc chế tạo Các cần trục-cầu trục trang bị cho cảng biển ®a d¹ng vỊ chđng lo¹i víi møc ®é tù ®éng hoá khác phụ thuộc vào hÃng chế tạo nớc khác giới Trong công tác quản lí vật t kĩ thuật, đào tạo nhân lực khai thác vận hành để đảm bảo tính kinh tế phân loại cần trục-cầu trục theo nớc chế tạo đem lại nhiều u điểm Đồ án môn học 1.4 Truyền động điện cho cấu nâng hạ: 1.4.1 Đặc điểm bản: Chế độ làm việc cấu cần trục đợc xác định từ yêu cầu trình công nghệ, chức cần trục dây truyền sản xuất Cấu tạo kết cấu cần trục đa dạng Khi thiết kế chế tạo hệ thống điều khển hệ thống truyền động điện phải phù hợp với loại cụ thể Cần trục phân xởng luyện thép lò máctanh, phân xởng nhiệt luyện phải đảm bảo tiêu kĩ thuật chế độ độ Cần trục phân xởng lắp ráp phải đảm bảo trình mở máy êm, dải điều chỉnh tốc độ rộng, dừng xác nơi lấy hàng hạ hàng Các cấu cần trục làm việc chế độ nặng nề: Tần số đóng cắt lớn, chế độ độ xảy nhanh mở máy, hÃm đảo chiều 1.4.2 Tính chọn phần tử hệ truyền động điện trang bị điện cấu nâng hạ: a động truyền động cấu nâng hạ: Động truyền động cấu nâng hạ giữ vai trò quan trọng máy nâng- vận chuyển nói chung cần trục nói riêng Động truyền động cấu nâng hạ làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại, nên chọn công suất động phải tính phụ tải động a1 Tính toán phụ tải tĩnh: Phụ tải tĩnh cấu nâng hạ chủ yếu tải trọng định Để xác định phụ tải tĩnh, phải dựa vào sơ đồ động học cấu nâng hạ cụ thể Giả sử có sơ đồ động học nh hình Trang bị điện- Điện tử Hình (Sơ đồ động học cấu nâng hạ dùng móc) Trong đó: 1- Trục vít; 2- Bánh vít; 3- Truyền động bánh răng;4- Tang nâng; 5- Bộ phận móc hàng; 6- Móc; 7- Động cơ; A- Điểm cố định; *, Phụ tải tĩnh nâng có tải: Mn = (G + G )R t (Nm) u.i.η C Trong đó: G: trọng lợng tải trọng(N) G0: Trọng lợng lấy tải(N) Rt: Bán kính tang nâng(m) u: Bội số hệ thống ròng rọc ηC : HiƯu st cđa c¬ cÊu i: TØ sè truyền Đồ án môn học Tỉ số truyền đợc tÝnh: i= 2ππ t.n v (2-2) Trong ®ã: V: Tèc độ nâng tải(m/s) n: Tốcđộ quay động cơ(vg/ph) Trong công thức c lấy định mức tải trọng định mức * Phụ tải tĩnh nâng không tải là: M n0 = G 0R t [Nm] u.i.η c (2-3) * XÐt phụ tải tĩnh h ti: Có thể có hai chế độ hạ tải: Hạ động lực hạ hÃm Hạ động lực thực có tải trọng nhỏ, mômen tải trọng gây không đủ để thắng mômen ma sát cấu, máy điện làm việc chế độ động Hạ hÃm thực hạ tải trọng lớn Khi mômen tải tọng gây lớn Máy điện phải làm việc chế độ hÃm để giữ cho tải trọng đợc hạ với tốc độ ổn định Để xác định mômen trục động hạ tải cần thực phép biến đổi sau: Gọi mômen trục động tải trọng gây tổn thất Mt th×: Mt = (G + G)R t u.i [Nm] (2-4) Khi hạ tải lợng đợc chuyển từ phía tải trọng sang cấu truyền động nên: Mh = Mt - ∆ M = Mt η h [Nm] (2-5) Trong đó: Mt : Mômen trục động co hạ tải [Nm] M: Tổn thất mômen cấu truyền động [Nm] h : Hiệu suất cấu hạ tải Nếu: Mt > M cấu hạ hÃm Mt < M cấu hạ động lực Coi tổn thất cấu nâng hạ nâng tải hạ tải nh thì: M = Mt M t = M t ( − 1) ηc ηc (2-6) Trang bị điện- Điện tử Do đó: Mh = Mt − Mt ( ⇒ Mh = 1 − 1) = M t (2 − ) ηc ηc (G + G)R t (2 − ) u.i ηc (2-7) Tõ biĨu thøc (2-5) vµ (2-7) ta cã: h = c (2-8) Đối với tải trọng tơng đối lớn( c > 0.5) ta có h >0, Mh > Điều có nghĩa mômen động ngợc bongều với mômen phụ tải Động làm việc chế độ hạ động lực *, Tính toán hệ số tiếp điện tơng đối TĐ%: Chu kì làm việc cấu nâng hạ bao gồm giai đoạn sau: + Hạ không tải + Nâng tải +Hạ tải nângkhông tải(giữa giai đoạn thờng cã thêi gian nghØ) Khi tÝnh to¸n hƯ sè tiÕp ®iƯn t¬ng ®èi, chóng ta bá qua thêi gian h·m máy mở máy Thời gian toàn chu kì cấu nâng hạ tính đợc theo suất Q tải trọng định mứcGđm: Tck = 3600G dm (S) Q T§%= Tlv 100% (s) Tck Trong đó: Tlc: Thời gian làm việc chu kì, xác định theo điều kiện làm việc cụ thể cấu *, Chọn sơ công suất động cơ: Chọn sơ công suất động theo phụ tải trung bình Mtb theo phụ tải đẳng trị Mđt kết hợp với hệ số tiếp điện tơmg đốiTĐ% MđmĐC Mtb MđmĐC Mđt 10 Trang bị điện- Điện tử T D = D σ + d K (2m − 1) Trong ®ã: D : Là đờng kính tang cáp m: Số lớp Nếu tang đợc quấn lớp(m= 1) thì: T D = D0 Trong đó: D0: Là đờng kính theo tâm lớp cáp Mô men quay tang cáp đợc tính: M = T S D (KGm) Số vòng quay tang đợc tính thông qua tốc độ dài tang: n= 60VK T (vòng /phút) D Khi tang đợc quấn nhiều lớp tốc độ nâng đợc tính theo tốc độ lớp trung bình Các thông số khởi động động thông số hÃm phải đợc kiểm tra theo mô men tơng ứng với lớp cáp lớn Tỷ số truyền truyền khí đợc xác định nh sau: iG = M n dc nσ §Ĩ xác định mômen cần thiết tạo từ cấu hÃm, tính toán thiết phải kể đến tổn hao ma sát đa thêm hệ số dự trữ hÃm KH Hệ số dự trữ thờng đợc chọn khoảng 1,5; 1,75; 2,0 tuỳ thuộc vào chế độ làm việc cần trục Mômen hÃm cần thiết đợc tính nh sau: MH = M σ η n η'M KH ; i 'M Trong đó: ' iM M tỷ số truyền hiệu suất truyền tang quấn cáp tời nâng trục cấu hÃm 12 Đồ án môn học Sự tính toán động học giúp ta xác định đợc tất thông số cấu tiến hành dự tính độ bền vững phận nó, tính toán cần thiết để xác định kích thớc chúng Để xác định thông số động cấu nâng hạ, cần phải xác định lực cản tĩnh cấu, mômen quán tính quy đổi phần chuyển động kể tải trọng ảnh hởng tới làm việc truyền động khởi động hÃm Khi biết đợc tốc độ trục truyền động, tốc độ hÃm n0 (vòng/phút), tỷ số truyền truyền khí iM, đờng kính tang quấn cáp, tốc độ nâng hạ hàng việc xác định quÃng đờng chuyển động hàng hoá nh sau: QuÃng ®êng khëi ®éng: S TT T Πn D σ t TT = (m) hay 120i n i M S TT = VG t TT (m) Qu·ng ®êng h·m: SH = T 2ππ D σ t H V (m) hay S H = G t H (m) 120i n i M Gia tèc cđa t¶i trọng đợc xác định nh sau(k=1): Khi khởi động j= T 2ππ D σ (m/s ) 120i n i M t TT hay j = VG (m/s ) t TT Khi h·m T 2ππ D σ j= (m/s ) 120i n i M t H hay j = − VG (m/s ) tH 2.2.§éng học cấu nâng Xét trờng hợp phụ tải động cấu nâng cần cứng tuyệt đối Quá trình động chủ yếu phụ thuộc vào cáp nâng Hệ thống khảo sát đợc biểu diễn hình 2: 13 Trang bị điện- Điện tử Hình 2: Sơ đồ biểu diễn động học cấu nâng Hệ thống có trọng lợng chính: mTT : trọng lợng rôto, phần tử cấu truyền mG: trọng lợng tải trọng Hệ số K đặc trng cho khả nối cứng Khi có chuyển dịch môt khoảng xTT xG động tơng ứng đợc xác định: WD = m TT dx TT m G dx G ( ) + ( ) dt dt 14 Đồ án m«n häc WT = K (x TT − x G ) 2 Phơng trình chuyển động viết nh sau: m TT mG d x TT + K(x TT − x G ) = 0; dt d 2xG − K(x TT − x G ) = 0; dt Từ phơng trình xác định đợc dao động tự hệ thống để tìm đợc dao động hệ thống cần phải viết phơng trình động lực học Lực phát động chuyển động đặt vào rôto Tđ Tđ = Q + Td; Trong đó: Q lực căng tải trọng đặt vào mG (ở Q nhận dấu - ) Nh lực phát động lúc đặt chiều với lực quán tính Trờng hợp phổ biÕn nhÊt ta xem lùc d thêi gian khëi động thời gian hÃm số(Td= const) Nên ta cã Mk® d = Mh d Ta viÕt ®ỵc: m TT d x TT + K(x TT − x G ) = Td = Q + Tdu dt d 2xG mG − K(x TT − x G ) = Q dt (1) (2) Nhân phơng trình thứ (1) với mTT,, nhân phơng trình thứ hai với mG , sau trừ (2) với (1) chia cho mTT , mG råi thay thÕ d x TT d x G d x − = 2; dt dt dt xTT - xG = x ; m TT + m G = m; m TT m G 15 Trang bị điện- Điện tử Ta đợc: T d2x + mKx = mQ + du ; m TT dt (3) Phơng trình (3 )là phơng trình vi phân mô tả khâu biến dạng đàn hồi Giải phơng trình ta tìm đợc khâu ®ã øng lùc cã d¹ng: P d = K.x NÕu thay mK = P vµ Mq + Td/mTT b»ng q phơng trình có dạng: d2x + p2x = q dt Giải phơng trình ta đợc nghiệm tổng qu¸t: x = C1 cospt + C sinpt + q ; p2 Nếu bắt đầu nâng tải cáp trạng thái tĩnh có nghĩa x =Q/K Tốc độ ban đầu nghĩa dx/dt = Khi ®ã: x= Q q = C1 + ; K p Thay thÕ p = mk ; C1 = q = mQ + Tdu m TT th×: Tdu Q q − =− ; K p kmm TT dx = −pC 1sinpt + pC cospt dt Do ®ã t = 0; C2 = ta cã: x= Tdu Tdu Tdu Q Q cospt + + = + (1 − cospt); km.m TT K km.m TT k km.m TT P d = x.K = Q + Tdu mG k(m TT + m G ) (1 − cospt) = Q + Tdu (1 − cos t); m.m TT m G + m TT m TT m G Gi¸ trị cực đại P d có đợc cospt = 1: 16 Đồ án môn học d PMax = Q + 2Tdu mG m G + m TT Khi mà Td = Q thì: d PMax = Q(1 + 2ϕ mG ) m G + m TT HÖ sè K d = + 2ϕ mG m G + m TT xác định tính động học lớn nạp tải khâu đàn hồi điều kiện tải bắt đầu thời điểm dây cáp đà căng hoàn toàn Khi cospt -1 lực động học đợc xác định theo thời gian Để xây dựng mô hình toán cho cấu nâng hạ cách cụ thể ta xây dựng cách tính toán cấu cần thay đổi tầm với 2.3.Tính toán động lực học cấu nâng hạ thay đổi tầm với: Để thay đổi tầm với ngời ta thực hai cách: 1, Thay đổi cách dùng cáp kéo palăng đầu cần để di chuyển cấu mang palăng nâng hạ hàng chuyển động tịnh tiến cần 2, Thay đổi tầm với cánh nâng hạ cần dùng cáp palăng đặt cố định đầu cần Từ cách thứ hai ta xây dựng đợc mô hình toán cho cấu nâng hạ 2.3.1.Xây dựng mô hình toán cấu nâng: Hình (scan) hình vẽ 6.1 vào để tính Các thông số đặc trng: Sn : Sức căng cáp nâng hạ cần (KG) T t : Thời gian để thay đổi tầm víi tõ Rmin (m) ®Õn Rmax (s) Khi tèc ®é quấn tang cáp không thay đổi tốc độ thay đổi tầm với thay đổi Nên tính toán thờng chuyển sang xác định thời gian tơng ứng với thay đổi tầm với xét từ Rmin tới RMax Vận tốc trung bình thay đổi tầm víi : TB VC = R − R max L C = (sinθ − sinθ )(m/s); t t Vận tốc dài trung bình palăng đầu cần: 17 Trang bị điện- Điện tử TB VPL = E max − E (m/s); t Trong ®ã: Emax, Emin : Chiều dài cáp từ trục đến palăng nâng cần ứng với khoảng cách xa gần R max = L C sinθ max; R = L C sinθ ; E max = (L C cosθ max − h) + (L C sinθ max + x + a) ; E = (L C cosθ − h) + (L C sinθ + x + a) ; Khi béi số palăng m tốc độ cáp TB VC = VPL m ; (m/s) Sức căng nhánh cáp palăng nâng hạ cần là: SC = σ SC (KG) m.ηc Trong ®ã: SC : Søc căng palăng(KG) c : Hiệu suất chung palăng cấu nâng cần Nếu sức căng sợi cáp S C ứng với chế độ nâng, mômen trống tời đợc xác định: MC = σ S C DCa σ σ (KN.m) Trong đó: DC : Là đờng kính trống tời(m) a: Số lợng sợi cáp đợc quấn đồng thời trống tời cấu nâng Tốc độ cần thiết để quay trống tời là: nC = 60VC (v/ph) D C Công suất động đợc xác định: N DC = S C VC (KW) 102 M Trong đó: M : Là hiệu suất cấu truyền 18 Đồ án môn học Tỷ sè trun cđa bé trun c¬ khÝ : iC = M n DC nC σ Trong ®ã: N nDC: Tèc độ động Từ công thức tính toán cấu nâng hạ nói chung ta xác định đợc mômen gây sức căng cáp a.Xác định sức căng Sn cáp palăng nâng hạ cần : Trong cần đợc quay gối đỡ cần theo X Y với lực cần sức căng palăng SC Để tìm đợc Sn ta giải hệ phơng trình cân tĩnh học: ∑ M = 0;  ∑ X = 0; ∑ Y = 0; Gốc hệ toạ độ trục quay gối đỡ cần Các phụ tải bên ảnh hởng đến là: Trọng tải hàng hoá Q Phụ kiện móc hàng q Lực căng nhánh cáp với số sợi n pa lăng nâng hạ hàng( Q+q ) n. n theo hớng cần Trọng lợng cần GC Trọng lợng palăng đầu cần Gn Để đơn giản việc tính roán ngời ta coi trọng lợng cần phân bố dọc theo cần Phụ tải gió tác động lên cần PgG Lực quán tính ly tâm Pqt xuất cã sù quay cđa cÇn trơc Hay h·m cần trục Lực quán tính trọng lợng tải trọng nửa palăng là: G Q+q + n qt P = Gn Vn (KN) g t Q+q+ Trong ®ã: Vn : VËn tèc chun ®éng cần trục tính m/s; t: Thời gian độ tính toán nhỏ chuyển động cần cẩu tính s 19 Trang bị điện- Điện tử Lực quán tính trọng lợng cần là: C Pqt = G C Vn (KN) ; g t Lùc qu¸n tính đợc đặt trọng tâm cần Đối với loại cần bình thờng toạ độ điểm đặt là: hc = L C sin Khi đặt tất phụ tải lên cần cần trục giải tất phơng trình M = (Q + q)R + Q+q R H Q C d + G C + G n R + PgG H + PgG + PLT+q H + PLT h C + LT nη n 2 (*) n lt + P H − S n cosδ.H ± S n sinδ.R = Dấu số hạng cuối tơng ứng với vị trí cần cáp palăng có độ dốc phía dới so với mặt phẳng nằm ngang Dấu trừ ứmg với góc nghiêng ngợc lại Từ phơng trình (*) ta tìm đợc sức căng Sn nh sau: Sn = n C PgG GC (Q + q)d G Q+q C h LT (Q + q + + G n )L C sinθ − + (Pg + + PLT + PLT + PLT )L C cosθ n.η n H L C cosθ cosδ ± L C sinθ sin δ Trong ®ã: sinδ = sinθ ; LC − cosθ H θ : Gãc hỵp bëi cấu tầm với(cần) so với phơng thẳng đứng : Độ nghiêng dây cáp so với phơng ngang Lc: Chiều dài cần R: Tầm với cần R=Lc sin b Mô men cản : + Sức căng cáp trống tời là: S = Sn m + Mômen trống tời là: T S σ Dσ Mσ = (KGm) + M«men cản cần tìm là: 20 Đồ án môn học MC = Mσ (KGm); iG M Trong ®ã: T D σ : §êng kÝnh tang trèng têi i G : Tû số truyền truyền khí M 2.3.2 Mô hình toán cấu nâng: Kết mô phỏng: 21 Trang bị điện- Điện tử Khi tải Q tăng thêm lần: Kết mô phỏng: 22 Đồ án môn học Khi tải Q tăng thêm lần: Kết mô phỏng: 23 Trang bị điện- Điện tử Nhận xét: +, Tải trọng lớn nâng mômen cản lớn +, Càng nâng mômen cản tăng 24 Đồ án môn học Kết luận Trong trình thực đồ án em đà tìm hiểu cần trục nắm bắt đợc nhiều vấn đề liên quan đến cấu nâng hạ, hiểu đợc kết cấu cấu nâng hạ Tuy nhiên thời gian khảo sát thực ít, lại cha có điều kiện tiếp cận nhiều với cần trục-cầu trục, thêm mức độ hiểu biết thân thiết bị nâng hạ nói riêng cần trục-cầu trục nói chung nhiều hạn chế Do đồ án nhiều thiếu sót, số liệu xa với thùc tÕ vµ cha thËt sù tèi a 25 Trang bị điện- Điện tử Tài liệu tham khảo [1] PGS.TS BùiQuốc Khánh - TS Hoàng Xuân Bình Trang bị điện - Điện tử tự động hoá cần trục [2] Vũ Văn Hồi - Nguyễn Văn Chất - Nguyễn Thị Liên Anh Trang bị điện - Điện tử máy công nghiệp dùng chung Nhà xuất giáo dục 26 ... cospt -1 lực động học đợc xác định theo thời gian Để xây dựng mô hình toán cho cấu nâng hạ cách cụ thể ta xây dựng cách tính toán cấu cần thay đổi tầm với 2.3 .Tính toán động lực học cấu nâng hạ.. . công tác cấu điều khiển chuyển động chính: a Cần trục chân đế(cần cẩu chân đế): Cần trục chân đế có cấu chính: Cơ cấu nâng hạ hàng; Cơ cấu nâng hạ cần; Cơ cấu quay (Cơ cấu quay mâm); Cơ cấu di chuyển... chính: Cơ cấu nâng hạ hàng; Cơ cấu nâng hạ cần; cấu quay Sự hoạt động cần cẩu tàu thuỷ phụ thuộc nhiều vào góc nghiêng tàu trình Đồ án môn học bốc xếp hàng hoá, góc nghiêng trình hoạt động lớn