Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế mô hình điều khiển vận hành tối ưu cầu cảng. Hiện nay việc trao đổi mà mua bán hàng hoá phụ thuộc rất nhiều vào đường thuỷ cho nên hàng hoá sẽ có rất nhiều. Việt bốc xếp và vận chuyển hàng hóa sẽ xảy ra liên tục cho nên chúng ta rất cần lắp đặt các cẩu trục này để giảm thiểu sức lực của con người và giúp chúng ta tiết kiệm được thời gian rất lớn và chi phí thuê nhân công lao động.
LỜI CAM ĐOAN Tên đề tài: Thiết kế mô hình điều khiển vận hành tối ưu cầu cảng Nhóm xin cam đoan đồ án tốt nghiệp thành từ nghiên cứu hoàn toàn thực tế sở số liệu thực tế thực theo hướng dẫn giảng viên hướng dẫn Đồ án thực thành nhóm, khơng chép theo đồ án Mọi tham khảo sử dụng đồ án trích dẫn nguồn tài liệu báo cáo danh mục tài liệu tham khảo Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế nhà trường, xin hoàn toàn chịu trách nhiệm TP HCM, ngày tháng năm 2020 Người thực đề tài: LỜI CẢM ƠN Trong q trình tính tốn thiết kế khơng tránh khỏi điểm thiếu sót , khơng hợp lý lần nhóm em thực đề tài thiết kế mơ hình điều khiển vận hành tối ưu cầu cảng nên nhóm em mong đánh giá , phê bình để nắm rõ củng cố thêm kiến thức điều khiển vận hành cẩu cảng Cuối nhóm em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn giúp đỡ thầy cô Viện Kỹ Thuật trường Đại học Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh, đặc biệt hướng dẫn nhiệt tình Ts Đồn Thị Bằng bạn sinh viên lớp giúp đỡ nhóm em nhiều trình thực đồ án Em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU .1 Tính cấp thiết đề tài .1 Tình hình nghiên cứu Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Các kết đạt Kết cấu đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 1: KHẢO SÁT THỰC TRẠNG CẨU CẢNG 1.1 Giới thiệu chung hệ thống cảng CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT THỰC TRẠNG CỔNG TRỤC VÀ PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 Khái quát chung cầu trục QC RTG 2.1.1 Khái quát chung cầu trục QC 2.1.2 Khái quát chung cần trục RTG 2.1.3 Kết cấu tổng thể 10 2.2 Đặc điểm kết cấu nguyên lý hoạt động 12 2.2.1 Đặc điểm kết cấu 12 2.2.2 Nguyên lý hoạt động 12 2.3 Thông số kỹ thuật RTG 12 2.4 Khó khăn cách khắc phục vận hành cẩu cảng Việt Nam 12 13 2.4.1 Quá tải 13 2.4.2 Sự cố điện 13 2.4.3 Vật tải bị rơi 14 2.5 Phân tích lựa chọn phương án thiết kế 14 2.5.1 Phân tích yêu cầu, đặc điểm làm việc 14 2.5.2 Lựa chọn phương án thiết kế 15 2.5.3 Lựa chọn Phương án thiết kế nhóm 16 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN CƠ CẤU NÂNG 17 3.1 Xác định chế độ làm việc cấu 17 3.1.1 Các thông số cấu 17 3.1.2 Chọn chế độ làm việc cho cấu 17 3.2 Sơ đồ truyền động cấu 19 3.3 Chọn cáp 20 3.3.1 Chọn palăng cáp 20 3.3.2 Tính tốn chọn cáp 22 3.3.3 Chọn puly dẫn cáp 23 3.4 Tính tốn tang, trục tang, ổ trục kẹp cáp 24 3.4.1 Tính tốn tang 24 3.4.2 Kẹp cáp lên tang .30 3.4.3 Trục tang 32 3.4.4 Ổ trục 36 3.5 Động dẫn điện 39 3.6 Hộp giảm tốc - phanh - khớp nối 45 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN CƠ CẤU DI CHUYỂN XE CON 48 4.1 Sơ lược sơ cấu di chuyển xe 48 4.2 Số liệu ban đầu 48 4.3 Tính chọn bánh xe 49 4.4 Động điện 50 4.5 Kiểm tra moment khởi động động 51 4.6 Tính tốn truyền cấu di chuyển xe 53 4.7 Tính chọn xích đĩa xích 54 4.8 Tính chọn khớp nối 58 4.8.1 Tính chọn khớp nối động hộp giảm tốc 58 4.8.2 Tính chọn khớp nối hộp giảm tốc đăng 59 4.9 Tính tốn phanh chọn phanh 59 4.10 Tính kiểm tra trục nhông 60 4.11 Tính chọn kiểm tra then 65 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ MƠ HÌNH CẨU CẢNG 67 5.1 Mô tả chung mơ hình thiết kế 67 5.2 Thiết kế chi tiết cho mơ hình 68 5.2.1 Thiết kế khí 68 5.2.2 Lựa chọn động điện 70 5.2.3 Thiết kế hệ thống điều khiển 71 5.2.4 Kết thực nghiệm mơ hình 75 KẾT LUẬN 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 PHỤ LỤC A 78 PHỤ LỤC B 80 MỤC LỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt DWT Chữ tiếng anh Nội dung Deadweight Tonnage Trọng tải toàn phần RTG Cẩu trục bánh lốp Cummins - QSX15 Máy phát điện - G6 CT3 Thép bon thông thường Theo tiêu chuẩn 5862-1995, https://vanbanphapluat.co/ tcvn-58621995thietbinang-phanloaitheochedo-lam-viec 23026 CCK/W33 Vòng bi bạc đạn YWZ Phanh thuỷ lực KP70 Thép đường ray YZB Động nâng hạ CONSOLE Bàn điều khiển DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Cầu trục giàn bốc xếp container cho tàu biển Hình 2.2: Cầu trục giàn nâng chuyển container RTG Hình 2.3 Kết cấu tổng thể Hình 5.1 Di chuyển tới Hình 5.2 Di chuyển lui Hình 5.3 Di chuyển trái Hình 5.4 Di chuyển phải Hình 5.5 Nâng vật Hình 5.6 Hạ vật Hình 5.7: Hình chiếu cạnh Hình 5.8: Hình chiếu đứng Dao diện điều khiển qua App: 80 5.2.4 Kết thực nghiệm mơ hình: Phân tích kết đạt mơ hình − Những kết đạt được: ● Nghiên cứu thiết kế hệ thống mơ hình cẩu RTG ● Tìm hiểu sơ lược Arduino Mega 2560 R3 động bước Driver A4988 ● Tìm hiểu chung điều khiển qua ứng dụng Arduino bluetooth controller qua smartphone Áp dụng để điều khiển hoạt động cẩu ● Ngoài chúng em tập cho thân tinh thần làm việc nhóm tốt Chúng em giúp đỡ hỗ trợ thực tốt nhiệm vụ giao nhằm đạt kết nghiên cứu tốt − Những vấn đề c n hạn chế: ● Do điều kiện thực đồ án c n hạn chế kinh nghiệm thực tiễn c n thiếu yếu nên đề tài c n nhiều thiếu sót Rất kính mong 81 Q Thầy Cơ mơn đóng góp ý kiến để mơ hình hồn thiện ● Chưa áp dụng công nghệ biến tần việc điều khiển động hướng nghiên cứu tiếp theo: − Có thể áp dụng công nghệ biến tần để điều khiển động bước cho phù hợp điều kiện nhà sản xuất quy định 82 KẾT LUẬN Sau thời gian làm việc tập trung, khẩn trương hướng dẫn bảo thầy giáo môn, đặc biệt giáo Đồn Thị Bằng đến đồ án em hoàn thành thời hạn đảm bảo nhiệm vụ giao Qua trình làm đồ án giúp em làm quen với cơng việc cụ thể người kỹ sư khí tương lai, phương pháp làm việc độc lập, sáng tạo, khoa học, kỷ luật, đồng thời đồ án giúp thân em củng cố thêm kiến thức học học hỏi nhiều kiến thức kinh nghiệm quý báu Cuối em xin cám ơn giáo Đồn Thị Bằng thầy mơn tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn! TÀI LIỆU THAM KHẢO Hướng dẫn đồ án môn học máy nâng http://thuvien.nuce.edu.vn/Opac/DmdInfo.aspx?dmd_id=22114 Máy nâng chuyển - TS.Trần Thọ https://tailieu.vn/doc/gioi-thieu-chung-ve-may-nang-chuyen-394397.html Máy thiết bị nâng chuyển http://congnghemoitruong.com.vn/giao-trinh-may-nang-chuyen/ Tài liệu cấu di chuyển hãng STAHL https://tailieu.vn/tag/co-cau-di-chuyen.html Tài liệu cấu nâng hạ vật hãng STAHL https://vnid.vn/product.php?pn=Palang-dam-doi-STAHL -CHLB-DUC&pid=313 Thiết kế hệ dẫn động khí - Trịnh Chất, Lê Văn Uyển https://cadcamcae.edu.vn/tinh-toan-thiet-ke-he-dan-dong-co-khi-1-trinh-chat/ PHỤ LỤC A MẠCH ĐIỀU KHIỂN PHỤ LỤC B TÍNH TỐN KẾT CẤU THÉP Sơ lược vật liệu cấu tạo kết cấu cổng trục 1.1 Chọn vật liệu chế tạo ● Vật liệu dùng để chế tạo kết cấu thép đa dạng thép cacbon (gồm thép cacbon thấp, trung bình cacbon cao hay thép hợp kim) ● Ta chọn vật liệu chế tạo thép CT3 có đặc trưng tính sau: ● Giới hạn chảy:c = 2400 – 2800 kG/cm ● Giới hạn bền: b = 3800 – 4200 kG/cm ● Khối lượng riêng: = 7,83 T/m ● Độ dãn dài đứt:0 = 21% ● Modun đàn hồi kéo: E = 2,10.10 kG/cm ● Modun đàn hồi trượt: G = 0,8.10 kG/cm ● Độ bền học đảm bảo ● Tính dẻo cao ● Tính hàn tốt (dễ hàn) ● Ứng suất cho phép lớn nhất: [] = cn= 2801,4= 200 (N/mm ) 1.2 Các thông số ban đầu ● Sức nâng: Q = 41T ● Khẩu độ: L = 23 m ● Chiều cao nâng: H = 18 m ● Vận tốc di chuyển xe con: 70 m/ph ● Vận tốc di chuyển cổng trục: 120 m/ph ● Vận tốc nâng: 21 m/ph ● Chế độ làm việc: trung bình 1.3 Các thơng số kích thước kết cấu thép ● Theo dự kiến thiết kế ban đầu dầm dầm hộp Xe di chuyển bánh xe đặt ray ● Khoảng cách hai dầm phải tính cho cổng đủ ổn định mặt phẳng ngang tác dụng tải trọng lệch, vừa phải phù hợp với kích thước xe dầm giằng 1.3.1 Các kích thước dầm ● Do hai dầm giống nên phần ta trình bày đặc trưng kích thước ● Dầm với thơng số kích thước sau: ● Chiều dài dầm: L = 23 m ● Chiều cao dầm lấy giới hạn: h = (110120).L = (110120).23000 chọn h = 1600 mm ● Chiều cao thành dầm: ht = (h - 2) = 1568 mm ● Chiều rộng thành dầm: B = 750 mm Chiều dày thành biên trên: = 16 mm ● Chiều dày thành bên:t = 14 mm Hình 1.3.1 Các kích thước dầm 1.3.2 Các kích thước dầm ● Dầm có tác dụng liên kết hai chân cổng mặt phẳng line để tạo cho cổng trục tạo thành kết cấu vững Tiết diện dầm dưới: ● Chọn h = 1000 m ● Chiều cao thành dầm: ht = (h - 2) = 968 mm ● Chiều rộng thành dầm: B = 650 mm ● Chiều dày thành biên trên: = 16 mm ● Chiều dày thành bên:t = 14 mm Hình 1.3.2 Các kích thước dầm 1.3.3 Các kích thước chân cổng ● Chân cổng có tiết diện thay đổi theo chiều cao nên ta xét tiết diện hai đầu chân ● Tiết diện chân cổng phía dưới: ● Chọn h = 490 mm ● Chiều cao thành dầm: ht = (h - 2) = 450 mm ● Chiều rộng thành dầm: B = 980 mm ● Chiều dày thành biên trên: = 20 mm ● Chiều dày thành bên:t = 26 mm Hình 1.3.3a Tiết diện chân cổng phía ● Tiết diện chân cổng phía trên: ● Chọn h = 1600 mm ● Chiều cao thành dầm: ht = (h - 2) = 1560 mm ● Chiều rộng thành dầm: B = 700 mm ● Chiều dày thành bên:t = 26 mm Hình 1.3.3b Tiết diện chân cổng phía 1.3.4 Thanh giằng ● Đường kính ngồi: Dn = 150 mm ● Đường kính trong: Dt = 140 mm Hình 1.3.4 Thanh giằng 1.4 Đặc trưng hình học tiết diện Hình 1.4 Đặc trưng hình học tiết diện Chú thích: Dầm Dầm Chân cổng Thanh giằng Dầm - Diện tích tiết diện biên: F1 = 2.750.16 = 24000 (mm2) - Diện tích tiết diện thành: F2 = 2.1568.14 = 43904 (mm2) - Tổng diện tích: F = F1 + F2 = 24000 + 43904 = 67904 (mm2) - Moment tĩnh nửa tiết diện trục x-x: Sx = Fb.+ = 12000.+ = 18,1.106(mm3) - Moment tĩnh nửa tiết diện trục y-y: Sy = Ft.+ = 21259.+ = 9,84.106(mm3) - Moment quán tính tiết diện trục x-x: Jx = + = + = 2,41.1010(mm4) - Moment quán tính tiết diện trục y-y: Jy = + =2 + = 6,33.109(mm4) - Moment chống uốn tiết diện trục x-x: Wx = = 2.= 30,125.106(mm3) - Moment chống uốn tiết diện trục y-y: Wy = = 2.= 16,88.106(mm3) Dầm - Diện tích tiết diện biên: F1 = 2.650.16 = 20800 (mm2) - Diện tích tiết diện thành: F2 = 2.968.14 = 27104 (mm2) - Tổng diện tích: F = F1 + F2 = 20800 + 27104 = 47904 (mm2) - Moment tĩnh nửa tiết diện trục x-x: Sx = Fb.+ = 10400.+ = 8,40.106(mm3) - Moment tĩnh nửa tiết diện trục y-y: Sy = Ft.+ = 13552.+ = 5,85.106(mm3) - Moment quán tính tiết diện trục x-x: Jx = + = + = 0,72.1010(mm4) - Moment quán tính tiết diện trục y-y: Jy = + =2 + = 3,29.109(mm4) - Moment chống uốn tiết diện trục x-x: Wx = = 2.= 14,4.106(mm3) - Moment chống uốn tiết diện trục y-y: Wy = = 2.= 10,12.106(mm3) Chân cổng - Diện tích tiết diện biên: F1 = 2.980.20 = 39200 (mm2) - Diện tích tiết diện thành: F2 = 2.450.26 = 23400 (mm2) - Tổng diện tích: F = F1 + F2 = 39200 + 23400 = 62600 (mm2) - Moment tĩnh nửa tiết diện trục x-x: Sx = Fb.+ = 19600.+ = 5,92.106(mm3) - Moment tĩnh nửa tiết diện trục y-y: Sy = Ft.+ = 11700.+ = 10,39.106(mm3) - Moment quán tính tiết diện trục x-x: Jx = + = + = 0,26.1010(mm4) - Moment quán tính tiết diện trục y-y: Jy = + =2 + = 8,48.109(mm4) - Moment chống uốn tiết diện trục x-x: Wx = = 2.= 10,61.106(mm3) - Moment chống uốn tiết diện trục y-y: Wy = = 2.= 17,31.106(mm3) Chân cổng - Diện tích tiết diện biên: F1 = 2.700.20 = 28000 (mm2) - Diện tích tiết diện thành: F2 = 2.1560.26 = 81120 (mm2) - Tổng diện tích: F = F1 + F2 = 28000 + 81120 = 109120 (mm2) - Moment tĩnh nửa tiết diện trục x-x: Sx = Fb.+ = 14000.+ = 26,88.106(mm3) - Moment tĩnh nửa tiết diện trục y-y: Sy = Ft.+ = 40560.+ = 16,16.106(mm3) - Moment quán tính tiết diện trục x-x: Jx = + = + = 3,4.1010(mm4) - Moment quán tính tiết diện trục y-y: Jy = + =2 + = 1,04.1010(mm4) - Moment chống uốn tiết diện trục x-x: Wx = = 2.= 42,5.106(mm3) - Moment chống uốn tiết diện trục y-y: Wy = = 2.= 29,71.106(mm3) Thanh giằng - Diện tích mặt cắt ngang: F = = = 2277,65 (mm2) - Moment chống uốn tiết diện: Wx = Wy = 0,1.D3(1 - ) = 0,1.1503.(1 - ) = 81393,3 (mm3) ... then 65 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ MƠ HÌNH CẨU CẢNG 67 5.1 Mô tả chung mơ hình thiết kế 67 5.2 Thiết kế chi tiết cho mô hình 68 5.2.1 Thiết kế khí 68 5.2.2... LỜI CẢM ƠN Trong q trình tính tốn thiết kế khơng tránh khỏi điểm thiếu sót , khơng hợp lý lần nhóm em thực đề tài thiết kế mơ hình điều khiển vận hành tối ưu cầu cảng nên nhóm em mong đánh giá ,...LỜI CAM ĐOAN Tên đề tài: Thiết kế mơ hình điều khiển vận hành tối ưu cầu cảng Nhóm xin cam đoan đồ án tốt nghiệp thành từ nghiên cứu hoàn toàn thực tế sở số liệu thực