THIẾT KẾ CẦN TRỤC CONTAINER

Việc nghiên cứu, tính toán, thiết kế thành công cần trục, đặc biệt là hệ thống điềukhiển cần trục container trên cơ sở ứng dụng công nghệ hiện đại, sử dụng các chương trình tính toán tiên tiến, nhằm chế tạo ra các cần trục xếp dỡ container thay thế cho các thiết bị mà hiện nay đang phải nhập khẩu từ nước ngòai với giá thành rất cao. Ngòai ra việc tính tóan thiết kế thành công cần trục, hệ thống điều khiển còn có thể ứng dụng rất hiệu quả vào việc hóan cải, nâng cấp các thiết bị xếp dỡ thế hệ cũ hiện đang sử dụng ở các cảng container nhằm tăng năng suất xếp dỡ của cần trục container, tăng tính ổn định và mức độ chính xác trong hoạt động khai thác container.Giải pháp đã ứng dụng công nghệ điều khiển mới nhất “Sinamic – Simotion” kếthợp với PLC S7300 để điều khiển các cơ cấu hoạt động của cần trục. Việc ứng dụng công nghệ điều khiển mới giúp các cơ cấu vận hành êm, hiệu suất sử dụng năng lượng cao; tăng năng xuất xếp dỡ hàng hóa, tăng mức độ tin cậy và độ an toàn cho thiết bị đồng thời cũng giúp công tác sửa tìm lỗi của hệ thống đơn giản, nhanh chóng.Sau khi hoàn thiện công tác lắp đặt, cần trục đã được cơ quan kiểm định Kỹ thuậtan toàn cấp giấy chứng nhận đạt tiêu chuẩn Việt Nam, đủ điều kiện hoạt động khai thác làm hàng container

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM o0o PHẠM VIỆT HÙNG NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CẦN TRỤC CONTAINER CHUYÊN NGÀNH: TỰ ĐỘNG HÓA MÃ SỐ: 60520216 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS-TS ĐỒNG VĂN HƯỚNG TP HCM, 08-2015 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU CHƯƠNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP 1.1 BẢN VẼ THIẾT KẾ CƠ KHÍ VÀ BẢN VẼ HOÀN CÔNG ĐƯỢC ĐĂNG KIỂM PHÊ DUYỆT 1.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP 1.2.1 Các thông số để tính toán kết cấu thép 1.2.2 Vật liệu chế tạo cổng trục 1.2.3 Tải trọng tổ hợp tải trọng tính toán kết cấu thép 1.3 CÁC CƠ CẤU VÀ THIẾT BỊ .7 1.3.1 Tính toán thiết kế cấu nâng 1.3.2 Tính toán thiết kế cấu di chuyển cẩu 44 1.3.3 Tính toán thiết kế cấu di chuyển xe tời 47 CHƯƠNG 50 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SINAMICS MICROMASTER SIZER ĐỂ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CHO CẦN TRỤC 50 2.1 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM SINAMICS MICROMASTER SIZER 50 2.2 TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN 51 2.2.1 Yêu cầu việc lựa chọn thiết bị điện cho cần trục 51 2.2.2 Tính toán lựa chọn thiết bị cấp nguồn cho động điện sử dụng SINAMICS MICROMASTER SIZER 56 2.3 XÂY DỰNG BẢN VẼ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG ĐIỆN 69 2.3.1 Bản vẽ hệ thống cấp nguồn điện động lực 69 2.3.2 Bản vẽ hệ thống điều khiển 75 2.3.3 Bản vẽ hệ thống mạng PLC S7-300 sinamic S120, simotion D435 125 CHƯƠNG 126 SỬ DỤNG PHẦN MỀM SIMATIC S7 VÀ SIMOTION SCOUNT ĐỂ VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CẨN TRỤC 126 3.1 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM SIMATIC S7 VÀ SIMOTION SCOUNT 126 3.1.1 Giới thiệu phần mềm STEP 126 3.1.2 Kỹ thuật lập trình 130 3.2 SIMOTION VÀ SIMOCRANE 130 3.2.1 Simotion 130 3.2.2 Simocrance 132 3.3 LƯU ĐỒ CỦA CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CẦN TRỤC 134 3.3.1 Điều khiển khởi động cần trục 134 3.3.2 Điều khiển tắt cần trục 135 3.3.3 Điều khiển mô tơ dẫn động hệ thống tời nâng 136 3.3.4 Điều khiển xe tời 141 3.3.5 Điều khiển di chuyển cần trục 143 3.3.6 Mã hóa chương trình điều khiển Simatic S7 Simotion Scount 145 CHƯƠNG 146 LẮP RÁP CẦN TRỤC, CÀI ĐẶT CHƯƠNG TRÌNH, CĂN CHỈNH, THỬ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC CƠ CẤU, KIỂM ĐỊNH ĐẠT YÊU CẦU VÀ ĐƯA VÀO SỬ DỤNG, KHAI THÁC TẠI CẢNG 146 4.1 QUY TRÌNH LẮP DỰNG VÀ KẾT CẤU .146 4.1.1 Công tác chuẩn bị 146 4.1.2 Lắp 04 cụm bánh xe 146 4.1.3 Lắp chân cổng phía bờ 147 4.1.4 Lắp chân cổng phía nước (tương tự lắp chân phía bờ) 147 4.1.5 Lắp dầm thứ 147 4.1.6 Lắp dầm thứ hai 147 4.1.7 Lắp 02 dầm phụ khóa đầu dầm chính: 148 4.2 QUY TRÌNH LẮP RÁP THIẾT BỊ 148 4.2.1 Lắp ráp xe tời 148 4.2.2 Lắp ráp ca bin điều khiển 148 4.2.3 Lắp cáp nâng – khung chụp 148 4.2.4 Lắp ráp hoàn thiện phần khí 148 4.3 LẮP RÁP PHẦN ĐIỆN – ĐIỀU KHIỂN 148 4.4 KIỂM TRA, THỬ TẢI VÀ BÀN GIAO 149 4.4.1 Yêu cầu chung 149 4.4.2 Kiểm tra 149 4.5 THỬ TẢI 150 4.6 BÀN GIAO VÀ HUẤN LUYỆN 151 CHƯƠNG 152 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 152 5.1 ĐÁNH GIÁ BÀN LUẬN CÁC KẾT QUẢ 152 5.2 KẾT LUẬN .156 5.3 KIẾN NGHỊ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 156 5.4 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU CỦA TÁC GIẢ 156 TÀI LIỆU THAM KHẢO 158 DANH MỤC CÁC BẢNG Hình I.1 – Hình ảnh thực tế cần trục sau lắp đặt hoàn thiện đưa vào sử dụng Bảng I.1 – Các thông số để tính toán kết cấu thép Hình I.2 – Sơ đồ tính cổng trục Hình I.3 – Biểu đồ moment uốn Hình I.4 – Sơ đồ cấu nâng Bảng I.2 – Các nhóm chế độ làm việc cấu nâng Hình I.5 – Sơ đồ mắc cáp 12 Hình I.6 – Mặt cắt puly 15 Hình I.7 – Mặt cắt rãnh cáp 16 Hình I.8 – Bu-lông kẹp cáp 19 Bảng I.3 – Các thông số kích thước 21 Hình I.9 – Động dẫn động 22 Bảng I.4 – Thông số kích thước hình học khớp nối (đơn vị mm) 24 Hình I.10 – Mặt cắt khớp nối 24 Hình I.11 – Mặt cắt khớp nối 25 Hình I.12 – Bố trí cáp nâng 28 Hình I.13 – Sơ đồ tính biểu đồ moment lực 29 Hình I.14 – Biểu đồ moment trục 33 Hình I.15 – Sơ đồ gia tải 37 Hình I.16 – Mặt cắt ổ bi 38 Bảng I.5 – Bảng thông số kích thước (đơn vị mm) 38 Hình I.17 – Sơ đồ gia tải 40 Hình I.18 – Mặt cắt ổ bi 41 Bảng I.6 – Bảng thông số kích thước (đơn vị mm) 41 Hình I.19 – Phanh BUBENZER 42 Hình I.20 – Hình ảnh cấu nâng sau chế tạo lắp đặt hoàn thiện 44 Hình I.21 – Cơ cấu nâng di chuyển cần trục 45 Hình I.22 – Hình ảnh cấu di chuyển sau chế tạo lắp đặt hoàn thiện 46 Hình I.23 – Sơ đồ truyền động cấu di chuyển xe tời 47 Hình I.24 Hình ảnh motor dẫn động xe tời bên trái sau chế tạo lắp đặt hoàn thiện 48 Hình I.25 – Hình ảnh cấu xe tời sau chế tạo lắp đặt hoàn thiện 49 Hình I.26 – Ca bin điều khiển lái cẩu 49 Hình II.1 – Cửa sổ ứng dụng Sizer 51 Hình II.2 – Cấp nguồn cho motor cấu 57 Bảng II.1 –Kết tính toán lựa chọn thiết bị điện phần mềm Sizer 57 Hình II.3 – Kết nối mạng Profibus DriveCilQ 125 Hình III.1 – Cách quản lý khối chương trình Step 129 Hình III.11 – Các thành phần hệ thống Simocrane 133 Hình III.12 – Tuần tự tín hiệu điều khiển khởi động cần trục 135 Hình III.13 – Tuần tự tín hiệu điều khiển tắt cần trục 135 Hình III.14 – Gửi / nhận tín hiệu CPU 315 với Simotion D435 để điều khiển motor dẫn động cấu nâng 136 Hình III.15 – Tuần tự tín hiệu CPU 315 với Simotion D435 để khởi động Motor Module cấp nguồn cho motor dẫn động cấu nâng 137 Hình III.16 – Tuần tự tín hiệu CPU 315 với Simotion D435 để dựng Motor Module cấp nguồn cho motor dẫn động cấu nâng 138 Hình III.17 – Tín hiệu điều khiển motor dẫn động cấu nâng 139 Hình III.18 – Các hàm điều khiển motor dẫn động cấu nâng 140 Hình III.19 – Tín hiệu điều khiển motor dẫn động xe tời 141 Hình III.20 – Các hàm điều khiển motor dẫn động xe tời 142 Hình III.21- Tín hiệu điều khiển motor dẫn động cấu di chuyển cần trục 143 Hình III.22 – Các hàm điều khiển motor dẫn động cấu di chuyển cần trục 144 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình I.1 – Hình ảnh thực tế cần trục sau lắp đặt hoàn thiện đưa vào sử dụng Bảng I.1 – Các thông số để tính toán kết cấu thép Hình I.2 – Sơ đồ tính cổng trục Hình I.3 – Biểu đồ moment uốn Hình I.4 – Sơ đồ cấu nâng Bảng I.2 – Các nhóm chế độ làm việc cấu nâng Hình I.5 – Sơ đồ mắc cáp 12 Hình I.6 – Mặt cắt puly 15 Hình I.7 – Mặt cắt rãnh cáp 16 Hình I.8 – Bu-lông kẹp cáp 19 Bảng I.3 – Các thông số kích thước 21 Hình I.9 – Động dẫn động 22 Bảng I.4 – Thông số kích thước hình học khớp nối (đơn vị mm) 24 Hình I.10 – Mặt cắt khớp nối 24 Hình I.11 – Mặt cắt khớp nối 25 Hình I.12 – Bố trí cáp nâng 28 Hình I.13 – Sơ đồ tính biểu đồ moment lực 29 Hình I.14 – Biểu đồ moment trục 33 Hình I.15 – Sơ đồ gia tải 37 Hình I.16 – Mặt cắt ổ bi 38 Bảng I.5 – Bảng thông số kích thước (đơn vị mm) 38 Hình I.17 – Sơ đồ gia tải 40 Hình I.18 – Mặt cắt ổ bi 41 Bảng I.6 – Bảng thông số kích thước (đơn vị mm) 41 Hình I.19 – Phanh BUBENZER 42 Hình I.20 – Hình ảnh cấu nâng sau chế tạo lắp đặt hoàn thiện 44 Hình I.21 – Cơ cấu nâng di chuyển cần trục 45 Hình I.22 – Hình ảnh cấu di chuyển sau chế tạo lắp đặt hoàn thiện 46 Hình I.23 – Sơ đồ truyền động cấu di chuyển xe tời 47 Hình I.24 Hình ảnh motor dẫn động xe tời bên trái sau chế tạo lắp đặt hoàn thiện 48 Hình I.25 – Hình ảnh cấu xe tời sau chế tạo lắp đặt hoàn thiện 49 Hình I.26 – Ca bin điều khiển lái cẩu 49 Hình II.1 – Cửa sổ ứng dụng Sizer 51 Hình II.2 – Cấp nguồn cho motor cấu 57 Bảng II.1 –Kết tính toán lựa chọn thiết bị điện phần mềm Sizer 57 Hình II.3 – Kết nối mạng Profibus DriveCilQ 125 Hình III.1 – Cách quản lý khối chương trình Step 129 Hình III.11 – Các thành phần hệ thống Simocrane 133 Hình III.12 – Tuần tự tín hiệu điều khiển khởi động cần trục 135 Hình III.13 – Tuần tự tín hiệu điều khiển tắt cần trục 135 Hình III.14 – Gửi / nhận tín hiệu CPU 315 với Simotion D435 để điều khiển motor dẫn động cấu nâng 136 Hình III.15 – Tuần tự tín hiệu CPU 315 với Simotion D435 để khởi động Motor Module cấp nguồn cho motor dẫn động cấu nâng 137 Hình III.16 – Tuần tự tín hiệu CPU 315 với Simotion D435 để dựng Motor Module cấp nguồn cho motor dẫn động cấu nâng 138 Hình III.17 – Tín hiệu điều khiển motor dẫn động cấu nâng 139 Hình III.18 – Các hàm điều khiển motor dẫn động cấu nâng 140 Hình III.19 – Tín hiệu điều khiển motor dẫn động xe tời 141 Hình III.20 – Các hàm điều khiển motor dẫn động xe tời 142 Hình III.21- Tín hiệu điều khiển motor dẫn động cấu di chuyển cần trục 143 Hình III.22 – Các hàm điều khiển motor dẫn động cấu di chuyển cần trục 144 MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, việc hợp tác kinh tế phát triển, khối lượng hàng hóa ngoại thương trao đổi nước giới tăng lên với tốc độ đáng kể Đi liền với khối lượng hàng hóa vận chuyển tăng nhanh giới, phương tiện vận chuyển hàng hóa đường biển, đường bộ, đường hàng không đạt tiến vượt bậc Việt Nam tiến trình phát triển đất nước theo hướng công nghiệp hóa, đại hóa không nằm xu Chuyên chở hàng hóa container năm đầu thập kỷ 80 năm gần loại hình có bước tiến đáng kể Nhu cầu thiết bị xếp dỡ dùng cho cảng container theo tăng cao Hiện nay, nước công nghiệp phát triển, máy móc thiết bị xếp dỡ container nghiên cứu, chế tạo với mức độ đại hóa cao ngày hoàn thiện nhằm tăng suất bốc dỡ, tự động hóa trình hoạt động , giải phóng tối đa người khỏi lao động nặng nhọc Ở nước ta, nhiều đơn vị phải bỏ lượng ngoại tệ lớn cho việc nhập đồng thiết bị từ nước Nghiên cứu, tính toán, thiết kế cần trục, đặc biệt hệ thống điều khiển cần trục container sở ứng dụng công nghệ đại, sử dụng chương trình tính toán tiên tiến, nhằm chế tạo cần trục xếp dỡ container thay cho thiết bị mà phải nhập từ nước ngòai với giá thành cao Ngòai việc tính tóan thiết kế thành công hệ thống điều khiển ứng dụng hiệu vào việc hóan cải, nâng cấp thiết bị xếp dỡ hệ cũ sử dụng cảng container nhằm tăng suất xếp dỡ cần trục container, tăng tính ổn định mức độ xác hoạt động khai thác container MỤC TIÊU ĐỀ TÀI • Tính toán thiết kế cần trục conatiner, xây dựng vẽ thiết kế, trình đăng kiểm phê duyệt thiết kế • Xây dựng vẽ chi tiết hệ thống điện cần trục container • Xây dựng phần mềm điều khiển hoàn chỉnh hệ thống cấu cần trục: bao gồm cấu tời nâng hàng, cấu di chuyển xe tời, cấu di chuyển cần trục • Thực công việc lắp đặt cần trục, cài đặt chương trình, chỉnh, thử hoạt động cấu; kiểm định đạt yêu cầu đưa vào sử dụng, khai thác cảng ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Từ yêu cầu thực tế sản xuất, lựa chọn tính toán để thiết kế cẩu trục container bánh ray với thông số kỹ thuật phù hợp, cụ thể: • Yêu cầu sản xuất: đầu tư lắp đặt 01 cần trục trục di chuyển ray Bến sà lan phục vụ bốc xếp container cho sà lan chở container thông dụng với đặc tính kỹ thuật sà lan sau: - Chiều dài thiết kế: 58 m - Chiều rộng thiết kế: 12,4 m - Chiều cao mạn: - Mớn nước đầy tải: 3,45 m - Lượng chiếm nước đầy tải: 1.895 T - Trọng tải: - Năng suất xếp dỡ 30 container/h với ngáng container tự động 4,2 m 90 TEU (1505 T) • Thông số kỹ thuật cần trục yêu cầu: - Sức nâng lớn khung chụp: - Khoảng cách hai ray cổng trục: 26 m - Khoảng cách hai ray xe tời: 12 m - Tầm với phía nước: 14 m 36 145 3.3.6 Mã hóa chương trình điều khiển Simatic S7 Simotion Scount Chương trình điều khiển cẩu mã hóa 02 phần mềm Step7 Simotion Scount sau cài đặt cho CPU 315, Simotion D435; hiệu chỉnh hoàn thiện thử hoạt động cấu đạt tiêu chuẩn thiết kế; quan kiểm định Kỹ thuật an toàn cấp giấy chứng nhận đạt tiêu chuẩn Việt Nam, đủ điều kiện hoạt động khai thác làm hàng container Trong phạm vi Luận văn này, phần mềm cài đặt vào thiết bị thử nghiệm để vận hành thử chức cấu tương tự cần trục 146 CHƯƠNG LẮP RÁP CẦN TRỤC, CÀI ĐẶT CHƯƠNG TRÌNH, CĂN CHỈNH, THỬ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC CƠ CẤU, KIỂM ĐỊNH ĐẠT YÊU CẦU VÀ ĐƯA VÀO SỬ DỤNG, KHAI THÁC TẠI CẢNG 4.1 QUY TRÌNH LẮP DỰNG VÀ KẾT CẤU 4.1.1 Công tác chuẩn bị • Vận chuyển phận kết cấu thép tới vị trí lắp dựng (tại bến sà lan Cảng Cái Mép) Bố trí kết cấu mặt theo sơ đồ định trước, sử dụng gỗ kê chắn để tránh biến dạng kết cấu • Chuẩn bị bề mặt lắp ráp, tháo dỡ liên kết chằng buộc trình vận chuyển, làm dầu, mỡ, sơn bề mặt lắp ghép • Bố trí cẩu lắp dựng công trường: 01 cẩu 100T, 01 cẩu bánh lốp 400T 01 cẩu bánh lốp bánh xích 60T, 01 xe nâng chạc 24T, 01 xe nâng nhỏ 2,5T • Chuẩn bị cáp cẩu: 01 cáp dài 20m, SWL 40T, 03 cáp dài 15m, SWL 30T, 02 dài 12m, SWL 20T, 04 cáp dài 10m, SWL 10T, ma-ní, móc treo phù hợp • Chuẩn bị đủ gỗ kê, vật liệu chèn lót 4.1.2 Lắp 04 cụm bánh xe • Lắp cụm bánh xe (mỗi cụm khoảng 5-7T) đặt ray, dùng cẩu bánh lốp sức nâng 60 T • Kiểm tra cho tâm cụm bánh xe tạo thành hình chữ nhật với KT 15,5x26m • Mỗi cụm bánh xe dùng thép chữ I200 dài 1,5m, chống vào hai bên hông cụm 147 • Sau dùng gỗ kê chèn điều chỉnh cho bề mặt bốn cụm bánh xe nằm mặt phẳng 4.1.3 Lắp chân cổng phía bờ • Dùng cẩu bánh lốp sức nâng 400T làm việc tầm với 20-25m nâng phía cổng, cẩu 60T đỡ • Nâng chân cổng từ vị trí nằm lên vị trí đứng, đặt lên cụm bánh xe • Lắp chốt liên kết dầm chân dầm cân • Chống chân thép chữ I200 dây giằng, tăng hai bên (hoặc dùng cẩu 60T đỡ chân cổng từ phía trên) 4.1.4 Lắp chân cổng phía nước (tương tự lắp chân phía bờ) • Dùng cẩu bánh lốp sức nâng 400T làm việc tầm với 20-25m nâng phía cổng, cẩu 100T đỡ Sau dựng lắp chân cổng vào cụm bánh xe xong, dùng cẩu giữ 4.1.5 Lắp dầm thứ • Dùng máy trắc đạc ngắm điều chỉnh vị trí 02 khung chân cổng cho đường tâm chân có vị trí thẳng đứng • Dùng cẩu bánh lốp 400T – tầm với 30m • Nâng xoay dầm thứ đặt lên 02 vai cổng phía Điều chỉnh vị trí liên kết chân cổng dầm théo dấu sơn vạch sẵn • Định vị dầm vào vai cổng, cố định sơ (lắp chốt hàn đính) dầm vào vai cổng Sau bước giải phóng 02 cẩu đỡ chân cổng phía bờ phía nước 4.1.6 Lắp dầm thứ hai • Tương tự lắp dầm thứ nhất, trước cố định dầm vào vai cổng phải kiểm tra sơ khoảng cách ray xe tời • Sau kiểm tra vị trí tương quan 02 dầm chính, độ song song, vuông góc bề mặt kết cấu, si lệch khoảng cách cao độ ray xe tời… 148 thỏa mãn yêu cầu thiết kế tiến hành hàn cố định 02 dầm chân cổng, hàn lớp đối xứng để tránh biến dạng nhiệt hàn 4.1.7 Lắp 02 dầm phụ khóa đầu dầm chính: • Dùng cẩu 400T nâng lắp 02 dầm phụ vào đầu dầm Sau kiểm tra vị trí kích thước thỏa mãn tiến hành hàn nối 4.2 QUY TRÌNH LẮP RÁP THIẾT BỊ 4.2.1 Lắp ráp xe tời • Dùng cẩu 400T với cáp 40T, dài 20m nâng xe tời lên cao vượt qua cao độ dầm chính, sau xoay 90 độ, đặt xe tời lên ray dầm • Điều chỉnh ray xe tời, lắp cụm lăn dẫn hước xe tời 4.2.2 Lắp ráp ca bin điều khiển • Dùng cẩu 60T nâng lắp treo ca-bin lên xe tời, điều chỉnh hàn liên kết (hoặc sử dụng bu-lông) 4.2.3 Lắp cáp nâng – khung chụp • Sử dụng tời phụ để lắp ráp cáp nâng • Khi dỡ cáp khỏi cuộn theo quy trình nhà chế tạo, tránh rối cáp xoắn cáp Khi lắp xong cụm móc phải thẳng đường cáp không xoắn vào Sau lắp khung chụp vào cụm puly tời nâng 4.2.4 Lắp ráp hoàn thiện phần khí • Kiểm tra vị trí lắp ghép, bơm mỡ bôi trơn, kiểm tra cấp đầy đủ chất lỏng hộp truyền động, thùng chứa dầu thuỷ lực theo số lượng loại dầu nhà chế tạo hướng dẫn • Lắp ráp kết cấu thiết bị phụ: cầu thang, lan can, kẹp ray, chống bão… 4.3 LẮP RÁP PHẦN ĐIỆN – ĐIỀU KHIỂN • Lắp ráp tang cáp nguồn, đấu nối cáp động lực, cáp điều khiển 149 • Lắp ráp kết nối tủ điện, thiết bị tín hiệu, âm thanh, chiếu sáng • Đấu điện từ nguồn vào cẩu theo sơ đồ, vẽ thiết kế • Lắp ráp thiết bị điều khiển thiết bị quản lý cẩu • Cài đặt chương trình điều khiển (PLC) quản lý hoạt động cẩu (CMS) • Thử điều chỉnh 4.4 KIỂM TRA, THỬ TẢI VÀ BÀN GIAO 4.4.1 Yêu cầu chung Cổng trục thiết kế, chế tạo lắp ráp theo yêu cầu hồ sơ kỹ thuật đăng kiểm Việt Nam duyệt: Kích thước kết cấu, mác thép, chất lượng sau lắp ráp Các mối hàn bên bên phải kiểm tra Các khuyết tật cong vênh, biến dạng khuyết tật khác sửa chữa kiểm tra, có giấy kiểm tra lại đăng kiểm chấp nhận 4.4.2 Kiểm tra Các cụm chi tiết sau gia công lắp ráp phải thử tải riêng trước lắp Thiết bị nhập ngoại phải có hồ sơ kỹ thuật đầy đủ, giấy chứng nhận kiểm tra thử tải chi tiết Các bu-lon lắp ghép cường độ cao phải có chứng nhà chế tạo biên thử tải có chức quan nhà nước Kiểm tra đường hàn kết cấu thép: • Kiểm tra mắt tất đường hàn Đo chiều dày đường hàn, xem kỹ đường hàn có bị nứt, rỗ, ngậm xỉ không • Kiểm tra siêu âm 100% mối hàn nối kết cấu cẩu, đường hàn mặt bích lắp ráp, đường hàn ráp mối ngang bụng cánh dầm dầm chân 150 • Kiểm tra siêu âm 50% mối hàn góc kết cấu Đường hàn bụng cánh dầm dầm chân • Kiểm tra Xray cho 25% chiều dài đường hàn ngang nối dầm (khoảng 1-2 phim/m), giao điểm đường hàn, vị trí mối hàn chồng lên • Trong trình kiểm tra phải khắc phục toàn khuyết tật phát lưu kết kiểm tra hồ sơ bàn giao 4.5 THỬ TẢI Việc thử tải tiến hành cần cẩu lắp ráp hoàn chỉnh cán có trách nhiệm đơn vị thiết kế, gia công chế tạo cổng kiểm tra lại lần cuối toàn cần cẩu cáp, tời phanh, độ cách điện, đo điện áp, nhiệt độ, độ rung, độ ồn, hệ thống thuỷ lực, thiết bị báo, thiết bị khống chế hành trình Bằng cách cho cần cẩu chạy không tải, chạy thử cấu nâng hàng, nâng cần, quay đến vị trí giới hạn Sau chạy thử không tải, kiểm tra lần cuối Sau tiến hành thử tải làm bước: • Bước thứ 50% tải thử • Bước thứ hai 75 % tải thử • Bước thứ ba 100% tải thử Tải trọng thử lấy theo 22 TCVN 239 – 97 thử tĩnh thử động Tải thử tĩnh: Qt = 1.25xQđm = 1.25x36 = 45 Tải thử động: Qđ = 1.1xQđm = 1.1x36 = 39,6 Thử tĩnh: Thử vị trí xe tời: 02 đầu mút dầm độ ray Nâng tải thử lên cách mặt sàn 300mm, treo tải thử 10 phút, kiểm tra phanh kết cấu thép Thử động: Nâng tải với tốc độ max, nâng hàng lên cao 3m, phanh đột ngột, hạ tải 3m, phanh đột ngột, liên tiếp lần 151 Di chuyển xe tời từ bờ sông với vận tốc max, phanh đột ngột Di chuyển xe tời từ sông vào bờ với vận tốc max, phanh đột ngột, làm liên tiếp lần Di chuyển toàn cần trục hai chiều với tải thử tốc độ max, phanh dừng đột ngột, làm liên tiếp lần Trong trình thử động: kiểm tra phận chuyển động, động cơ, truyền động, chi tiết treo giữ tải, nhiệt độ động cơ, HGT, phanh, tốc độ cấu 4.6 BÀN GIAO VÀ HUẤN LUYỆN Sau thử tải kiểm tra tải cuối hội đồng nghiệm thu bàn giao giao nhận cổng trục bến sà lan Cảng Cái Mép - Tổng Công ty Tân Cảng Sài gòn Trước đưa cần cẩu vào sử dụng, tổ vận hành cẩu phải huấn luyện nội dung: • Cấu tạo chung tính kỹ thuật cẩu • Kỹ thuật an toàn vận hành, quy định an toàn vận hành bảo dưỡng • Kỹ thuật vận hành: Sử dụng, vận hành thao tác điều khiển, báo lỗi, chẩn đoán lỗi • Kỹ thuật kiểm tra, chăm sóc, bảo dưỡng cổng trục 152 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 5.1 ĐÁNH GIÁ BÀN LUẬN CÁC KẾT QUẢ Việc nghiên cứu, tính toán, thiết kế thành công cần trục, đặc biệt hệ thống điều khiển cần trục container sở ứng dụng công nghệ đại, sử dụng chương trình tính toán tiên tiến, nhằm chế tạo cần trục xếp dỡ container thay cho thiết bị mà phải nhập từ nước ngòai với giá thành cao Ngòai việc tính tóan thiết kế thành công cần trục, hệ thống điều khiển ứng dụng hiệu vào việc hóan cải, nâng cấp thiết bị xếp dỡ hệ cũ sử dụng cảng container nhằm tăng suất xếp dỡ cần trục container, tăng tính ổn định mức độ xác hoạt động khai thác container Giải pháp ứng dụng công nghệ điều khiển “Sinamic – Simotion” kết hợp với PLC S7-300 để điều khiển cấu hoạt động cần trục Việc ứng dụng công nghệ điều khiển giúp cấu vận hành êm, hiệu suất sử dụng lượng cao; tăng xuất xếp dỡ hàng hóa, tăng mức độ tin cậy độ an toàn cho thiết bị đồng thời giúp công tác sửa tìm lỗi hệ thống đơn giản, nhanh chóng Sau hoàn thiện công tác lắp đặt, cần trục quan kiểm định Kỹ thuật an toàn cấp giấy chứng nhận đạt tiêu chuẩn Việt Nam, đủ điều kiện hoạt động khai thác làm hàng container 153 154 155 156 5.2 KẾT LUẬN Đề tài nghiên cứu, chế tạo thành công cần trục container di chuyển bánh ray kết trình nghiên cứu liên tục, trình tích lũy kinh nghiệm 15 năm làm việc lĩnh vực quản lý, khai thác thiết bị xếp dỡ container Đã hoàn thành khối lượng công việc mục tiêu đề ban đầu, cụ thể: - Đã tính toán xây dựng thành công vẽ thiết kế, đăng kiểm phê duyệt - Đã xây dựng thành công chương trình điều khiển - Đã lắp đặt, cài đặt, chỉnh thử tải thành công - Kiểm định đạt yêu cầu đưa vào khai thác Sau 03 năm đưa vào khai thác, cần trục hoạt động ổn định cường độ cao, đạt suất làm hàng yêu cầu thiết kế (30 container/h) Điều lần khẳng định tính thực tế đề tài, góp phần cho phát triển công tác nghiên cứu khoa học, đồng thời mở hướng việc tự thiết kế chế tạo nâng cấp thiết bị tương lai 5.3 KIẾN NGHỊ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Đề tài nghiên cứu, chế tạo thành công cần trục container di chuyển bánh ray vào năm 2012 tiền đề cho thành công công trình “Thiết kế, thi công lắp đặt hệ thống điện, viết chương trình điều khiển cẩu để chuyển đổi cẩu khung di chuyển bánh lốp từ cẩu sử dụng nguồn lượng Diesel-thủy lực thành cẩu ERTG năm 2014 2015 Đề tài tiếp tục nghiên cứu để nâng cấp cần trục container di chuyển bánh ray thành cần trục bán tự động cao cần trục tự động hoàn toàn nhằm tăng xuất xếp dỡ giảm thiểu sức lao động người 5.4 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU CỦA TÁC GIẢ Năm 2008: thực cho 10 Cẩu khung Mijack MJ50: Thiết kế, thi công lắp đặt phần cứng, viết chương trình điều khiển để thay điều khiển điện – thủy lực 157 Năm 2009: thực cho 01 Xe nâng hàng Kalmar DRF: Thay toàn hệ thống CPU mô đun điều khiển xe nâng hàng Kalmar hệ thống PLC phầm mềm điều khiển Năm 2011: thực cho 02 cẩu giàn STS: Đề tài nâng cấp hệ thống di chuyển cẩu lắp đặt tang quấn cáp điện để chuyển đổi sang sử dụng nguồn điện lưới quốc gia Năm 2014, 2015: thực cho 08 Cẩu khung bánh lốp RTG 3+1: Tận dụng kết cấu thép cũ, thiết kế, thi công lắp đặt hệ thống điện, viết chương trình điều khiển cẩu để chuyển đổi cẩu khung di chuyển bánh lốp từ cẩu sử dụng nguồn lượng Diesel-thủy lực thành cẩu ERTG 158 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT: [01] Ths Nguyễn Hữu Quảng – Ths Phạm Văn Giám, Tính toán cấu máy trục, ĐH Giao Thông Vận Tải Tp.HCM [02] Phạm Đức, Tính Toán Máy Nâng Chuyển, Đại Học Hàng Hải [03] Huỳnh Văn Hoàng – Đào Trọng Thường, Tính Toán Máy Trục, Nxb Khoa Học Và Kỹ Thuật [04] Pts Trương Quốc Thành – Pts Phạm Quang Dũng, Máy Thiết Bị Nâng, Nxb Khoa Học Và Kỹ Thuật [05] Nguyễn Trọng Hiệp – Nguyễn Văn Lẫm, Thiết Kế Chi Tiết Máy, Nxb Giáo Dục [06] Ths Nguyễn Hữu Quảng – Ths Nguyễn Văn Giám, Kết Cấu Kim Loại Máy Trục, ĐH Giao Thông Vận Tải Tp.HCM [07] Tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN – 4244:2005 [08] Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, NXB Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh [09] Sức bền vật liệu, NXB Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh [10] Nguyễn Thị Phương Hà (2005), Lý thuyết điều khiển đại, NXB ĐHQG [11] Phan Xuân Minh, Nguyễn Doãn Phước (2006) Lý thuyết điều khiển mờ, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [12] Nguyễn Thị Phương Hà (2007) Lý thuyết điều khiển đại Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP.HCM, [13] Nguyễn Đức Thành (2004) Matlab ứng dụng điều khiển Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP.HCM [14] Nguyễn Thiện Thành (2006) Trí tuệ nhân tạo Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP.HCM [15] Huỳnh Thái Hoàng (2006) Lý thuyết điều khiển thông minh Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP.HCM 159 [16] Nguyễn Doãn Phước (2005), Lý thuyết điều khiển nâng cao, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội TIẾNG ANH: [1] Krsti´c M., Kanellakopulos I and Kokotovi´c P.V (1995), Nonlinear and Adaptive Control Design, New York: Wiley [2] La Salle J and Lefschetz S (1961), Stability by Liapunov’s direct method with applications, Academic Press, New York [3] SIEMENS-SIMOTION SCOUT Configuration Manual, 03.2006 Edition [4] SIEMENS -SIMOTION MCC Motion Control Chart [5] SIEMENS- SINAMIC S120 Commissioning Manual, (IH1), 10/2008, ... cảng container nhằm tăng suất xếp dỡ cần trục container, tăng tính ổn định mức độ xác hoạt động khai thác container 2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI • Tính toán thiết kế cần trục conatiner, xây dựng vẽ thiết kế, ... đồng thiết bị từ nước Nghiên cứu, tính toán, thiết kế cần trục, đặc biệt hệ thống điều khiển cần trục container sở ứng dụng công nghệ đại, sử dụng chương trình tính toán tiên tiến, nhằm chế tạo cần. .. TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP 1.1 BẢN VẼ THIẾT KẾ CƠ KHÍ VÀ BẢN VẼ HOÀN CÔNG ĐƯỢC ĐĂNG KIỂM PHÊ DUYỆT 1.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP 1.2.1 Các thông số để tính toán kết