Nghiên cứu khái quát về cơ cấu di chuyển của cần cẩu.Xây dựng chương trình tính toán động lực học của cơ cấu di chuyển khi trọng lượng của tải trọng treo trên cáp nâng dài

ĐỀ CƯƠNG SƠ BỘ Đồ án môn học: Trang bị điện - điện tử máy công nghiệp dùng chung Tên đề tài: “Nghiên cứu khái quát về cơ cấu di chuyển của cần cẩu.Xây dựng chương trình tính toán động lực học của cơ cấu di chuyển khi trọng lượng của tải trọng treo trên cáp nâng dài.” Chương 1: Tổng quan về cơ cấu di chuyển của cần cẩu 1.1.Phân loại cơ cấu di chuyển -Cơ cấu di chuyển chân đế -Cơ cấu di chuyển xe con -Cơ cấu di chuyển cầu trục bánh lốp 1.2.Nguyên lý hoạt động của nốt số cơ cấu di chuyển -Nguyên lý hoạt động của cơ cấu di chuyển chân đế -Nguyên lý hoạt động của cơ cấu di chuyển xe con -Nguyên lý hoạt động của cơ cấu di chuyển cầu trục bánh lốp Chương 2. Thiết kế mô hình tính toán cho cơ cấu di chuyển khi tải trọng treo trên cáp nâng dài 2.1. Xây dựng mô hình Chương 3. Viết chương trình tính toán đọng lực học 3.1. Viết chương trình động lực học 3.2. Mô phỏng Hải Phòng, ngày 8 tháng 3 năm 2012 Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện PGS. TS. Hoàng Xuân Bình Nguyễn Văn Quang Chơng1: Tổng quan về cơ cấu di chuyển của cần cẩu 1.1 Phân loại cơ cấu di chuyển Cơ cấu di chuyển của cần trục cầu trục có nhiều loại: Cơ cấu di chuyển của chân đế Cơ cấu di chuyển của xe con Cơ cấu di chuyển của cầu trục bánh lốp 1.2 Nguyên lý hoạt động của một số cơ cấu di chuyển 1.2.1. Nguyên lý hoạt động của cơ cấu di chuyển chân đế. Cấp nguồn động lực, điều khiển các công tắc tơ sẵn sàng hoạt động. Chọn chế độ CAB của công tắc 7CS (bàn điều khiển phải) Tín hiệu vào WB0715=1, PLC xử lí và cấp tín hiệu khoá liên động chế độ vận hành di chuyển tại cabin phụ. Đa tay điều khiển sang phải, tín hiệu cảm nhận chiều WB0713=1, PLC xử lí tín hệu và cấp lệnh điều khiển cho bộ nghịch lu INV1 cấp điện ra theo thứ tự pha nhât định. Đồng thời các tín hiệu ra B0469=1, B0371=1, B0388=1 công tắc tơ (HMC1X) có điện tiếp điểm aHMC1X (32-5B)=1 Công tắc tơ 3 cựcHMC1 (32-5D)=1 đóng tiếp điểm chính A(18-5C) ở mạch động lực cấp nguồn cho 8 động cơ GM 1- 8. Tiếp điểm phụ aGMC1 (32-5B)=1đóng máy phát xung PG1. Tiếp điểm phụ aGMC1 (92A-2A)=1đầu vào BO363=1( cấp tín hiệu và báo trạng thái cơ cấu di chuyển hoạt động. Đầu ra BO371=1 công tắc tơ(GB) (93-1C)=1 tiếp điểm chính AGB (34- 2C)=1 cấp nguồn điện 1 chiều cho các cuộn phanh đĩa GMB1-8, nh trục động cơ truyền động. Đầu ra BO388=1 công tắc tơ 2 cực GALM(94-4C) có điện tiếp điểm aGALM (48-3C)=1 đèn hiệu GL1-GL4 sáng báo hiệu cầu trục đang di chuyển. Việc điều chỉnh tốc độ di chuyển của xe đợc thực hiện theo nguyên lý tơng tự của cơ cấu nâng hạ hàng, trạng thái của tay điều khiển đợc mã hoá thành 8bit ( nhờ thiết bị mã hoá tuyệt đối) đa vào 8 đầu vào của PLC B0708-B0707F; PLC xử lí và cấp tín hiệu điều khiển nghịch lu PWM INV1, điều chế độ rộng các xung thích hợp cấp điện áp, tần số ra phù hợp với tốc độ đặt. Khi thay đổi tốc độ di chuyển từ cao xuống thấp xảy ra quá trình hãm tái sinh. Hệ thống tự động trả năng lợng về lới qua các điện trở R1, R2, R3. 1.2.2 Nguyên lý hoạt động của cơ cấu di chuyển xe con: Khi đa tay điều khiển theo chiều tiến và đến vị trí 1. Tín hiệu vào B0740=1 B046A=1; B0370=1; B037A=1; B046A=1 Rơle (TMCX1) có điện aTMCX1=1 (TMC1)=1AMC1=1 Cấp điện cho động cơ truyền động chính ( với biên độ điện áp, tần số phù hợp với tốc độ đặt). B0370=1(TB)=1ATB=1Cuộn phanh TBIM có điện tác động nhả trục động cơ động cơ đợc gia tốc đến tốc độ 1. B037A=1(TFAN)=1ATFAN=1 quạt TFIM hoạt động làm mát động cơ TIM. Khi đa tay chang điều khiển lên các tốc độ cao hơn, thiết bị mã hoá 8bit TECD cấp 1 tổ hợp gồm 8bit tới các đầu vào B0730ữB0737.Khối CPU xử lý tín hiệuvà cấp tín hiệu điều khiển tới bộ nghịch lu IN2 sao cho điện áp, tần số ra thích hợp. Khi đa tay điều khiển từ vị trí tốc độ cao đến vị trí tốc độ thấp, xảy ra quá trình hãm tái sinh, động cơ trả năng lợng về lới qua các điện trở R1, R2, R3. Khi cú s lch ca ti trng hng hoỏ theo phng thng ng trong quỏ trỡnh quỏ Trong giai on tng tc ban u ti trng cha kp dch chuyn nh hỡnh 4.5 . S dch chuyn ca cn vi khi lng m k v khi lng ca phn quay m TT bng x k s di chuyn ca ti trng m G treo trờn cn l x G lc quỏn tớnh coi nh khụng i. Phng trỡnh vi phõn mụ t chuyn ng ca cn v ti trng nh sau: (m K + m TT ) Ttggm dt xd G K =+ 2 2 ; m G 2 2 2 2 tggm dt xd dt xd G GK = ; Nu lch nh ta cú th vit c: tg= I x G Tớnh toỏn c cu di chuyn cho cn trc cu trc C cu di chuyn cú nhng thụng s c trng cho chuyn ng l lc cn tr chuyn ng W n tc di chuyn V n , ng kớnh ca bỏnh D k , v cụng sut nh mc cn thit ca ng c truyn ng l: N D/C = M n V η 102 W n (KW), trong đó η M là hiệu suất truyền của bộ truyền nối với trục động cơ, cho phép lựa chọn động cơ cụ thể với tốc độ định mức của động cơ là n Đ/C (vg/ph). Vì sự cản trở chuyển động phụ thuộc vào chất lượng đường đi, nên cơ cấu di chuyển phải có một vài mức tốc độ. Với tốc độ di chuyển là V n (m/s) thì số vòng quay cần cho bánh, hoặc bánh xích với đường kính bánh là D k (m) là: k n k D V n π 60 = (vg/ph) Khi tốc độ bằng Km/h: k h n k h n k D V D V n ππ 667,16 60 1000 == (vg/ph) Tỉ số truyền cơ khí của bộ truyền cơ khí được xác định k CD n M n n i / = Trong tính toán kỹ thuật thường sử dụng phương pháp gần đúng, khối lượng của tải trọng m G coi như được nối cứng với tải trọng của cần m K . Hai tải trọng đó coi như thống nhất thành một tải trọng m.Hệ thống khảo sát có dạng như hình 4.4 gộp lại còn 2 loại khối lượng, khối lượng m quy về bánh xe, khối lượng của rôto và các phần tử qua cơ cấu m TT cũng quy về bánh xe khối lượng của rôto và các phần tử qua cơ cấu m TT cũng được quy về bánh xe. Các phần tử gép nối cơ khí như các trục, các khớp đàn hồi là các khâu đàn hồi với độ cứng chung k m . Tại thời điểm t, dịch chuyển khối lượng m TT là x TT , dịch chuyển khối lượng m là x. Phương trình chuyển động được viết như sau: m TT 2 2 dt xd TT + (x TT – x)k m =0 ; m dt xd 2 + (x TT – x)k m =0 ; Giải các phương trình này sẽ xác định được tần số dao động tự do của hệ thống. Để xác định được dao động cưỡng bức của hệ thống thì vế phải của phương trình chuyển động cần thiết phải viết thêm động lực học, nó được xác định bằng chính momen động của động cơ cho các phần tử quay của cơ cấu. Còn đối với cần trục bằng lực cản dịch chuyển, lực gia tốc quy về bánh xelà hàm sô momen dư của động cơ. Nếu coi nó không đổi tương ứng với trường hợp vẽ trên hình 2.4d, lực này là T còn lực cản tĩnh chuyển dịch là W. Như lực đặc trưng cho momen toàn phần của động cơ bằng T+W. Có thể viết được phương trình vi phân mô tả chuyển động xác lập cho từng thành phần khối lượng như sau: m TT 2 2 dt xd TT + (x TT – x)k m =T+ W ; m dt xd 2 + (x TT – x)k m = – W ; Nhân phương trình thứ nhất với m k , phương trình 2 nhân với m TT , trừ phương trình thứ nhất cho phương trình thứ 2 ta có: ( ) =− + +         − xxk mm mm dt xd dt xd TTM TT TTTT . 2 2 2 2 ( ) .mm mm W .mm Wm . W TT TT TT TT + +=+ + = TTTT m T mm mT Các phương trình vi phân đó xác định sự biến dạng x TT – x của khớp đàn hồi, do đó lực N = k M (x TT – x) là tải của khớp đó. Khi kí hiệu 2 d . Quang Chơng1: Tổng quan về cơ cấu di chuyển của cần cẩu 1.1 Phân loại cơ cấu di chuyển Cơ cấu di chuyển của cần trục cầu trục có nhiều loại: Cơ cấu di chuyển. trọng treo trên cáp nâng dài.” Chương 1: Tổng quan về cơ cấu di chuyển của cần cẩu 1.1.Phân loại cơ cấu di chuyển -Cơ cấu di chuyển chân đế -Cơ cấu