3.5.1. Khái niêm chung.
Thiết kế hệ thống điều khiển cho các cơ cấu cơng tác cĩ nghĩa là đi thiết kế hệ thống điện điều khiển cho các cơ cấu. Mỗi hệ thống điều khiển của một cơ cấu bao gồm động cơ điên và các thiết bị điện tạo thành một khối thống nhất. Mục đích chính của hệ thống là điều khiển sự hoạt động đồng thời đảm bảo sự an tồn và tin cậy cho các cơ cấu trong quá trình làm việc.
Những yêu cầu chung đối với các hệ thống điện điều khiển:
- Đảm bảo an tồn trong quá trình làm việc và năng suất cho cầu trục. - Chịu sự va đập, rung động, lắc, sự thay đổi nhiệt độ và quá tải cao. - Cho phép làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại và số lần khởi động lớn. - Đảm báo độ tin cậy cao, cho phép sửa chữa và phục hồi nhanh chĩng. - Giảm nhẹ điều kiện lao động, đặc biệt là tự động điều khiển.
4 2
3 1
3.5.2. Hệ thống dây dẫn và các thiết bị bảo vệ
3.5.2.1. Hệ thống dây dẫn cung cấp điện cho cầu trục
Cầu trục được đặt trong phân xưởng, nên hệ thống dây dẫn cung cấp điện cho các cơ cấu cầu trục đều phải là cáp điện cĩ vỏ bọc cách điện tốt và được sử dụng rộng rãi trong ngành máy trục.
Do cầu trục di chuyển trên ray đặt trên cao trong phân xưởng để thực hiện chức năng của nĩ trên mặt bằng làm việc cho phép được định ra trong quá trình thiết kế. Khi cầu trục di chuyển thì hệ thống cáp điện cũng di chuyển theo, để tránh rối cáp điện trong quá trình làm việc của cầu trục ta cần phải bố trí thiết bị thu nhả cáp tự động theo quãng đường di chuyển của cầu trục. Trong cầu trục thiết kế, thiết bị thu nhả cáp được mơ tả như sơ đồ : hình 3.28
Kết cấu và nguyên lý làm việc của cơ cấu thu nhả cáp:
Cáp điện (2) được đặt trong rãnh thẳng nằm song song với ray của cơ cấu di chuyển cầu đặt trên vai nhà xưởng (3). Bộ phận cuốn cáp (1) liên kết với trục của bánh xe nên luơn quay cùng chiều với bánh xe của cơ cấu di chuyển cầu đồng thời đảm bảo dung lượng chứa cáp. Khi cầu trục di chuyển tịnh tiến về phía trước, bộ phận chứa cáp (1) sẽ tự động nhả cáp khi quay cùng chiều cới bánh xe cơ cấu di chuyển. Khi cầu trục di chuyển về phía ngược lại gần vị trí tụ điện, bộ phận chứa cáp (1) sẽ tự cuốn cáp khi quay cùng chiều với bánh xe của cơ cấu di chuyển.
Tiến lùi
Hình 3.28: Thiết bị thu nhả cáp tự động.
3.5.2.2. Các thiết bị bảo vệ
Để cho các cơ cấu của cầu trục làm việc an tồn, tin cậy, khơng bị hỏng hĩc về điện gây ra, cần phải cĩ các thiết bị bảo vệ động cơ điện khơng cho làm việc khi
bị quá tải và mất điện đột xuất. Các thiết bị bảo vệ sẽ phát ra ánh sáng và âm thanh khi cĩ sự cố về điện xảy ra trong quá trình hoạt động, Các thiết bị bảo vệ bao gồm: cầu chì, cầu dao, cơng tắc tơ, rơ le nhiệt, .v.v.. Ngồi ra, ở các cơ cấu cịn được trang bị cơng tắc cuối.
Cơng tắc cuối cĩ tác dụng giới hạn quãng đường di chuyển của cơ cấu nâng, cơ cấu di chuyển xe con, cơ cấu di chuyển cầu trục để tránh trường hợp các cơ cấu di chuyển vượt quá giới hạn theo tính tốn thiết kế đã đưa ra.
3.5.3. Thiết kế mạch điều khiển cho các cơ cấu cơng tác 3.5.3.1. Mạch điều khiển cơ cấu nâng: 3.5.3.1. Mạch điều khiển cơ cấu nâng:
Sơ đồ mạch điều khiển như hình 3.29.
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của mạch điều khiển này như sau:
Cơng tắc tơ 1K, 2K để điều khiển đĩng mở các tiếp điểm thường đĩng và thường mở của nĩ khi làm việc trên mạch điều khiển. Máy biến áp (MBA) để hạ thế cung cấp điện cho khởi động từ (KĐT) điều khiển hoạt động của cơ cấu nâng. Rơle nhiệt để bảo vệ sự quá tải cho động cơ khi xảy ra sự cố.
Đĩng cầu dao (CD) cung cấp điện 3 pha cho mạch, nhấn nút thường mở (CK) khởi động từ nhận được điện và sẵn sàng làm việc, tuy nhiên ở thời điểm này cơ cấu nâng chưa làm việc.
a. Điều khiển theo chiều nâng
Khi điều khiển theo chiều nâng ta nhấn nút nâng (N), cơng tắc tơ 1K cĩ điện sẽ đĩng các tiếp điểm thường mở và mở các tiếp điểm thường đĩng của nĩ cung cấp điện cho động cơ điện làm động cơ quay theo chiều nâng vật, do phanh mắc đồng trục với động cơ điện nên đồng thời lúc đĩ phanh nhận điện và làm việc sẽ mở phanh (loại phanh điện thường đĩng). Khi thả nút nâng N, sẽ ngừng cung cấp điện cho động cơ, đồng thời phanh đĩng lại và kết thúc quá trình nâng.
b. Điều khiển theo chiều hạ
Ta nhấn nút hạ (H), cơng tắc tơ 2K cĩ điện sẽ đĩng các tiếp điểm thường mở và mở các tiếp điểm thường đĩng của nĩ cung cấp điện cho động cơ điện làm cho
động cơ quay theo chiều hạ. Tương tự như trên cùng lúc đĩ phanh làm việc và mở phanh. Khi thả nút nhấn (H) thì quá trình hạ kết thúc.
Các cơng tắc cuối sẽ làm việc khi cơ cấu nâng hay hạ vật vượt quá giới hạn cho phép, nĩ sẽ ngắt điện ngừng cung cấp cho cơng tắc tơ 1K và 2K, khi đĩ các tiếp điểm thường mở 1K và 2K sẽ khơng đĩng lại, động cơ khơng cĩ điện sẽ ngừng hoạt động.
3.5.3.2. Mạch điều khiển cơ cấu di chuyển xe con và di chuyển cầu (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mạch điều khiển cho cơ cấu di chuyển xe con và cơ cấu di chuyển cầu tương tự như cơ cấu nâng.
Sơ đồ mạch điều khiển như: hình 3.30.
Mạch điều khiển cũng bao gồm các bộ phận: cơng tắc tơ 1K, 2K; máy biến áp (MBA); khởi động từ (KĐT); cơng tắc cuối và các rơ le nhiệt. Chức năng của các bộ phận này cũng như ở trong cơ cấu nâng.
Đĩng cầu dao (CD) cung cấp điện cho mạch, khi nhấn nút thường mở (CK) khởi động từ làm việc, tuy nhiên lúc này tồn bộ cơ cấu di chuyển chưa làm việc.
Khi điều khiển cơ cấu sang phải, ta nhấn nút P của KĐT cung cấp điện cho cơng tắc tơ 1K nĩ sẽ đĩng các tiếp điểm thường mở và mở các tiếp điểm thường đĩng của nĩ, cung cấp điện cho động cơ và phanh làm việc theo chiều di chuyển sang phải. Khi nhả nút P ra sẽ ngừng cung cấp điện cho động cơ và kết thúc quá trình di chuyển của cơ cấu.
Khi điều khiển cơ cấu sang trái, ta nhấn nút T của KĐT cung cấp điện cho cơng tắc tơ 1K nĩ sẽ đĩng các tiếp điểm thường mở và mở các tiếp điểm thường đĩng của nĩ, cung cấp điện cho động cơ và phanh làm việc theo chiều di chuyển sang trái. Khi nhả nút P ra sẽ ngừng cung cấp điện cho động cơ và kết thúc quá trình di chuyển của cơ cấu.
2K C D CC K 2 K 1 R N 2 R N 1 1 K H N M B A C K K Đ T C T C K 1 K 2 R N 2 R N 1 Đ C H ìn h 3 .2 9 S ơ đ ồ m ạ ch đ iề u k h iể n c ơ c ấ u n â n g .
2K C D C C K 2 K 1 R N 2 R N 1 1K T P M B A C K K Đ T C T C K 1 K 2 R N 2 R N 1 Đ C H ìn h 3 .3 0 : S ơ đ ồ m ạ ch đ iề u k h iể n c ơ c ấ u d i ch u yể n x e co n v à c ầ u t rụ c.
3.6.Thiết kế các thiết bị an tồn cơ- điện cho cầu trục.
Cầu trục là một thiết bị phức hợp. Để khai thác và sử dụng nĩ được bình thường người điều khiển khơng những thường xuyên phải kiểm tra tình trạng bên ngồi mà cịn phải theo dõi tính chất, trạng thái của cầu trục, của các cụm máy và chi tiết riêng biệt của nĩ. Người điều khiển cầu trục phải cĩ trong tay các tài liệu về khẩu độ dầm, chiều cao nâng, trị số và khối lượng vật nâng, khả năng đặt tải, cũng như các mối liên quan khác.
Để thuận lợi cho cơng việc của người sử dụng và đảm bảo an tồn cho cầu trục, người ta phải trang bị cho cầu trục những thiết bị kiểm tra và an tồn sau đây:
3.6.1. Thiết bị hạn chế chiều cao nâng.
Ở các bộ máy nâng theo quy định an tồn phải lắp đặt thiết bị hạn chế hành trình nâng, hạ mĩc câu. Khi nâng sẽ khống chế phía đầu mút cáp, cịn khi hạ sẽ khống chế tại vịng cáp tởi ra cuối cùng đặt
trên tang. Đối với cầu trục thiết kế ta chọn bộ hạn chế hành trình nâng mĩc kiểu tay xoay, vì cấu tạo đơn giản và sử dụng thuận lợi nhất đối với cầu trục dẫn động điện độc lập. Kết cấu của bộ hạn chế hành trình nâng mĩc kiểu tay xoay được mơ tả trên hình 3.31.
Bộ hạn chế hành trình (1) kiểu tay xoay được nối với mạch điện chính, cụm mĩc câu (2), đối trọng 4 được nối với đầu tay xoay (3) bằng dây cáp mềm, cịn đầu bên kia của tay xoay (3) kẹp vật nặng (5). Khi mĩc (2) lên tới chiều cao tối đa theo quy định sẽ chạm vào và nâng đối trọng (4) lên làm cho
vật nặng (5) quay xuống tác động ngắt mạch điện trong bộ hạn chế hành trình (1), cũng cĩ nghĩa là ngắt mạch điện điều khiển cơ cấu nâng, mĩc câu (cặp mắc vật lệch tâm) sẽ dừng lại.
4
3
1 2
3.6.2. Thiết bị hạn chế tải trọng nâng
Cầu trục là loại máy trục cĩ tải trọng nâng khơng thay đổi, do đĩ ta chỉ cần lắp trên nĩ thiết bị hạn chế tải trọng nâng tối đa. Chọn thiết bị hạn chế tải trọng nâng tối đa cĩ kết cấu như sau:
Bộ hạn chế tải vật nâng dạng lị xo được cheo ở cuối nhánh cáp trong palăng nâng. Lị xo bị nén ép phụ thuộc vào trọng
lượng vật nâng; khi lị xo bị nén sẽ tác động vào thanh kéo làm nĩ dịch chuyển tác động vào cơng tắc bộ hạn chế hành trình cĩ tay xoay. Khi tải trọng nâng vượt quá trị số cho phép bộ hạn chế hành trình sẽ cĩ tác dụng ngắt mạch điện làm ngừng hoạt động cầu trục hoặc sẽ phát ra tín hiệu cho người sử dụng biết để điều chỉnh tải trọng nâng cho đúng yêu cầu.
Hình 3.32. Bộ hạn chế tải trọng.
3.6.3. Thiết bị giới hạn hành trình di chuyển và giảm chấn
a. Thiết bị giới hạn hành trình di chuyển
Để hạn chế hành trình di chuyển của xe con hoặc cầu trục ta cũng dùng bộ hạn chế hành trình cĩ trục xoay tương tự như ở cơ cấu nâng mĩc. Bộ cơng tắc của hành trình được lắp ở đầu mút của của khung giá di chuyển, cịn thanh gạt 2 đặt ở cuối đường ray gần ụ chắn giới hạn. Khi cơ cấu di chuyển vượt quá vị trí giới hạn cho phép, tay xoay 2 sẽ chạm vào tay gạt 1 sẽ làm trục 3 quay và ngắt mạch điện điều khiển cơ cấu di chuyển, xe con hoặc cầu trục sẽ dừng chuyển động.
b. Thiết bị giảm chấn
Đối với các cơ cấu di chuyển, khi đã ngắt nguồn động lực và phanh, bánh xe vẫn tiếp tục di chuyển thêm một đoạn ngắn nữa rồi mới dừng hẳn là do cịn tồn tại lực quán tính chưa được triệt tiêu hồn tồn, cầu trục cĩ thể va chạm mạnh vào ụ chắn. Để giảm nhỏ lực va chạm ta đặt ở hai đầu mút giá di chuyển các bộ giảm chấn bằng cao su: hình 3.34. Với thiế bị này sẽ giảm nhỏ lực va chạm và tiếng động khi xẩy ra va chạm nhờ lực đàn hồi của các đầu bám cao su (4).
CHƯƠNG IV (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
HƯỚNG DẪN LẮP ĐẶT VÀ SỬ DỤNG CẦU TRỤC
4.1.HƯỚNG DẪN LẮP ĐẶT VÀ SỬ DỤNG CẦU TRỤC 4.1.1. Hướng dẫn lắp đặt.
4.1.1.1. Lắp đặt ray cầu trục trong nhà xưởng.
Qua việc khảo sát thực tế và bản vẽ thiết kế nhà xưởng cơ khí của trường đại học Nha Trang khơng gian làm việc của cầu trục:
Chiều dài : 34 m Chiều rộng : 12 m Chiều cao nâng : 6 m Như phần thiết kế tơi chọn ray KP70.
Bảng 4.1. Các thơng số của ray KP70.
Kiểu ray h1 (mm) h2 (mm) b1 (mm) b2 (mm) r1 (mm) r2 (mm) R (mm) KP70 32,5 24 76,5 120 6 1,5 400
Lắp đặt ray KP70 trên hai bên mặt tường của nhà xưởng với chiều dài ray lớn nhất là 34 m. Ray cần phải áp sát vào tường tựa trên các dầm chữ I, dầm chữ I được đặt dựng đứng theo dọc nhà xưởng cĩ tác dụng nâng ray và cố đinh theo đúng vị trí làm việc của cầu trục. Với chiều dài ray theo nhà xưởng dài 34 m, tơi chọn khoảng cách giữa các dầm chữ I là 3 m với 11 dầm chữ I số hiệu N030 chiều cao 5,6 m. Cố định dầm chữ I vào tường bằng đai ốc. Lắp đặt ray như: hình 4.1
4.1.1.2. Lắp đặt cầu trục.
- Lắp đặt cụm chi tiết của cầu trục: a. Lắp đặt Palăng:
Hình 4.2: Cơ cấu balăng
Balăng điện là một cụm chi tiết đĩng vai trị quan trọng trong cầu trục, Palăng điện di chuyển dọc dưới dầm chữ I nên trong lượng của ba lăng yêu cầu phải nhỏ gọn, hiệu suất lớn đạt yêu cầu kỹ thuật trong sử dụng và lắp đặt. Hầu hết ngày nay balăng điện được các hãng chuyên chế tạo palăng đã tiêu chuẩn hĩa nên cơng việc thiết kế cũng giảm đi nhiều trong các khâu tính tốn ta chỉ việc tính và chọn ba lăng điện phù hợp với yêu cầu đặt ra:
- Cấu tạo balăng điện: palăng điện là cơ cấu nâng hạ vật bao gồm các bộ phận chính như sau:
1. Động cơ điện 2. Hộp giảm tốc
3. Khớp nối giữa trục hộp giảm tốc và trục tang 4. Rịng rọc
5. Mĩc cẩu
6. Tang thu chứa cáp 7. Gối để trục tang
9. Cáp 10. Trục tang - Lắp đặt cụm palăng:
Động cơ điện và hộp giảm tốc và cơ cấu phanh: của palăng được tính và chọn theo tiêu chuẩn của các hãng sản xuất nên chỉ cần mua về và kiểm tra.
Lắp đặt tang và trục tang lại với nhau, và lắp với giá đỡ (8) thơng qua gối đỡ (7),và lắp với trục ra của hộp giảm tốc qua khớp nối tất cả đều dùng bằng bulơng.
Mĩc cẩu (5) liên kết với rịng rọc (4) thơng qua chốt của rịng rọc. Cặp đầu cáp (9) lên tang (6) bằng bu lơng và vít cấy.
b. Lắp đặt cơ cấu di chuyển xe con:
Hình 4.3: Cơ cấu di chuyển xe con
- Cấu tạo cơ cấu di chuyển xe con bao gồm các bộ phận chính như sau: 1. Trục của bánh xe
2. Bánh xe
3. Giá đỡ bánh xe và tồn bộ cơ cấu nâng và di chuyển vật 4. Chốt nối, giữ và cố định giá đỡ 3
5. Hộp giảm tốc 6. Động cơ điện
- Lắp đặt cụm di chuyển xe con:
Động cơ điện và hộp giảm tốc đã được lắp đặt sẵn chỉ việc mua về và lắp ráp. Giá đỡ (3) và chốt nối (4) liên kết với nhau bằng bu lơng.
Giá đỡ (3) liên kết với cum balăng ta sử dụng mối hàn. c. Lắp đặt khung dàn thép: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong bảng vẽ thiết kế khung dàn thép liên kết với nhau chủ yếu là phương pháp hàn nên ta chỉ cần lắp ráp theo bản vẽ thiết kế.
d. Lắp đặt cơ cấu di cầu:
Lắp đặt cơ cấu di chuyển cầu ta cũng dựa theo bảng vẽ thiết kế: nhưng phải chú ý cơ cấu di chuyển cầu liên kết với khung dàn thép chủ yếu bằng bu lơng.
e. Lắp đặt dầm cuối:
Hình 4.4: Kết cấu dầm cuối.
- Cấu tạo của dầm cuối bao gồm các bộ phận chính như sau: 1. Dầm thép chữ I
2. Bánh xe
3. Giá đỡ dầm giữa liên kết với 2 dầm thép chữ I 1 và cố định 2 dầm