Quy trình lắp dựng, thử nghiệm, sử dụng máy vận thăng
M max = Qx120 = 36000 (kG.cm) Chọn thép làm thanh 2 là thép chữ U có số hiệu N o 20 có tiết diện F = 23,4 (cm 2 ) Kiểm tra tiết diện : [ ] σ ≤ u u W M ( ) 3 152 10 1520 cmW x == [ ] 160068,23 152 36000 =≤==⇒ σ x u W M Tính toán mối hàn giữa thanh 1 và 2, mối hàn này chỉ chòu mômen uốn và lực kéo : Với : M u = 36000(kG.m) Lực kéo : F = Q = 300(kG) Chọn chiều cao mối hàn δ = 6(mm) Công thức kiểm tra mối hàn khi thanh chòu kéo uốn : [ ] ( ) 2 2 /1800 . .6 . cmkGR l M l N h k h gh h gh =<+ δ δ ư Lực kéo tính toán : ( ) kGN gh 3,333 9,0 300 == ( ) cmkGM gh .4000 9,0 36000 == 1500 .6 40000.6 .6 3,333 2 ≤+⇒ h h l l l h ≥ 5,67 (cm) chọn l h = 10 (cm) Chương 3 : HỆ THỐNG ĐIỆN VẬN THĂNG 62 3.1. Sơ đồ điện: Sơ đồ khối hệ thống điện 63 Ngắn mạch cơ cấu nâng Mạch động lực cơ cấu nâng Mạch khống chế cơ cấu nâng ĐC CC C1 Mn Dn Dh Mh N H H N N H BK2 BK1 Hình 3.1 Sơ đồ mạch điện 3.2. Giải thích mạch điện : a. Bảo vệ ngắn mạch : Để bảo vệ hiện tượng ngắn mạch khi vận hành vận thăng sử dụng các cầu chì đặt trên các pha nguồn đến mạch động lực và mạch khống chế cơ cấu. Dùng cầu chì cho vận thăng vì đơn giản, hiệu quả và phù hợp chế độ làm việc máy trục, còn sử dụng aptomat đắt tiền, hệ mạch phức tạp. Chế độ làm việc vận thăng không phải chòu tải liên tục nên ta chọn sử dụng cầu chì để bảo vệ hiện tượng ngắn mạch. b. Bảo vệ nhiệt : Để bảo vệ hiện tượng quá tải, ta sử dụng rờle nhiệt. Phần tử đốt nóng của rờle nhiệt được mắt trên 2 pha của mạch 3 pha, tiếp điểm của rờle nhiệt cắt mạch công tắc tơ đường dây khi có tác động. c. Cụm tuyến động và đảo chiều : Cơ cấu nâng, phải làm việc hai chiều thuận và nghòch. Do đó phải dùng cách khởi động là sử dụng nguồn điều khiển có công suất nhỏ để điều khiển mạch có công suất lớn, bảo đảm an toàn, động tác nhanh. Để bảo đảm các công tắc tơ hoạt động chính xác và trình tự, ta sử dụng các tiếp điểm thường đóng T và N. Do đó khi một công tắc tơ làm việc thì công tắc tơ kia không làm việc ( không có điện ). Ngoài ra còn sử dụng công tắc hành trình đảm bảo hoạt động riêng lẻ từng công tắc tơ. Công tắc tơ T, N, (T: quay theo chiều thuận, N: quay chiều nghòch) làm nhiệm vụ đóng nguồn điện theo thứ tự pha thuận và pha nghòch khi quay động cơ. 64 Các tiếp điểm liên động MT và NN loại thường đóng bảo đảm không xảy ra khả năng làm việc cùng một lúc của T và N vì khi để động cơ quay chiều thuận, nhấn nút L thì cuộn T có điện và đồng thời tiếp điểm thường đóng mở ra đảm bảo luôn luôn mạch cuộn N không có điện khi quay chiều thuận và ngược lại khi quay chiều nghòch nhấn nút X thì đóng cuộn N có điện, tiếp điểm thường đóng N mở, các tiếp điểm thường mở N đóng động cơ quay. Nguyên lý hoạt động của mạch : Để động cơ quay theo chiều thuận (chọn theo một chiều bất kỳ) ta đóng điện nguồn chính, nhấn nút L thì công tắc thường đóng mở, cuộn T có điện đồng thời các tiếp điểm thường mở T đóng, tiếp điểm thường đóng mở, động cơ được cấp điện, khi thả nút nhấn L thì dừng hoạt động, cuộn T mất điện, tiếp điểm thường đóng T đóng lại, tiếp điểm thường mở T mở, mạch điện trở về trạng thái ban đầu. Để động cơ quay theo chiều ngược lại ta nhấn nút X, mạch điện hoạt động tương tự. d. Hạn chế hành trình : Để cần trục tuyệt đối không cung cấp điện tiếp tục cho chuyển động trước khi chạy hết hành trình, ta bố trí mạch khống chế theo nguyên tắc hạn chế sự chuyển động về hai phía của các cơ cấu theo hình thức tự động ngắt. Sơ đồ mạch khống chế hành trình, sử dụng công tắc hành trình : Ví dụ cơ cấu di chuyển về phía B, (cơ cấu di chuyển theo chiều thuận) tức thì cuộn K có điện, các tiếp điểmthường mở T đóng lại động cơ quay theo chiều thuận. Khi cơ cấu di chuyển đến cuối hành trình mấu 1 va vào 1BK làm tiếp điểm nối với mạch chứa cuộn công tắc tơ T mở ra, ngắt mạch, cuộn T mất điện các tiếp điểm thường mở T mở động cơ ngừng. Do đó mạch theo chiều thuận ngắt, bởi tiếp điểm 1BK chỉ có thể chuyển động theo hướng ngược lại. Khi chuyển động theo hướng ngược lại cuộn 1BK mất điện, tiếp điểm thường đóng 1BK đóng mạch quay theo chiều thuận trở lại trạng thái hoạt 65 2BK A B B 1BK 1 x c c c c c c x 2 động. Khi cho chuyển động đến cuối hành trình ngược lại thì cũng tương tự khi va vào chấu 2KB, cuộn 2KB có điện, tiếp điểm thường đóng 2KB mở mạch theo hành trình ngược mất điện các tiếp điểm thường mở N mở động cơ ngừng. Vì mạch theo chiều ngược mở chỉ có thể do cầu trục di chuyển theo chiều ngược lại. 3.3. Tính toán lựa chon trang thiết bò điện trong hệ thống a. Các thông số cơ bản: Sức nâng : 0,3T Độ cao nâng mốc: 20m Tốc độ nâng: 0.35 m/s Trọng lượng mốc câu: 0.05T Lựa chọn sơ bộ động cơ điện: Công suất tónh của động cơ khi nâng với tải đầy[8]: 1 10 .102 ).( η vGG P t + = G:trọng lượng hàng 0 G :trọng lượng bàn nâng 1 v :vận tốc nâng 1 η :Hiệu suất nâng Thay số ta được: KWP t 41.1 85,0.102 35.0.10).05,0,03,0( 3 = + = Tỉ số làm việc: TS% Dựa vào chế độ làm việc của máy trục: vận thăng làm việc ở chế độ trung bình Tra bảng ta được TS% = (15-25)% b. Lựa chọn động cơ điện: TS% = 15-25 .Tra bảng 6[8] ta chọn động cơ loại MTK 111 – 6 Có Nđm = 3,5 kw Nđm 870 v/ph Xác đònh tỉ số truyền cơ cấu nâng: 1 .55,9.1 . v Dn i = Xác đònh: 66 Đường kính tang : D = 0,2m Chọn bội suất palăng a = 1 Vậy tỉ số truyền của cơ cấu nâng là: 1 .55,9.1 . v Dn i = 52 35,0.55,9.1 2,0.870 = = i Dựng biểu đồ phụ tải của quá trình truyền động điện cơ cấu nâng: Xác đònh các thông số cơ bản: Mô men khi nâng hàng: 1 M ( ) kGm i DGG M 8,0 85,0.52.2 2,0.10).05,0,03,0( 2 3 1 0 1 = + = + = η Mô men khi hạ hàng: 2 M ( ) kGm i DGG M 55,0 82,0. 52.2 2,0.10).05,03,0( 82,0 85.0 1 2 1 2 . 2 3 1 2 2 0 2 = + = = −=−= + = η η η Momen khi nâng không tải : 3 M kGmM f i DG M 16,0 62.0.52.2 2,010.05,0 62,0 )( 2 . 3 3 3 3 0 3 ==⇒ = = = αη η Mômen khi hạ không tải : 4 M 67 kGm M i DG M 037,0 39,0. 52.2 2,0.10.05,0 39,0 62,0 1 2 1 2 . .2 . 3 4 3 4 4 0 4 = =⇒ =−=−= = η η η Thời gian khi nâng tải: 1 t )(1,57 35,0 20 1 1 s v H t == = Thời gian khi hạ tải: 2 t )(50 4,0 20 17,016,0.065,1.065,1 2 12 2 2 st vv v H t ==⇒ === = Thời gian khi nâng không tải: 3 t )(1,57 13 13 3 stt v H v H t ==⇒ == Thời gian khi hạ không tải: 4 t )(57 34 stt == Thời gian di chuyển hàng theo phương ngang: 01 t 0 01 = t Thời gian di chuyển mốc không theo phương ngang: 03 t )(0 0103 stt == Thời gian tháo mốc ra khỏi hàng: 02 t )(5 02 st = Thời gian lắp mốc vào hàng: 04 t )(5 04 st = Biểu đồ gia tải: 68 Xác đònh công suất động cơ điện và lựa chọn động cơ điện theo katalo: 4321 4 2 43 2 32 2 21 2 1 1 1 2 . tttt tMtMtMtM t tM M n k n kk bptb +++ +++ = = ∑ ∑ 1,571,57501,57 1,57.037,01,57.16,050.55,01,57.8,0 2222 +++ +++ = bptb M = 0,5 kGm TS% = 040302014321 4321 tttttttt tttt +++++++ +++ .100% 69 = %95 %100. 551,571,57501,57 1,571,57501,57 = +++++ +++ Mômen tính toán: kGm TS TS MM tc bftbtt 63,0 60 95 .5,0 % % . == = Công suất tính toán của dộng cơ: 975 .nM P tt tt = Với n:Tốc độ quay của động cơ đã chọn sơ bộ ở trên Vậy: kWP tt 56,0 975 870.63,0 == Tra katalo chọn: động cơ không động bộ 3 pha rôto lồng sóc loại MTK 111-6 C¸c th«ng sè ban ®Çu : - KÝ hiƯu ®éng c¬ : MTK 111-6 - C«ng st ®éng c¬ : P ®m = 3,5 (KW) - Sè vßng quay cđa ®éng c¬ : n ®c = 870 (v/ph) - I 1®m = 6,4(A) - cosϕ ®m = 0,78 - cosϕ kh«ng t¶I = 0,36 - I 2®m = 4,2(A) - M th /M ®m = 2,6 - M«men ®µ : (G.D 2 ) = J.4g = 4.0,212 = 0,848 (kGm 2 ) - Khèi lỵng ®éng c¬ : Q = (kg) - r 1 = 5,98(Ω) - x 1 = 3,93 (Ω) - r 2 = 8,41 (Ω) - x 2 = 3,08 (Ω) - K e = 1,84 c. Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ điện: X¸c ®Þnh hƯ sè trỵt ®Þnh møc cđa ®éng c¬ lùa chän : S ®m = 0 0 )( n nn dm − S ®m = 1000 )8701000( − S ®m = 0,13 70 Xây dựng đờng đặc tính cơ tự nhiên : n = f(M) hoặc S = f(M) - Công thức quan hệ giữa M và S : + Công thức chính xác : M = .2 )1.(.2 ++ + S S S S M th th th + Công thức gần đúng : M = S S S S M th th th + .2 -Trong đó : - M th : là mômen tới hạn. - S th : là hệ số trợt tới hạn. - : là hệ số đặc trng cho mức độ tính toán chính xác. = ).( 2 21 2 1 1 e Kxxr r ++ - Dựa vào các số liệu đã cho ta tính toán đợc hệ số : + Nếu > S đm thì dùng công thức tính chính xác. + Nếu < S đm thì dùng công thức tính gần đúng. = ).( 2 21 2 1 1 e Kxxr r ++ = 222 )84,1.8,393,3(98,5 98,5 ++ = 0,335 > S đm Tính toán độ trợt tới hạn S th : + Công thức chính xác : S th = S đm [(à + (à - 1). ) + [ ] 1).1( 2 + àà ] Trong ủoự: à : boọi soỏ momen cửùc ủaùi. S th = 0,13[ 1)335,0.8,18,2(335,0.8,18,2 2 +++ ] S th = 0,865 + Công thức gần đúng : 71