VI. TRANG BỊ ĐIỆN ĐIỆN TỬ MÁY RẩN, DẬP 21 Yờu cầu về trang bị điện cho cỏc mỏy rốn, dập.
a- Khỏi niện chung.
CHƯƠNG 3 TRANG BỊ ĐIỆN CÁC MÁY NÂN G VẬNCHUYỂN 3.1 Khỏi niệm chung
3.1 Khỏi niệm chung
Sự phỏt triển kinh tế của mỗi nước phụ thuộc rất nhiều vào mức độ cơ giới hoỏ và tự động hoỏ cỏc quỏ trỡnh sản xuất. Trong quỏ trỡnh sản xuất, cỏc mỏy nõng - vận chuyển đúng một vai trũ quan trọng, đảm nhiệm vận chuyển một khối lượng lớn hàng hoỏ, vật liệu, nguyờn liệu, thành phẩm và bỏn thành phẩm trong cỏc lĩnh vực khỏc nhau của nền kinh tế quốc dõn. Cỏc mỏy nõng - vận chuyển là cầu nối giữa cỏc hạng mục cụng trỡnh sản xuất riờng biệt, giữa cỏc mỏy cụng tỏc trong một dõy chuyền sản xuất v.v…
Tớnh chất và số lượng hàng hoỏ cần vận chuyển tuỳ thuộc vào đặc thự của quỏ trỡnh sản xuất. Vớ dụ trong một xớ nghiệp luyện kim cú lũ cao năng suất 1000 tấn gang/ngày đờm, cần phải vận chuyển lờn lũ cao với độ cao tới 36m khoảng 2000 tấn quặng, 700 tấn phụ gia và 1200 tấn than cốc bằng cỏc loại xe kớp di chuyển theo mặt phẳng nghiờng.
Trong ngành khai thỏc mỏ, trờn cỏc cụng trỡnh thuỷ lợi, trờn cỏc cụng trỡnh xõy dựng nhà mỏy thuỷ điện, xõy dựng cụng nghiệp, xõy dựng dõndụng v.v.. phần lớn cỏc cụng việc nặng nề như bốc, xỳc, đào, khai thỏc quặng và đất đỏ đều do cỏc mỏy nõng - vận chuyển thực hiện.
Việc sử dụng cỏc mỏy nõng - vận chuyển trong cỏc hạng mục cụng trỡnh lớn đó làm giảm đỏng kể thời gian thi cụng, giảm bớt đỏng kể số lượng cụng nhõn khoảng 10 lần. Vớ dụ nếu dựng một cần cẩu thỏp trờn cỏc cụng trường xõy dựng cụng nghiệp hoặc xõy dựng dõn dụng cú thể thay thế cho 500 cụng nhõn, cũn nếu dựng một mỏy xỳc cỡ lớn để đào hào hoặc kờnh mương khi xõy dựng cỏc cụng trỡnh thuỷ lợi hoặc trong cụng việc cải tạo điền địa cú thể thay thế cho 10.000 cụng nhõn.
Trong cỏc nhà mỏy chế tạo cơ khớ, mỏy nõng - vận chuyển chủ yếu dựng để vận chuyển phụi, thành phẩm và bỏn thành phẩm từ mỏy này đến mỏy khỏc, từ phõn xưởng này đến phõn xưởng khỏc hoặc vận chuyển vào kho lưu giữ.
Hiện nay, mỏy nõng, cỏc loại thang mỏy được lắp đặt trong cỏc xớ nghiệp cụng nghiệp, trong cỏc nhà ở cao tầng, trong cỏc toà thị chớnh, siờu thị, trong cỏc nhà ga của tàu điện ngầm để vận chuyển hàng hoỏ và hành khỏch.
Trong nụng nghiệp, cỏc mỏy nõng - vận chuyển trong cụng nghiệp cũng như trong nụng nghiệp như một phương tiện để cơ giới húa và tự động hoỏ cỏc quỏ trỡnh sản xuất là một yếu tố quan trọng nhằm làm tăng năng suất và chất lượng sản phẩm cũng như giảm nhẹ sức lao động của con người.
3-2 Phõn loại cỏc mỏy nõng - vận chuyển
Cỏc mỏy nõng vận chuyển cú kết cấu hỡnh dỏng, kớch thước rất đa dạng tuỳ thuộc vào tớnh chất đặc điểm của hàng hoỏ cần vận chuyển, kớch thước, số lượng và phương vận chuyển của hàng hoỏ. Vỡ vậy việc phõn loại cỏc mỏy nõng - vận chuyển cú thể dựa trờn cỏc đặc điểm chớnh để phõn thành cỏc nhúm mỏy sau: (hỡnh 7-1)
a) Theo phương vận chuyển hàng hoỏ
- Theo phương thẳng đứng (thang mỏy, mỏy nõng). - Theo phương nằm ngang (băng tải, băng chuyền).
- Theo cỏc phương kết hợp (cầu trục, cầu trục cảng, cầu trục chõn dờ)
b) Theo phương phỏp di chuyển của cỏc cơ cấu
- Lắp đặt cố định (thang mỏy, thang chuyền, băng tải).
- Di chuyển theo đường thẳng (cầu trục cảng, cầu trục chõn dờ, cổng trục, cần cẩu thỏp v.v..)
- Quay trũn với một gúc tới hạn (cần cẩu thỏp, mỏy xỳc v.v…)
c) Theo cơ cấu bốc hàng hoỏ
- Cơ cấu bốc hàng là thựng, cabin, gầu treo… - Dựng múc, xớch treo, băng.
- Cơ cấu bốc hàng bằng nam chõm điện (cần cẩu từ).
d) Theo chế độ làm việc
- Chế độ làm việc dài hạn (băng tải, băng chuyền, thang chuyền).
Hỡnh 7-1. Một số mỏy nõng vận chuyển điển hỡnh
a) Cầu trục; b) Cổng trục chuyển tải; c) Cầu trục chõn dờ; d) Cần cẩu cảng; e) Cần cẩu thỏp
treo; k) Băng tải
- Chế đụ ngắn hạn lặp lại (mỏy xỳc, thang mỏy, cầu trục, cần trục).
e) Theo phương phỏp điều khiển
- Điều khiển bằng tay. - Điều khiển tự động. - Hệ thống điều khiển hở. - Hệ thống điều khiển kớn. - Điều khiển tại chổ.
- Điều khiển cú khoảng cỏch. - Điều khiển từ xa.
Trong cỏc mỏy nõng - vận chuyển, đơn giản nhất là những mỏy vận chuyển hàng theo một phương (thang mỏy – mỏy nõng theo phương thẳng đứng, băng truyền và băng tải – theo phương nằm ngang, thang chuyền và đường goũng treo theo mặt phẳng nghiờng) chỉ cú một cơ cấu truyền động di chuyển là cơ cấu nõng hoặc cơ cấu di chuyển. Cũn những mỏy nõng vận chuyển phức tạp hơn đú là mỏy xỳc, cần cẩu, cầu trục, mỏy xỳc cú hai hoặc ba cơ cấu di chuyển, di chuyển theo từng phương riờng biệt hoặc cựng một lỳc thực hiện cỏc phương kết hợp.
Chế độ làm việc của cỏc mỏy nõng - vận chuyển ảnh hưởng rất lớn trong việc tớnh chọn cụng suất động cơ truyền động, thiết kế, tớnh chọn hệ truyền động cũng như sơ đồ điều khiển toàn mỏy.
Điều khiển bằng tay chỉ dựng đối với những mỏy nõng - vận chuyển đơn giản, khụng yờu cầu điều chỉnh trơn tốc độ động cơ truyền động, tần số đúng - cắt điện khụng lớn và thường sử dụng đối với những mỏy cú cụng suất truyền động bộ.
Điều khiển tự động được sử dụng rộng rói trong cỏc mỏy nõng - vận chuyển dựng hệ truyền động phức tạp ( hệ MĐKĐ-Đ, hệ KĐT-Đ, hệ T-Đ v.v…)
Việc phõn loại cỏc mỏy nõng - vận chuyển như trỡnh bày trờn đõy khụng phản ỏnh toàn bộ chức năng liờn quan đến quỏ trỡnh sản xuất mà cỏc mỏy thực hiện, nhưng cũng giỳp chỳng ta cú một khỏi niệm tổng quan về cỏc phương phỏp và dạng vận chuyển hàng hoỏ thụng dụng nhất.
3-3. Đặc điểm đặc trưng cho chế độ làm việc của hệ truyền động mỏy nõng- vận chuyển
1. Cỏc mỏy nõng - vận chuyển thường được lắp đặt trong nhà hoặc ngoài trời. Mụi trường làm việc của cỏc mỏy nõng - vận chuyển rất khắc nghiệt, đặc biệt là ngoài hải cảng, cỏc nhà mỏy hoỏ chất, cỏc xớ nghiệp luyện kim… nơi mà nhiệt độ thay đổi lớn, nhiều bụi, độ ẩm cao và cú nhiều chất khớ dễ gõy chỏy, nổ.
2. Chế độ làm việc của cỏc mỏy nõng - vận chuyển rất nặng nề: tần số đúng - cắt điện lớn (cú khi tới 600 lần/giờ), mở mỏy, đảo chiều quay, hóm mỏy liờn tục.
Đối với băng chuyền và băng tải cú rất nhiều ổ đỡ nờn khi nhiệt độ mụi trường giảm xuống, yờu cầu mụmen mở mỏy phải lớn hơn ở nhiệt độ bỡnh thường.Đối với hệ truyền động băng tải và băng chuyền phải đảm bảo khởi động động cơ truyền
động khi đầy tải,đặc biệt là mựa đụng,khi nhiệt độ mụi trường giảm,làm tăng mụmen ma sỏt trong cỏc ổ đỡ,mụmen cản tĩnh đỏng kể (Mc).
H.3-2.Quan hệMc=f(ω) củabăng H.3-3.Momen cầutrục phụthuộc vàotảitrọngG tảikhi khởiđộng
Trờn hỡnh 3-2 biểu diễn mối quan hệ phụ thuộc giữa mụmen cản tĩnh và tốc độ của động cơ: Mc= f(ω). Trờn đồ thị ta thấy rằng khi ω = 0, momen cản tĩnh Mc lớn hơn (2 ữ 2,5) lần Mcứng với tốc độ định mức.
Một số mỏy nõng - vận chuyển khỏc như: thang chuyền, mỏy xỳc nhiều gầu, một số mỏy nõng cú sơ đồ động học phức tạp đều cú đặc điểm khởi động như băng chuyền.
3. Phụ tải của cỏc mỏy nõng - vận chuyển thay đổi trong phạm vi rất rộng như cơ cấu nõng hạ của mỏy xỳc và cầu trục, thang mỏy v.v…
Trờn hỡnh 3-3 biểu diễn sự thay đổi của mụmen động cơ truyền động cỏc cơ cấu của cầu trục phụ thuộc vào tải trọng. Khi khụng cú tải trọng (chế độ khụng tải) mụmen tải của động cơ khụng vượt quỏ (15 ữ 20)% Mđm- đối với động cơ nõng của cầu trục cú cơ cấu bốc hàng dựng múc, 50%Mđm- đối với động cơ của cơ cấu bốc hàng là gầu ngoạm, (35 ữ 50)% Mđm- đối với cơ cấu di chuyển xe con và (50 ữ 55)% Mđm- đối với cơ cấu di chuyển xe cầu.
4. Trong một số mỏy nõng - vận chuyển, yờu cầu quỏ trỡnh tăng tốc và giảm tốc xảy ra ờm với trị số gia tốc giới hạn cho phộp. Nếu trị số gia tốc vượt quỏ giới hạn cho phộp đối với cơ cấu nõng - hạ của cầu trục sẽ gõy ra đứt cỏp, hỏng bỏnh răng trong hộp tốc độ, cũn đối với thang mỏy và thang chuyền sẽ gõy ra cảm giỏc khú chụi cho hành khỏch, ảnh hưởng đến độ dừng chớnh xỏc của buồng thang. Bởi vậy, mụmen động cơ truyền động khi mở mỏy và khi hỏm dừng phải được hạn chế phự hợp với yờu cầu kỹ thuật an toàn.
3- 4 Cỏc hệ truyền động dựng trong cỏc mỏy nõng vận chuyển
Hiện nay, hệ truyền động điờn trong cỏc mỏy nõng - vận chuyển được sử dụng phổ biến hệ truyền động điện với động cơ điện một chiều và động cơ điện xoay chiều. Xu hướng chớnh khi thiết kế và chế tạo hệ truyền động điện cho cỏc mỏy nõng - vận chuyển là chọn hệ truyền động điện với đụng cơ xoay chiều vỡ cú hiệu quả kinh tế cao, đạt yờu cầu về đặc tớnh khởi động cũng như đặc tớnh điều chỉnh.
Để đỏp ứng cỏc yờu cầu về an toàn, độ tin cậy khi làm việc dài hạn của hệ truyền động cỏc mỏy nõng - vạn chuyển, nõng cao tuổi thọ cỏc khớ cụ điều khiển, trong mạch điều khiển cỏc mỏy nõng - vận chuyển nờn dựng cỏc phần tử khụng tiếp điểm
thay thế cho cỏc phần tử tiếp điểm (như rơle hoặc cụng tắc tơ). Mạch điều khiển được xõy dựng từ cỏc phần tử khụng tiếp điểm như: phần tử điện - từ, phần tử bỏn dẫn (điot, transisto) hoặc cỏc loại IC logic.
Những năm gần đõy, do sự phỏt triển nhanh của kỹ thuật bỏn dẫn và kỹ thuật biến đổi điện năng cụng suất lớn, cỏc hệ truyền động điện cho cỏc mỏy nõng - vận chuyển đó dựng càng ngày càng nhiều cỏc bộ biến đổi Thyristor thay thế cho cỏc hệ truyền động dựng bộ biến đổi quay (mỏy điện khuếch đại và khuếch đại từ). Bộ biến đổi dựng Thyristor cú nhiều ưu điểm hơn hẳn so với cỏc bộ biến đổi kể trờn: quỏn tớnh nhỏ, độ tỏc động nhanh, độ nhạy cao hơn, kớch thước và khối lượng bộ hơn, cỏc chỉ tiờu về kinh tế kỹ thuật cao hơn.
Trong cần trục và cầu trục thường dựng hai hệ truyền động. Đối với cỏc loại cầu trục và cần trục cú cụng suất động cơ khụng lớn thường dựng hệ truyền động một chiều với bộ biến đổi dựng Thyristor (bộ chỉnh lưu cú điều khiển) cho phộp điều chỉnh tốc độ bằng phẳng với dải điều chỉnh D= 30:1.
Cũn đối với cầu trục và cần trục cú cụng suất động cơ truyền động trung bỡnh và lớn thường dựng hệ truyền động xoay chiều. Điều chỉnh tốc độ động cơ khụng đồng bộ thực hiện bằng hai phương phỏp: thay đổi điện ỏp đặt vào dõy quấn stato động cơ bằng bộ điều ỏp xoay chiều ba pha (ĐAXC) dựng tiristo và xung điờn trở roto dựng Thyristor để thay đổi điện trở phụ trong mạch roto.
Đối với thang mỏy và mỏy nõng, dựng hệ truyền động T-Đ thay thế cho hệ F-Đ cho phộp hạn chế được gia tốc và độ giật trong một giới hạn xỏc định nhờ thiết lập được luật thay đổi tốc độ tối ưu nhất trong quỏ trỡnh quỏ độ.
Trong cỏc hệ truyền động mỏy xỳc cụng suất lớn, cỏc cuộn dõy kớch từ của mỏy phải được cấp nguồn từ cỏc bộ biến đổi dựng tiristo (bộ chỉnh lưu cú điều khiển) thay thế cho mỏy điện khuếch đại và khuếch đại từ. Cũn trong mỏy cụng suất nhỏ và trung bỡnh bộ biển đổi tiristo thay thế cho mỏy phỏt một chiều.
3.2.TRANG BỊ ĐIỆN THANG MÁY VÀ MÁY NÂNG