Thiết kế trang bị điện sử dụng trong cầu trục với tải trọng nâng 250 Kg

Thiết kế trang bị điện sử dụng cầu trục với tải trọng nâng 250 Kg Mục lục Mục lục Lời cảm ơn Error! Bookmark not defined Chương 1: Tổng quan cầu trục thiết bị nâng hạ 1.1.Phân loại cầu trục 1.1.1 Căn vào tải trọng 1.1.2 Căn vào công dụng .4 1.1.3 Căn theo kết cấu dầm cầu 1.2 Điều kiện an toàn sử dụng cầu trục 1.3 Môi trường làm việc 11 1.4 Yêu cầu điều khiển .12 1.5 Cấu tạo 12 1.6 Chế độ làm việc động truyền động cấu cầu trục 14 1.7 Các thiết bị điện chuyên dùng cầu trục 15 1.8 Tải trọng: 18 1.9 Đặc điểm tính tốn cầu trục: 19 1.10 Tính trục truyền cấu di chuyển 20 Chương 2: Phân tích lựa chọn phương án cho cầu trục 21 2.1 Phương án lựa chọn kết cấu dầm .21 2.2 Phương án truyền động cấu nâng .23 2.3.Phương án truyền động di chuyển xe lăn 26 2.4- Phương án truyền động di chuyển cầu: 29 Chương 3: Tính chọn thiết bị điện cầu trục .32 3.1 Tính động di chuyển xe xe cầu 32 3.2 Tính động cơ cấu nâng – hạ hàng 34 3.3 Đấu động ba pha chạy điện pha 38 3.4 Tính chọn tụ cho động nâng hạ 39 3.5 Tính chọn tụ cho động chạy xe chạy cầu trục 39 3.6 Tính chọn công tắc tơ role nhiệt 39 3.7 Tính chọn aptomat .40 3.8 Trang bị điện mạch 45 3.9 Nguyên lý hoạt động mạch .45 Tài liệu tham khảo .Error! Bookmark not defined Chương 1: Tổng quan cầu trục thiết bị nâng hạ Cầu trục điện có kết cấu đa dạng sử dụng rộng rãi tất lĩnh vực khác Trong xí nghiệp luyện kim, xí nghiệp cơng nghiệp thường lắp đặt loại cầu trục để vận chuyển nguyên vật liệu, thành phẩm bán thành phẩm Trong xí nghiệp tuyển than, tuyển quặng, bãi chứa than nhà máy nhiệt điện thường lắp đặt cầu trục xếp dỡ (cầu trục vận chuyển) Trên công trường xây dựng dân dụng công nghiệp thường lắp đặt loại cổng trục cần cẩu tháp v.v…Trong cảng biển: cầu trục bốc dỡ hang từ tàu xuống bãi hay vận chuyển hàng từ kho bãi xuống tàu, vận chuyển contenner, máy móc xuất nhập qua đường biển Như cầu truc cần trục giúp người khí hóa, tự động hóa khâu bốc xếp hàng làm giảm sưc lao động tăng suất chất lượng Điều cho thấy lĩnh vực có tham gia cầu truc Vì tính đa dạng nên kết cấu cầu trục khac Tuy nhiên chúng có đặc điểm cấu chung Ví dụ cầu trục thường có ba cấu nâng hạ, cấu dịch chuyển dọc, cấu dịch chuyển ngang có số cấu phụ dể nâng giữ hàng Ngoài loại cầu trục lắp đặt cố định sử dụng cần cẩu di động như: cần cẩu ô tô, cần cẩu bánh xích, cần cẩu nổi… Phần lớn cấu truyền động động cung cấpcho hệ truyền động ba dạng: -Cung cấp điện từ lưới qua góp điện cố định, loại thường cầu trục phân xưởng -Cung cấp điện từ lưới qua cuộn cáp điện, loại thường dung với cầu trục dich chuyển đường ray mặt đất -Cung cấp điện từ máy diezen thường dùng cho cầu trục di động ô tô 1.1.Phân loại cầu trục 1.1.1 Căn vào tải trọng nâng Tải trọng nâng từ 1-5 Tải trọng nâng từ 5-10 Tải trọng nâng từ 10-30 Tải trọng nâng từ 30-60 Tải trọng nâng từ 80-1200 1.1.2 Căn vào cơng dụng Cầu trục có cơng dụng dùng chung Cầu trục chuyên dụng 1.1.3 Căn theo kết cấu dầm cầu Cầu trục dầm Cầu trục hai dầm Cầu trục tựa Với vào mômen phanh trên, ta chọn phanh má TKT-160 có Mph = 20Nm 3.2 Tính động cơ cấu nâng – hạ hàng Động truyền động cấu nâng hạ hàng đóng vai trị quan trọng Sơ đồ động học cấu nâng hạ hàng móc Trục vít Bánh vít Truyền động bánh Tang máy Cơ cấu móc hàng Móc Động truyền động Cơng suất tĩnh nâng vật trọng tải đựơc xác định: Theo công thức [kW] Với :η hiệu suất cấu bao gồm : η = ηp.ηt.η0 = 0,87 ηp = 0,97 hiệu suất pa lăng ηt = 0,96 hiệu suất tang, η = 0,94 hiệu suất truyền có kể khớp nối,với giả thiết truyền chế tạo thành hộp giảm tốc hai cấp bánh trụ Vậy : (kW) , sơ chọn động điện 3FB90Sb4 nhà máy chế tạo máy điện VIỆT NAM- HUNGARI chế tạo có đặc tính sau Công suất danh nghĩa : Ndc = 1.1( kW) Số vòng quay danh nghĩa: ndc = 1435 (vòng/phút) Điện áp: ∆/Y = 220/380 V Dòng điện: 4.9/2.8 A Hiệu suất: Hệ số công suất: η = 75% cos φ = 0.81 Hệ số tải: Khối lượng: mdc=22.5kg a Tỷ số truyền chung : Tỷ số truyền chung từ trục động đến trục tang Số vòng quay tang để đảm bảo vận tốc cho trước vòng/phút a =2: bội suất palăng Vậy tỷ số truyền cần có : b Tính chọn phanh Phanh dùng để hãm điều chỉnh tốc độ cấu, triệt tiêu động khối lượng chuyển động tịnh tiến chuyển động quay Tất cấu máy trục phải dùng thiết bị phanh hãm, cấu làm việc vận tốc cao Mà an tồn q trình nâng hạ phụ thuộc vào hệ thống phanh, cấu nâng cầu trục phải trang bị thiết bị phanh hãm để đảm bảo độ an toàn Quá trình phanh thực cách đưa vào cấu lực cản phụ dạng ma sát nảy sinh momen phanh Phanh dùng có nhiều loại: phanh đai, phanh má, phanh hai má, phanh áp trục, phanh ly tâm … vvv… phanh thường đóng thường mở, ta chọn phanh hai má loại phanh thường đóng bố trí trục động lý sau : Loại phanh có kích thước nhỏ loại phanh khác Lực phanh tác dụng đối xứng lên trục đặt phanh Đảm bảo đóng mở nhịp nhàng má phanh với bánh phanh nên độ an toàn cao cho cấu nâng làm việc với tải trọng lớn Phanh thường đóng làm việc an tồn phanh thường mở, có cố xảy phanh đóng vật nâng tư treo, không bị rơi đột ngột Đặt phanh trục đơng mơmen phanh nhỏ vị trí khác, kích thước, trọng lượng phanh nhỏ tính an tồn cao để chọn phanh làm việc có hiệu an toàn ta dựa vào giá trị momen phanh yêu cầu M ph omen phanh cấu nâng xác định từ điều kiện giữ vật nâng treo trạng thái tĩnh với hệ số an toàn n Mph = n Mt ≤ [Mph] Trong : n hệ số an toàn phanh, phụ thuộc vào chế độ làm việc chế độ làm việc nhẹ : n = 1,5 ; trung bình n = 1,75; nặng n = ; nặng n = 2,5 Phanh đặt trục động nên: Momen phanh tính : = 4.46 Nm Trong η hiệu suất cấu nâng n =1,5 hệ số an tồn D0: đường kính tang tính đến tâm cáp Q0 : trọng tải trọng lượng phận Dựa vào điềư kiện ta chọn loại phanh, nhiên không nên chọn loại phanh có momen phanh danh nghĩa lớn moen phanh yêu cầu nhiều tải trọng động lên cấu phanh Qua Việc phân tích tính tốn trên,ta chọn loại phanh có má phanh dạt mome hãm >4.46Nm Vậy phanh điện từ động dảm bảo yêu cầu đề 3.3 Đấu động ba pha chạy điện pha a Nguyên tắc chuyển đổi để động điện xoay chiều KĐB ba pha hoạt động với nguồn điện pha dây quấn ba pha phải chon phần làm cuộn dây phần làm cuôn dây phụ dùng thêm phần tử mở máy Điện áp định mức cuộn dây không đổi Trị số tụ trọn cho góc lệch pha dòng điện qua cuộn làm việc cuộn khởi động đạt xấp xỉ Các sơ đồ đấu nối tuỳ thuộc vào điện áp định mức động nguồn b Đặc điểm Sau đấu chuyển từ ba pha sử dụng lưới điện pha : P = (50 – 70)% Nếu dung tụ thường trực P 80% c Sơ đồ Unguồn = U Dây động tụ làm việc tụ khởi động Cuộn dây nối với lưới gọi cuộn dây (hay cịn gọi pha hay cuộn làm việc), cuộn dây đấu nối tiếp với tụ gọi pha tụ điện ( cuộn khởi động) d Tính toán điện dung làm việc điện dung khởi động Vì cơng suất động sau đấu vào lưới điện pha giảm nhiều nên phải có tụ thường trực q trình làm việc =k Trong đó: : điện dung tụ làm việc ( µF) : dịng điện pha định mức động : điện áp lưới định mức pha K : hệ số phụ thuộc vào sơ đồ đấu dây k = 1600 = (2-10) tụ dầu có = (1,5-2) 5.4Tính chọn tụ cho động 3.4 Tính chọn tụ cho động nâng hạ Khi đấu đấu động chạy điện pha dịng điện pha định mức động 14.9A điện áp lưới định mức pha 220V nên ta có điện dung tụ = 1600 = 35,6(µF) = (2-10) = × 35,6 = 178 (µF) tụ dầu có = (1,5-2) = 1.72 × 220 ≈ 380V 3.5 Tính chọn tụ cho động chạy xe chạy cầu trục Khi đấu đấu động chạy điện pha dịng điện pha định mức động 2.3A điện áp lưới định mức pha 220V nên ta có điện dung tụ = 1600 = 16.7(àF) = (2-10) = ì 16.7 = 83.5 (µF) tụ dầu có = (1,5-2) = 1.72 × 220 ≈ 380V 3.6 Tính chọn cơng tắc tơ role nhiệt Khác với cầu dao aptomat, công tắc tơ rơ le nhiệt thường kết hợp vời ( thường gọi khởi động từ) để đóng cắt khởi động cho động riêng lẻ thời gian tác động role nhiệt chậm lên tính tốn ta cần quan tâm đến dòng điện định mức động a.Điều kiện chọn cơng tắc tơ > > = : dịng điện tính tốn ( cơng tắc tơ đóng ngắt cho động = ) : dịng điện định mức động : điện áp cách điện an tồn cực tiếp điện với vỏ cơng tắc tơ : điện áp cuộn hút công tắc tơ : điện áp mạch điều khiển b Chọn contactor role nhiệt cho động nâng hạ Ta tính chọn contactor cho động có nhãn hiệu 3FB90Sb4 hoạt động điện áp 220V nên dòng định mức tương ứng động 4.9A Tra bảng 2-2 trang 60 sách trang bị điện điện tử ta chọn contactor có mã hiệu SC-03 hãng Fuji nhật sản xuất điện áp 220-400V dòng định mức contactor la 11A lớn dòng điện định mức động 4,9A với số lượng contactor Role nhiệt kèm loại TR-ON/3, số lượng role c Chọn contactor cho động di chuyển xe cầu trục Ta tính chọn contactor cho động có nhãn hiệu 4K71A2 hoạt động điện áp 220V nên dòng định mức tương ứng động 2.3A Tra bảng 2-2 trang 60 sách trang bị ện ện t ta ch ọn contactor có mã hiệu SC-03 hãng Fuji nhật sản xu ất điện áp 220400V dòng định mức contactor la 11A l ớn h ơn dòng ện đ ịnh mức động 2.3A với số lượng contactor 3.7 Tính chọn aptomat a Tính dịng điện tính tốn Aptomat loại hoạt động dựa nguyên lý role nhiệt, nên thời gian tác động chậm khơng chịu tác động ( khơng tự ngắt) xung dịng điện có trị số lớn xuất thời gian ngắn thích hợp để bảo vệ cho phụ tải nói chung, đặc biệt cho động điện, tính chọn aptomat ta khơng cần quan tâm đến chế độ khởi động phụ tải với động lớn tính theo cơng thức = Với mạch ta sử dụng = = 1(4.9 + 2.3 + 2.3 × 2) = 11.8 A b.Tính chọn aptomat nhiệt điện Ta chọn aptomat nhiệt điện có cấu điều chỉnh dịng ngắt bên ngồi Dòng định mức > = 11.8 (A) Dòng điện điều chỉnh = ( 1.1- 1.2 ) = 12.98 – 14.16 (A) Vậy ta chọn aptomat cực hãng Fuji Nhật Bản sản xuất có mã hiệu SA32B cấp dòng 15A L N OL1 ON/OFF UP DOWN K1 K2 K22 RIGHT K3 UP POWER LEFT K4 K5 LEFT DOWN K12 FORWARD K42 LS1 Sơ đồ mạch điều khiển K6 RIGHT K32 LS2 BACKWARD FORWORD K62 LS3 K52 LS4 L K21 K11 K41 K31 N K61 K51 Clv Clv Clv Clv Ckd Ckd Ckd Ckd OL1 M1 M2 M3 UP - DOWN LEFT - RIGHT FORWORD Sơ đồ mạch động lực M4 BACKWORD N 31 29 25 23 4 K4 K5 21 16 12 37 35 11 4 2 15 11 K1 33 10 6 10 28 26 24 22 20 18 22 20 18 16 14 12 28 26 24 W4 V4 U4 W3 V3 U3 W2 V2 U2 W1 V1 U1 M4 M3 L M2 Sơ đồ dây M1 ATM 14 12 K2 22 18 27 15 13 31 K6 N 25 K3 39 20 18 19 37 19 17 L 3.8 Trang bị điện mạch - đông không đồng pha M1,M2,M3,M4 - cơng tắc hành trình LS1,LS2,LS3,LS4 - contactor ,K1,K2,K3,K4,K5,K6 - đèn báo - công tắc nguồn - rơle nhiệt OL1, - aptomat pha - Bộ nút ấn phím 3.9 Nguyên lý hoạt động mạch Đóng aptomat pha ,bật cơng tắc nguồn chế độ ON Đèn báo nguồn ‘’power’’ sáng Khi muốn nâng hàng nên ta ấn nút ‘’up’’ contactor K1 làm việc, tiếp điểm thường mở mạch động lực K11đóng lại động M1 hoạt động theo chiều kéo hàng lên phía đồng thời đèn báo “up” sang, ngược lại muốn hạ hàng xuống Ngược ta ấn nút “down” contactor K2 làm cho tiếp điểm thường mở K2 mạch động lực K21 đóng lại làm động M1 quay theo chiều hạ hàng xuống, đồng thời đèn báo “down” sáng Hai tiếp điểm thường mở K12 K22 mạch điều khiển làm nhiệm vụ khóa chéo contactor K1, K2 tương tự muốn cho xe di chuyển sang bên trái ta ấn nút ‘’left” dẫn đến contactor K3 có điện, tiếp điểm thường mở mạch động lực K31đóng lại làm động M2 quay cho xe cẩu theo chiều sang trái đồng thời đèn báo “left” sáng Công tắc hành trình Ls1 lắp dầm ngang phía biên bên trái có nhiệm vụ ngắt điện contactor K3 xe di chuyển vượt giới hạn dầm qua ngắt điện vào động M2 Tương tự muốn cho xe cẩu chuyển động sang phải ta ấn nút “right” dẫn đến contactor K4 có điện làm tiếp điểm thường mở K41 mạch động lực đóng lại dẫn đến đông M2 quay theo chiều làm xe nâng chạy sang phải, đồng thời đèn báo “right” sáng Cơng tắc hành trình Ls2 lắp biên bên phải dầm ngang có nhiệm vụ ngắt điện vào contactor K4 xe di chuyển vượt biên phải dầm qua ngắt điện vào động M2 Hai tiếp điểm thường mở K32 K42 mạch điều khiển có nhiệm vụ khóa chéo contactor K3,K4 Tương tự ta muốn cho cầu trục tiến lên phía trước ta ấn nút ‘’forward’’ contactor K5 có điện tiếp điểm K51 bên mạch động lực đóng lại làm động M3 quay theo chiều làm toàn cầu trục di chuyển theo hướng tiến phía trước, đồng thời đèn báo ‘’forward’’ sáng Cơng tắc hành trình Ls3 có nhiệm vụ ngắt điện vào contactor K5 qua ngắt điện vào động M3 cầu trục di chuyển vượt giới hạn đường ray Tương tự muốn cầu trục di chuyển theo chiều lùi phía sau ta ấn nút ‘’backward’’khi contactror K6 có điện làm tiếp điểm thường mở K61 bên mạch động lực đóng lại làm động M4 quay theo chiều làm cầu trục lùi phía sau, đồng thời đèn báo ‘’backward’’ sáng.cơng tắc hành trình Ls4 làm nhiệm vụ giới hạn hành trình cầu trục cầu trục di chuyển vượt chiều dài đường ray, hai tiếp điểm thường mở K52 K62 làm nhiệm vụ khóa chéo Kết thúc làm việc ta ấn nút ngắt aptomat để ngắt điện toàn mạch ấn nút OFF để ngắt điện mạch điều khiển Chú ý: tất nút ấn cầm tay không đấu trì để dễ dàng cho việc dừng vị trí nào, tránh việc nâng hạ vật nặng hay chạy liên tục dễ gây nguy hiểm cho người điều khiển Hình ảnh nút ấn đièu khiển cầu trục ... dùng cho cầu trục di động ô tô 1.1.Phân loại cầu trục 1.1.1 Căn vào tải trọng nâng Tải trọng nâng từ 1-5 Tải trọng nâng từ 5-10 Tải trọng nâng từ 10-30 Tải trọng nâng từ 30-60 Tải trọng nâng từ... công dụng Cầu trục có cơng dụng dùng chung Cầu trục chun dụng 1.1.3 Căn theo kết cấu dầm cầu Cầu trục dầm Cầu trục hai dầm Cầu trục tựa Cầu trục treo 1.2 Điều kiện an toàn sử dụng cầu trục Trong. .. tác dụng bánh xe ray c Đặc điểm tính tốn dầm cầu trục -Độ võng lớn tác dụng trọng lượng xe tải trọng danh nghĩa, thiết bị mang vật đặt dầm không vượt : + với cầu trục dẫn động tay + với cầu trục