Cần cẩu: cĩ cấu tạo đủ ba cơ cấu là nâng hạ cần, nâng hạ hàng và quay mâm. Ưu điểm: Thời gian chuẩn bị cần cẩu để làm việc nhanh.
Nhược điểm: Tầm với hạn chế, khả năng chịu quá tải kém, làm việc khơng an toàn khi tàu nghiêng. Cần cẩu được sử dụng trên tàu cĩ trọng tải nhỏ và trung bình.
Tời kép: cĩ kết cấu hai cần bố trí đối xứng về hai phía mạn tàu.
Ưu điểm: Khả năng quá tải cao, tầm với rộng, làm việc an toàn ngày cả khi tàu
nghiêng, năng suất làm việc cao.
Nhược điểm: Thời gian chuẩn bi tời để làm việc lâu, thiết bị cơng kềnh. Tời kép được sử dụng trên các tàu trọng tải lớn.
Tời đơn: Cĩ kết cấu một cần cĩ thể quay hai ba chiều trên một gối đỡ, khắc phục được các nhược điểm của hai loại cần cẩu và tời kép. Hiện được sử dụng rộng rãi trên các tàu biển cĩ
trọng tải từ nhỏ đến lớn
Hình 7.1 Kết cấu của một tời đơn
¿
Cơ cấu nâng hạ hàng Nâng hạ cần
4. Phân loại theo cơ cấu truyền động
Truyền động điện – cơ: Sử dụng động cơ điện lai thơng qua hộp số
Ưu điểm: cĩ cấu tạo đơn giản, hiệu suất của toàn hệ thống cao (khoảng 0.70.9) Nhược điểm: Vấn đề điều khiển tốc độ, để điều khiển tốc độ láng thì mạch điều
khiển rất phức tạp.
Truyền động điện – thủy lực: Sử dụng động cơ điện hoặc động cơ diesel lai bơm thủy lực
cấp dầu áp lực cho các động cơ thủy lực qua cơ cấu van.
Ưu điểm: Cĩ đặc tính điều khiển tốc độ tốt, khả năng chịu quá tải tốt. Hiện nay được sử dụng rộng rãi trên các loại tàu biển.
4. Yêu cầu
Từ yêu cầu kinh tế trong việc khai thác tàu mà yêu cầu đối với thiết bị nâng hạ, là
năng suất làm việc phải cao, cĩ nghĩa là thời gian làm việc ngắn. Hệ thống phải hoạt động
tin cậy và cĩ đặc tính điều khiển tốt. An toàn cho hàng hĩa, thiết bị và con người.
Để tăng năng suất làm hàng thì thiết bị phải thỏa mãn các đặc tính sau:
Tốc độ nâng hạ hàng khi tải là định mức phải hợp lý, nếu tốc độ làm hàng cao quá thì khơng an tồn cho hàng hĩa và cơng nhân xếp dỡ hàng, nếu thấp quá thì năng suất
làm hàng thấp. Tốc độ nâng hạ hàng với tải định mức thường 0.21m/s với thiết bị nâng hạ
thế hệ cũ; 12 m/s với thiết bị nâng hạ hiện đại.
Việc điều khiển tốc độ phải láng, phạm vi thay đổi tốc độ phải rộng. Tốc độ và gia tốc khi nâng hàng và hạ hàng chạm đất phải đủ nhỏ để tránh đứt cáp, tránh xung lực làm hư hỏng hàng hĩa và dễ dàng điều chỉnh vị trí đặt hàng …Phụ thuộc vào loại hàng hĩa mà chọn tốc độ đặt hàng chạm đất phù hợp.
Trong một chu kỳ làm việc thì tải của thiết bị nâng hạ thay đổi cho nên phải cĩ
nhiều tốc độ khác nhau phù hợp với trạng thái tải, nếu tốc độ nâng hạ hàng với tải định
mức là Vđm thì tốc độ nâng hạ hàng với ½ tải là là 1.51.7Vđm, tốc độ nâng hạ mĩc là 33.5Vđm.
Rút ngắn thời gian quá độ: Thiết bị nâng hạ làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại, thường xuyên xảy ra các quá trình khởi động, hãm, đảo chiều với động cơ điện ( cĩ thể lên
đến 500 lần/giờ), vì vậy rút ngắn thời gian quá độ cho phép tăng cao năng suất làm việc. Để rút ngắn thời gian quá độ thì phải chọn động cơ điện cĩ mơmen khởi động lớn, mơmen
quán tính nhỏ, bộ điều khiển được thiết kế hợp lý để tối ưu hĩa các quá trình quá độ
Để an toàn cho hàng hĩa, thiết bị và con người thì:
Thiết bị nâng hạ phải được bố trí ở vị trí hợp lý, dễ quan sát, dễ điều khiển…
Thiết bị phải cĩ độ bền cơ học cao, hoạt động nhịp nhàng, khơng gây xung lực đột ngột trên dây cáp và các cơ cấu truyền động…
Thiết bị phải cĩ bộ phận bảo vệ sức căng cáp, bảo vệ hành trình giới hạn (mĩc
chạm đỉnh, cần nâng quá cao hoặc quá thấp…)
Ngồi ra thiết bị phải thỏa mãn các điều kiện sau:
Dễ dàng bảo dưỡng, sữa chữa…
Hiệu suất khai thác cao, cos cao. Kết cấu chắc chắn, gọn nhẹ.
5. Hệ thống điều khiển của thiết bị nâng hạ
a.Khái niệm chung
Trong phần này chỉ giới hạn thiết bị nâng hạ điện cơ. Hệ thống điều khiển truyền động điện thiết bị nâng hạ được lựa chọn trên cơ sở đáp ứng cao nhất các yêu cầu đã được đặt
ra cho thiết bị nâng hạ, cụ thể là:
- Phải cĩ khả năng điều khiển để tạo ra được nhiều cấp độ.
- Khơng thay đổi tốc độ quá đột ngột mà phải theo thứ tự từ thấp đến cao hoặc ngược
lại để tránh gây lắc hàng hoặc tạo xung lực đột ngột lên dây cáp.
- Phải cĩ các thiết bị bảo vệ về điện và cơ khí để bảo đảm an toàn cho thiết bị và hàng hĩa.
Thiết bị truyền động điện nâng hạ trên tàu thủy thường cĩ các hình thức điều khiển sau:
- Dùng tay khống chế điều khiển trực tiếp động cơ điện. Loại này thường sử dụng cho
các thiết bị cĩ cơng suất nhỏ. Hệ thống này cĩ cấu tạo đơn giản, dễ dàng lắp ráp sữa
chữa.
- Dùng tay điều khiển kết hợp với trạm từ. Tay điều khiển được đặt ở vị trí thuận lợi
cho việc điều khiển, trạm từ cĩ thể đặt ở một buồng riêng biệt bảo đảm kín nước, dễ
bảo dưỡng sữa chữa…Loại này được sử dụng cho các thiết bị cĩ cơng suất trung bình và lớn.
- Dùng bộ biến tần điều khiển động cơ điện. Loại này cĩ tốc độ điều khiển láng và đặc tính điều khiển tốt nhất, dải tốc độ điều khiển rộng, ngày càng được sử dụng rộng rãi cho các thiết bị cĩ cơng suất từ nhỏ đến lớn.
b. Các thơng số bảovệ
Thiết bị làm hàng phải cĩ các thơng số bảo vệ sau:
o Bảo vệ ngắn mạch động lực và mạch điều khiển
o Bảo vệ quá tải các cấp độ.
o Bảo vệ “0” tránh hệ thống tự động khởi động khi tay điều khiển đặt vị trí khác
“0”.
o Bảo vệ hành trình của cơ cấu nâng hạ cần, nâng hạ hàng, quay mâm.. o Bảo vệ sức căng cáp.
6. Sơ đồ nguyên lý thiết bị nâng hạ dùng động cơ một chiều (Hình 7.3)
Thiết bị
Hệ thống dùng động cơ điện DC kích thích hổn hợp, bộ khống chế có 5 vị trí phía nâng, 4 vị trí phía hạ và 12 tầng tiếp điểm.
Phần chuẩn bị:
o Để tay điều khiển ở vị trí O. Đóng cầu dao tự động A2, cuộn C có điện giữ C2 ở vị trí đóng và đóng tiếp điểm thường mở C1 (Cầu dao tự động A2 đĩng bằng tay nhưng mở tự động).
o Phần điều khiển: Chuyền tay điều khiển về vị trí 1 phía nâng hàng, tiếp điểm TK4
đóng, cuộn dây phanh từ PH có điện, phanh từ thả lỏng động cơ, các tiếp điểm TK6, TK7 đóng đưa điện vào phần ứng theo chiều thuận, tiếp điểm TK3 đóng ngắn mạch điện trở R7. Khi đó vì R1, R2, R3 còn nối tiếp với phần ứng nên tốc độ của động cơ còn thấp (đặc tính 1).
o Chuyển vị trí tay điều khiển sang 2, 3, 4. Tiếp điểm TK12, TK10, TK8 đóng tốc độ động cơ tăng lên do loại dần các điện trở R1, R2, R3 ra khỏi phần ứng động cơ. Động cơ làm việc trên đặc tính tương ứng 2, 3, 4.
o Khi chuyển tay điều khiển sang vị trí 5 tiếp điểm TK3 mở ra đưa R7 vào mạch kích thích song song, dòng kích thích song song nhỏ nhất, tốc độ động cơ lớn nhất. Động cơ làm việc như động cơ kích thích nối tiếp với đường đặc tính 5 (xem như dịng kích từ của cuộn kích thích kích thích song song bằng 0).
o Giảm tốc độ động cơ bằng cách chuyền tay điều khiển của khống chế từ 5-1
o Hãm động năng được thực hiện khi chuyền tay điều khiển của khống chế về 0. Khi đó, động cơ được cắt khỏi lưới điện, tiếp điểm TK9 và TK11 đóng lại nối 2 đầu phần ứng qua R5 (Rh). Đồng thời tiếp điểm TK4 mở ra, cuộn dây phanh từ mất điện phanh từ kẹp trục động cơ lại.
o Đổi chiều quay của động cơ được thực hiện khi chuyển tay điều khiển của khống chế về các vị trí phía hạ. Khi đó tiếp điểm TK7 mở ra và tiếp điểm TK5 đóng, dòng qua phần ứng đổi chiều, động cơ đổi chiều quay.
o Ở vị trí 1 phía hạ, tiếp điểm TK4 đóng, phanh từ thả lỏng động cơ, ở vị trí này phần ứng động cơ chưa được cung cấp điện vì tiếp điểm TK5, TK6 còn mở. Động cơ khi đó được quay nhờ trọng lượng của móc không hoặc trọng vật. Tốc độ động cơ nhỏ. Động cơ làm việc ở chế độ máy phát và năng lượng do động cơ phát ra được tiêu hao trên điện trở R1//R5//R6. Động cơ làm việc trên đường đặc tính 1 phía hạ. o Chuyển tay điều khiển sang vị trí số 2 tiếp điểm TK5, TK6 đóng, do đó phần ứng
của động cơ được nối với lưới điện. Nhưng vì các điện trở R1, R5, và R2, R3, R6 còn được
nối song song và nối tiếp với phần ứng nên tốc độ động cơ thấp ứng với đường đặc tính số 2 phía hạ.
o Chuyển tay điều khiển sang vị trí số 3, tiếp điểm TK8 đóng lại và TK11 mở ra, loại R3 và R5 ra khỏi mạch phần ứng, tốc độ động cơ tăng lên. Động cơ làm việc trên đường đặc tính số 3.
o Khi chuyển tay điều khiển sang vị trí số 4, tiếp điểm TK10, TK12 đóng, loại R1, R2 khỏi mạch phần ứng của động cơ làm tốc đôä tăng lên đến tốc độ n nđm về phía hạ và động cơ làm việc trên đường đặc tính số 4.
Phần bảo vệ
o Bảo vệ ngắn mạch cho động cơ bằng cầu chì .
o Bảo vệ điện áp thấp hay mất áp quá tải, ngắn mạch cho cuộn dây công tắc tơ C, PH bằng áptômát C2.